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发布时间:2020-05-30 06:15:40

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作者:科普图鉴编辑部

出版社:人民邮电出版社

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海洋大百科 彩绘图解版

海洋大百科 彩绘图解版试读:

前言

海洋是地球上面积最大的水体的总称。中心部分称作洋,边缘部分称作海,彼此沟通组成统一的水体。海洋总面积约为3.6亿平方千米,约占地球表面积的71%,人类赖以生存的大陆与海洋比较起来,只是一个“小不点”。

海洋有许多神秘之处,海水为什么是蓝色的?潮汐是怎么回事儿?海洋中为什么还有江河在滚滚流动?海底火山怎么回事儿?海底深处藏着什么秘密……人类在认识和了解海洋的过程中,积极地寻找着答案。尽管一个个谜团不断被破解,但直到如今,许多海洋之谜仍然没有答案。

海洋是生命的摇篮。浩瀚的海洋中栖息着形形色色的生物,有身躯庞大的鲸鱼、身材迷你的磷虾、性情凶猛的海狮、随海波摇曳的海葵……它们是丰富多彩的海洋世界中的一员,是海洋的儿女。你知道吗,人类曾经也是海洋中的一员。有一种说法提出,人类是从海洋中爬上陆地的海猿进化而来的。

海洋是岛屿的家园。冰天雪地的世界第一大岛格陵兰岛、景色迷人的夏威夷群岛、凶险且美丽的大堡礁、在海洋中“漂移”的塞布尔岛……它们有的是火山喷发形成的岛,有的是珊瑚虫筑成的礁,还有那在海水中时隐时没的小屿。这些岛屿有它成长的历史,也有的至今依然人迹罕至。

海洋是厮杀的战场。号角连天,炮火隆隆,硝烟弥漫——强大的雅典帝国在西西里海战中一败涂地,俄国太平洋舰队在对马海峡喋血,黄海海域北洋舰队与日舰捉对厮杀……多少战舰被击沉,多少士兵阵亡,汹涌的海浪涤荡了多少海洋战争的印记,只剩下那些沉睡在海底的残舰作为历史的见证。

海洋是探险家的乐园。海洋的尽头在哪里?海洋的彼岸是什么地方?如何打通北冰洋航道、西北航道……各国海洋探险家前仆后继、乘风破浪、不畏生死,一个个地理标识勾勒在世界地图上。人类应该记住他们的名字:白令、麦哲伦、巴伦支、南森……

海洋更令人敬畏。人类乘船从大洋此岸直达彼岸,海洋带给人类无限的交通便利。不过,喜怒无常的海洋也是无数海难事故的肇事者、海难的事发地。古往今来,有多少游船、客轮、油轮覆没,有多少人在海难中死亡……海洋时而展示它强悍的一面。

海洋知多少、海岛知多少、海洋生物知多少、海洋灾难知多少、海洋战争知多少……《海洋大百科(彩绘图解版)》将一一告诉你答案!科普图鉴编辑部2015年5月  第一章 扑朔迷离的海洋现象

地球上的陆地和海洋总面积约5.1亿平方千米,其中海洋面积约3.6亿平方千米,约占全球总面积的71%。浩瀚的海洋对人类而言有着很多神秘之处:

海水为什么是蓝色的?

海水为什么又苦又咸?

海雾是怎么回事?

海底有奇珍异宝吗?

……

这里将带你认识海洋!为你揭开答案!海水为什么是蓝色的

海水为什么是蓝色的呢?20世纪30年代,第一位获得诺贝尔物理学奖的亚洲人——印度物理学家拉曼给出了答案。1921年,拉曼赴英国参加物理学会议。在游船上,他用自己制作的仪器观察海水的颜色,发现把天空的蓝色消除后,海水的蔚蓝色更加诱人。这是什么原因呢?经过数年探求,他得出一个答案——海水的蓝色与反射太阳光有关。印度著名物理学家拉曼

平时,我们眼中的太阳光是无色透明的,但实际上它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种可见光组成的。这7种光线的波长各不相同,照射入海水时,波长较长的红、橙、黄等色先后被逐渐吸收,而波长较短的蓝、青光遇到海水分子等微细的悬在海洋里的浮体时,会向四面散射和反射。因此海水对蓝色光束吸收得特别少,反射得特别多,海水越深,就有越多的蓝色被折射到水面上来。因此,人们看到的海洋大多是蔚蓝色的。

海水也有其他颜色

凡事都有例外,海水大部分是蓝色的,但有的也呈现其他颜色。例如,阿拉伯半岛和非洲大陆之间的狭长海域——红海,海水看起来便是淡红色的。什么原因?红海海水温度较高,含盐量丰富,故海水中繁殖了大量的红褐藻类,红色海藻为海水“镀”上了一层红色。

另外,中国的黄海,特别是近海海域,海水的颜色大体上是土黄色的,而且呈混浊状。这是因为黄河流经黄土高原,夹带了大量的泥沙入海,将黄海海水染黄。蓝色的海水海水为什么又咸又苦

海水是什么味道?喝过海水的人会告诉你:又咸又苦,难以入口。

海水是盐的故乡

海水中含有多种盐类,如氯化钠、氯化镁、硫酸镁、碳酸镁等,含量达到3.5%。氯化钠也就是食盐,约占盐类总量的90%。氯化镁是点豆腐所用卤水的主要成分,味道是苦的。

全世界海水中共含多少盐呢?如果把世界的海水全部蒸发干,海底将积满60米厚的盐层;如果将海水中的盐全部提取出来平铺到陆地上,陆地的高度将增加153米。

海水含这么多的盐,难怪它入口又咸又苦!

