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  • 洋流

    洋流又称海流,海洋中除了由引潮力引起的潮汐运动外,海水沿一定途径的大规模流动。引起海流运动的因素可以是风,也可以是热盐效应造成的海水密度分布的不均匀性。前者表现为作用于海面的风应力,后者表现为海水中的水平压强梯度力。加上地转偏向力的作用,便造成海水既有水平流动,又有铅直流动。其中盛行风是洋流的主要动力。由于海岸和海底的阻挡和摩擦作用,海流在近海岸和接近海底处的表现,和在开阔海洋上有很大的差别。

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    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 洋流 英文名: Ocean current
    分类: 暖流和寒流

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    概述/洋流 编辑

    洋流洋流

    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。洋流的成因主要有大气运动、行星风系、密度差异、陆地的形状和地球自转产生的地转偏向力等,其中的主要原因是由于长期定向风的推动。暖流流经的海区和沿海地带,一般较同纬度其它海区气温高、空气湿润、比如欧洲的西部和北部的平均温度比其它同纬度地区高出16~20℃,甚至北极圈内的海港冬季也不结冰。寒流会使流经海区和沿海地带的气温降低、降水减少。比如澳大利亚西部和撒哈拉沙漠的西部,就是由于沿岸有寒流经过,致使那里的气候更加干燥少雨,形成沙漠。洋流对气候的影响主要表现在气温降水两个方面。由于洋流的规模十分巨大,因此它在热量输送中占有十分重要的地位。总体上说靠近暖流的陆地多雨和温暖,有利于各种动植物的生存,而呈现出物种的多样性;靠近寒流的陆地则会寒冷、干燥,只有少数适应性极强的物种才能繁衍生存。

    如果没有洋流的话,地球上的赤道热带地区,将比现在炎热得多,而两极地区,则将比现在寒冷得多,温带的寒冬酷暑变化激烈,也会令人难以忍受。

    形成/洋流 编辑

    洋流洋流

    大洋中深度小于二三百米的表层为风漂流层,行星风系作用在海面的风应力和水平湍流应力的合力,与地转偏向力平衡后,便生成风漂流。行星风系风力的大小和方向,都随纬度变化,导致海面海水的辐合和辐散。一方面,它使海水密度重新分布而出现水平压强梯度力,当它和地转偏向力平衡时,在相当厚的水平层中形成水平方向的地转流;另一方面,在赤道地区的风漂流层底部,海水从次表层水中向上流动,或下降而流入次表层水中,形成了赤道地区的升降流

    大洋上的结冰、融冰、降水和蒸发等热盐效应,造成海水密度在大范围海面分布不均匀,可使极地和高纬度某些海域表层生成高密度的海水,而下沉到深层和底层。在水平压强梯度力的作用下,作水平方向的流动,并可通过中层水底部向上再流到表层,这就是大洋的热盐环流。

    大洋表层生成的风漂流,构成大洋表层的风生环流。其中,位于低纬度和中纬度处的北赤道流和南赤道流,在大洋的西边界处受海岸的阻挡,其主流便分别转而向北和向南流动,由于科里奥利参量随纬度的变化(β-效应)和水平湍流摩擦力的作用,形成流辐变窄、流速加大的大洋西向强化流。每年由赤道地区传输到地球的高纬地带的热量中,有一半是大洋西边界西向强化流传输的。进入大洋上层的热盐环流,在北半球由于和大洋西向强化流的方向相同,使流速增大;但在南半球则因方向相反,流速减缓,故大洋环流西向强化现象不太显著。

    大洋表层风生环流在南半球的中纬度和高纬度地带,由于没有大陆海岸阻挡,形成了一支环绕南极大陆连续流动的南极绕极流。

    NASA公布洋流图,似梵高《星空》NASA公布洋流图,似梵高《星空》

    在大洋的东部和近岸海域,当风力长期地、几乎沿海岸平行地均匀吹刮时,一方面生成风漂流,发生海水的水平辐合和辐散,而出现上升流和下降流;另一方面因海水在近岸处积聚和流失而造成海面倾斜,发生水平压强梯度力而产生沿岸流,就形成沿岸的升降流。

