1946年4月1日凌晨,夏威夷群岛万籁俱寂,酣睡的人们正在享受美梦的甜润。突然,海水奔腾咆哮地猛冲上来,使海岸边较高的地方也被海水吞没,几分钟后海水又迅猛地溃退而去,以至于平时不见天日的海底珊瑚礁也露了出来,成群来不及逃走的鱼儿搁浅在海滩上乱蹦乱跳;15分钟后,海水以比第一次更凶猛的势头再一次猛扑上岸,人们清楚地看到一堵高大直立的“水墙”迅速地向前推进。如此来回数次,3个小时后,海面才恢复了平静。这次海啸给夏威夷带来沉重的灾难,使163人死亡,大批房屋倒塌,海水深入内陆1公里以上,海港中停泊的一艘17000吨海轮被抛到岸上,一块重约13吨的石头被抛到20米以上的高空。估计经济损失达2500万美元。这次海啸是由相距数千公里的阿留申海域海底地震爆发引起的,海啸波每小时推进约820公里,到群岛沿岸浪高达8米。
有的海啸是由台风、强低压、强寒潮或其他风暴引起的巨浪,称为风暴海啸。在世界大洋中,印度洋的孟加拉湾沿岸,是世界上受风暴海啸危害最严重的地区。例如,1970年11月12日,印度洋上的飓风袭击了孟加拉沿岸,席卷了整个哈提亚岛,波浪高达20米,夷平了很多村落,50多万头牲畜被海水溺死,并使30余万人丧生,100万人无家可归。
目前,人们发现的世界上最高的海啸,是在美国阿拉斯加州东南的瓦尔迪兹海面上由地震引起的海啸,浪高达67米,大约相当于20层楼之高!
造成海啸最主要的原因是海底地壳发生了断裂,有的地方下陷,有的地方上升,引起强烈的震动,产生出波长特别长的巨大波浪,传到岸边或海港时,使水位暴涨,冲向陆地,产生巨大的破坏作用。1923年9月1日著名的日本大地震发生时,横滨就受到过海浪的冲击,几百座房屋被带进海里。事后发现,那里附近的海底不仅断裂开来,而且有巨大的移动,隆起与下陷的部分高度相差达270米,难怪造成了恶浪滔天的景象。
海底火山喷发也会造成海啸。像1983年,爪哇附近喀拉喀托岛上的火山喷发时,在海底裂开了300米深的坑,激起的海浪高达35米,造成极其惨重的损失。水下火山的喷发,还会使海水沸腾,使大量的鱼类和海洋生物遭到灭顶之灾。
因海斜坡上的物质失去平衡而产生的海底滑坡现象,也能引起海啸。另外,受到风暴袭击时,海面可升到异乎寻常的高度,产生“风暴海啸”。
人类活动也能造成海啸。比如试验核武器时,巨大的水下核爆炸同样能引起海啸,不过能量要小得多,不至于造成大的灾难。
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。
海流与河流是不一样的。海流比陆地上的河流规模大,一般长达几千公里,比长江、黄河还要长,宽度则相当于长江最宽处的几十倍甚至几百倍。河流两岸是陆地,河水与河岸界限分明,一目了然;而海流存在于茫茫的大海中,海流的“两岸”依然是滔滔的海水,界限不清,难以辨认。
海洋中的这种“河流”,曾经协助过许多航海者。哥伦布的船队,就是随着大西洋的北赤道暖流西行,发现了新大陆;麦哲伦环球航行时,穿过麦哲伦海峡后,也是沿着秘鲁寒流北上,再随着太平洋的南赤道暖流西行,横渡了辽阔的太平洋。
海洋中的这种“河流”还可以为人们传递信息。航行在海洋上的船员,有时把装有各种文字记录的瓶子投进海洋,就好像陆地上的人们把信件投入绿色的邮筒一样。这种奇异的“瓶邮”,为人类认识洋流、传送情报做出过重大贡献,也发生过许多非常有趣的故事。
1956年的一天,美国的一个叫道格拉斯的年轻人,从佛罗里达州的海港驾着游艇驶向大海,打算在海上玩个痛快。他的妻子则在家里准备了一顿丰盛的晚餐,等待着他的归来。可是,他这一去便杳无踪影,尽管海岸防卫队出海反复搜寻,也没有发现任何线索。
两年后,美国佛罗里达州的有关部门突然收到一封来自澳大利亚的来信。打开一看,里面有一封信和一张没有填上数字的银行支票,支票上的签名正是失踪的道格拉斯。支票上的附言写道:“任何人发现这张字条,请将此支票连同我的遗嘱寄给美国佛罗里达州迈阿密海滩我的妻子雅丽达·道格拉斯。由于引擎出故障,我被吹向了远海。”信上说,支票和附言是在澳大利亚悉尼市北部的阿伏加海滩上一个封紧的果酱瓶子里发现的。
美国的佛罗里达海岸距离澳大利亚的悉尼,大约有4.8万公里。小小的果酱瓶,横渡辽阔的大西洋漂到非洲,再横渡印度洋进入太平洋,最后来到遥远的澳大利亚海滨。
不过,洋流邮递只是人们在万般无奈的情况下的一种碰运气的举动,实际上是常常靠不住的。1498年,哥伦布为了解脱航行中的困境,曾在一张羊皮纸上给西班牙国王写了一份报告,装在一个椰子壳里投入大海,希望海流迅速把它带到西班牙去。可是,海流却把它漂到了大西洋比斯开湾的一个荒滩上,直到1856年才被人们发现,整整延误了358年!
