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第9章 海洋与环境(1)

海浪

坐过海轮和到过海边的人,都会发现,辽阔的海洋几乎没有平静的时候,即使在风平浪静的日子里,大海也是微波涟漪,不会真正地静下来。至于惊涛骇浪,那种躁动的力量,则不得不令人叹服。

在美国西部太平洋沿岸的哥伦比亚河入海口附近,有一座高高的灯塔,旁边的小屋里住着一个灯塔看守人。1894年12月的一天,一个黑色怪物突然击穿屋顶迅猛地撞了下来。吓坏了的看守人,哆哆嗦嗦地走近黑色怪物一看,原来是一块重达64千克的大石头。

经过勘察和专家的细心研究,发现这块石头是被巨大的海浪卷到40米的高空后,又不偏不倚地砸到了看守人居住的小屋上,演出了飞石穿顶的惊险一幕。

海浪能有那么大的力气吗?海洋学家的回答是:有。据测定,海浪拍岸时给海岸的冲击力每平方米可达20—40吨。大的甚至可达50—60吨。巨浪冲击海岸时,能激起60—70米高的浪花。在英国苏格兰的威克港,一次大风暴中,巨浪曾将1370吨重的混凝土块移动了10多米;斯里兰卡海岸上的一座高60米的灯塔,也曾经被印度洋袭来的海浪打坏;有人看到过一个巨大的海浪甚至把13吨重的巨石抛到10米高的空中。

1952年12月16日,一艘美国轮船正航行在地中海意大利西部附近的海面上。此时正值狂风大作,突然,船上爆发出一声震耳欲聋的巨响,整个船体在瞬间被折成两半。一半被抛上了海岸,重重地落在沙滩上;另一半连同14名船员一起被冲入大海,葬身鱼腹。

这次海难事故发生后,引起了人们的普遍关注。经过反复的调查研究,排除了人为破坏的种种可能,终于找到了真正的罪魁祸首,原来就是海浪。

说到这里,你想必该明白了,那块落入灯塔看守人小屋里的石头,对于力大无穷的海浪来说,难道不是一个任其玩弄于股掌之上的小小玩物吗?

咆哮的西风带

俗话说:“无风不起浪”。这形象地说明了风与浪的密切关系。这种因风而引起的波浪,也称风浪。

世界海洋上有许多著名的风暴区,风急浪高,推波助澜,给航行带来很大困难。太平洋、南印度洋、孟加拉湾、阿拉伯海、墨西哥湾、北海以及南非好望角附近海域,都是以风浪著称的海区。

位于南半球中高纬度的南非好望角附近海区,正处在著名的“咆哮的西风带”,在强劲的盛行西风控制下,全年约有100多天浪高都在6米以上,特大的巨浪高15米左右,是世界上风浪最大的海区之一。过去,这里曾被称为“风暴角”,后来,才改名为“好望角”。

位于欧洲大陆与大不列颠岛之间的北海,也经常有风暴发生和巨浪出现。风暴期间,北部风浪高达8—10米,南部也达6—7米。1949年和1953年曾发生了两次特大风暴潮,出现过危害很大的风浪。1953年1月31日那一次风暴,掀起十几米高的巨浪,水位比平均高潮水位高出3.7米,致使荷兰西海岸和英国东海岸许多地方被海水淹没,2000多人丧失生命。1979年12月15日,北海海域又遭受了一次特大风暴的袭击,狂风以每小时90公里的速度席卷海面,掀起的巨浪高达15米。这次大风暴,除造成船只遇难外,还使沿岸的港口设施和居民的生命财产遭受极大的损失。

世界上最高的风浪可以超过30米,船只航行中遇到它是十分危险的。

1956年4月2日,前苏联考察船曾在澳大利亚东南部麦阔里岛以南600公里的海面上,拍摄到浪高24.9米的壮观的风浪照片。1933年1月6日,美国海船“拉马波”号在菲律宾至美国西海岸的太平洋中航行时,测到的海浪高达34米,当时风速达每小时126公里,这是目前人们观测到的世界海洋中最高的风浪。

无风三尺浪

看到这个小标题,你也许会想,这不是与前面提到的“无风不起浪”自相矛盾吗?然而,这两种说法都有道理。

居住在西部印度群岛小安的列斯群岛上的居民,经常在风和日丽的时候,看见海岸边上也出现很高的波浪,有时浪高竟达6米以上,而且可以持续两天或更长一点的时间。他们都不明白是怎么回事。后来,经过科学家长期的观察和研究,发现这些波浪并不是当地“土生土长”出来的,而是从大西洋遥远的中纬海区“邮递”过来的。

原来,风浪在形成过程中获得大量的能量,风停以后,波浪仍可继续向前传播,有时甚至能传到很远的无风区去。这就是在风和日丽的条件下也能涌起巨浪的缘故。所谓“无风三尺浪”、“风停浪不停,无风浪也行”,就是这个道理。这种在风停止、减弱或转向以后所残存的波浪,以及从远处传到无风海区的波浪,就叫做涌浪,也称为长浪。

风浪的传播速度很快,涌浪的传播速度更快。涌浪可以日行千里,远渡重洋,传播到很远的海区去。因此,涌浪也会“跑”在风暴前头,向人们报告“风暴随后就到”的信息。在晴朗的日子里,海面上如果发现涌浪,而且浪越来越急,越来越大,就可能有强烈活动的气压中心正在向这里移近。例如,在我国的东海沿岸,当台风中心在400海里之外的太平洋上向海岸移动时,当地即可以观察到由台风中心传出来的涌浪。所以在海滨广泛流传着一句谚语:“无风来长浪,不久狂风降。”

前面我们讲的海浪,都发生在海洋的表面,那么,在海洋深处有没有波浪现象发生呢?

