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大洋中尺度涡之谜

更新时间:2015-06-10

 

    1958年,英国海洋学家斯罗华为了研究海流,研制了一种自由漂俘监侧系统——“中性浮子”。利用这套系统对大西洋百慕大海域的底层海流进行测量。按照平常观测到的资料分析,湾流区域内的海流,应该是一支比较稳定而且是流速较为缓慢的海流。可是利用这套新系统获得的资料令科学家们大吃一惊,这里的海流比预想的快了10多倍,而且发现有的海流出现反向流动。同时,在一个多月的时间里,海流还显示出相当大的时间变化。这一发现,震惊了海洋科学界。前苏联和美国的学者对此大惑不解,先后派出考察队进行调查,结果完全一样。显然,用传统的风海流理论无法解释这种反常现象。到了1973年,美国成功地发射了载人“天空实验室”航天器。利用这座航天器,宇航员们拍摄到了大西洋西部热带海域内的大涡旋。这个大涡旋纵横60~80千米。同时还发现,在大涡流海域,有较强的上升流,冷的海水从百米深处不断向上涌升。由于海底的营养物质被上升流带到海面,使得大涡流海域形成了一个绝好的渔场。“天空实验室”还在其它大洋中发现类似的中尺度涡流。例如,在南美洲的西海岸、澳大利亚东部和新西兰一带海域、非洲东海岸、印度洋西北海域和南中国海海域等,都能看到这种涡流存在。这许多涡流,小的直径仅几十千米,大的直径达数百千米;存在的时间有长有短,时间短的十几天,长的达千年之久。这些涡流与大洋中的环流相比,虽然只是个局部,并不显著,但它与人们在近每能见到的小旋涡相比,就非常之大了。所从,海洋科学家们称这种涡流为“中尺度涡”。大洋中尺度涡流的发现,改变了人们对海流形成机理的传统看法。它是近二三十年来人们对大洋环境的突破性认识。


  大洋中尺度涡的旋转速度一般都很大,而且一面旋转,一面向前移动。它的移动方式,很像台风(气旋或反气旋)。科学家估计,中尺度涡有巨大的动能,约占整个海洋流动能的80%以上。这个数字实在大得惊人。台风带来的气候变化和灾难,尽人皆知,那么,大洋中尺度涡的出现,将给海洋带来哪些变化呢?它对海洋中的动物、植物是福是祸?这些问题有待于科学家们去继续研究。

  中尺度涡的发现,使传统的大洋海流理论受到挑战。由于海洋中中尺度涡的出现,大洋环流的动力结构完全改变了。假如中尺度涡也像大气中的气旋或反气旋那样,是由气压不稳定的因素所引起的,那么,大洋环流的动力有可能是由中尺度涡来维持的。这就从根本上修正了风生环流的观点。

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