今天,海洋里还漂着许多载有各种信息的瓶子,不过大多是为了研究海流而由科学工作者投放的。
洋流的形成因素
经过研究,人们发现,洋流既可以是一支浅而狭窄的水流,仅仅沿着海洋表面流动,也可以是一股深而广阔的洪流,数百万吨海水一齐向前奔流。
影响洋流形成的因素很多,通常认为,主要是风“玩”的把戏,其次是海水密度不同的作用,而地球的自转、大陆轮廓和岛屿的分布、海底的起伏、季节的变化和江河入海的水量等等,也对洋流的形成与分布产生不小的影响。
你想想,如果风总是朝着一个方向吹,那么会怎样呢?盛行风在海洋表面吹过时,风对海面的摩擦力,以及风对波浪迎风面施加的风压,迫使海水顺着风的方向在浩瀚的海洋里作长距离的远征,这样形成的洋流称为风海流。风海流也叫漂流,是洋流系统中规模最大、流程最远的洋流。同时,受地球自转偏向力的影响,表面海水的流动方向则与风向发生偏离,北半球表面洋流的流向偏往风向的右方,而南半球则偏向左方,即北半球向右偏,南半球向左偏。
表面海水的流动,由摩擦力带动了下层海水也发生流动;由于自上而下的层层牵引,深层海水也可以流动。只是流速受摩擦力的影响越来越小。到达某一深度时,流速只有表面流速的4.3%左右。这个深度就是风海流向深层水域影响的下限,称为风海流的摩擦深度,大洋中一般在200~300米深处。例如,表面洋流的流速若是50厘米/秒,这个深度上的流速仅为2厘米/秒。
海洋表面风力越强,风速越大,表面风海流的流速就越大,它所能影响的深度也越大。
由于海水密度在水平方向上分布不均匀而产生的海水流动,称为密度流。
世界上一些著名的洋流,如湾流、黑潮、赤道流等,都是与海洋水密度分布有关的洋流。而大西洋与地中海之间,地中海与黑海之间,分别通过直布罗陀海峡和土耳其海峡的水体交换,更是因盐度差异而形成密度流的典型例子。
海水具有连续性和不可压缩性,一个海区的海水流出,相邻海区的海水就要来补充,这样形成的洋流称为补偿流。补偿流既有水平方向的,也有垂直方向的。例如,在离岸风的长期吹送下,表层海水离开海岸,相邻海区的海水就会流到这个海区,形成水平方向上的补偿流;同时,下层海水也上升到海面,来补偿离岸流去的海水,形成垂直方向上的上升流。上升流在大陆的西海岸比较明显,秘鲁和智利海岸、加利福尼亚海岸、非洲的西南和西北海岸都有分布。洋流在表层流动遇到海岸或岛屿时,不仅在水平方向上发生分流,而且在垂直方向上产生下降流和底层流。补偿流常常配合风海流和密度流,形成大洋表层巨大的环流。
根据洋流的温度,可以分为性质不同的暖流和寒流。洋流的水温比流经海区水温高的称为暖流,水温比流经海区水温低的称为寒流。暖流大多发源于低纬海区,从较低纬度流向较高纬度,一般水温较高,盐度较大,含氧量较低,浮游生物的数量较少,海水透明度较大,水色大多发蓝。寒流大多发源于高纬海区,从较高纬度流向较低纬度,一般水温较低,盐度较小,含氧量较高,浮游生物数量较多,海水透明度较小,水色多呈暗绿色。通常在北半球由南向北流的是暖流,从北向南流的是寒流,南半球则正好相反。
此外,根据海洋的垂直分布状况,还可以分为表层洋流和深层洋流;根据洋流流向流速的变化大小,还可以分为稳定流和非稳定流。一般我们常说的洋流,大多是指稳定流。
庞大的“暖水管”
大西洋的赤道南北,也有两个与太平洋位置大体相似的大洋环流。
北大西洋的北赤道洋流,大致从佛得角群岛开始,沿北纬15~20°之间自东向西流动,至安的列斯群岛附近,称安的列斯暖流。南大西洋的南赤道洋流,从非洲沿岸流向美洲沿岸,到南纬7°附近巴西东部向东突出的罗克角,分为南、北两支。