海洋水是具有连续性和黏滞性的巨大水体,海面发生运动形成波浪时,波浪会向下传播。只是,由于海水深度的增加,波动的阻力也随之增大,能量逐渐消耗,波浪逐渐变小,以至全失。一般说,波浪运动传播的深度多为400米左右。所以尽管海洋表面巨浪滔天,深海水仍然是一片宁静的。

在某些海域,虽然海洋表面没有波浪,但深海内部却有较强的水体波动现象,被人们称为内波,应该指出的是,这种内波与发生在海面上的波浪是根本不同的。

可怕的海啸

当我们盛赞“大海是个聚宝盆”、“大海是个药材库”的时候,切莫忘了,大海发起狂来也很可怕,比如说海啸。海啸,是一种特殊的海浪,是由火山、地震或风暴引起的一种海浪。海啸波,在大洋中不会妨碍船只的正常航行,但近岸时却能量集中,具有极大的破坏力。

由于海底或海边地震,以及火山爆发所形成的巨浪,叫做地震海啸。通常在6.5级以上的地震,震源深度小于20—50公里时,才能发生破坏性的地震海啸。产生灾难性的海啸,震级则要有7.8级以上。

世界上有记载的由大地震引起的海啸,80%以上发生在太平洋地区。在环太平洋地震带的太平洋西北部海域,更是发生地震海啸的集中区域。海啸主要分布在日本环太平洋沿岸,太平洋的西部、南部和西南部、夏威夷群岛,中南美和北美沿岸等地。世界上最常遭受海啸袭击的国家和地区,主要有日本、印度尼西亚、智利、秘鲁、夏威夷群岛、阿留申群岛、墨西哥、加勒比海地区、地中海地区等。我国是一个多地震的国家,但发生海啸的次数并不多。

1883年,在东南亚的巽他海峡中,由于喀拉喀托火山喷发,产生了一次极强的海啸,掀起的巨浪高达35米,使印度尼西亚岛屿沿岸遭到严重破坏,同时毁坏了巽他海峡两岸的1000多个村庄。巨浪迅速在大洋中传播,急速穿过印度洋,绕过非洲南端的好望角进入大西洋,仅32个小时就传到英国和法国的沿海地带,其距离大约相当于地球圆周一半的路程。这次海啸,也使东印度群岛遭到惨重的损失。

1946年4月1日凌晨,夏威夷群岛万籁俱寂,憩睡的人们正在享受美梦的甜润。突然,海水奔腾咆哮地猛冲上来,使海岸边较高的地方也被海水吞没,几分钟后海水又迅猛地溃退而去,以至平时不见天日的海底珊瑚礁也露了出来,成片来不及逃走的鱼儿搁浅在海滩上乱蹦乱跳;15分钟后,海水以比第一次更凶猛的势头再一次猛扑上岸,人们清楚地看到一堵高大直立的“水墙”迅速地向前推进。如此来回数次,三个小时后,海面才恢复了平静。这次海啸给夏威夷带来深重的灾难,使163人死亡,大批房屋倒塌,海水深入内陆1公里以上,海港中停泊的一艘17000吨海轮被抛到岸上,一块重约13吨的石头被抛到20米以上的高空。估计经济损失达2500万美元。这次海啸是相距数千公里的阿留申海域海底地震爆发引起的,海啸波每小时推进约820公里,到群岛沿岸浪高达8米。

1960年5月,南美洲智利沿海海底爆发了多次强烈的地震,从而引起了一次震惊世界的海啸。这次海啸,在智利沿岸抛起10米高的波浪,使南部320公里长的海岸遭难。海啸还以每小时700公里的惊人速度,用不到一天的时间传到太平洋的西岸。致使日本群岛的东海岸沿岸遭受到严重破坏。在海啸浪涛的袭击下,共有1000多户房屋被卷走,2万公顷土地被淹没,有的海船被掀到了岸上。

有的海啸是由台风、强低压、强寒潮或其他风暴引起的巨浪,称为风暴海啸,在世界大洋中,印度洋的孟加拉湾沿岸,是世界上风暴海啸危害最严重的地区。例如,1970年11月12日,印度洋上的飓风袭击了孟加拉沿岸,席卷了整个哈提亚岛,波浪高达20米,夷平了很多村落,50多万头牲畜被海水溺死,并使30万余人丧生,100万人无家可归。

目前,人们发现的世界上最高的海啸,是在美国阿拉斯加州东南的瓦尔迪兹海面上由地震引起的海啸,浪高达67米,大约相当于20层楼之高!

