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大洋中尺度涡

科普小知识2022-09-21 13:03:18
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是一种海洋自然现象,在世界各大洋中到处都有这种涡流的存在。它的水平尺度约为100~500km,时间尺度约为20~200d,以(0.01~0.05)m/s的速度一面旋转,一面向前移动,且有很大的动能。其发生、发展、消失等问题与大洋中表层海流弯弯曲曲的运动方式,都有着密切的关系

1、基本定义

大洋中尺度涡

oceanmeso-scaleeddies

叠加在海洋平均流场上的、尺度从几十千米至几百千米的水平流旋

2、研究历程

1958年,英国海洋学家斯罗华为了研究海流,研制了一种*漂俘监侧系统——“中性浮子”。利用这套系统对大西洋百慕大海域的底层海流进行测量。按照平常观测到的资料分析,湾流区域内的海流,应该是一支比较稳定而且是流速较为缓慢的海流。可是利用这套新系统获得的资料令科学家们大吃一惊,这里的海流比预想的快了10多倍,而且发现有的海流出现反向流动。同时,在一个多月的时间里,海流还显示出相当大的时间变化。这一发现,震惊了海洋科学界。前苏联和美国的学者对此大惑不解,先后派出考察队进行调查,结果完全一样。显然,用传统的风海流理论无法解释这种反常现象。到了1973年,美国成功地发射了载人“天空实验室”航天器。利用这座航天器,宇航员们拍摄到了大西洋西部热带海域内的大涡旋。这个大涡旋纵横60~80千米。同时还发现,在大涡流海域,有较强的上升流,冷的海水从百米深处不断向上涌升。由于海底的营养物质被上升流带到海面,使得大涡流海域形成了一个绝好的渔场。“天空实验室”还在其它大洋中发现类似的中尺度涡流。例如,在南美洲的西海岸、澳大利亚东部和新西兰一带海域、非洲东海岸、印度洋西北海域和南中国海海域等,都能看到这种涡流间短的十几天,长的达千年之久。这些涡流与大洋中的环流相比,虽然只是个局部,并不显著,但它与人们在近每能见到的小旋涡相比,就非常之大了。所从,海洋科学家们称这种涡流为“中尺度涡”。大洋中尺度涡流的发现,改变了人们对海流形成机理的传统看法。它是近二三十年来人们对大洋环境的突破性认识。

 大洋中尺度涡的旋转速度一般都存在。这一面旋转,一面向前移动。它的移动方式,很像台风(气旋或反气旋)。科学家估计,中尺度涡许多涡流,小的直径仅几十千米,大的直径达数百千米;存在的时间有长有短,时很大,而且有巨大的动能,约占整个海洋流动能的80%以上。这个数字实在大得惊人。台风带来的气候变化和灾难,尽人皆知,那么,大洋中尺度涡的出现,将给海洋带来哪些变化呢?它对海洋中的动物、植物是福是祸?这些问题有待于科学家们去继续研究。

中尺度涡的发现,使传统的大洋海流理论受到挑战。由于海洋中中尺度涡的出现,大洋环流的动力结构完全改变了。假如中尺度涡也像大气中的气旋或反气旋那样,是由气压不稳定的因素所引起的,那么,大洋环流的动力有可能是由中尺度涡来维持的。这就从根本上修正了风生环流的观点。

3、分类

叠加在海洋平均流场上的、尺度从几十千米至几百千米的水平流旋。按起源和生存方式可分成流环、流环式中尺度涡和中大洋中尺度涡3种。①流环。起源于大洋西边界的西向强化流。在湾流和黑潮中常出现海流弯曲现象,当弯曲程度很大时,便出现冷涡和暖涡,它们脱离了母流,而形成了直径100~300千米的流环。其表层旋转的线速率可高达90~150厘米/秒。此速率随深度而降低。流旋的持续时间可达2~3年。②流环式中尺度涡。生存于北大西洋的冷水区中,强度约为流环的一半,宽度则比流环大1倍。属于冷涡。③中大洋中尺度涡。在地球上的海洋中几乎无处不有。具有5~50厘米/秒的旋转速率,向下可延伸到整个水柱。存在的周期从几周至几个月。

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