海水中的盐从哪里来

一些科学家比较了海水和河水,研究雨后的土壤和碎石后,认为海水中的盐分来自陆地上的土壤和岩层。天空降雨落到地面,雨水汇集流入江河,江河水再流入大海。水在流动过程中会冲蚀、溶解各种土壤和岩层,使它们析出盐类物质,这些盐类随水流入海。日积月累,海水经过不断蒸发,盐的浓度就越来越高。陆地中的盐分随河流入海

另外,大洋底的火山喷发、海底岩浆溢出,也会使海水的盐分增加。

口渴为什么不能喝海水

海水含盐量非常高,约是人体血液含盐量的4倍。人喝海水会使体内总渗透压升高,虽然暂时可以解渴,但不久就会大量排出尿液,导致体内水分大量丧失,结果只会感觉更口渴。死海淹不死人的秘密

在以色列、约旦和巴勒斯坦之间,有一片南北长86千米、东西宽5千米~16千米不等的海域。这就是赫赫有名的死海。

死海之奇

一奇:海面无浪。海面无风三尺浪,可死海海面却没有潮起潮落,可谓波澜不惊。

二奇:鲜见生物存在。死海水中不生水草,鱼、虾等动物也没有。就连沿岸陆地上也少见生物,飞鸟都不来这里觅食。死海之名也因此而来。

三奇:淹不死人。不会游泳的人掉进死海后,会自动漂浮在海面上,淹不死。据说公元70年,古罗马军队占领耶路撒冷城,统帅狄度为了惩罚反抗者,将多名战俘投进死海,想淹死他们。结果战俘无一淹死,全部安全漂回了岸边。狄度认为有神灵在护佑战俘,于是把他们全部赦免了。人躺在死海中不会下沉

死海为什么淹不死人

一般海水的平均盐度为35‰,而死海的盐度高达300‰,是一般海水的8倍多。据估计,死海海水中含氯化镁220亿吨、氯化钠120亿吨、氯化钙60亿吨、氯化钾20亿吨、溴化镁10亿吨。死海岸边有大量的盐结晶析出。

物体在水中是沉还是浮,取决于物体与水的密度比。当物体的密度大于水的密度时,物体会下沉入水;物体密度小于水的密度时,则会漂浮在水面。死海的海水密度超过人体的密度,人落入死海后,自然不会下沉。

死海为什么含盐量奇高

死海的东西两岸都是高达几百米的悬崖绝壁,北部是泥泞地,南部是沮洳地,只有约旦河和哈萨河等几条河流注入,却没有排水的渠道。附近分布着荒漠、砂岩和石灰岩层,水中所溶解的盐类长期积聚在水内。日积月累,死海的含盐量越积越高,以致水中“寸草不生”,人入水也不会淹死。

非洲阿萨勒湖含盐量世界最高

死海不是地球上含盐量最高的水体,它只能屈居第二位,非洲阿萨勒湖的含盐量超过死海。阿萨勒湖位于非洲东部偏北,吉布提中部,南北长16千米,东西宽6.5千米,湖水盐度高达325‰。海洋淡水从何处来

众所周知,海水含有很多盐分,又苦又咸,不能饮用。然而在世界海洋中,有些地方的海水却是甜甜的淡水。

哥伦布远航中的奇遇

1489年,意大利航海家哥伦布在远航中发现了特立尼达岛和部分南美洲海岸。当他的船队航行至奥里诺科河河口时,船上的淡水即将用尽,船员为争夺船上所剩的一点淡水爆发了争斗,一名船员被抛入大海。意大利航海家哥伦布

落水船员喝了一口海水,惊喜地大喊:“淡水!淡水!”果然不假,探险员所逗留海域的海水不咸不苦,居然是可饮用的淡水。船员们停止了淡水争夺战,远航得以继续。

海洋淡水来自哪里

海洋中出现淡水现象,主要有以下两种原因。

1.来自雪水、大气降水

雪水或雨水在毗邻海洋的陆地表面汇集后,一部分会渗入地下。如果地下的透水层、岩层层面或裂隙向海倾斜,而且下面又有不透水层的话,渗入地下的水就会在重力的作用下,沿地下透水层、岩层层面或裂隙流入海底,一旦遇有出口,地下水受到水位差的压力,便会像泉水一样上涌,从而形成海洋中的淡水。

例如,在美国佛罗里达岛东海岸,大规模的石灰岩层从陆地一直延伸到海底,那里便有淡水从海底的石灰岩溶洞中喷涌上来。倾斜的地下水层

2.河流淡水入海

一些大江大河入海口的江河水量大势猛,入海时会在海水中冲出一片“淡水区”。

例如,在非洲西海岸刚果河河口附近的海域,航行的船舶虽然远离大陆有150千米,也能在大西洋中取得淡水。考察结果是,海水下面有一条宽阔的海底河谷,它是刚果河河槽延伸到大西洋底下的部分。刚果河的河流区域面积居世界大河第二位,每秒钟流出的水有3.9万立方米,它的淡水源源不断地沿着河谷流入海中,从而形成“海洋淡水区”。

神奇的玉带泉

中国福建省南部的漳浦县古雷半岛的东面,有一个盛产紫菜的菜屿岛,距菜屿岛500米的海面有一片淡水区,即玉带泉。

南宋统治者杨太后、少帝等人被元兵追杀,逃至海上。船行至菜屿岛附近,众人口渴,却无淡水可饮。杨太后取下少帝的玉带投入海中,并向神灵祈祷。果然,海水中冒出甘泉,此泉后被命名为“玉带泉”。海平面是水平的吗

