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第8章 海洋的自然神韵(4)

黑潮是从我国南海的旁边流过去的,那么,它对我国南海有没有影响呢?根据海洋专家的研究表明,黑潮对我国南海海流的影响也非常大。这是因为,南海通过菲律宾北部的吕宋海峡与太平洋相连,大量的黑潮水流过南海时从吕宋岛北部向西进入南海,在“逛”过了南海北部以后再沿我国东南沿海回到太平洋中。由于“挤”进南海黑潮水中其他海水的数量并不是固定的。因此,南海海流无论是冬季还是夏季都受到黑潮的强烈影响。

黑潮的“蛇形大弯曲”是怎么回事?

除了温度、盐度十分特殊外,黑潮海水的流动形状也比较特殊,呈现明显的“蛇形大弯曲”。所谓“蛇形大弯曲”,也叫“蛇动”,是指黑潮主干流有时会形成像蛇爬那样的弯弯曲曲。科学家们经过调查发现,黑潮的大弯曲发生是在日本的四国岛南岸,向东到达都井岬和潮岬之间以南的海域,主干流突然转向南流,最远流到北纬30度附近,又开始返回北流。当到达本州岛南岸御座岬附近海面时,便又沿着原路径向东北方向流去,这就是世界海洋中规模最大的“大蛇行”海流。这种大弯曲的流路也并非固定不变,它变化的区域很广,其范围东西向大约550千米,而南北向也有460千米。根据我国海洋学家们的调查发现,自从1934年以来,这样的大弯曲共发生过7次,每次持续的时间有长有短,最短的一次只有3年,而最长的一次竟达10年之久。

黑潮的“蛇形大弯曲”对我国和日本等国家的气候变化具有很大的影响。人们发现,如果“蛇形大弯曲”远离日本海岸,那里沿岸的气温就会下降,变得寒冷干燥。相反,则会使日本沿岸气温升高,空气温暖湿润。那么,为什么黑潮可以影响气候的变化呢?这主要是因为黑潮暖流自身拥有大量的热能,黑潮水对大气的加热必然影响到天气系统的发展变化,进而对气候产生影响。每当进入秋末冬初时,只要吐噶喇海峡的水温比往年平均水温高,那么,我国北部平原地区的来年春季降雨量就会比常年多。

黑潮不但直接影响沿途国家的气候,对渔业生产也有重大的影响。最主要的是表现在“海洋锋面”的形成和它对渔场形成的影响上。当两支海流,特别是寒流和暖流相会时,它将使平静的海面受到扰动,引起海水上下翻腾,把下层丰富的营养物质带到表层,促使浮游生物迅速繁殖,渔场也就在这样的条件下形成了。我国享有“天然鱼仓”之称的舟山渔场,就处在暖流和沿岸流之间的“海洋锋面”上。日本东部海区也处在黑潮暖流和亲潮寒流之间的“海洋锋面”上,因而也是世界著名的大渔场。当然,黑潮强暖流也为暖水性鱼类的产卵和幼鱼的搬迁创造了条件。

尽管人类在探索和研究海洋方面已经走过了几千年的历史,但遗憾的是,至今还有许许多多海洋之谜没有揭开,对于黑潮的研究也是如此。例如,黑潮那奇妙的蛇形大弯曲是怎么形成的?尽管许多海洋专家对此进行了大量的研究,提出了一些解释的理论(例如,有的观点认为,黑潮的大弯曲与日本南部海底地形有关),但至今还没有国际公认的理论。由于黑潮流经范围广、影响大,要想了解整个黑潮的变化,揭开黑潮之谜,是件十分困难的事情。近些年来,为了揭示黑潮的形成机制,弄清黑潮“蛇形大弯曲”的变化规律,以及黑潮暖流和大气间的热交换关系等问题,国际间已开展了广泛的科技合作。目前,我国的海洋、气象工作者正在探讨的问题主要有:黑潮中尺度、长周期的变化规律;黑潮对我国气候的影响方式:黑潮对气候的影响机理;黑潮的支流及分布;台湾暖流和黑潮主流的关系;黑潮水的交换方式;深层海流的特征和形成的动力机理;黑潮和厄尔尼诺现象的关系等等。

引潮力是怎么回事?

大家已经知道,潮水的涨落是因为一种力在起作用,这种力就是引潮力。那么,引潮力是怎样被发现的呢?千百年来,人们经过长期观测,逐渐发现了潮汐与月球的关系。古希腊人认为“月亮产生潮汐”。我国东汉时期的王充在《论衡》中指出:“涛(即潮,古代通用)之起也,随月盛衰,大小满损不齐同。”唐代窦叔蒙在《海涛志》这部潮汐专著中也指出:“潮汐作涛,必符于月。”但是,真正从理论上解开潮汐这个谜的,还是300多年前那位万有引力的发现者、大名鼎鼎的牛顿先生。1687年,牛顿提出万有引力定律,并用数学方法证明了潮汐现象确实是由地球、月球和太阳的相对运动及其引力的变化所造成的;月、日引潮力是产生潮汐运动的原动力,它是天体引力的组成部分。太阳对地球的引潮力所引起的潮汐,称为太阳潮。由于太阳与地球的距离是月球与地球距离的389倍。因而,太阳的质量虽大,但对地球的引潮力却远不及月球。月球引潮力是太阳引潮力的2.17倍,地球上的潮汐现象主要受月球支配,月球、太阳以及其他天球的引潮力,总称为天体引潮力。由天体引潮力引起的潮汐现象,就称为天文潮。海洋潮汐主要就是天文潮在海洋中的体现。

