潜入深邃的海洋(奇趣科学探索之旅)
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

洋流:生态系统的平衡器

洋流又称海流,是指大洋表层海水常年大规模地沿一定方向进行的较为稳定的流动,对地球表面环境有着巨大的影响。

流与寒流

如果洋流的水温比到达海区的水温高,称为暖流;反之,则称为寒流。一般从低纬度流向高纬度的洋流为暖流,从高纬度流向低纬度的洋流为寒流。

海流

大风吹拂着海面,推动海水流动,表层的海水又带动深层的海水,形成大规模的海水运动。这种洋流叫作风海流,又称作漂流或者吹送流。

风海流是洋流的主要形式,大部分海洋水体运动的动力都来自大气运动。由于海岸和海底的阻挡及摩擦作用,洋流在近海岸和接近海底处,与在开阔海洋上有很大的差别。

度流

辽阔的大海上,有的海域受到烈日的炙烤,有的海域暴雨一下就是几天,有的海域冰山渐渐融化,有的海域海水冻结成冰。

在这样的情况下,不同海域海水的盐度和温度就有差别,从而也导致了海水密度的不同。海水密度变小,体积会变大,海平面会升高;反之,海水密度变大体积会减小,海平面会下降。不同的海域之间就产生了高度差,海水会从高处流向低处,造成海水的运动。这种由重力和密度差所导致的高密度流体向低密度流体下方侵入的活动,就是密度流。

偿流

一处海域的海水流向其他海域,这个海域的海水就变少了,这时,周围海域的海水就会流向这里,这样形成的洋流叫作补偿流。补偿流有两种:一种是水平方向的,另一种是垂直方向的。

然渔场

洋流经过的海域,海水受到扰动,会将深层的营养成分带到表层,有助于鱼类的大量繁殖。世界四大渔场的形成都与洋流活动有关。

在寒流和暖流交汇的地方,海水流速大大降低,几乎停滞不前。鱼群一般习惯顺着洋流运动,一旦海水停滞,鱼群也会停下来,就像有看不见的障碍物阻挡着它们,交汇的地方被称为“水障”。这种“水障”会令鱼群集中起来,形成较大的天然渔场。

节气候

洋流有着调节气候的巨大作用,洋流系统能促进地球高低纬度地区的能量交换。暖流将低纬度的热量向高纬度传输,寒流可以降低温度、增加湿度。假如没有洋流,赤道附近将热得寸草不生,南北极也会冷得无法居住。

地球上的洋流系统好比一台精密的仪器,其中的任何一个环节出了差错,都会对人类的生活产生巨大影响。德国波茨坦气候影响研究所研究发现,由于气候变化的加速,北大西洋环流自20世纪中叶以来已减弱15%。这种变化曾在2010年至2019年间导致美国大西洋某些海平面骤然上升了12厘米。如果环流继续减弱,海平面上升的速度将持续加快,进而给周围人们的生活造成重大影响。

流能

洋流发电是利用洋流推动涡轮发电机来发电的。我国洋流能的开发虽然起步较晚,但是目前已经取得了巨大的成功。2016年,我国台湾省的一个科研团队成功利用黑潮进行了发电。

黑潮是太平洋洋流的一部分,经过台湾东部海域,稳定而且流量充足。于是,该团队建立了水深900米的深海系泊系统与浮式平台,搭载低转速洋流能涡轮机,在每秒1.27米的流速下,平均发电功率可达26.31千瓦时。该平台也致力于测试不同洋流流速下的发电效率差异,为以后的洋流利用积累数据。

2017年7月,世界装机功率最大的林东模块化大型海洋能发电机组项目在我国浙江省舟山市通过专家验收。这标志着我国海流能发电已攻克“稳定”难题,成为世界上继英国、美国之后,第三个实现海流能发电并网的国家。

为了捕获更多的水流能量,加拿大蓝色能源公司还设想了一个新方案:在河流的入海口建设大桥,桥梁处安装涡轮机。这样做不仅能将对鱼类栖息环境的影响降到最小,而且入海口水流集中、湍急,可以使涡轮机获得更多的动力。