海平面是水平的吗?许多人都认为海平面是平的。他们还给出理由说,湖面是平的,缓缓流淌的河面是平的,容器内的水也是平的,所以海平面肯定是平的。果真如此吗?人造卫星观测技术应用于海洋科学

随着人造地球卫星测量技术在海洋科学中的广泛应用,科学家发现,海平面与陆地的地表一样,上下起伏幅度很大,有的甚至达数千千米的差距。这种变化是人站在陆地的一隅难以察觉的。

海面三大隆起区、三大凹陷区

据观测所知,世界大洋的海面有3个较大的隆起区:非洲东南的印度洋海域,海面最高点高出平均海面48米;北大西洋海域,海面最高点高出平均海面68米;澳大利亚东北的太平洋海域,其海面最高点比平均海面高出76米。

全球海洋中还有3处凹陷较大的海域:美国加利福尼亚以西的太平洋,最低点凹陷深度为56米;加勒比海海域的最低点下凹68米;印度半岛南面的印度洋,其最低点低于平均海面112米。

这样看来,在赤道圈上西经10°和东经140°附近,海面外拱上隆;西经170°和东经80°附近,海面内弯下陷。海平面隆起和下陷的最大差距为200米。

海面为什么不平呢

全球大洋的海水是相通的,且能够自由流动,为什么会出现海平面不平的现象呢?海洋科学家给出了以下两点解释。

其一,由于地球表面环境因素(如温度、气压、风力等)的作用,海水的密度不同,海面承受压力不同,从而对海平面产生影响。

就地球的外部来说,地球各处的气温固然不同,气压也不相同。一般来说,气温高时,因热胀冷缩的作用,海水的密度就小;反之,其密度就大。当海水的密度大时,海水是要下沉的。同样,某一海域在大气压的作用下,海面下沉时就会把海水挤到别处去。这样,在海水密度和气压的作用下,海水流动必然造成海面的隆起与凹陷。海洋受地球表面环境因素影响

其二,地球各处的重力场不同,海水受力也不同,因此造成海面的凹陷与隆起。

在地球上,同一物体在不同的地点受到的引力是不同的。离地心越近,重力越大。静止的液体表面应当处处与重力垂直,也就是处于“等重力位面”上。否则,在重力差的作用下,液体自然会流动,直到表面各质点重力相等为止,海平面也是一个“等重力位面”。可是,由于地球本身是一个庞大而复杂的固体,地球的内部质量分布并不均匀,在质量大的地方会在海面产生正重力异常,在质量小的地方会产生负重力异常,所以海水每时每刻都处在不同重力的条件下,海面自然会因为受力不同而产生隆起和低凹。

以上只是宏观的解释,形成海平面不平的自然因素可能还有许多,有待海洋科学家们进一步研究。

中国的海平面变化

受冰川融化等因素影响,近年来海平面有上升的趋势。据测定,近年来中国沿海海平面平均上升速率为2.5毫米/年,略高于全球海平面的上升速率。

测量海平面,有一个作为参考的海拔高度标准值,中国以青岛港验潮站的长期观测资料推算出的黄海平均海面作为零点。海水为什么会冰封

每年冬天来临,世界上许多江河湖泊会受冷空气的影响,出现结冰和冰封等现象,可是海洋依然波涛汹涌。因此,海水给人的印象是不会结冰的。

海水为什么不会结冰,而江河会结冰呢?海水含盐度非常高,使海水的冰点在零下2℃,比淡水的冰点0℃要低。即使达到结冰的温度,由于海水上下层密度不一、对流强烈以及受洋流、风暴和潮汐等影响,海水也很难结冰。

其实,海水在某些严冬季节也会结冰,甚至出现冰封海面的现象。海洋通常情况下不结冰

中国海洋结冰现象

中国大陆周围的海洋结冰现象较多,主要出现在渤海和黄海。据记载,最近七八十年来,中国渤海曾经出现过4次较大的冰封。如下所示。海水冻结成冰山

1936年冬季,渤海南部的莱州湾西岸出现了海岸与海水冻结在一起的固定冰,宽度达30千米。

1969年2月至3月间,渤海出现了一次特别严重的海冰现象。整个渤海海面几乎全被海冰覆盖,沿岸处处可见冰的堆积,其高度一般为两米,最高的达9米以上;大沽河入海口外形成了冰山。黄海北部结冰的范围达到了30米海水等深线附近。

海洋为何结冰

海水结冰,需要具备以下3个基本条件。

一是气温低于海水温度,海水的热量大量散失。

二是相对于水开始结冰时的温度,已有少量的过冷却现象。

三是水中有悬浮微粒、雪花等杂质凝结核。

说简单点,海水只有在寒潮频频爆发、空气较长时间处于低温情况下,才会结冰。

海冰是什么样子

海冰初生时,一般呈针状或薄片状的细小冰晶;如果温度继续降低,大量冰晶凝结,会形成黏糊状或海绵状冰。进一步冰结后,就会形成漂浮在海面上的冰皮或冰饼,即莲叶冰。海面布满莲叶冰后,便开始向厚度方向延伸,形成覆盖海面的灰冰和白冰。

