淺海海流

通常把淺於200米的海域稱為淺海。大陸徑流的影響,都能形成淺海海流。只要掌握淺海海流的規律,就能收到事半功倍之效。

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  淺海中除潮流之外的規模較大的海水流動。通常把淺於200米的海域稱為淺海。淺海上持續颳風,海水的密度分布不均,降水或大陸徑流的影響,都能形成淺海海流。除此之外,有的淺海海流是深海海流進入淺海的分支。  1877年,美國調查船“布萊克”號和“信天翁”號,在西印度群島近海和格蘭德灘等淺海海域進行了調查,並在佛羅里達海峽測定了海流的速度。20世紀以來,B.海蘭-漢森、F.南森、V.W.埃克曼等人的理論,既為深海海流、也為淺海海流奠定了理論基礎。中國從50年代起,開始系統地研究中國沿海的淺海海流,70年代之後,發展了淺海海流的數值計算。  淺海海流在本質上與深海海流沒有區別,研究方法和運動方程基本上相同,但仍然有它的一些特點:  ① 底摩擦效應對海流的影響。  研究淺海海流時,無論是嚴格的理論推導,還是用電子計算機進行數值計算,都不能忽略海底摩擦的存在,只是在處理底摩擦方式上略有不同:有時假定底摩擦力和流速成一定關係,有時假定底面的流速為零。由於底摩擦的存在,海流的一部分動能轉變為熱能,降低了流速。對於風漂流來講,由於底摩擦的作用,表層流向對風向的偏角x0小於45.5°。海水越淺,偏角越小,且與深度h和摩擦阻力深度D有如下關係: 
h/D1/10 1/4 1/2 3/4 1 2 ……∞ 
x0  3.7° 21.5° 45° 45.5° 45° 45° 45°
式中μ為渦動粘滯係數;ω為地球自轉角速度;ρ為海水密度;φ為所研究海區的緯度。  海水深度h等於1.25D時,漂流運動的特徵與無限深的理想海洋中的風漂流完全一致,因此有人提出,hD的海區中的風漂流為淺海漂流,h≥1.25D的海區中的風漂流為深海漂流。  ② 季風、降水、蒸發、大陸徑流、結冰和融冰等季節性變化因子的影響。  季風對大陸邊緣的淺海海流有很大的影響。例如:中國的浙江、福建的沿岸流,因受季風的影響,冬季攜帶長江等江河沖淡水經台灣海峽進入南海,但夏季這種海流幾乎消失;在阿拉伯灣同索馬里海岸和非洲西海岸的某些淺海區域,季風使海流呈季節性的變化。降水、蒸發和徑流的季節性變化,影響著表層的海流。結冰和融凍的變化,影響著淺海海流的消長。如果冬季結冰嚴重,春季融冰之後,流速就比較強;反之如果冬季結冰不嚴重,春季融冰之後,流速就比較弱。  ③ 潮流的影響。  在近岸的海灣中,由於非線性效應及海底和海岸的摩擦作用,在潮流中產生了潮汐余流(去掉周期性潮流之後剩餘的平均流動),其流速從每秒幾厘米到幾十厘米,可看成淺海海流。  若在漲潮流方向的左面,海岸向內凹陷,形成半月形,則在這個海灣內,潮汐余流往往會構成一個永久的氣旋式環流;反之,如果半月形海灣在漲潮流方向的右面,灣內將出現永久的反氣旋式環流。在突出岬角處,氣旋式與反氣旋式環流共存(見圖)。  ④ 海流規模的限制。  淺海海流的速度、分布寬度和深度,都比深海海流小得多,輸送的水量也少得多,但是它與軍事、航海、工業、漁業、泥沙運動、資源開採、污水排放和沿岸居民生活都有密切關係。例如,河口區泥沙的遠距離輸送,主要依靠海流;正確掌握和利用海流的特點,可以減少海洋污染,淨化人類的環境。此外,近岸地區的水產養殖,只要掌握淺海海流的規律,就能收到事半功倍之效。  參考書目 景振華著:《海流學原理》,科學出版社,北京,1966。 M.J.Bowman,W.E.Esaias,eds,Oceanic Fronts in CoastalProcesses,Springer-Verlag,Berlin,1978.

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