    大洋西向强化流在北半球向北(南半球向南)流动,而后折向东流,至某特定地区时,流动开始不稳定,流轴在其平均位置附近便发生波状的弯曲,出现海流弯曲(或蛇行)现象,最后形成环状流而脱离母体,生成了中央分别为来自大陆架的冷水的冷流环和来自海洋内部的暖水的暖流环。这是一类具有中等尺度的中尺度涡。此外,在大洋的其他部分,由于海流的不稳定,也能形成其他种类的中尺度涡。这些中尺度涡集中了海洋中很大一部分能量,形成了叠加在大洋气候式平均环流场之上的各种天气式涡旋,使大洋环流更加复杂。

    在海洋的大陆架范围或浅海处,由于海岸和海底摩擦显著,加上潮流特别强等因素,便形成颇为复杂的大陆架环流、浅内海环流、海峡海流等浅海海流

    分类/洋流 编辑

    按水温分类

    洋流洋流
    1、暖流  若洋流的水温比到达海区的水温高,则称为暖流。

    一般从低纬度流向高纬度的洋流皆属暖流。暖流流经的海区和沿海地带,一般较同纬度其它海区气温高、空气湿润、雨量充沛,有利于农业生产。

    2、寒流  若洋流的水温比到达海区的水温低,则称为寒流。

    一般由低纬度流向高纬度的洋流为暖流,由高纬度流向低纬度的洋流为寒流。寒流会使流经海区和沿海地带的气温降低、降水减少。东西方向流动的洋流,一般属暖流性质,唯有南半球的西风漂流,由于受南极大陆及海上浮冰的影响,海水温度较低,属寒流性质。

    按成因分类

    洋流形成的三种类型。洋流的成因风力最主要,其次是密度差异。
    1、风海流 

    大气运动和近地面风带,是海洋水体运动的主要动力。盛行风吹拂海面,推动海洋水随风漂流,并使上层海水带动下层海水,形成规模很大的洋流,叫做风海流。

    2、密度流 

    洋流洋流

    由于各海域海水的温度、盐度不同,引起海水密度的差异,导致海水的流动,叫做密度流。

    (1)特点

    地中海地区是地中海气候,夏季炎热干燥,冬季温和湿润,地中海蒸发量大,地中海海水盐度较高,而大西洋的海水密度大,水面降低,盐度比地中海低,密度较小,水面比地中海高。因此,大西洋水面较高,地中海水面较低,大西洋表层海水会经直布罗陀海峡流入地中海,而地中海底层海水会从海峡底层流入大西洋。

    例:二战中,德军潜水艇出入直布罗陀海峡,关闭了发动机,避开了英军的监听,绕到英军背后,偷袭英军得手。

    (2)分布

    密度流不只分布在直布罗陀海峡一处,再比如,(曼德海峡)红海与印度洋红海与地中海,波罗的海北海,地中海与黑海

    印度洋表层海水流向红海,红海底部海水流向印度洋。

    (3)密度流分布规律:在封闭海区与开阔海洋之间的海峡,密度流的分布一般都很明显。

    3、补偿流 

    由风力和密度差异所形成的洋流,使海水流出的海区海水减少,由于海水连续性要求,补偿流失,相邻海区的海水便会流来补充,这样形成的洋流叫做补偿流。

    (1)分布

    补偿流形成与风海流,密度流紧密联系。可分垂直补偿流主要发生在沿岸地区,在海岸附近,海水受风力作用发生运动,受离岸风或迎岸风的影响。

    a、受离岸风影响由于离岸风吹送,表层海水离岸而去,导致邻近海区海水流速来补偿海水缺失,下层海水也上升到海面,来补偿流去的海水,形成上升流(低纬信风带大陆两岸)寒流。

    b、当表层海水遇到海岸或岛屿阻挡时,海水聚集在水平方向上发生分流,在垂直方向上产生下降流。

    (2)影响

    a、上升流能把底层的营养盐类物质带到表层,使浮游生物大量生长,为鱼类提供饵料,因此,上升流海区往往形成重要的渔场,比如秘鲁渔场得益于秘鲁寒流(上升补偿流)。

    世界海洋上还有其他海区也分布着上升补偿流,如加利福利亚寒流、本格拉寒流、加那利寒流。

    b、洋流的形成除了受上面这些因素影响外,还受到陆地形状和地转偏向力影响,陆地形状和地转偏向力会迫使洋流在运动过程中,洋流的流动方向发生改变。洋流形成是受多种因素综合作用的结果,这使洋流的分布很复杂,但也是有一定规律的。