按冰的运动状态,海冰可分为固定冰和流冰两大类。固定冰与海岸、海底或岛屿冻结在一起,随海面升降;流冰漂浮在海面,随海面风向和海流向各处移动。

海冰硬度也不同。海冰硬度取决于冰龄、盐度和温度等因素。新冰比老冰硬度大,低盐度的海冰硬度比高盐度的海冰要大,海冰不如淡水冰坚硬。

海水冰封的影响

海洋冰冻,除影响气候外,还会给航行中的船只带来危险。

如1969年渤海大冰封,海冰覆盖整个渤海长达50天之久。海冰流经的航道上,所有的浮鼓灯标都被砸烂冲走。41米长的“海二井”石油钻井平台被彻底摧毁。进出天津塘沽港的123艘客货轮船中有58艘被海冰夹住,只能随冰漂移。有的船只被迫搁浅,有的船只被海冰挤压变形导致进水……渤海航运和捕捞生产完全瘫痪。

海冰真有这么大的破坏力吗?专家推算,一块面积为6平方千米,高1.5米的流冰,推力可达40兆牛顿,足以推倒巨大的海上工程建筑。

黄海20世纪冰冻记录

黄海胶州湾地处温带,有“不冻的海湾”之誉。20世纪,这里也发生过数次冰封现象。

1917年1月,胶州湾的海面90%被封冻,冰厚达1米。坚冰将日本的“西京丸”货轮拒之于港外。

1936年1月,胶州湾东部封冰,海冰上可行车。

1956年严冬,胶州湾冰封,冰最厚处达30厘米。港口航道内的浮标被浮冰破坏。

1980年2月,胶州湾90%的海面被海冰封住。海水为何会越来越酸

2012年,一个海洋科研小组忧心忡忡地指出:目前,海洋酸化的速度是3亿年来的最高值!

什么是海洋酸化

海洋酸化是指海水吸收大气中过量的二氧化碳后逐渐变酸的过程。人类需要呼吸,需要活动,需要从事生产,在这些过程中会向大气中排放二氧化碳。二氧化碳并非安分地待在空气中,它会以每小时100万吨以上的速率被海洋吸收。在吸收过程中,二氧化碳与海水发生化学反应,释放出氢离子,使得海水的pH值下降。海水本应是弱碱性,海洋表层水的pH值约为8.2。但到2012年,海水表层pH值降低了0.1。这意味着海水酸性增加,海洋正在变酸。

海洋变酸的危害

海洋pH值哪怕只有0.1的变化,也足以改变海水的种种化学平衡,使多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁。

海水酸化最先受到影响的是海洋中的钙化生物——海洋酸化会降低海水中碳酸钙的饱和度,钙化生物的钙化速度会大幅降低,进而影响到它们的生长和发育。软体动物、棘皮动物、珊瑚、钙化藻类等生长速度也都会出现不同程度的下降,特别是珊瑚类,其钙化速度平均降低30%。海洋酸化还将迫使藤壶的成活率明显下降。

另外,海洋酸化还可能通过食物链造成原本不同种间的配子受精成功并形成杂交种,造成种质混乱,影响物种间的相互作用及生态系统的稳定性。例如,一些浮游动物在喂食酸化海水中生长的浮游植物后,繁殖率显著下降。

总而言之,海洋酸化将使海洋生态系统变得更为复杂且充满不确定性。珊瑚软体动物潮汐——潮涨潮落的秘密

潮汐是指海面垂直方向周期性涨落的现象。白天海面的涨落,人们称为“潮”,而把夜间海面的涨落叫作“汐”。不少人把这种现象比喻为“大海的呼吸”。

潮涨潮落的形成

潮汐的形成是海洋受太阳、月球天体引力作用的结果。

地球绕太阳公转,月球又绕地球转动,当它们三者连成一条直线时,即每个月的农历初一(朔)或十五(望),月球和太阳的引潮力是一致的,两种力量迭加在一起,就会使海水出现大潮;当每个月的农历初七八(上弦)或二十二、三(下弦)时,月球对地球的引潮力与太阳对地球的引潮力互相垂直,太阳引潮力削弱了月球引潮力,因而海水就出现了小潮。

实际上,大潮往往发生在朔望后两三天,小潮大都出现在上、下弦后两三天,其原因是海水在流动过程中受到本身粘滞性和海底地形因素的影响造成的。太阳、月球与潮汐现象的关系

潮汐的三大分类

1.半日潮

包括规则半日潮和不规则半日潮两种。

规则半日潮是指在一个太阴日(24小时50分)内发生两次高潮和两次低潮,周期为半个太阴日(12小时25分钟)。相邻的两次高潮和两次低潮,高度几乎相等,涨潮历时与落潮历时也几乎相等。

不规则半日潮有两种类型。第一种潮型虽表现为不规则,但是有规律可循;第二种潮型极不规则,无规律可循。在一个太阴日内发生的两次高潮和两次低潮中,相邻的两次高潮和两次低潮高度不等,而涨潮历时和落潮历时大约是相等的。半日潮

中国黄海、渤海、东海(直至东山岛)多为不规则半日潮。

2.全日潮

又称正规日潮规则日潮。

规则日潮是在一个太阴日里每天只有一个高潮和一个低潮,相邻的两个高潮和两个低潮约略相等,其潮位曲线为对称的余弦曲线。

3.混合潮

可分为半日潮为主的混合潮和全日潮为主的混合潮。

半日潮为主的混合潮:在多数日子里,一个太阴日内出现两次高潮和两次低潮。

全日潮为主的混合潮:在大潮时每天只有一个高潮和一个低潮,而且相邻的两个高潮和两个低潮高度相差不大;小潮时,则每天出现两个高潮和两个低潮。混合潮

中国南海多为半日潮为主的混合潮和全日潮为主的混合潮。

潮差

也叫潮幅,是指在一个潮汐周期内,高潮位与低潮位之差,它体现了潮汐作用的强弱。科学家依据潮差,对潮汐海岸作了如下分类。

◎潮差大于5米的为强潮差海岸。

◎潮差3.5~5米的为中至强潮差海岸。

◎潮差2~3.5米的为低至中潮差海岸。

◎潮差1~2米的为小至低潮差海岸。

◎潮差小于1米的为小潮差海岸。

就中国来讲,东海沿岸的潮差较大,渤海和黄海沿岸潮差居中,而南海沿岸潮差则较小。掌握沿海各处的潮差及其规律,对于科学地开发、利用海洋的意义非常重大。海流——海洋中流淌不息的江河

