登陆注册
5528900000004

第4章 世界的海流(3)

另一种大规模的利用海中声波的是“海洋声音层面X射线照相术”。在音速最小层传播的声波能量最强,但是最迟到达。另外,在音速较快的表层与底层反复折射的声波却较早到达。因此,一个声波群可能被接收到几十次。可以根据接收所需时间来推测它几次经过音速最小层。

每隔1000千米放置一个信号接收装置,进行观测。在反复的观测过程中,由于海水上层温度的变化,音波群的到达时间也会发生变化。根据到达时间的变化便可以逆推出海洋温度的变化,这就是海洋声音层面X射线照相术。

这个方法虽然仍处在试验阶段,但是由于只要增加信号收发器的数量便可以扩展到整个地球的洋面,将收发信号的设备互换进行双向测定便可以测得各层的流速,很有希望成为未来观测海洋的重要方法。

海啸

海啸在日语中被称为“津波”。“津”在日语中是港口、海湾的意思。“津波”就是在地震后袭向港口、海湾的巨浪。对于1993年7月的北海道西南海域地震带给奥尻岛的巨大灾害大家一定记忆犹新吧。

年5月23日4时11分,由南美洲的智利大地震引发的浪高超过20米的海啸曾袭卷半个地球。地震后约10小时,10米以上的海啸袭卷夏威夷,24小时后日本从北海道到冲绳都遭遇海啸袭击,死亡122人。

震源为南纬37°~41°,西经73°附近地区。对日本来说,几乎是地球的另一端了。从震源产生的海啸经转向后直接向日本前进,因此这次带来的损失才会如此巨大。这次海啸只用了24小时便传播了约19000千米,平均时速高达800千米。

当海底因地震而变形时,海面也会随之变化,形成海浪并向四方传播。这就是海啸。

海底的断裂层多为细长状,在垂直于断裂层的方向海啸的能量最大。海水从海底向海面运动,推进速度为√gh(g为重力加速度,值为9.8米/秒2;h为水深,单位:米)。据此可以计算出智利大海啸的平均水深为5000米。

环绕着太平洋的太平洋地震带经常发生地震和由地震而引发的海啸。最近几年常有印度尼西亚和菲律宾遭受海啸袭击的报道。人们正在研究各种防止海啸灾害的方法。

设在夏威夷的国际海啸警报中心通过使用人造卫星的通信网络来监视海啸的运动。气象局和科技局则通过铺设在海底的专用电缆,通过安装在上面的海啸计来观测海啸运动。在海面下几千米深处的压力传感器可以检测到几厘米的海啸。

风浪或巨浪可能会超过10米,但是它的周期只有10秒左右,并且在海底振幅很小,和周期几十分钟的海啸有明显区别。

海啸袭来时海面会突然增高,发现这一现象时应该及时到高处避难。但有时也会发生巨浪先到,然后隔几十分钟一个接一个袭来的现象。

日本海沿海的海啸受害者往往是以观光游客或因工作关系滞留的人居多。当地的居民因为深晓海啸的恐怖之处,一感觉地震发生,首先就联想到可能发生海啸,及时避难。

潮起潮落

住在海边的人或者经常在海边钓鱼的人一定非常习惯海水水位一日两次规率性的涨落变化,这就是潮汐。日本的太平洋沿岸潮汐的涨落差有1.5米,日本海沿岸则为40厘米左右。这是因为日本海是一种封闭型的海域,所以比太平洋的潮汐差要小。

世界上最大的潮汐在加拿大的芬地湾,在退潮时形成一片湿原,船都好像触礁了一样。

东亚最大的潮汐在韩国的仁川,约10米。仁川设有水闸,即使退潮时船只也可出入。

潮汐是由月球、太阳等天体的引力随相对地球的位置的变化而引起的。例如当月亮在南中天时引力变大,而地球的另一侧则相对减小,海水被吸引到引力大的一侧形成涨潮。

太阳的质量为月球的2500万倍,但是比月亮离地球的距离远400倍,所以引发潮汐的引力只有月亮的一半,而这种引力只有地球重力的1/900万左右。

月球的公转周期为24小时50分,所以一日两次的涨落潮间隔为12小时25分。当月球和太阳在同一方向时潮汐变大,称为“大潮”。相对地球而言,月球和太阳的方向的变化周期约为29.53日,所以当满月和新月时有大潮,之后约一周发生小潮。

如果地球表面全部被海水覆盖,月球将引起55厘米的潮汐,太阳引发24厘米的潮汐,大潮为79厘米。水面的升高产生水波向四面传播,传播速度同海啸一样为√gh,在400米水深处有712千米的时速。

不同海域的潮汐的大小主要是因为“共鸣”现象。在长方形的一定深度的海洋中,当长方形的长度恰好为潮汐波波长的1/2时就会引发共鸣。深度400米的半日潮的波长为8900千米,如果有一片海的长度为4450千米的话,就会产生共鸣,振幅非常大。但是事实上并不存在这种海洋。

