玩转地理 | 湾流,你往哪里流?

洋流,又称海流,是指海洋中沿一定方向大规模流动的海水。形象地讲,洋流就是海洋中以水平流动为主的“河流”。海水的流动(海流),主要是受风力、大气压力变化(气压梯度力)、引潮力、地转偏向力(科里奥利力)和湍流摩擦力等作用。此外,海底地形、海岸轮廓和岛屿等也会对洋流造成一定的影响。

全球的大洋环流,促进了高低纬度间热量的输送和交换,对全球热量平衡具有重要意义。洋流对流经海区的沿岸气候(暖流增温增湿,寒流降温减湿)、海洋生物分布和渔业生产(寒暖流交汇或上升补偿流,海水扰动,下层营养盐类带到表层,利于浮游生物繁殖)、航海(洋流可为航海提供辅助动力,但寒流及寒暖流交汇时易形成海雾,对海上航行有所影响)等都有影响,这种影响又在深刻地影响着人们的生产和生活。

根据成因分,可分为风海流(大气运动和近地面风带,是海洋水体运动的主要动力。盛行风吹拂海面,推动海水随风漂流,并且使上层海水带动下层海水流动,形成规模很大的洋流。例如,南北半球盛行西风和信风所形成的洋流)、密度流(由于各个海区的水温、盐度不同,导致海水密度分布不均,引起海水的流动。例如,连接地中海与大西洋的直布罗陀海峡就形成了密度流)和补偿流(由风力和密度差异所形成的洋流,使出发海区的海水减少,而由相邻海区的海水来补充,这样形成的洋流,称为补偿流。补偿流有水平、垂直两种。垂直补偿流又分为上升流和下降流。例如,秘鲁附近的海区就有上升流)。

行星风系是全球洋流系统的主要塑造者,即洋流形成最主要的原因是由于长期定向风的风力推动。按海流的温度与其流经区海水温度相比较,又可把海流分为暖流(比流经区海水温度高的洋流)和寒流(低于流经海区的海水温度)。暖流往往从低纬流向高纬,寒流一般从高纬流向低纬。

墨西哥湾暖流(湾流)是副热带环流中的重要组成部分,也是世界上最强大的一支洋流。它的形成与大西洋上空的大气环流直接相关。在大西洋赤道附近,南北半球的信风推动着赤道南北两侧的海水自东向西流动,形成赤道暖流,在到达大陆东岸(大洋西岸)后,受到美洲大陆的阻挡,分为南、北两支,大部分沿海岸向较高纬度流去(此外,还有一小股海水回头向东形成赤道逆流),向南的一支沿南美洲海岸南下形成巴西暖流。

其中,向北的一支流至安的列斯群岛(属于西印度群岛,在加勒比海)附近,称为安的列斯洋流。安的列斯洋流大部分转向西北,小部分与北上的圭亚那暖流汇合,向西穿过小安的列斯群岛,进入加勒比海。然后,这股汇合起来的洋流通过尤卡坦海峡(墨西哥湾和加勒比海之间的海峡),注入了墨西哥湾,经过墨西哥湾时海水温度进一步升高。

最后,这股暖流在绕湾一周后,从佛罗里达海峡(美国佛罗里达半岛与古巴岛、巴拿马群岛之间的海峡)流出,并与自东南而来的安的列斯暖流的大部汇合,形成了著名的墨西哥湾暖流。湾流在40°N附近进入西风带,受西风的作用,折向东呈扇形展开,即为北大西洋暖流。它的大部分通过不列颠群岛与冰岛之间,继续向东北流入挪威海,注入北冰洋。北大西洋暖流的“小股势力”在伊比利亚半岛附近向南沿欧、非海岸南下,形成加那利寒流,到佛得角群岛附近与北赤道暖流首尾相接,构成了顺时针方向的环流。

湾流,是世界上最强大的暖流,它的宽度达43—108海里(1海里约为1.852千米),深度为200—700米,每小时流速3—4海里,水温约在24℃左右。湾流之所以势力大而且水温高,是与其形成条件分不开的。湾流的水源大部分来自赤道附近,水温很高。同时,湾流汇集、输出的中转站是墨西哥湾,处于副热带高气压带控制下,平均水温高达27—28℃,它使湾流增加了热量。

由于墨西哥湾水位高于附近的大西洋洋面,而水流的出口只有一个宽约80—150千米的佛罗里达海峡。因此,狭管效应,加快了洋流的通过速度。当接近切萨皮克湾(美国东海岸中部,是大西洋由南向北伸入美洲大陆的海湾)时,来自马尾藻海的(小)洋流加入,使流量加大到每秒7500一9000立方米,几乎是世界另一支强大暖流——日本暖流(黑潮)的两倍。

湾流以它强大的势力,带着充足的热量,沿北大西洋东缘北上,给其流经区大陆沿岸带来一定的热量和降水。因此,欧亚大陆的西岸的气温比东岸高得多,最冷月(1月)0℃等温线在大陆东岸位于35°N附近,在西岸却沿挪威海岸北上,直至北极圈内,东西相差30个纬度。

其中,处于北极圈内的(俄罗斯)摩尔曼斯克港(70°N),由于湾流(北大西洋暖流)的影响,成为世界上纬度最高的不冻港。湾流的暖湿水汽也向陆上输送,在西风环流作用下深入欧洲,成云致雨。因此,欧洲西岸(温带海洋性气候),终年湿润,年平均降水量可达1000毫米。

注意:“湾流”多指从墨西哥湾发源的洋流,但是对于“湾流”所包括的范围,各方莫衷一是。一般来说,湾流是指南赤道暖流的北支西北流经安的列斯群岛,同北赤道暖流的一部分汇合,进入墨西哥湾,后从佛罗里达海峡流出,与安的列斯洋流汇合,沿北美洲东岸自西南向东北而上,在40°W附近,湾流延伸向东,至欧洲西北沿岸,最后经挪威海,进入北冰洋的整个暖流系统。

实际上,湾流系统可分为3个组成部分:一是系统的主体段,即从美国东岸哈特勒斯角(北卡罗来纳州外滩群岛哈特拉斯岛上的岬角)向东至纽芬兰浅滩(加拿大纽芬兰岛之东南方的一个海底高原)流势最盛的一段洋流,即墨西哥湾暖流;哈特勒斯角以南为起始段,称为佛罗里达暖流;纽芬兰浅滩以东为延续段,称为北大西洋暖流。

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