作者：余海文
出版社：汕头大学出版社
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海洋：大海其实没多大试读：
前言
科学探索是认识世界的天梯，具有巨大的前进力量。随着科学的萌芽，迎来了人类文明的曙光。随着科学技术的发展，推动了人类社会的进步。随着知识的积累，人类利用自然、改造自然的的能力越来越强，科学越来越广泛而深入地渗透到人们的工作、生产、生活和思维等方面，科学技术成为人类文明程度的主要标志，科学的光芒照耀着我们前进的方向。
因此，我们只有通过科学探索，在未知的及已知的领域重新发现，才能创造崭新的天地，才能不断推进人类文明向前发展，才能从必然王国走向自由王国。
但是，我们生存世界的奥秘，几乎是无穷无尽，从太空到地球，从宇宙到海洋，真是无奇不有，怪事迭起，奥妙无穷，神秘莫测，许许多多的难解之谜简直不可思议，使我们对自己的生命现象和生存环境捉摸不透。破解这些谜团，有助于我们人类社会向更高层次不断迈进。
其实，宇宙世界的丰富多彩与无限魅力就在于那许许多多的难解之谜，使我们不得不密切关注和发出疑问。我们总是不断地去认识它、探索它。虽然今天科学技术的发展日新月异，达到了很高程度，但对于那些奥秘还是难以圆满解答。尽管经过古今中外许许多多科学先驱不断奋斗，一个个奥秘被不断解开，推进了科学技术大发展，但随之又发现了许多新的奥秘，又不得不向新问题发起挑战。
宇宙世界是无限的，科学探索也是无限的，我们只有不断拓展更加广阔的生存空间，破解更多的奥秘现象，才能使之造福于我们人类，我们人类社会才能不断获得发展。
为了普及科学知识，激励广大青少年认识和探索宇宙世界的无穷奥妙，根据中外最新研究成果，编辑了这套《青少年科学探索营》，主要包括基础科学、奥秘世界、未解之谜、神奇探索、科学发现等内容，具有很强系统性、科学性、可读性和新奇性。
本套作品知识全面、内容精炼、图文并茂，形象生动，能够培养我们的科学兴趣和爱好，达到普及科学知识的目的，具有很强的可读性、启发性和知识性，是我们广大青少年读者了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科普读物。
解密海和洋的差别
洋洋指海洋的中心部分，是海洋的主体，面积广大，约占海洋总面积的89%。它深度大，其中4000米至6000米之间的大洋面积占全部大洋面积的近3/5。大洋的水温和盐度比较稳定，受大陆的影响较小，又有独立的潮汐系统和完整的洋流系统，海水多呈蓝色，并且水体的透明度较大。
世界的大洋是广阔、连续的水域，通常分为太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。有的海洋学者还把太平洋、大西洋和印度洋最南部的连通的水体单独划分出来，称为南大洋。海
海是大洋的边缘部分，约占海洋总面积的11%。它的面积小，深度浅，水色低，透明度小，受大陆的影响较大，水文要素的季度变化比较明显，没有独立的海洋系统，潮汐常受大陆支配，但潮差一般比大洋显著。
海按其所处的位置和其他地理特征可以分为3种类型，即陆缘海、内陆海和陆间海。
濒临大陆，以半岛或岛屿为界与大洋相邻的海，称为陆缘海，也叫边缘海，如亚洲东部的日本海、黄海、东海、南海等；伸入大陆内部，有狭窄水道同大洋或边缘海相通的海，称为内陆海，有时也直接叫作内海，如渤海、濑户内海、波罗的海、黑海等。介于两个或3个大陆之间，深度较大，有海峡与邻近海区或大洋相通的海，称为陆间海或叫地中海，如地中海、加勒比海等。
此外，根据不同的分类方法，还可以把海分成许多类型。例如，按海水温度的高低可以分为冷水海和暖水海，按海的形成原因可以分为陆架海、残迹海等。
四大洋的附属海有很多，据统计共有54个海。太平洋西南部的珊瑚海，面积达479平方千米，是世界上最大的海。介于地中海和黑海之间的马尔马拉海，面积仅为11000平方千米，是世界上最小的海。海湾