地球上只有海洋才有潮汐现象吗?不是的。既然引潮力是一种万有引力,那么,它对地球的各部分都可能引起潮汐。除了海洋潮汐之外,地球上还有大气潮汐和地球潮汐呢。引潮力在大气中引起的潮汐叫大气潮汐,也叫气潮,大气潮汐表现为对气压升降的影响。由于空气质量很小,引潮力对空气的作用只相当于对海水作用的千分之一,因而很不明显。当月球在天顶或天底,即太阴时0时及12时,空气密度最大,大气里发生高潮,而在太阴时6时和18时,则出现低潮。引潮力在地球固体表面引起的潮汐,叫做地球潮汐,也叫地潮或固体潮。地潮表现为地球固体表面的起伏。在月球引潮力的作用下,地球固体表面受力最大的地区,能产生最大幅度为30厘米的起伏。由于地潮相对于地球整体来说太微小,且变化缓慢,因此人们平时是很难感觉到它的存在的。

潮汐有哪些类型呢?

潮汐的类型主要按潮汐特征值的大小和范围把海洋潮汐分为正规的半日潮、正规的全日潮和不正规半日潮、不正规全日潮4种。正规半日潮是指在一个太阴日(即月亮绕地球一周的时间,约24小时50分)内发生两次高潮和两次低潮,两个高潮和两个低潮的潮高都相差不大,两次相邻的潮差基本相等,两次相邻的高潮(或低潮)之间的时间间隔也几乎相等。我国厦门、青岛和塘沽等地属于这种潮汐类型。而正规全日潮的周期为一个太阴日,也就是每隔24小时50分出现一次高潮。这类潮汐在半个月时间内连续有7天以上在一个太阴日内只出现一次高潮和一次低潮,其余天数出现不正规半日潮现象,潮差也不大。南海有许多地区属于这种类型,北部湾是世界上最典型的全日潮海区之一。不正规半日潮是在一个朔望月中的大多数日子里,每个太阴日内一般可有两次高潮和两次低潮;但有少数日子的第二次高潮很小,半日潮特征不很显著。我国台湾的马公、安平及香港等地的潮汐属于不正规半日潮。不正规全日潮是指这类潮汐在一个朔望月中的大多数日子里具有日潮型的特征,但有少数日子则具有半日潮的特征。海南省的榆林、碣石湾和陵水湾等地的潮汐则属于不正规全日潮。

世界各地的潮汐类型和潮差是不同的,有许多地方令人称奇。就拿同一纬度上的加拿大的芬地湾和欧洲的地中海来说,芬地湾以世界上潮差最大而著称,潮差可以达到18米,而地中海的潮差还不到40厘米,甚至有些地方几乎看不出有明显的潮汐涨落。波罗的海和墨西哥湾也属于这样的低潮差海域。在巴拿马运河,河的一端是全日潮特点,另一端是典型的半日潮。更有趣的是太平洋的塔希提岛(社会群岛),它位于南纬17度32分,西经149度34分,那里的潮汐非常特殊,每天高潮差不多都发生在半夜零时和中午的12时,而上午6时和下午6时则发生低潮,当地居民往往可以根据潮汐涨落来估计时间,因此人们称这种潮为“太阳潮”。

涨退潮的规律是怎样的呢?

海水的涨潮落潮是有一定规律的。如果掌握了海潮的涨落时间规律,对人们日常生产和生活都可以带来很多方便。有一种方法可以计算并掌握每天潮水涨落的时间。以青岛为例,青岛附近的海域是正规的半日潮。按正规的半日潮推算,每次潮汐活动的周期为12.4小时多一点,一天涨落两次。也就是每天的涨落潮时间要比前一天推后约0.8小时。有人将每天的高潮时间总结为以下两个公式:

每月的初一至十五,用(阴历日期-1)×0.8+5(点钟);每月的十六至月底,用(阴历日期-16)×0.8+5(点钟)。这两个公式可算出当天几时几分为最高潮,往后推6.2小时即为最低潮时间,而再隔6.2小时又是高潮时间了。

各地潮汐具体的涨落时间不同,主要取决于阴历日期、当地潮汐类型和所在的经度。如果你仔细观察本地的潮汐规律,参照以上公式的拟定方法,就可以定出本地计算潮汐时间的公式了。

潮汐不等现象是怎么回事呢?

