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第4章 复杂多灾的海洋——大西洋(4)

除大西洋本身存在着表水和深水循环系统外,一些较大的陆间海表层与深层海水也参与这一整体循环之中。很清楚,加勒比海、墨西哥湾的海流就是北大西洋环流系统的重要组成部分,强大的海流几乎贯穿整个海区。地中海虽然相当闭塞,但也通过直布罗陀海峡与大西洋进行上下层海水交换。由于地中海夏季正处于副热带高压控制区,蒸发量很大,大约每秒钟蒸发10万吨海水,这就大大增加了地中海表层水的盐度和密度:密度增大后海水下沉,通过直布罗陀海峡下层流入大西洋,其流量大得惊人,达到170多万立方米/秒,相当于世界上流量最大的河流亚马孙河(平均流量为12万立方米/秒)的十几倍。流出的地中海水大部分还从大西洋获得补偿,大西洋补偿地中海的水通过海峡的上层流入地中海,在第二次世界大战期间德国和意大利的潜水艇曾巧妙地利用了通过海峡上下层的海流方向相反的这个特点。当时,英国在直布罗陀建有强大的海军基地,在海峡设置了严密的封锁线以阻止德、意海军舰只出入地中海。可德、意两国的潜水艇在接近海峡时关掉潜水艇的发动机,利用大西洋和地中海通过直布罗陀海峡的海水上下层相反的海流的力量,巧妙地穿过了英国的封锁线,出入地中海。

潮汐和涌潮

我们知道,潮水的涨落是很有规律的,大西洋的潮汐多数属半日潮(每12小时25分内即有一次高潮和低潮,一天出现两次高潮和低潮)。大西洋的开阔水域中潮差(高潮和低潮的高度差)一般不超过1米,如圣赫勒拿岛潮差为0.8米,阿森松岛潮差为0.6米。可是靠近海岸特别是在狭窄的海湾或喇叭形的河口地带,潮差就大得多。如在南美巴塔哥尼亚沿岸的潮差常达10米以上;麦哲伦海峡北边的里奥-加列戈斯的潮差达13米;法国的诺曼底半岛沿岸地带更高达14~15米。法国利用潮汐的有利条件,建成潮汐电站发电。不列颠群岛沿岸许多地方的潮差也很大,如布里斯托尔湾的潮差达11.5米,利物浦的潮差可达8米,泰晤士河口的潮差可达6.3米。冰岛沿岸地带的潮汐涨落幅度也可达4~5米。

在亚马孙河口虽然潮差不算很大(一般约4~5米),然而,涨潮时溯河口而上造成的涌潮可达9.3米的高度,气势磅礴,非常壮观。如逢朔望大潮,潮水犹如一堵雄伟的白色高墙,迅猛地逆江平推而上,可从河口一直上溯500~600千米甚至1000千米。涌潮平推上溯发出雷鸣般的吼声,很远就能听到。亚马孙涌潮与我国钱塘江怒潮类似,但它比我国钱塘潮气势更为磅礴,规模更加宏伟壮观。

世界上潮差最大的地方在加拿大东南的芬地湾,其中诺厄里港处最大潮差竟达18米。芬地湾是介于大陆和新斯科舍半岛之间的狭长的海湾,海湾出口处宽80千米,深度达100米。到诺厄里港处湾口变得窄而浅,宽度仅7千米,深度只有15米,因而涨潮时,通过巨大宽深的湾口流进的潮水一齐涌到窄而浅的诺厄里港时,使这里的水位大大升高;而退潮时水位也就下降得非常厉害。据估算,芬地湾所产生的潮汐能有2000万千瓦。

在一些狭窄的水道、海峡和峡湾地方,潮汐的涨落会产生非常强的海流。在挪威萨尔登峡湾和西尔斯达德峡湾间的海峡中,“强流”特别驰名,在朔望时平均流速可达16节。如果强潮流再遇到强劲西风的推波助澜,流速更大。当强流力量最大时,能在好几千米之外听到海潮怒吼之声。

另外,在一些近岸底质是沙粒的河口或港口附近,常会因潮流作用改变船舶进港的航道,甚至淤塞港湾。一些港口在低潮时水位低,巨轮无法进港,高潮时巨轮才能进出港湾或靠近码头,所以编排定期远航巨轮的航行时刻表必须根据高潮来临的时间及高度,以及两个高潮间隔期间的水位高度,以保证进出船只的安全。