海流又名洋流,指海水因热辐射、蒸发、降水、冷缩等影响而形成密度不同的水团,受风应力、地转偏向力、引潮力等作用而大规模相对稳定地流动。海流与海潮一样,都属于海水的运动形式,不同的是,海潮是海水在垂直方向的周期性涨落,而海流是海水在水平方向上的周期性流动。

海流的分类:暖流、寒流

按照海水的温度高低,海流可分暖流、寒流两大类。

1.暖流

洋流的水温比到达海区的水温高,称为暖流。暖流一般从地球低纬度流向高纬度,给所流经海域带来温暖、潮湿。著名的暖流如下所示。

墨西哥暖流——起源于加勒比海,经墨西哥海岸、美国佛罗里达海峡进入大西洋,流向西北欧的外海,一直流进寒冷的北冰洋水域。水流厚度200~500米,流速2.05米/秒,水量是全球所有河流总量的40倍。墨西哥暖流

黑潮暖流——其流经区域的海水看起来似蓝若靛青,故名黑潮暖流。此股暖流发源于北赤道,经菲律宾,紧贴中国台湾东部进入东海,沿日本列岛的南部流去,终端是东经142°、北纬35°海域,总行程6000千米。黑潮暖流

2.寒流

洋流的水温比到达海区的水温低,则称为寒流。寒流一般从高纬度或极地海洋流向中低纬度地区,给所流经海域带来一片清凉的气息。著名的寒流如下所示。

秘鲁寒流——南太平洋东部寒流,是一个低盐度的洋流,沿南美洲西岸从智利南端伸延至秘鲁北部。

加利福尼亚寒流——属于北太平洋洋流之一,始于加拿大英属哥伦比亚省南部海岸,沿着北美洲的西海岸往南行进,最后在墨西哥的加利福尼亚州外海汇入赤道洋流。

大洋环流:全世界海流的循环

将海洋中各种各样的海流投影到全球平面图上,人们会发现,这些海流相互间首尾相连,构成一些很有规律的循环系统。

有的环绕全球海洋流动,有的在各个大洋中自行循环,直接或间接地与其他大洋相互联系,这就是“大洋环流”。大洋环流是联系世界大洋的纽带。大洋环流示意图

海流的作用

海流对海洋生物、气候和天气、环境等均会产生影响。具体如下所示。

◎暖流对沿岸气候有增温增湿作用,寒流对沿岸气候有降温减湿作用。

◎寒流和暖流交汇的海区会产生丰富的营养物质,形成大规模渔场。如纽芬兰渔场、日本北海道渔场、秘鲁渔场等。

◎轮船顺海流航行,可以节约燃料、加快航速。暖、寒流相遇后多产生海雾,对船只航行不利。海流可将极地的冰山推向赤道方向,给海上船只造成威胁。

◎海流将近海的污染物质携带到其他海域,会加快近海污染净化。赤道逆流——风吹海水的力量

在大洋中赤道的南北两侧各有一支庞大的海流,它们自老家大洋东部开始万里“西征”,到达大洋西部后,又各自有一部分“辞别”主流,“会师”赤道附近,然后转向东流,再万里迢迢地返回东部老家,这就是赤道逆流。

赤道逆流成因

赤道北部的低纬度海洋长年吹刮的东北信风将表层海水带动起来,从大洋东部一路浩浩荡荡地向大洋西部流去,形成北赤道海流;赤道南部海水受东南信风的吹刮则形成南赤道海流。北赤道流和南赤道流流入大洋西部后,受到陆岸阻挡,各自分成两部分。北赤道流的“主力部队”转而“北伐”,在大西洋和太平洋分别成为湾流和黑潮的主要流源,另一部分离开主力部队,形成向南的支流;南赤道流的“主力部队”转而“南征”,在太平洋和大西洋分别成为东澳海流和巴西海流,另一部分则与主力部队“分道扬镳”,形成向北的支流。

北赤道流向南的支流和南赤道流向北的支流在赤道附近汇合后水位抬升,致使大洋西部水面高于东部,从而形成一支自西向东运动的表层海流,相对于自东向西的南北赤道流逆向流动,因此被称为“赤道逆流”。

赤道逆流位置在南北赤道流之间,赤道无风带之下,是赤道海洋中普遍存在的海流。

太平洋赤道逆流

太平洋赤道逆流分为两支。一支是北赤道逆流,夏季在北纬4°~10°,冬季向南移动2′左右,是世界大洋中最强的一支赤道逆流。它从菲律宾外海向东流经15000千米,到达巴拿马湾“寻根”,其流动幅宽为300~700千米;西部流动快,东部流动慢,平均流速为40厘米/秒,最快时达150厘米/秒。另一支是南赤道逆流,位于南纬5°~10°,西起所罗门群岛附近海面,向东可达秘鲁海岸附近,也是西强东弱,在东经170°处的流速为15~30厘米/秒。

大西洋赤道逆流

大西洋也有两支赤道逆流。一支是北赤道逆流,位于北纬3°~5°和9°~12°,随季节变化明显,夏季最强,最大流速可达150厘米/秒,向东进入非洲西部,然后回到大西洋北赤道流的发源地;另一支是南赤道逆流,在南纬5°~10°流动,强度较弱。