但是当水深变浅时波速也会减小,可能在短距离内发生同潮汐周期相同的振动。前面提及的世界上最大的潮汐的所在地芬地湾,就是因为同另一端的波士顿湾形成一个振动系,同潮汐发生共鸣,才会形成巨大的潮汐差。

在海面发生变化的同时,海水也在流动,特别是因为潮汐波的波长较长,导致海底的海水也发生运动。这就是潮流。在海岸或者海峡处流速可能高达数米/秒,但在深海处却很小。日本海沟9200米的海底附近的流速只有2厘米/秒左右。

另外,有的水流虽然不会导致海面的上下运动,却会随着潮汐周期而变动。当潮流越过海底的山脉时会产生内部潮汐波,这种波在外海的规模和速度有时会超过潮流。

由于我们已经明白了引发潮汐的原因,所以可以进行潮汐预告。可以根据海底的地形计算出,也可以根据各地实际的观测值求出。海面的高度也随洋流或气压的变化而变化。每当气压降低100帕,海面便升高1厘米。海面高度的变化随着海洋预报或天气预报的精度的不同而变化。

洋流和鱼

鲣鱼、鲐鱼、金枪鱼等多停留在暖流中,鳕鱼、鲱鱼等则多停留在寒流中。

日本近海的暖流的代表是“黑潮(日本洋流)”,流向日本的暖流叫对马暖流。寒流的代表是“亲潮”。

亲潮沿千岛列岛及北海道东岸洋面南下,一直到三陆海再向东变向,在黑潮续流以北流动。其中一部分也沿房总半岛流入相模湾。

黑潮和亲潮不仅在水温上存在差异,水中的生物情况也有重大差异。在船上观察亲潮,海水呈青白色。这是因为海水中含有大量的微生物及其排泻物的颗粒,光线在水中漫射,导致海面看上去发白。

而黑潮中的生物量则较少,光线大部被海水吸收,所以看起来发黑。黑潮一度被称为海洋中的沙漠。

生物一般从卵开始成长。卵在孵化后就需要食物。营养成分在海中都溶解成盐的形式存在,这种盐被称为营养盐,是海水的重要特性之一。营养盐或由河流带入大海或沉积在深层海底。当海面的海水被风吹开,海底层的海水因此浮出海面时,该处海面的营养盐变得非常丰富。

在营养盐丰富的海域,浮游植物吸收太阳光线,生长繁殖。然后以浮游植物为食的浮游动物数量也开始增加,以浮游动物为食的小鱼、大鱼的数量也开始增加,这些生物的排泄物又被肉眼看不见的细菌分解,重新溶化为营养盐。

鱼卵浮游在海水表层,在营养盐丰富的海域,鱼卵会被海域中的生物吞食。黑潮中的鲣鱼随洋流北上,在三陆海附近丰富的食物带生长直到秋天,如果水温太低,鲣鱼可能会迁移到南方海域产卵。

孵化后的幼鱼在温暖的南方海域生长到4岁,成熟的鲣鱼游回食物丰富的三陆海,形成循环。

鱼卵不仅仅浮游在大洋间,当鱼卵孵化时比重会增加,然后沉入海底,在海底适合生长发育的地方孵化。鱼类巧妙地利用洋流的特性生长繁殖。而另一方面,只有适应这种海洋环境的种类才可以生存延续。

鱼类丰富的渔场多在暖流和寒流交汇处,或者在海水上涌升起处。

黑潮的暖水块周围也是块好渔场。这些渔场海面的水平温度变化非常大,可以利用人造卫星的红外线照片来寻找渔场。人们深知各种鱼类适合生存的水温,所以水温观测在渔业上非常重要。

同类推荐
  • 古代数学与算学

    古代数学与算学

    在世界四大文明古国中,中国数学持续繁荣时期最为长久,它是中国传统科学文化百花园中的一朵奇葩,是世界文化宝库中一颗璀璨的明珠。从公元前后至14世纪,中国古典数学先后经历了三次发展高潮,即两汉时期、魏晋南北朝时期和宋元时期,并在宋元时期达到顶峰。《中国文化知识读本:古代数学与算学》生动的介绍了古代数学发展、古代算术名家、古代算书、古代记数制度和计算工具等内容。
  • 世界航空风云(天下龙文百家科普论坛)

    世界航空风云(天下龙文百家科普论坛)

    本书通过深入浅出的叙述方式,佐以图片及相关的诸多航空知识链接,力图还原世界航空发展的简史。以准确的史料、全景式的描绘,向读者生动地讲述了人类在蓝天的召唤下是如何走过从飞天梦想、发明热气球、飞艇直到发明飞机的苦苦探索历程,以及飞机发明百多年以来对人类社会所产生的巨大影响。经典的机型、传奇的飞机设计师、惨烈的空战、甚至飞机制造商间滴血未见却杀气腾腾的商战,都为读者一一呈现在眼前。
  • 金字塔未解之谜(世界未解之谜精编)

    金字塔未解之谜(世界未解之谜精编)