大西洋上的风云

赤道地带由于太阳终年直射,接近地面的空气强烈受热而膨胀上升造成赤道低气压带。上升的空气到达四五千米高空时向南北流动,由于受地球自转偏向力的影响,向北流动的空气向右偏转,向南流动的空气向左偏转。这些空气向南北流动到纬度30°附近,气流已偏转成与纬线基本平行的东西方向,因而大量空气在这里拥挤密集起来,造成空气向地面下降,在地面形成高气压带,因为这个高气压带位于南北回归线附近,所以称为回归高压带。这里风很微弱,过去在大西洋上的帆船航行到这里时,由于得不到风力的吹送而无法前进,船上装载着从欧洲运到美洲去的马匹因为长久缺少青草和淡水而大量死亡。船上的水手们只好把死马扔到海里,从此,回归无风带得到一个奇怪的名称,叫做“马纬度”。回归高压带的下降气流到达低空以后,一部分又流回赤道低气压带,一部分向高纬流去。从回归高气压带流向赤道低气压带的气流,因受地球自转偏向力的作用,在北半球成为东北风,在南半球成为东南风,这种定向风又叫做信风。当年哥伦布的帆船就是靠东北信风的吹送才到达美洲的。古代一些商船也是借助信风的力量,来往于各国间的商埠港口,这就是为什么信风又被称做“贸易风”的缘故。从回归高压带流向高纬的气流,在北半球本应是南风,同样因受地球偏转力的影响而转成西南风和西风;在南半球本应是北风而转成西北风和西风。在两极地方,北冰洋中广覆冰盖,南极洲上冰层笼罩,终年寒冷,气温很低,这些寒冷的空气在极地区域形成了高气压区。从极地高气压区向低纬方向流动的气流也因地球自转而偏向,在北半球成为东北风,在南半球成为东南风,称为极地东风。极地东风和从回归高压带发源的西风在极圈附近相会,空气上升,相对地形成了极圈低气压带(又叫副极地低气压带)。极圈低气压带的上升气流一部分从高空返回到极地,再下降补充极地高气压区;另一部分又在高空流回热带。

以上就是由于高低纬区受热不同和地球自转作用而造成大气环流的基本情况。由于太阳光在地面上的直射点随着季节的变化,在南北回归线之间来回移动,因此,赤道低气压带、信风带、回归高压带、西风带和极地东风带的位置,也随之发生南北移动。一般南北移动的距离达5~6个纬度(500~600千米)。

前面谈到的高低气压带,在大西洋上多表现为高压或低压活动中心。如北回归高压带在大西洋上即成为亚速尔高压中心,南回归高压带在南纬30°附近形成为南大西洋高压中心。在这两个高压中心之间为赤道低压区。亚速尔高压区以北的极圈低气压带成为冰岛低压中心,而南大西洋高压区以南的极圈低压带正位于三个大洋连续洋面的上空,基本上未受巨大陆面干扰,因而仍保持为地球的低压带。

从亚速尔高压区流向赤道低压区的东北信风风力不大,常常只有3~4级,大的也不超过5~6级。过去盛行帆船时,东北信风对帆船航行很有利。不过,在这个海域的西部特别是邻近西印度群岛海域,常有飓风发生。这种飓风是一种可怕的热带风暴,与发生在西太平洋的台风类似,以夏秋季居多,最大风力可超过12级。过去加勒比海地区印第安人把它称作“妖精”。1780年,英、美海军在西印度群岛海战中,突然遭到一次强大的飓风袭击,当他们发现事情不妙赶紧逃命时已经来不及了。在飓风掀起的狂澜面前,艘艘军舰就像一片片微不足道的树叶任凭风浪摆布,完全丧失了行动自由。最后,英、美双方共有400艘战舰沉没海底,有4万余人葬身鱼腹,这比他们双方真正交战的损失和牺牲要大得多。

1900年,美国南部得克萨斯州的加尔沃斯顿市经历了一场连续刮了18个小时的强大飓风,引起的风暴潮把大半个城市一扫而光,当场约有5000人丧生,财产损失达1700万美元。据统计,从20世纪初至今,大西洋加勒比海和墨西哥湾发生的飓风使4.5万人丧生,单美国因飓风造成的损失就超过120亿美元。

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