印度洋赤道逆流

印度洋由于受季风影响,赤道无风带在赤道以南,因而赤道逆流也位于赤道南部。夏季,赤道逆流在南赤道流和西南季风流之间自西向东地流动。冬季,北赤道流向西流至非洲东部索马里近海后转而向南,越过赤道后同南赤道流的北上分支汇合,形成“赤道逆流”,在南纬2°~4°和6°~8°向东流去,势力比夏季强大,中西部流速为85厘米/秒,往东逐渐减小。至东经90°附近,该逆流分为两支:较大一支中的一部分转向东南形成爪哇沿岸流,另一部分转向西南加入南赤道流;另一支转向东北加入北赤道流。

赤道逆流对海水的影响

大洋赤道逆流区域海水温度高、含盐量少、降水强度大。赤道逆流和南北赤道流共同组成复杂的热带环流系统。一些海域的海水从四周辐合,迫使表层海水下降,形成“下降流”;另一些海域的海水向周围辐散,下层海水上升补充,形成“上升流”,将下层营养盐类带到表层,有利于浮游生物的生长,同时造成海水颜色变深和透明度下降。海浪——风浪、涌浪和近岸浪

大海会“跳舞”吗?会。海浪或轻或急,或惊涛拍岸,或小浪微澜,这就是大海的舞姿。

海浪有一个“奇”的地方,就是“无风三尺浪”。人们总把风和浪联系起来,似乎只在有风时才会有浪,风和浪是一对不可分开的孪生兄弟。但事实上,海洋在无风的晴朗日子中也会出现波浪滔天的情况。

海浪有风浪、涌浪和近岸浪之分。海浪

风浪,来自风的动力

风浪,指在风的直接作用下产生的海水面波动。风吹到海面,与海水摩擦,海水受到风的作用,随风飘荡,形成波浪。基本特征:风浪中同时出现许多高低长短不等的波,波面较陡,波峰附近可见浪花或大片泡沫;初看无规律可循,波面粗糙,波峰线也短。

风浪大小,与风力大小和风的作用时间密切相关。在南纬40°~55°,有一片海域被人称为“咆哮的40°”,这里常年吹猛烈的西风,海面产生巨大的波浪,是典型的风浪。

涌浪,海浪之间的能量传递

涌浪又名长浪,指风停后或风速风向突变区域内存在下来的波浪和传出风区的波浪。涌浪

海洋的范围非常大,这里的风停了,而浪却不会马上消失;别处也许正在起风,那里的风浪会波及到无风的海面,“风行浪不停,无风浪也行”,这种波浪就是涌浪。

涌浪的基本特征:具有较规则的外形,排列整齐,波面较平滑,波峰线长。

涌浪一起一落的时间较长,波峰距离大,速度很快,简直可与快艇赛跑,能日行千里,远渡重洋。海底火山和地震会引起海啸,也会引起涌浪,并且传播速度更快。海啸

1960年5月22日下午,智利地震引起海啸涌浪,沿岸500千米范围内海浪的平均波高突增10米,最高的竟达25米。

近岸浪,海岸附近的海浪

近岸浪指外海的风浪或涌浪传到海岸附近,受地形作用而改变波动性质的海浪。基本特征:随着海水变浅,波动传播速度变小,波峰线弯折而渐渐地和等深线平行。

近岸浪的波峰前侧陡,后侧平,波面随水深变浅越发变得不对称,直至卷倒破碎。波的破碎会使破碎点靠岸面的水位升高,远海面的水位降低。

有一种浪能突如其来袭击海岸,好似疯狗,故人们称其为“疯狗浪”。疯狗浪是由涌浪造成的。它的浪波很长,在外波不容易看出来,传到近岸之后,由于海水变浅,涌浪能量突然集中,导致波高变大。“疯狗浪”有时会产生灾难。1991年8月7日凌晨,5艘渔船在中国台湾苏澳地区遭遇10多米高的“疯狗浪”袭击而翻覆,1人死亡,2人失踪,2人受伤。

海浪级别海蚀奇观——海浪的杰作

站在海岸上或漫步于沙滩上,常常可以看到陡峭的悬崖、怪异的石峰、嶙峋的礁石、幽深的海蚀洞穴,这些都是海浪侵蚀噬咬而成的,称作海蚀现象。海蚀现象

常见的海蚀奇观有海蚀洞、海蚀崖、海蚀平台、海蚀柱、海蚀窗、海蚀拱桥等。

海蚀崖

海蚀崖是海岸受海浪冲蚀及伴随产生的崩塌而成的一种向海的悬崖陡壁,主要见于基岩海滩。

海蚀崖在中国沿海的海滩尤其是基岩海滩非常普遍,最高者可达70米。北起大连南至海南岛鹿回头等,均有海蚀崖的存在。

海蚀平台

海岸受海浪冲蚀,海蚀崖不断地冲刷、后退,就会残留下海蚀平台。海蚀平台的宽度随海蚀崖的后退而加大。从位置上讲,由于岬角处浪高流急,能量聚集,因而海蚀崖高大,海蚀平台也很宽广。

海蚀平台往往会形成各种礁石洞穴、海蚀沟槽以及海蚀柱、海蚀拱桥等。

中国沿海凡有海蚀崖分布的地方,均有海蚀平台。渤海中的长山列岛一带,有宽达150多米的海蚀平台,上面有海蚀柱孤立于海中,五彩的砾石遍布。

海蚀柱

海蚀柱的产生有两种可能,一种是海滩受蚀后退后,较坚硬的蚀余岩体残留在海蚀平台上,形成突立的石柱或孤峰;另一种是海蚀拱桥受蚀,拱顶下塌而形成海蚀柱。海蚀柱在中国沿海常可见到。