海湾是海或洋伸入陆地的一部分，通常三面被陆地包围，并且深度逐渐变浅和宽度逐渐变窄的水域。例如，闻名世界的“石油宝库”波斯湾仅以狭窄的霍尔木兹海峡与阿曼湾相通。海湾的形成主要有3个方面的原因。
一是由于伸向海洋的岩海岸带岩性软硬程度不同，软弱的岩层不断遭到侵蚀而向陆地凹进，逐渐形成了海湾；坚硬部分向海突出形成岬角。
二是当沿岸泥沙纵向运动的沉积物形成沙嘴时，使海岸带一侧被遮挡而呈凹形海域。
三是当海面上升时，海水进入陆地，岸线变得曲折，凹进的部分即成海湾。海湾由于两侧岸线的遮挡，在湾内形成波影区，使波浪、潮汐的能量降低。沉积物在湾顶沉积形成海滩。
当运移沉积物的能量不足时，可在湾口、湾中形成拦湾坝，分别称为湾口坝、湾中坝。
不过，海与湾有时也没有严格的区别，比斯开湾、孟加拉湾、几内亚湾、墨西哥湾、澳大利亚湾等，实际上都是陆缘海或内陆海。海峡
海峡是两端连接海洋的狭窄水道。它们有的分布在大陆或大陆之间，有的则分布在大陆与岛屿或岛屿与岛屿之间。全世界共有海峡1000多个，其中适于航行的约有130个，而经常用于国际航行的主要海峡有40多个。
例如，介于欧洲大陆与大不列颠岛之间的英吉利海峡和多佛尔海峡，沟通太平洋与印度洋的马六甲海峡，被称为波斯湾油库“阀门”的霍尔木兹海峡，我国东部的“海上走廊”台湾海峡，沟通南大西洋和南太平洋的航道麦哲伦海峡，以及作为地中海“门槛”的直布罗陀海峡等。阅读延伸海洋是地球表面除陆地水以外的水体的总称，人们习惯上称它为海洋。其实，海和洋就地理位置和自然条件来说，是海洋大家庭中的不同成员。可以这么说，洋犹如地球水域的躯干，而海连同另外两个成员海湾和海峡则是它的肢体。
海流成因的发现
海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。海流比陆地上的河流规模大，一般长达数千米，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，河水与河岸界线分明，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，界线不清，难以辨认。海洋中的这种海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。海流没有被发现的原因
1856年，一名水手在海滩的沙层中发现了一个黑色的涂满了沥青的椰子球，劈开后里面是一封羊皮纸信，是1498年意大利航海家哥伦布在第二次西航途中给西班牙国王和王后的一封信。那么，它是如何漂到这里来的呢？其实，它是海洋中的“河流”，即海流带来的。
长期与海洋打交道的海员和渔民都知道海洋中有海流存在。它们像陆地上的河流，日复一日沿着比较固定的路线流动着。只是河流两岸是陆地，河岸就像是固定的目标可做比照，一望就知道河流是在流动着的。
海流两边仍然是海水，肉眼很难把它分辨出来，因而在很长一段时间里，海流没有被人们发现。关于海流的观测
人们为了认识海流，从18世纪末期起便开始利用一种叫漂流瓶的东西进行对海流的观测。在这种漂流瓶里装有一封信，信上写了该瓶的投放者、投放的时间和地点等，并要求拾到者向投放者报告拾到的时间和地点。
100多年来，人们总共投放了约15万个漂流瓶，进行着海流的观测研究，从而知道了整个海洋中约有32条海流，其中最大的海流宽数百千米，长上万千米，规模非常巨大。
它们把热带高温的海水带向寒带水域，又把寒带海域的冷水带向热带。它们的运动不断地影响着沿途的气候。船员们也就利用这种海流流动的本领进行送信件、递情报。海流成因
第一种成因海面上的风力驱动形成风生海流。由于海水运动中黏滞性对动量的消耗，这种流动随深度的增大而减弱，直至小到可以忽略，其所涉及的深度通常只为几百米，相对于几千米深的大洋而言是一个薄层。
海流形成的第二种原因是海水的温盐变化。因为海水密度的分布与变化直接受温度、盐度的支配，而密度的分布又决定了海洋压力场的结构。