    按照表层洋流系统划分

    洋流洋流

    1、反气旋型大洋环流  

    信风带作用下的信风漂流(南、北赤道暖流)向西流动,遇大陆后,一部分海水因信风切应力南北向速度分量不均和补偿作用而折回,便形成了自西向东的赤道逆流和赤道潜流;另一部分信风漂流向高纬的南北分流,在北太平洋形成黑潮、在南太平洋形成东澳大利亚洋流、在南大西洋形成巴西洋流、在北大西洋形成北大西洋湾流、在南印度洋形成莫桑比克洋流。  

    西风带作用下的西风漂流向东流动,遇大陆后,向两侧的高纬低纬分流,形成补偿流,向低纬流的洋流有:北太平洋的加利福尼亚洋流、南太平洋的秘鲁洋流、北大西洋的加那利洋流、南大西洋的本格拉洋流、南印度洋的西澳大利亚洋流。信风漂流、信风漂流遇大陆后向高纬转向的补偿流、西风漂流、西风漂流遇大陆后向低纬转向的补偿流,便构成各大洋副热带海区(仅指大洋的如下海区:北太平洋、南太平洋、北大西洋、南大西洋、南印度洋)的反气旋型大洋环流。 

    2、气旋型大洋环流  

    由西风漂流、西风漂流遇到陆地后向北分支形成的补偿流、极地东风带形成的中高纬大洋西岸的洋流组成北半球中高纬海区的气旋型大洋环流。该环流在北太平洋上有:北太平洋暖流、阿拉斯加洋流、千岛寒流;在北大西洋上有:北大西洋暖流、挪威暖流东格陵兰寒流。 

    3、北印度洋季风漂流  

    季风洋流是洋流的一种特殊形式,在季风的影响下随着季风的变化而在一年中发生两次流向相反变化的洋流。赤道以北的印度洋最典型,它位于热带季风区,夏季半年洋流在西南季风吹送下作顺时针方向流动,加强了南赤道洋流;冬季半年刮东北季风,洋流作反时针方向流动,形成显著的赤道逆流。  

    4、南极绕极环流  

    在极地东风带的吹拂下形成环绕南极洲大陆一周的南极绕极环流,再往低纬方向为环绕南极大陆一周的西风漂流,因本海区自然特征比较一致,有些学者把南极外围海区称为南极洋,另一部分学者认为大洋应有其对应的大洋中脊而不承认南极洋这一称谓。

    5、西风漂流

    位于南北纬40°~60°之间西风带的海域内,因受强大的西风推动,海水自西向东连续不断的流动而形成的洋流。在南半球,因没有大陆的阻挡,西风漂流横穿太平洋、大西洋和印度洋的南部,形成环流性质,称为西风环流。在北半球为北大西洋暖流和北太平洋暖流。

    按地理位置分类

    洋流洋流

    1、赤道流

    在赤道南北的低纬度海域,由于东南信风和东北信风的作用,形成的自东向西的南赤道流和北赤道流。研究表明,发生在秘鲁沿岸的厄尔尼诺现象也与赤道流密切相关。

    2、大洋环流

    赤道附近的温暖海水通过环流流向南北极海域,极地寒冷的海水通过环流流向赤道海域,构成了世界大洋的环流。

    3、极地流

    又称极地寒流

    4、沿岸流

    是指波浪推向岸边,有时波峰列(波列)并不平行海岸线,两者形成的夹角,一波一波的波浪推动成一股贴岸而行的海流。

    分布/洋流 编辑

    各大洋洋流的分布和流动的方向虽然很复杂,但还是有规律可循的:

    1、在赤道至南北纬40°或60°之间,形成一低纬度环流,其流向在北半球呈顺时针方向,南半球成逆时针方向。每个环流的西部都是暖流,东部都是属于寒流。

    2、在北纬40°或60°以北形成一高纬环流。其环流方向为逆时针方向,环流西部为寒流,东部为暖流。

    3、赤道以北的北印度洋,因位于北回归线以南属季风洋流。冬季吹东北季风,表层海水向西流,洋流呈反时针方向流动;夏季吹西南季风,表层海水向东流,洋流呈顺时针方向流动。