海洋潮汐在各地区并不是相同的。就是在同一点,每天的涨落潮的潮高也是不一样的。也就是说,海洋潮汐在做简单重复运动的同时,还会出现一些潮汐不等现象。潮汐不等现象也有多种表现形式。一个太阴日内,相邻的高潮和低潮的潮高和潮时不等的现象叫日不等。一个月内大潮、小潮依次更替,潮差变化两个周期的现象叫半月不等。此外,还有月不等、年不等及多年不等现象存在。农历每月朔(初一)和望(十五日或十六日)时,太阳、月球和地球正处在同一直线上,日、月的作用互相叠加,潮差就会出现极大值,此时称为大潮;每月上弦(初八左右)和下弦(二十二日或二十三日)时,太阳、地球、月亮的中心连线呈直角,作用力相抵消,潮差便出现极小值,称为小潮或方照潮。而月球经过赤道时,相邻高潮和低潮的不等现象很小,此时称为赤道潮。月球在南、北赤纬最大的位置附近时,潮汐不等现象最大,此时称为回归潮。春分和秋分前后,太阳的赤纬最小,如月球运动至赤道附近。这时潮汐的不等现象最小,称为分点大潮;夏至和冬至前后。太阳的赤道纬度最大,若月球的赤纬也较大,则潮汐不等现象最大,相应的潮汐又叫至点大潮。

世界上海潮潮差最大的地方在哪里?

芬迪湾是世界海潮潮差最大的海湾。它位于大西洋西北部,在北美洲加拿大东南沿海,呈东北一西南向的长条形。湾长150多千米,湾口宽50多千米,面积9300平方千米。平均深度75米,最大水深214米,芬迪湾的名称来源于葡萄牙语,它的意思就是深深的海湾。

芬迪湾形状狭长,湾口大,湾顶小,像个长口的喇叭形,这便于潮波能量的汇聚,在湾顶处集中,由于潮水在这里无处疏泄而受阻,急速隆起而成为高潮。据观测,这里的湾口潮流流速为103厘米/秒,湾顶处达205厘米/秒。在湾顶的米纳斯小湾处落潮流速竟高达560厘米/秒。它的最大潮差,曾观测到21米高的记录,成为世界上最壮观的涌潮。

中国第一部潮汐史是什么?

中国的第一部潮汐史为《海潮辑说》,是清代俞思谦编撰的。它成书于清干隆四十六年,也就是1781年。全书分上下两卷,合3万余字,上卷6章,论述潮汐成因;下卷14章,主论河口潮汐、外国潮汐以及应潮泉和应潮物等。作者是浙江海宁人,因为海宁位于钱塘江最好的观潮地,所以作者可进行实地观察。作者经总结有关潮汐历史资料,终于撰写成了中国这本第一部潮汐史专著。该书总结了中国古代学人对潮汐成因的各种认识,并确认《周易》是阐述潮月说的最早著作。书中所保存的潮史文献,为后人研究中国潮汐学史提供了宝贵资料。

中国潮差最大的地方在哪里?

说起中国潮差最大的地带要属浙闽沿岸了。在那里,大部分沿岸的潮差都为4米~5米,最大潮差在7米以上。我国杭州湾的最大潮差可达8.9米,难怪会出现钱塘江大潮的奇观呢。

南海的潮差一般比渤、黄、东海小,以广东西部沿岸、北部湾潮差较大,一般在4米以上;最大潮差出现在北部湾顶端的北海港,高达7米。在渤海中,辽东湾的潮差最大在5米以上。黄海沿岸的潮差一般为2米~4米,成山头附近不足2米,青岛平均大潮潮差3.8米,江苏沿海从琼港至小洋口一带平均在3.9米以上。长沙港北的潮差最大,为8.4米。为什么我国的最大潮差会出现在杭州湾呢?原因是这样的,海湾是洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域,一般以入口处海角之间的连线或入口处的等深线作为与洋或海的分界,而海湾中的海水可以与毗邻海洋自由沟通。因此,那里的海洋状况与邻接海洋很相似。而涌潮又是一种特殊的潮汐现象,它主要发生在三角形或喇叭形的河口或港湾,当河口上游的深度急剧变小时,涨潮、落潮的海水深度变化就非常大。钱塘江河口就是这种情况,它具备涌潮出现的天然条件,又因为中国沿海的潮波主要是由太平洋传入的,而浙江沿岸、杭州湾一带又首当其冲,这也是造成钱塘江涌潮的一个重要原因。

钱塘江潮涌的发生与钱塘江河口的地形有密切的关系。那么,钱塘江河口是怎样形成的呢?钱塘江河口不是一开始就有的,而是经过慢慢演变而形成的。大约在6000年前,钱塘江河口就已经形成了。近2000年来,杭州湾又南涨北塌,北岸的五盘山沉入了湾中,日复一日的潮水将泥沙向西带入乍浦与闻家堰间,堆积成130千米长的水下沙坝,这个沙坝对涌潮的形成起着重要的作用。每年秋分前后,地球、太阳和月球处在同一线上,引潮力最大,这时的潮汐叫秋分点大潮;此时东海沿岸又适值雨季,海面升高,东风及东南风盛行,风助潮势,涌潮景象更为奇丽,历来是观潮的最佳时节。

中国海区的潮汐有什么特点?

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