实际上海洋中的等压面往往是倾斜的，即等压面与等势面并不一致，这就在水平方向上产生了一种引起海水流动的力，从而导致了海流的形成。另外，海面上的“增密效应”又可直接地引起海水在铅直方向上的运动。海流形成之后，由于海水的连续性，在海水产生辐散或辐聚的地方将导致升、降流的形成。风海流是风玩的把戏吗
如果风总是朝着一个方向吹，那么会怎样呢？风在海洋表面吹过时，风对海面的摩擦力，以及风对波浪迎风面施加的风压，迫使海水顺着风的方向在浩瀚的海洋里做长距离的远征，这样形成的洋流被称为风海流。
风海流受地球自转偏向力的影响，表面海水的流动方向与风向发生偏离。北半球表面海流的流向偏往风向的右方，而南半球则偏向左方，即北半球向右偏，南半球向左偏。
表面海水的流动，由摩擦力带动了下层海水也发生流动；由于自上而下的层层牵引，深层海水也可以流动，只是流速受摩擦力的影响越来越小。到达某一深度时，流速只有表面流速的4.3%左右。这个深度就是风海流对深层水域影响的下限，被称为风海流的摩擦深度，大洋中一般在200米至300米深处。阅读延伸海流规模比起陆地上的巨江大川要大出成千上万倍。海水流动可以推动涡轮机发电，为人们输送源源不断的绿色能源。我国的海流能源很丰富，沿海海流的理论平均功率为1.4亿千瓦。
海流的功与过
海流对气候的影响海流对气候的影响很大，它不仅使沿途的气温升高或降低，延长或缩短暖季或寒季的持续时间，而且能够影响降水量的多少和季节的分配。
北太平洋西部的黑潮暖流尽管没有贴近亚洲大陆边缘流动，但对我国的气候却有明显的影响，有这样几件事引人深思。
1953年，黑潮的平均位置向南移动了大约170千米；第二年，我国的江淮地区雨水滂沱，出现了百年未见的水灾；1957年和1958年，黑潮的平均位置又较之往年北移了。结果，1958年，我国的长江流域梅雨减少，发生旱灾，而华北地区大雨倾盆，形成水灾。
有些科学工作者研究了黑潮变动与旱涝灾害的相互关系，发现我国东部沿海地区的气候受黑潮暖流的影响很大。海流对海洋生物的影响
在寒、暖流交汇的海区，海水受到扰动，可把下层丰富的营养盐类带到表层，使浮游生物大量繁殖，各种鱼类到此觅食。同时，两种海流汇合可以形成“潮峰”，是鱼类游动的障壁，鱼群集中，形成渔场。
在有明显上升流的海域也能形成渔场。此外，海流的散播作用是对海洋最直接和最重要的影响，它能散布生物的孢子、卵、幼体和许多成长了的个体，从而影响海洋生物的地理分布。海流对海洋交通业的影响
一般说来，顺着洋流航行的海轮要比逆着海流行进的海轮速度明显加快。例如，1492年，哥伦布第一次横渡大西洋到美洲，用了37天才到达大洋彼岸。
1493年，哥伦布再次做环球旅行，从欧洲出发后，他先向南航行了10个纬度，然后再向西横渡大西洋。结果，只用了20天时间就完成了横渡的全部航程，其实是海流帮了他的大忙。
原来，第一次航行时，哥伦布的船队是从加那利群岛出发，逆着北大西洋暖流航行的，所以航速较慢。
第二次航行时，船队先是顺着加那利寒流向南航行，然后又顺着北赤道海流一直向西。同时，哥伦布船队远航时正好偶然进入了盛行的东北信风带，顺水顺风，速度自然比较快。
例如，北大西洋西北部，从加拿大北极群岛与格陵兰岛附近海域，南下汇聚成的拉布拉多寒流，在纽芬兰岛东南海域同墨西哥湾暖流相遇。冷暖海水交汇，使这里经常存在一条茫茫的海雾带。它每年还从北冰洋或格陵兰海带来数百座高大的冰山漂浮而下，有许多进入湾流或北大西洋暖流中，给海上航行带来了严重的威胁。世界第一大海洋暖流
湾流不是一股普通的海流，而是世界上第一大海洋暖流，也称墨西哥湾流。墨西哥湾流虽然有一部分来自墨西哥湾，但它的绝大部分来自加勒比海。
当南、北赤道流在大西洋西部汇合之后，便进入加勒比海，通过尤卡坦海峡。其中的一小部分进入墨西哥湾，再沿墨西哥湾海岸流动，海流的绝大部分是急转向东流去，从美国佛罗里达海峡进入大西洋。
