汹涌澎湃的海底世界续一 刘晨/文

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(接续上一期)

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在前面介绍“海底台风”的形成原因时,我们知道了大洋中海水的密度是不均匀的,由此造成了海水的流动。如果海水的密度上面高下面低,就会形成下降海流。在密度差别特别大的地方,就可能形成壮观的深海大瀑布。在某些海域,海水的密度是上面小下面大,这样就会由上升海流形成一种“倒过来”的瀑布。此外,特殊的海底地形也会对海底瀑布的形成规模产生重要作用,如海底垂直地形会诱发垂直方向的海流形成。

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目前,已经发现的地球上规模最大的深海瀑布在丹麦海峡。在那里的深海中,一道宽约200千米,高约200米的海底瀑布蔚为壮观,飞流直下的海水每秒钟的流量达500万立方米。这还不算,海水陆续沿洋坡顺流而下,总落差达3500米左右。陆地上的瀑布与这里的深海瀑布相比,简直是大巫见小巫。要知道,在陆地上,流量最大的是委内瑞拉境内的安赫尔瀑布,其每秒钟的流量为1.3万立方米,亚马孙河每秒钟也才把20万立方米的水送入大海。

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除丹麦海洋外,在世界上的许多海域都发现了深海瀑布,如冰岛的法罗瀑布,巴西深海平原瀑布,南彼得兰群岛深海瀑布,直布罗陀海峡海底瀑布等。

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尽管早在100多年前就有人猜想到深海瀑布的存在,但直到20世纪60年代,在电子技术、遥感技术等先进探测手段应用到海洋观察中之后,这种海洋奇观才得以证实。而对海底瀑布的深入研究,更是近二三十年来(这里指的是公元2000年前)的事。科学研究表明,深海瀑布对维持深海海水的物理、化学特性的动态平衡起着重要的作用,并直接影响着海洋和全球气候的变化。深海瀑布对海洋环境有着重大的影响,对它的研究还在继续进行中。

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海面下的波浪

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海水密度的不均匀还会引起一种海洋现象——海面下也有波浪,海洋学家把这称为“内波”。

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1893年,由南森船长率领的一支考察队去北极探险。船行至挪威海时,海面上风和日丽,一片平静,但探险船的前进却越来越困难,船底就像被什么东西粘住了一样。海面上并没有风浪,是什么因素阻止了航船的前进呢?南森把这一现象记录了下来,这是人类第一次发现内波。后来,人们在其他海域行船时,又陆续发现了更多的内波现象。

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大海波浪的产生,主要是由于空气的流动(风)引起的。空气与海水的密度差别很大,当空气流动时,会造成海水的上下起伏,这就是我们常见的波浪。一般来说,波浪现象只发生在大海表面,空气的流动不会影响深层海水。

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但是,如前面指出的那样,大洋中海水的密度是不一样的,如果海水密度在垂直方向不一样,就会造成海水分层,层与层之间的海水密度相差较大。在外力作用下,不同密度的海水层之间就会形成波动现象。尤其当上层海水的密度比下层海水的密度大时,这种现象更容易发生,这就是内波。研究表明,即使是外力很小,也能够在密度不同的海水层之间引发内波现象。

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然而,内波却是肉眼看不到的,只有通过对海水水文地质要素的测定,才能确认内波的存在。检测表明,海洋中内波的波高从十几米到几十米,高的也能达到数百米。

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当航船遇到内波时,除了克服海水的阻力外,还要克服内波的影响,因此要维持前进速度就得付出更多的能量,表现出来就像被海底的什么东西粘住了一样。

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由于大洋中的海水密度总是存在差异,因此内波现象非常普遍。随着研究的深入,内波技术也得到了许多应用。例如,在海水养殖当中,海水内波会影响海水中的日照,从而影响养殖业的收成。又如,内波对声音在海水中的传播有很大影响,这对潜艇作战是至关重要的,因为声音探测设备(声纳)是潜艇的“眼睛”。

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(全文完)

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培林志远
活跃在5 天前
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