    4、东西方向流动的洋流,除南半球的西风漂流外,都具暖流性质。

    作用/洋流 编辑

    海洋作用

    洋流洋流

    1、将多个不同洋域的热能传送至不同洋区(热能上的平衡);   

    2、将多个不同洋域的养分往不同的洋区;

    3、将多个不同洋域含氧量不同的海水因洋流分布往不同洋区。   

    因此,洋流在地球的生物圈和物理环境上起了重要而积极的平衡和带动作用,对大部分生物(包括陆地上)有存活上的积极帮助。

    地质作用

    洋流的地质作用主要在于搬运。海底矿是生活在水深100--500米深处的生物产生的磷酸岩物质通过上升流带到浅处地带后,发生生物化学作用而沉淀出来的。洋流对海底有轻微的侵蚀作用,并能搬运细粒的碎屑物质。

    1966年以来,已查明在大洋底部有一种沿陆坡等深线方向流动的深部洋流,称为等深流。等深流能对陆隆上的沉积物进行冲刷、搬运并再沉积,故对洋底沉积物特征有重要影响。

    影响/洋流 编辑

    对海洋污染的影响

    有利也有弊:

    1、可以使污染物因迅速扩散而加快其稀释和净化的速度;

    2、陆地上许多污染物随着地表流入大海,洋流可以把污染物携带到更加广阔的海洋之中,从而扩大海洋污染的范围,以致造成更大的灾害。   

    对气候的影响

    洋流洋流

    洋流对大陆沿岸气候有很大影响,寒流经过的地区对气候有降温、减湿的影响;而暖流则对沿途气候有增温、增湿的作用。   

    1、对气温的影响

    洋流使低纬度的热量向高纬度的热量传输,特别是暖流的贡献。洋流对同纬度大陆两岸气温的影响:暖流经过的大陆沿海气温高,寒流经过的大陆沿海气温低。   

    2、对降水和雾的影响

    暖流上空有热量和水汽向上输送,使得层结不稳定、空气湿度增大而易产生降水。而寒流产生逆温,层结稳定,水汽不易向上输送,蒸发又弱,下层相对湿度有时虽然很大,但只能成雾,不能成雨。

    寒流表面多平流雾,在以下几种情况出现:海陆风雾:陆风在白天流到寒流表面而形成平流雾;海雾:在寒暖流交汇处,风自暖流表面吹至寒流表面而形成平流雾。

    对海洋生物的影响

    寒暖流交汇的海区,海水受到扰动,可以将下层营养盐类带到表层,有利于鱼类大量繁殖,为鱼类提供诱饵;两种洋流还可以形成“水障”,阻碍鱼类活动,使得鱼群集中,往往形成较大的渔场:

    1、北海道渔场:位于日本北海道岛附近,日本暖流和千岛寒流交汇;

    2、北海渔场:位于欧洲北海,北大西洋暖流与极地东风带带来的北冰洋南下冷水交汇;

    3、秘鲁渔场:海岸盛行东南信风,为离岸风,导致上升补偿流(亦称涌流);

    4、纽芬兰渔场:加拿大纽芬兰岛附近,墨西哥湾暖流和拉布拉多寒流交汇。

    在太平洋东部赤道地区的科隆群岛(又名加拉帕戈斯群岛),有企鹅分布,是秘鲁寒流的缘故。  

    对航运的影响

    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。它还从北冰洋或格陵兰海每年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,给海上航行带来严重的威胁。

    利用方式/洋流 编辑

    导航

    洋流发电洋流发电
    人类对洋流传统的利用是“顺水推舟”。古人利用海流漂航。帆船时代,利用海流助航正如人们常说的“顺水推舟”。18世纪时,美国政治家兼科学家富兰克林曾绘制了一幅墨西哥湾流图。该图特别详细地标绘了北大西洋海流的流速流向,供来往于北美和西欧的帆船使用,大大缩短了横渡北大西洋的时间。

    在东方,相传二战时,日本人曾利用黑潮从中国、朝鲜以木筏向本土漂送粮食。

    现代人造卫星遥感技术可以随时测定各海区的海流数据,为大洋上的轮船提供最佳航线导航服务。

    发电

    海洋运动中,洋流对地球的气候和生态平衡扮演着重要的角色。洋流循着一定的路线周而复始地运动着,其规模比起陆地上的巨江大川则要大出成千上万倍。海水流动可以推动涡轮机发电,为人们输送绿色能源。中国的洋流能源也很丰富,沿海洋流的理论平均功率为1.4亿千瓦。