造成海啸最主要的原因是海底地壳发生了断裂,有的地方下陷,有的地方上升,引起强烈的震动,产生出波长特别长的巨大波浪,传到岸边或海港时,使水位暴涨,冲向陆地,产生巨大的破坏作用。1923年9月1日著名的日本大地震发生时,横滨就受到过海浪的冲击,几百座房屋被带进海里。事后发现,那里附近的海底不仅断裂开来,而且有巨大的移动,隆起与下陷的部分高度相差达270米,难怪造成了恶浪滔天的景象。

海底火山喷发也会造成海啸。像1983年,爪哇附近喀拉喀托岛上的火山喷发时,在海底裂开了300米深的坑,激起的海浪高达35米,造成极其惨重的损失。水下火山的喷发,还会使海水沸腾,使大量的鱼类和海洋生物遭到灭顶之灾。

因海斜坡上的物质失去平衡而产生的海底滑坡现象,也能引起海啸。另外,受到风暴袭击时,海面可升到异乎寻常的高度,产生“风暴海啸”。我国北方沿海就受到过寒流海啸的袭击,东南沿海也常受到台风海啸的袭击。

人类活动也能造成海啸,比如试验核武器时,巨大的水下核爆炸同样能引起海啸。不过能量要小得多,不至于造成大的灾难。

海浪,特别是巨浪和海啸,给人们的生产和生活带来极大的危害,那么,人们能不能赶在危害到来之前,就比较准确地预报海浪消息,从而最大限度地减少或免除灾难呢?回答是肯定的。

海浪预报是根据影响海浪的生成、发展和消衰的各种条件,结合海浪的基本状态进行计算而作出的。比如说,海啸波的传播速度比海啸浪的前进速度快得多,人们便可以依据监测到的海啸波的情况作出判断和预报。目前海浪预报尚不十分完善。但是尽管如此,人们借助于已有的监测手段,已经能够在很大程度上减少海啸带来的危害了。

洋流

海洋中的海水,按一定方向有规律地从一个海区向另一个海区流动,人们把海水的这种运动称为洋流,也叫做海流。

海流与河流是不一样的。海流比陆地上的河流规模大,一般长达几千公里,比长江、黄河还要长,宽度则相当于长江最宽处的几十倍甚至几百倍。

河流两岸是陆地,河水与河岸,界限分明,一目了然;而海流在茫茫大海中,海流的“两岸”依然是滔滔的海水,界限不清,难以辨认。

海洋中的这种“河流”,曾经协助过许多航海者。哥伦布的船队,就是随着大西洋的北赤道暖流西行,发现了新大陆;麦哲伦环球航行时,穿过麦哲伦海峡后,也是沿着秘鲁寒流北上,再随着太平洋的南赤道暖流西行,横渡了辽阔的太平洋。

海洋中的这种“河流”,还可以为人们传递信息。航行在海洋上的船员,有时把装有各种文字记录的瓶子投进海洋,就好像陆地上的人们把信件投入绿色的邮筒一样。这种奇异的“瓶邮”,为人类认识洋流、传送情报做出过重大贡献,也发生过许多非常有趣的故事。

1956年的一天,美国的一个叫做道格拉斯的年轻人,从佛罗里达州的海港驾着游艇驶向大海,打算在海上玩个痛快。他的妻子则在家里准备了一顿丰盛的晚餐,等待着他的归来。可是,他这一去便杳无踪影,尽管海岸防卫队出海反复搜寻,也没有发现任何线索。

两年后,美国佛罗里达州的有关部门突然收到一封来自澳大利亚的来信。打开一看,里面有一封信和一张没有填上数字的银行支票,支票上的签名正是失踪的道格拉斯。支票上的附言写道:“任何人发现这张字条,请将此支票连同我的遗嘱寄往美国佛罗里达州迈阿密海滩我的妻子雅丽达·道格拉斯收。由于引擎出故障,我被吹向了远海。”信上说,支票和附言是在澳大利亚悉尼市北部的阿伏加海滩上一个封紧的果酱瓶子里发现的。

美国的佛罗里达海岸距离澳大利亚的悉尼,大约有4.8万公里。小小的果酱瓶,横渡辽阔的大西洋漂到非洲,再横渡印度洋进入太平洋,最后来到遥远的澳大利亚海滨。

再看下面这个故事。

1980年,我国海洋科学工作者去南太平洋进行了一次科学考察。返航途中,横渡赤道时,考察船上有一位名叫周镭的科学工作者,突然想起人们在海上用瓶子传递信息的事,便急忙给妻子写了一封信。

他把写好的信装进信封,在右角上贴了一张印有五星红旗图案的邮票,并在左上角画了一个箭头指向“中国”二字,还用英语和俄语加以注明,然后把信装进一个啤酒瓶内,用白蜡密封,在考察船穿过赤道的时候投入茫茫的大海。

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