绥中的姜女坟由四个挺立的海蚀柱组成,最高的达16米。

北戴河的鹰角石海蚀柱,高达17米。

海南岛天涯海角处的“南天一柱”,是一根名闻天下的海蚀柱。

海蚀洞

深度较大的被波浪及挟带岩屑的冲击、掏蚀后所形成的面向大海的凹穴,被称为海蚀洞。

梵音洞、潮音洞是中国普陀山两大著名的海蚀洞。梵音洞以“高”著称,其高度可达数十米,洞中景色壮丽异常。潮音洞高大深邃,深达60多米,在洞内可以听到潮水汹涌翻腾之声,被称为“空穴来音”。

海蚀拱桥

常见于岬角处,形状似拱桥,故名。

中国最员名气的海蚀拱桥,当数辽宁省锦州笔架山朱家口村海蚀拱桥。它由高5米,宽3米的石英岩组成,堆积的泥沙将岸、岛连接在一起,一座酷似海上仙桥的海蚀拱桥从岸边联通海中的笔架山。海蚀拱桥

海蚀窗

一种从海蚀崖上部地面穿通岩层、直抵海水的一种近乎垂直的洞穴,被称作海蚀窗,简称海窗。

海蚀窗的形成与海蚀洞的发育息息相关。海蚀洞形成以后,洞中被波浪继续冲击,洞内的空气被压缩,进而导致洞顶的裂隙扩张,最终洞顶被击穿,形成了一个与海蚀崖上部地面沟通的“天窗”。所以,“海蚀窗”这一名称非常形象。

中国普陀山有一个海蚀窗,位于潮音洞洞顶的山石之上。驻足于“天窗”的洞口,洞底处潮水出入的声音异常清晰。海底断裂带——地球的“伤口”

在海底有许许多多的断裂带撕裂着地球的地壳,仿佛地壳下面有一股巨大的拉力。海洋底部断裂集中呈带状分布的破碎带,称为海底断裂带。

海底断裂带集中分布之地

大西洋中脊是断裂带分布集中的地方,分布着大大小小数不清的裂缝,即裂谷。其中一条最大的裂谷叫中央裂谷,位于大西洋中轴位置,宽达30千米,深2.8千米。裂谷两侧内壁陡峻,两峰嶙峋,蔚为奇观。大西洋中脊

海底断裂带处于运动中

海底断裂带不是静止不动的,而是处于扩张运动中。就拿大西洋的中央裂谷来说,它的平均扩张速度约为1厘米。

确定中央裂谷处于运动中,是因为英国科学家于1967年在冰岛裂谷区设置了大量的测量标志杆,多年观察所得数据。冰岛裂谷属于中央裂谷的一部分,只是它不在海底,而是位于地面,这为科学家们测量中央裂谷扩张运动提供了方便。

海底断裂带扩张有什么影响

海底断裂带一直扩张,特别是扩张迅速剧烈时,常会引发地震和火山喷发。如果这些地质灾害发生在临近人类居住区,则会给人类生命财产造成巨大损失。海底断裂带多发生地震

20世纪50年代,一位美国地震学家考证,在太平洋边缘还分布着一条巨大的断裂带,这条断裂带地壳运动十分活跃,所以太平洋边缘的断裂带就成了地震及火山的策源地。世界上大部分火山都集中在这一带。据统计,这里分布的活火山多达370座以上。海底火山——比陆地火山更壮观

火山喷发不仅发生在陆地上,在海底也会发生。海底火山喷发比陆地火山喷发更为壮观。

海底火山在海面之下开始喷发时,是一种安静、平稳的姿态。随着喷发物越堆越高,火山口长高长大直至接近海面时,火山才一露“峥嵘”:熔岩和火山灰会把海水搅得浑浊变色;当火山气体撞击海水时,会发出震耳欲聋的响声。火山喷发浓烟弥散后,海上的大气中充满烟尘,天昏地暗。此番情景,是陆地火山喷发所不见的。海底火山

太平洋,海底火山密集区

海底火山分布相当广泛,大洋底散布的许多圆锥山都是。据统计,全世界有海底火山超过2万座,其中一半以上在太平洋。这些火山中有的已经衰老死亡,有的正处于年轻活跃时期,有的则在休眠。现有的活火山绝大部分在岛弧、中央海岭的断裂带上,统称海底火山带。

世界上最大的海底火山位于东京以东1500千米的太平洋海底,面积约为31万平方千米,几乎是日本国土面积的80%。这座海底火山高约3500米,由许多小火山组成,是海底高地的一部分。

活火山、死火山和休眠火山是相对而言的,如意大利的维苏威火山,公元79年以前被认为是一座死火山,山坡上遍布葡萄园,山脚附近有3座城市。谁知它在公元79年8月24日突然爆发,先是地震,接着从山顶升起一团烟雾,直冲5000米高空,随后无数黑石头、泥灰像冰雹般落下,掩埋了附近3座城市。活火山爆发

如何区别活火山、死火山和休眠火山

活火山:指正在喷发或周期性、间隙性喷发的火山,全球约有500座。

死火山:指喷发停止、近代也无任何喷发迹象的火山。

休眠火山:指有可能复活、恢复喷发活动的火山。

造岛的动力

海底活火山是制造新岛屿的动力。大海中突出于海平面的许多岛屿都是由火山喷发的熔岩堆积起来的,即火山岛。如太平洋中著名的夏威夷群岛,太平洋西部的花彩列岛,大西洋中的亚速尔群岛、加那利群岛,都是世界著名的火山岛。