    花环式海流发电站示意图花环式海流发电站示意图

    1、花环式发电站

    海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转,然后再带动发电机发电。海流发电站通常浮在海面上,用钢索和锚加以固定。有一种浮在海面上的海流发电站看上去像花环,被称之为“花环式海流发电站”。这种发电站是由一串螺旋桨组成的,它的两端固定在浮筒上,浮筒里装有发电机。整个电站迎着海流的方向漂浮在海面上,就像献给客人的花环一样。

    2、驳船式海流发电站

    由美国设计的,这种发电站实际上是一艘船,所以叫发电船更合适些。船舷两侧装着巨大的水轮,在海流推动下不断地转动,进而带动发电机发电。这种发电船的发电能力约为5万千瓦,发出的电力通过海底电缆送到岸上。当有狂风巨浪袭击时,它可以驶到附近港口避风,以保证发电设备的安全。

    3、伞式海流发电站

    诞生于20世纪70年代末期,这种电站也是建在船上的。将50个降落伞串在一根长154米的绳子上,用来集聚海流能量。绳子的两端相连,形成一环形,然后,将绳子套在锚泊于海流中的船尾两个轮子上。置于海流中串连起来的50个降落伞由强大的海流推动着。在环形绳子的一侧,海流就像大风那样把伞吹胀撑开,顺着海流方向运动。在环形绳子的另一侧,绳子牵引着伞顶向船运动,伞不张开。于是,拴着降落伞的绳子在海流的作用下周而复始的运动,带动船上两个轮子旋转,连接着轮子的发电机也就跟着转动而发出电来。 

    4、超导技术发电

    超导技术已得到了迅速发展,超导磁体已得到实际应用,利用人工形成强大的磁场已不再是梦想。因此,有的专家提出,只要用一个31000高斯的超导磁体放入黑潮海流中,海流在通过强磁场时切割磁力线,就会发出1500千瓦的电力。

    世界主要洋流/洋流 编辑

    太平洋

      洋流名称地理位置   出现频率(%) 流速 (公里/小时)  
    北赤道暖流大体沿北纬10°流动25-750.9-2.8
    台湾暖流(日本暖流,即黑潮)沿台湾省东岸、日本群岛南岸及东岸流动25-75以上0.9-2.8 
    北太平洋暖流平行于北纬40°流动25-750.9-1.9  
    阿拉斯加暖流 沿阿拉斯加湾岸流动夏季25-50,冬季25-750.9-1.9
    堪察加寒流(亲潮)沿堪察加半岛东岸流动25-75 ≤0.9   
    千岛寒流(亲潮)沿千岛群岛东岸流动25-75 ≤0.9
    滨海寒流 沿苏联远东区滨海边区南部沿岸流动夏季25-50,冬季25-75  ≤0.9
    加利福尼亚寒流沿北美洲西岸流动≤25≤0.9
    赤道逆流(反赤道流,系暖流)大体平等于北纬5°-8°流动冬季25-75夏季25-75以上0.9-2.8以上
    棉兰老暖流 沿菲律宾棉兰老岛东岸流动25-750.9-2.8以上
    南赤道暖流  沿赤道南侧流动25-75以上0.9-2.8 
    东澳大利亚暖流沿澳大利亚东岸流动25-750.9-1.9
    西风漂流(寒流)平行于南纬45°-50°流动25-50 0.9-1.9  
    合恩角寒流 沿火地岛西南岸流动25-75  0.9-1.9 
    秘鲁寒流(洪堡德洋流)沿南美洲西岸流动25-75 ≤0.9 
    埃尔.尼纽暖流南美洲秘鲁西北岸附近 --约1

      