    本书是《世界未解之谜精编》系列之一,该系列精心收集了众多千奇百怪、扑朔迷离的世界未解之谜,内容涉及宇宙、生物、地理、飞碟、人体、恐龙、宝藏、百慕大、历史、金字塔、文化等多个领域,书中令人耳目一新和不可思议的未解之谜,给予了人类新的思索。人类究竟创造了多少奇迹,又留下了多少谜团,有待我们进一步探索和研究……我们深信,通过不断的努力,未知一定会变为已知。让无数探寻声化做利刃,刺破一桩桩人类千年未解之谜。
  • 百慕大未解之谜

    百慕大未解之谜

    本书围绕百慕大三角海域发生的一切神秘现象展开,对这些神秘现象加以解释,网罗所有与这些神秘现象有关的可能因素,带领读者领略百慕大三角的神秘。
  • 蜜蜂公交车

    蜜蜂公交车

    本书内容涉及动物、植物、物理、生物、医学等不同的题材,从不同的角度,以不同的表现手法反映了科学童话的风格和某些写作特点。本书在每一篇作品后面都做了科普链接,把科学性和文学性有机地融合在一起,兼顾到了各个年龄阶段读者的不同需要,能让孩子们在快乐阅读的同时受到科学的启迪。
热门推荐
  • 黑暗大师兄

    黑暗大师兄

    林凡穿越到神罗大陆,却不幸成了一只猴子,人类将他视为家畜,食客欲喝其血,食其肉,将他烹制成一道美味的菜肴,历经人世丑恶和背叛,终得大圣真传,若天不容我,我便与天为敌。入南海,战蛟龙,一棍震天,灭妖魔,诛神罗,创不朽传奇。
  • 雪球专刊第119期:股灾回忆录

    雪球专刊第119期:股灾回忆录

    2015年,A股大起大落,人们印象最深刻的就是那场股灾。如果把2015年的股灾比作一场战争,那绝对是惨烈的:国家队浮亏4000亿,散户人均损失数十万计。如今股灾已经一周年过去,雪球上众多球友发表了关于股灾一周年的纪念文章,这些股灾记录文字,是给作者自己以警醒,也给他人以启示,为投资之路点亮明灯。本期雪球专刊推出《股灾回忆录》,希望大家能从中有所收获。
  • 荆楚岁时记

    荆楚岁时记

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 入殓师异界游

    入殓师异界游

    国际知名入殓大师,礼仪妆容大师,号称入殓鼻祖的陆阴阳,因为给外星文明尸体入殓感染新型死尸病毒而死于而立之年。一切恍如南柯一梦,当他再度醒来时,竟发现自己来到了一个名叫崩坏大陆的异世界,成为人族血煞宗一名充当炮灰角色的小魔兵。在这里,人族,魔兽族,精灵族,植物族等众族林立,人族因天生修炼冥气羸弱而式微,占据整片大陆的三成不到,资源匮乏,地域狭隘……且看凭借天眼吸取死者生前念头为己用的一代入殓大师,如何率领人族重振雄风,重现辉煌!
  • 芙兰芙兰

    芙兰芙兰

    东方Project中篇同人小说,不穿越,不恶搞,不练级,不傲天,正统剧情衍生——她们以凡体救世,因为“你是我掌中的光”。
  • 我的眼睛可以看见鬼

    我的眼睛可以看见鬼

    八岁那年,一次意外,濒临死亡,当脱离危险之际,却获得可以看见鬼的双眼。
  • 中二的日常

    中二的日常

    在现实生活中寻找着通往异世界的你们是不是想太多了。上官王晴高中某社团中一个唯一的正常人。为什么是唯一的正常人呢?因为...已经得中二绝症的他们,在上官王晴的眼里不算是正常人。上官王晴仰天长叹:当初我来这个社团的目的到底是什么,为什么当初没人告诉我社团里的人都是中二病重度患者!!!
  • 600字作文直通车(金榜作文通关宝典)

    600字作文直通车(金榜作文通关宝典)

    书包括中小学生作文的好词、好句、好段、精彩开头、精彩结尾,限字作文,话题作文,好作文的写作技法等等。其中内容所涉及的各类文体细分为不同的话题,并且每种文体集结了多篇具有鲜明代表性的文章,指导不同阶段的学生从总体上把握作文的写作技巧。另外,从文字字数上我们也作了详细的作品展示,由少到多逐渐提高写作的层次,全书贯穿中小学作文所涉及的不同话题,以写作方法为突破口,从而给读者朋友们展示了一个新奇的学习思路。
  • 不是好人

    不是好人

    跻身于都市,沉浮与世事,看世间冷暖
  • 那时你我有一个相同的秘密

    那时你我有一个相同的秘密

    那时候我们没有那么多事情可以想,几乎眼中只有学习,眼中只有你,仿佛只抓住这两样东西世界就在手中,也许那时候的喜欢很简单,或许只是你我微笑时参差的一个眼神,那时你我拥有一个相同的秘密,我喜欢你。