1963年11月14日上午7时30分,冰岛以南的海域喷出通红的火山弹,海底火山喷发!烟尘冲出海面直上云霄,高度可达3500米。火山喷发时断时续,火山喷出物落进海里,溅起高高的水柱,海水也变成褐灰色。海底火山喷发持续到11月16日,一座高40米,长600米的椭圆形新岛诞生于火山喷发处的海面上,该岛即苏尔采岛。12月13日,一些人想登岛考察,结果火山再次爆发,考察者匆匆逃离,险些送命。

海底火山喷发,有时还会制造“幽灵岛”。所谓幽灵岛,就是指岛屿时而出现、时而沉没,踪影不定。例如,1831年7月,西西里岛南部海域火山喷发后,海面出现一座8米高的小岛。小岛随着火山活动不断增高增大。奇怪的是,4个月后它突然从海面上消失了。数十年来,该小岛多次出现和消失,宛如海中幽灵般,故人们把这类海岛称为“幽灵岛”。

认识火山岛

火山岛是由海底火山喷发物堆积而成的,可分为两种:一种是大洋火山岛,与大陆地质构造无联系;另一种是大陆架或大陆坡海域的火山岛,与大陆地质构造有关,属于大陆岛屿和大洋岛之间的过渡类型。

海底火山喷发的灾难:海底火山有时也会找点麻烦甚至制造海难,给人类留下伤痛。在太平洋有一座名为“明神礁”的海底火山,它曾吞噬日本调查船“第五海洋丸号”。1952年9月,“第五海洋丸号”在“明神礁”处进行海上作业,突然间海底火山喷发,船只与31位科考人员瞬间被卷入大海。这起海难之后,“明神礁”曾经几度沉浮,最终在一次猛烈的爆炸声中消失得干干净净、无影无踪。海上降水——海洋的水循环

降水是从云雾中降落到地面或海面的液态或固态水分,如雨、雪、冰雹和霰等。云雾中充满着极其细微的水汽和极其细小的冰晶微粒,经过凝结和碰撞合并,增大到上升气流支撑不住时,便会降落到地面。

降水与海洋有重大关系

形成降水的基本条件是水汽、低空急流和空气的垂直运动。空气中水汽含量越多,降水量也越大。较大的降水量须有源源不断的水汽供应。海洋是水汽的最大供应源,太阳照射海水,海水蒸发到空中,形成水汽。不同的海域海水蒸发量不同,热带海洋气团和赤道海洋气团是提供水汽的主要源地。低空急流是对流层低层的强风速轴,亚洲东部、非洲东部和北美东部都面向大洋,背靠陆地和高原,低空急流常年存在,它不断地将海洋中的水汽输送到沿海和内陆。垂直运动是空气的上升运动和上下对流运动,它能将低层的水汽抬升到高空,凝结后形成雨雪降落到地面和海洋中。

一些特大的降水纪录虽然出现在内陆,但和海洋有着直接的关系。1975年8月上旬,“7503号”台风从福建登陆后,中心逼近河南,变性成为低压。但是,低层东风急流仍源源不断地将西北太平洋的水汽、热量和能量输向这里,于是在林庄出现了1小时降雨189.5毫米和3天降雨1605.3毫米的纪录。“75.8”特大暴雨造成河南省水库垮坝失事62起,倒塌房屋560万栋,损粮10亿公斤,26000余人死亡,地面平均水深为2~4米。

海洋降水量分布特点

海洋降水量多于陆地,沿海季风区多于大陆腹地。热带洋面终年温度高、湿度大,热带气旋和辐合带活动频繁,降雨天数最多,常出现暴雨和特大暴雨。中纬度西风带洋面温带气旋活动频繁,春夏季多雨、秋冬季多雪。

1.太平洋太平洋是降雨量最多的海域

太平洋东部的赤道附近年降雨量为2000~4000毫米。在北太平洋西经140°~160°和南太平洋伊利安岛东部洋面,年降雨量都在5000毫米以上,是世界海洋雨量最多的海域。副热带东部的南北太平洋洋面受冷海流影响及高空气流下沉作用,水汽少且不易抬升凝结,年降雨量还不到100毫米,是太平洋中雨量最少的海域。这样少的雨量,即使在陆地也属于严重的干旱区。北太平洋中纬度西风带多雨带位于北纬30°~50°,以中国台湾地区以东和日本以南洋面的黑潮流域雨量最多,平均每年为1800~2000毫米。

2.大西洋

大西洋赤道南北附近的热带多雨带,年降雨量在1400~2000毫米以上。南、北大西洋中纬度西风带年降水量为1000~2000毫米,但南美洲东部较少,多在500毫米以下。副热带少雨带年降雨量都在500毫米以下,北大西洋佛得角群岛北部洋面和南大西洋非洲西部洋面都不足100毫米,是大西洋的“干旱区”。

3.印度洋

印度洋有两条多雨带:一条在南纬40°以南洋面,年降水量在1000毫米以上;另一条从马达加斯加群岛东北方至苏门答腊、吕宋半岛和孟加拉湾东部洋面,年降雨量在2000毫米以上,其中留尼旺群岛有着24小时内降水1870毫米、3天之内降水3240毫米的纪录,是迄今为止全球降水量最高的纪录。红海、亚丁湾及阿拉伯半岛东南部沿海年降水量最少,都在100毫米以下。

认识降水强度

降水强度可根据降水量来划分等级:

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