    大西洋

      洋流名称地理位置    出现频率 (%)  流速(公里/小时) 
    北赤道暖流平行于北纬15°-20°流动25-75以上  0.9-1.9 
    圭亚那暖流沿南美洲东北岸流动25-75以上  0.9-2.8  
    加勒比海暖流沿安的列斯群岛往南25-75以上   0.9-2.8 以上
    佛罗里达暖流佛罗里达半岛东南海域 ≥75   ≥2.8 
    安的列斯暖流 沿安的列斯群岛往北25-75以上      0.9-1.9
    墨西哥湾暖流 (简称湾流))沿北美洲东南岸往北到西经40°附近25-75以上  0.9-2.8 以上
    北大西洋暖流从西经40°附件往北到不列颠群岛北岸 25-75  0.9-1.9  
    伊尔敏格尔暖流冰岛以南海域25-75   <0.9
    西格陵兰暖流沿格陵兰岛西南岸流动25-75 0.9-1.9  
    拉布拉多寒流沿加拿大拉布拉多半岛东北岸流动 25-75 0.9-1.9
    加那利寒流沿非洲西北岸流动25-75 0.9-1.9
    赤道逆流(暖流)沿平行于北纬5-10°流动25-75  0.9-2.8  
    几内亚暖流沿非洲几内亚湾岸流动 25-75以上  0.9-2.8 以上
    南赤道暖流沿赤道南侧流动25-75以上 0.9-2.8
    巴西暖流沿南美大陆东南岸流动25-75 0.9-1.9
    合恩角寒流沿南美洲南端流动25-75 ≤0.9 
    马尔维纳斯(福克兰)寒流由马尔维纳斯(福克兰)群岛往北25-75 0.9(冬季达1.9)
    西风漂流(寒流)平行于南纬格拉寒流沿南部非洲西岸流动 25-75 0.9-1.9 
    厄加勒斯暖流沿非洲大陆以南海域流动 25-75 0.9-2.8

    印度洋

      洋流名称  地理位置出现频率 (%)  流速(公里/小时)  
    季风暖流印度洋北部赤道以北海域25-75以上0.9-2.8
    赤道逆流(暖流)沿平等于南纬5°流动25-75  0.9-1.9
    南赤道逆流沿平行于南纬10°-15°流动25-75以上0.9-2.8
     索马里暖流 沿索马里半岛沿岸流动  50-75以上夏季0.9-2.8 ,冬季0.9-1.9 
    莫桑比克暖流  沿莫桑比克海峡的大陆沿岸流动  25-75以上  冬季0.9-2.8,夏季0.9-1.9 
    马达加斯加暖流   沿马达加斯加岛东岸流动  25-75以上  0.9-1.9  
    厄加勒斯暖流  沿非洲大陆东南岸流动  25-75以上  0.9-2.8以上  
     西风漂流(寒流) 位于南纬40°-50°间  25-75   0.9-1.9  
    西澳大利亚寒流  沿澳大利亚西岸流动  25-75   ≤0.9 

     

    北冰洋

    洋流名称  地理位置   出现频率 (%) 流速(公里/小时)  
    挪威暖流  沿挪威西岸流动  25-75  0.9-1.9
    北角暖流  沿挪威北岸流动    ≤25  0.9-1.9
    斯匹次卑尔根暖流  沿斯匹次卑尔根群岛西南、西岸流动    25-75  0.9-1.9
     北冰洋寒流 沿北冰洋北极地区大陆架流动    25-75  0.9-1.9
     东格陵兰寒流 沿格陵兰岛东岸流动    25-75  0.9-1.9
      东冰岛寒流沿冰岛东北岸流动    25-500.9-1.9  