这股进入大西洋的湾流起先向北，然后很快向东北方向流去，横跨大西洋，流向西北欧的外海，一直流进寒冷的北冰洋。它的厚度为200米至500米，流速为每秒2.05米，输送水量为黑潮的1.5倍。
湾流蕴含着巨大的热量，所散发的热量恐怕比全世界一年所用燃煤产生的热量还要多。由于它的到来，英吉利海峡两岸的土地每年享受着湾流带来的巨大热能。如果拿同纬度的加拿大东岸加以对照，差别更为明显：大西洋彼岸的加拿大东部地区，年平均气温可低至零下10摄氏度，而同纬度的西北欧地区可高至10摄氏度。
湾流与黑潮相比，无论在水量、热量和盐量输送等方面，都大于黑潮。此外，对于邻近大陆气候的影响来说，湾流也比黑潮来得显著。
据估计，湾流每年向西北欧每千米海岸输送的热量约相当于燃烧6000万吨煤炭所放出的热量。事实上，在湾流及其延续体北大西洋暖流流经的海区，气温和水汽含量均较周围海区高得多。暖湿空气在强劲的西风吹送下，可以到达西北欧大陆内部，这对形成西北欧暖湿的海洋性气候有重要的作用。
因此，西北欧大陆上生长着苍翠的混交林和针叶林，而在同纬度的格陵兰岛上则大部分是终年严寒并被巨厚的冰层覆盖的冰原区。
湾流弯曲的形成、断开以及涡旋与主流的相互作用，是一种复杂的海洋动力学过程。有关这类现象的研究，已成为当前海洋动力学研究中最活跃的课题之一。关于湾流弯曲和涡旋的研究，不仅具有深刻的理论意义，而且对于海况监测和预报，以及渔业和沿岸水的污染物排放等实践问题也有重要的意义。
例如，观测发现，沿美国北卡罗来纳州至佐治亚州海岸移动的湾流涡旋会引起海水强烈的垂直混合。大量的营养盐类会被带到陆架水中，并使陆架水的温度降低。由涡旋带来的水量，要比当地每年的入海河川径流量约大10倍。
1911年，美国国会展开了一场激烈辩论。内容既不是军备预算，也不是总统候选人名单，而是一件关于抢夺海流的提案。
议员们为什么要抢夺海流呢？他们要抢夺的不是一股普通的海流，而是世界上第一大海洋暖流湾流。
日本科学家崎宇三郎也富有想象力地提出建议：填平深20000米、宽10000米的鞑靼海峡，以阻挡来自鄂霍次克海的寒流南下，提高日本海域的海水温度，使日本北海道和东北地区气候转暖。
改造海洋暖流使气候变暖至今仍是纸上谈兵，能否可行并付诸实施，还得看今后科学技术的发展。解读海洋暖流和寒流黑潮
太平洋纵贯南北半球，是世界上面积最大的大洋，在赤道至南北纬40度到50度的范围内，南北各有一个大洋环流。
北太平洋的北赤道洋流长达14000千米，宽数百千米，平均每天流动距离约35千米。北赤道洋流大致从中美洲西部海域开始，向东向西流动，至菲律宾群岛，主流沿群岛东侧北上形成黑潮。
黑潮是北赤道洋流的延续，温度高，盐度大，水色呈现蓝黑色，透明度大，是世界上仅次于湾流的第二大暖流。
亲潮发源于白令海峡，沿堪察加半岛海岸和千岛群岛南下，又被称为千岛寒流。
亲潮比黑潮规模小，流至北纬30度至40度附近的海区，与黑潮汇合，折向东流，并与阿拉斯加暖流共同组成逆时针方向流动的副极地环流。
秘鲁寒流从南纬45度左右的西风流开始，经智利、秘鲁、厄瓜多尔等国沿海北上，直达赤道海域的加拉帕戈斯群岛附近，流程长达4500多千米，是世界大洋中行程最长的一支寒流。
它的平均宽度在智利海岸附近为180多千米，秘鲁沿海为450多千米，流速每昼夜约11千米，水温在15摄氏度至19摄氏度之间，比邻近海区的水温低7摄氏度至10摄氏度，是世界著名的寒流之一。阅读延伸黑潮是世界海洋中第二大暖流。只因其中海水看上去蓝若靛青，所以被称为黑潮。其实，它的本色清白如常。但由于海的深沉，水分子对折光的散射，以及藻类等水生物的作用等，外观就好似披上了黑色的衣裳一样。
海洋的呼吸潮汐
潮汐的解释世界上大多数地方的海水每天都有两次涨落。白天海水上涨，叫作潮；晚上海水上涨，叫作汐。
海水为什么会时涨时落呢？这个问题从古代起就引起了人们的注意。直至英国物理学家牛顿发现了万有引力，潮汐的秘密才有了科学依据。月亮引潮力
