4.5海洋效应(4)
(二)海洋是大气水汽的主要来源
世界大洋水平衡列于表4—13。可见,世界大洋平均年蒸发量为126厘米,年总量为450000立方公里。其中91%又以降水的形式返回海洋,9%的水量被大气输送到大陆上空,又以径流形式回海洋。
(三)海洋与大气的物质交换
海洋和大气的物质交换是多相的,既有液态的物质交换,又有气态和固态的。
蒸发和降水是海气间水量交换的重要方式。伴随着物质交换,也有能量的传输和交换。如蒸发,伴随着蒸发和凝结过程的进行,还有潜热的吸收和释放,因此蒸发既包含在水量平衡中,又包含在热量平衡中,使它成为联系水热平衡的纽带。蒸发使海水浓缩,降水使海水稀释,因而它们既影响海水的温度,又影响海水的盐度,从而也影响到海水的密度,这是导致大洋温盐环流的重要原因之一。
通过海洋和大气的界面,还进行着多种气体的交换,其中对气候意义最大的是CO2气体。大气中的CO2,有吸收地球的长波辐射作用,使地球散失热量减少,气温增高。据研究,大气中CO2的含量增加或减少一倍,大气的温度就会升高或降低2—3℃。所以海洋与大气间CO2气体的交换,是近年来较受重视的问题。近年来大气中CO2增加速率约为0.2%—0.3%,而且有增大趋势。就每平方厘米水平截面积的大气柱和水柱比较,大气中平均含有0.125克碳,而海洋含有7.5克碳,为大气的60倍。所以海洋是比大气更大的碳容库。海洋中碳的循环是极其复杂的,而海洋与大气间碳的交换只能在海面进行,其交换方向主要决定于海水与大气之间的CO2分压差。如海水CO2分压大于大气,则CO2将从海水进入大气;相反,则海水吸收大气中的CO2。
海洋和大气也广泛地进行着固体物质交换。陆源物质、火山物质和宇宙物质通过大气进入海洋,构成海洋沉积物的重要来源之一。如风每年向海洋输送的风尘物质约为16亿吨,遍布于大洋沉积物中;宇宙尘直径10—17微米,每年落到地表达2500—5000吨,绝大部分进入海洋。
由于海面浪花破碎和海水气泡破裂等原因,海水中的盐粒会进入大气参加水循环。有人估算,如果世界海洋有0.3%被破碎波覆盖,在海面上产生的食盐粒约有109吨/年。
(四)洋流对气候影响
洋流对气候的影响,最著名的例子是湾流对西北欧气候的作用。湾流是世界上最强大的一支暖流,它占据了北大西洋30°N以上表面积的7/8。湾流数量也十分惊人,从佛罗里达海峡流出的水量为900亿立方米/时,相当于大陆总径流量的20余倍。它源源不断地把热量输向西北欧,使得北纬55°-70°之间大洋东岸最冷月平均气温比大洋西岸高16°-20°之多。在西岸拉布拉多半岛和加拿大群岛是苔原带,而同纬度的大洋东岸却是针叶林和针阔混交林带,在北极圈内出现了不冻港(如俄罗斯的摩尔曼斯克)。
黑潮是仅次于湾流的世界第二大暖流。高温的黑潮与北方相对低温的海水之间,存在着明显的温度差异,形成了一条很强的海洋锋区,大气对流层中也有锋面与之对应。所以,当黑潮位置发生移动时,锋面和雨区也会随之移动。
(五)海洋温度场对台风的影响
台风是影响我国的重要天气系统,常带来狂风暴雨的灾害,但同时也是我国南方夏季主要的降水系统。台风生成在热带的暖洋面上,海洋提供了它发生发展所需要的能量,当海水温度大于26.5℃时,形成了台风发生的必要条件。台风发生在海洋的暖水区,并趋向于向暖海水温度区域移动。
(六)波浪、潮汐对海岸的作用
波浪是塑造海岸地貌最主要动力,波浪运动是控制海岸发育、演化的主要因素。波射线向海水迅速变浅的岬角处a辐聚,而在海水较深的海弯处c辐散,从而产生在岬角处波峰线缩短,在海湾处波峰线拉长,这样产生的波能在岬角处集中在较短的岸段上,给予海岸直接打击,即冲蚀作用。当波浪以巨大的能量冲击海岸时,水体本身的压力和被压缩的空气,对海岸产生强烈的破坏,这种力量可达37吨/米2,甚至可达60吨/米2。海浪的冲蚀作用对于松软岩石或者节理密度较大的坚硬岩石,侵蚀力是非常显著的。尤其当波浪水体夹带岩块或硬石时,其侵蚀力更大,这即是磨蚀作用。若海岸为易溶矿物岩石,还要发生溶蚀作用。
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