    影片《后天》/洋流 编辑

    美国大片《后天》中描绘了全球变暖带来的一个可怕的场景:由于格陵兰和北极的冰山融化,大量淡水进入北大西洋,降低了其盐度,最终导致墨西哥湾暖流乃至全球海洋的热盐环流完全终止,赤道和低纬度地区因而停止向极地和高纬度地区输送热量,结果导致这些地方温度剧降,进入一个新的冰河时代。
    这是否仅仅是科学幻想呢?确实,出于戏剧化的需要,这部电影中有大量夸张和不合理的地方,但整体而言,此片中的情节在科学上是讲得通的,而地质学家指出,历史上地球确实发生过在极短时间内温度剧降的事件,其中最出名,对人类影响最大的就是新仙女木事件。
    新仙女木事件的独特之处,并不仅仅是平均气温降低---------历史上,地球的平均气温曾经降得更低,而在于她发生于冰川期结束,全球气温不断上升这样一个背景下。从18000年前的末次盛冰期,第四纪冰川期达到顶点开始,地球的气温就在不断上升,冰川在不断融化,但是在这个气温上升的过程中,却突然发生了新仙女木这样一个气温骤降的反复,是非常有意思的,对我们今天研究全球气候变化也是很有意义的。
    虽然新仙女木事件发生时气温下降速度并没有《后天》中那么夸张,但确实是极快的。对于冰芯最新的研究表明,当时北半球的平均气温可能在10年内下降了20度左右。
    作为对比,北京和广州的平均气温相差大约10度。
    那么,淡水进入北大西洋为何会破坏墨西哥湾暖流乃至全球海洋热盐环流呢?
    墨西哥湾暖流发源于加勒比海,终结于挪威。因为北大西洋上盛行西风,故而墨西哥湾暖流的热量主要是通过空气输送给了西北欧(对北美也有加热作用,但小一些),造成西北欧的气候比同纬度地区要温暖、湿润得多。
    但是,墨西哥湾暖流虽然源源不断地把温度较高的海水从加勒比海带到高纬度地区,加勒比海的海平面却没有下降,高纬度地区海洋的海平面也没有上涨,这说明,除了墨西哥湾暖流之外,一定还另有洋流,把高纬度地区海洋多余的水体带走,并补充给加勒比海,使得墨西哥湾暖流不中断。这就是全球海洋的热盐环流。
    事实上,墨西哥湾暖流只是全球海洋热盐环流的一部分,只不过全球海洋热盐环流因为很多部分都是在海面下,所以不出名。
    而北大西洋高纬度地区海洋表面的海水之所以下沉,是因为其温度、盐度造成其密度较大;如果其温度高一些,或者盐度淡一些,则其密度就要降低;如果其温度足够高或者盐度足够淡,其密度可能就不足以大到下沉所需的密度,从而终止墨西哥湾暖流乃至全球海洋热盐环流。
    如果足够多的淡水进入北大西洋,就可以把其高纬度地区的海水稀释到不足以下沉的密度;这就是新仙女木冰期的发生机制,也是《后天》中所描述的。
    一旦墨西哥湾暖流终止,西北欧地区气温就会降到同纬度其他地区--------加拿大北部和西伯利亚的水平,冰川会在挪威、瑞典、芬兰和苏格兰等地开始发育,洁白的冰雪会把更多的太阳辐射反射回太空,减少地球所能获得的热量,进一步降低气温;气温降低又会促进冰川的发育,如此反复。虽然温度下降的速度不会如《后天》中所描述的那么急剧,但是如今看,地球平均气温在10年内下降20度左右是曾经发生过的,以后再发生类似速度的降温也是可能的。
    在新仙女木冰期,气温接近于末次盛冰期。中纬度地区即使在盛夏,最高气温也从不超过10度,而冬季中纬度地区的气温普遍在零下20度以下。从9月到次年5月,暴风雪几乎从不间断。站在直布罗陀海峡或者长江口,就能看到漂在海上的冰山。当冰期来临时,雪线和林线会下移和南移;大量淡水被锁在高纬度地区的冰雪中,低纬度地区的降水会剧减,这都会极大干扰人类的生活。新仙女木冰期对人类早期文明造成了极大的冲击,一般认为,北美大陆的克罗维斯文化的消失就是新仙女木冰期造成的。
    当然,人类也会适应。在新仙女木冰期,西南亚和我国长江三角洲地区诞生了农业(欧亚大陆上其余地区的农业全部是由这两个地方传播扩散开来的),很有可能是寒冷干燥的气候造成的恶劣环境使得狩猎/采集不足以支持生存,逼迫人们转向农业。至于农业的发明并没有一般想象的那么困难,很有可能早期的狩猎/采集者发现,如果把自己吃剩下的果实留下一些扔到地里,第二年再来的时候同一个地方就会有丰富的食物;重复几次,农业就诞生了。现代分子生物学表明,在强人工选择的条件下,驯化农作物最短可能只需要30代(30个种植季)就能够获得足够好的品种。
    新仙女木冰期大约持续了1000~1300年,约在公元前9500年结束。其结束的原因如今还不清楚,但她的结束和开始一样突然,大概是在几年内气温上升了7度。等到新仙女木冰期结束时候,人类进入了文明时代。

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