现在人们弄清了潮汐现象主要是由月球的引潮力引起的。这个引潮力是月球对地面的引力，加上地球、月球转动时的惯性离心力所形成的合力。
月亮像个巨大的磁盘，吸引着地球上的海水，把海水引向自己。同时，由于地球也在不停地做圆周运动，海水又受到离心力的作用。一天之内，地球任何一个地方都有一次对着月球，一次背着月球。对着月球地方的海水就鼓起来，形成涨潮。
与此同时，地球的某个背着月球一点上的惯性离心力也最大，海水也要上涨。所以，地球上绝大部分地方的海水每天总有两次涨潮和落潮，这种潮被称为“半日潮”。而有一些地方，由于地区性原因，在一天内只有一次潮起潮落，这种潮被称为“全日潮”。太阳引潮力
不光月亮会对地球产生引潮力，太阳也具有引潮力，只不过比月球的要小得多，只有月球引潮力的5/11。但当它和月球引力迭加在一起的时候，就能推波助澜，使潮水涨得更高。
每月农历初一时，月亮和太阳转到同一个方向，两个星球在同一个方向吸引海水；而每月农历十五，月亮和太阳转到相反的方向，月亮的明亮部分对着地球，一轮明月高空挂，这时，两个星球在两头吸引海水，海潮涨落也比平时大。
我国人民把初一叫“朔”，把十五叫“望”，因此这两天产生的潮汐就叫“朔望大潮”。军事应用
1661年4月21日，郑成功率领25000名将士从金门岛出发，到达澎湖列岛，进入台湾攻打赤嵌城。
郑成功的大军舍弃港阔水深、进出方便，但岸上有重兵把守的大港水道，而是选择了鹿耳门水道。
鹿耳门水道水浅礁多，航道不仅狭窄，而且有荷军凿沉的破船堵塞，所以荷军此处设防薄弱。
郑成功率领军队趁着涨潮航道变宽且深时，攻其不备，顺流迅速通过鹿耳门，在禾寮港登陆，直奔赤嵌城，一举登陆成功。
1939年，德国布置水雷，拦袭夜间进出英吉利海峡的英国舰船。德军根据精确计算潮流变化的大小及方向，确定锚雷的深度和方位，用漂雷战术取得较大战果。赤潮因何而起
赤潮，被喻为“红色幽灵”，是一种异常的生态现象，发生的原因也比较复杂。关于赤潮发生的机理，虽然至今尚无定论，但是赤潮发生的首要条件是赤潮生物增殖要达到一定的密度。否则，尽管其他因素都适宜，也不会发生赤潮。
在正常的理化环境条件下，赤潮生物在浮游生物中所占的比重并不大。但是由于特殊的环境条件，使某些赤潮生物过量繁殖，便形成赤潮。
水文气象和海水理化因素的变化是赤潮发生的重要原因。海水的温度是赤潮发生的重要环境因素，20摄氏度至30摄氏度是赤潮发生的适宜温度。
科学家发现一周内水温突然升高2摄氏度以上，是赤潮发生的先兆。另外，海水的化学因子如盐度变化也是促使生物因子赤潮生物大量繁殖的原因之一。
盐度在26至37的范围内，均有发生赤潮的可能。但是当海水盐度在15至21.6时，容易形成温跃层和盐跃层。温跃层、盐跃层的存在为赤潮生物的聚集提供了条件，易诱发赤潮。
由于径流、涌升流、水团或海流的交汇作用，使海底层营养盐上升到水上层，造成沿海水域高度富营养化。营养盐类含量急剧上升，引起硅藻的大量繁殖。这些硅藻过盛，特别是骨条硅藻的密集常常引起赤潮。
这些硅藻类又为夜光藻提供了丰富的饵料，促使夜光藻急剧增殖，从而又形成粉红色的夜光藻赤潮。
据监测资料表明，在赤潮发生时水域多为干旱少雨，天气闷热，水温偏高，风力较弱，或者潮流缓慢等水域环境。
海水养殖的自身污染，也是诱发赤潮的因素之一。在养殖虾的过程中，人工投喂大量配合饲料和鲜活饵料。导致池内残存饵料增多，严重污染了养殖水质，为赤潮生物提供了适宜的生物环境，使其增殖加快。
自然因素也是引发赤潮的重要原因，赤潮多发除了人为原因以外，还与纬度位置、季节、洋流、海域的封闭程度等诸多自然因素有密切联系。阅读延伸在被称为“赤潮生物”的63种浮游生物中，其中硅藻有24种，甲藻有32种，蓝藻有3种。我国己有赤潮资料记载的赤潮生物达25种。其余的38种在我国海域均有分布，只是尚未形成过赤潮而已。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]