2007年6月4日 星期一

風、湧升流、食物網


風,是一種天氣現象,是指大規模空氣質點的水準運動。氣壓不同,令空氣流動而產生風。空氣的重量造成了氣壓,不同地區的氣壓依空氣密度、地形、溫度、緯度都有所變化,因此產生了高低壓氣團,當氣壓高的氣團會自然的流向氣壓低的氣團,這股推力,就被稱為



在一個理想的海洋中,海洋 風系以及風生海流的分佈情形
湧升流
沿著赤道所吹的東風和沿南美洲西岸所吹的東南風,都有拉曳海面水流的作用。受到科氏力的影響,這兩股「表面洋流」便挾帶著大量的海水,分別偏離了赤道海岸線

在這兩股「表面洋流」流經的海域中,其上層的海水會被迅速地帶至他處;如此一來,海域中位於下層、寒冷且富於養分的海水便會向上運流,而取代了原來上層的海水。這個現象,我們稱之為「湧升現象」;而這股垂直方向、由下往上的洋流,我們便稱之為「湧升流」(upwelling)。從人造衛星拍到的照片中,我們可清楚辨認出赤道海域和南美洲西岸海域的湧升流;其寬度約在一百哩左右。

湧升流

赤道海域的湧升流


在海洋的分層中,上層的溫暖海水與下層的寒冷海水之間,存在一層斜溫層Thermoclice),作為表面海水及深處海水的分隔。在無風的情況下,斜溫層應該是水平而安定的;但在有風的情況下,這層斜溫層便會處於傾斜的狀態。

舉例來說:

赤道海域上方所吹的東風,可使其東部海域發生湧升現象,而造成了斜溫層的上升;表面洋流把海水帶至西部,使西部海域上層的溫暖海水增加,而迫使其斜溫層下降。於是,赤道沿岸的斜溫層,便發生了傾斜的現象。
  斜溫層下方的寒冷水域,含有非常豐富的化學養分;因此在赤道海域東部、斜溫層上升的地區,湧升的冷水區海水,可藉風的翻攬作用與其上的溫暖海水混合,而使該海域的表面海水亦含有冷水層的大量營養物。於是,在這種陽光充足、養分豐富的環境裡,許多種浮游植物便開始大量繁殖。



南半球沿岸地區受到風力作用所產生的湧升流
食物鏈

浮游生物是海洋食物鏈的基礎,浮游植物藉由光合作用轉化能量供多數浮游動物使用,浮游動物再成為其他海洋生物食物。


食物鏈的結構有些像金字塔,底座很大,每上一級都縮小很多:第一級是由數量驚人的海洋浮游植物構成的,是食物鏈金字塔的最基礎部分,通過光合作用生產出碳水化合物和氧氣,是海洋生物生長的物質基礎﹔食物鏈的第二級是海洋浮游動物,它們以海洋浮游植物為食﹔第三是攝食浮游動物的海洋動物﹔第四級則是海洋中的食肉類動物如金槍魚、鯊魚等,它們處在金字塔的最高層。

赤道海域東部、斜溫層上升的地區,湧升的冷水區海水,可藉風的翻攬作用與其上的溫暖海水混合,而使該海域的表面海水亦含有冷水層的大量營養物。於是,在這種陽光充足、養分豐富的環境裡,許多種浮游植物便開始大量繁殖。這些浮游植物的繁殖速度極快,其數目幾乎成等比級數增加;當然,它們生長所耗費的養分也就與日遽增。終於,在大約一個星期之後,這些浮游植物用盡了海水中的養分,而開始集體死亡下沈。在衛星拍得的照片上,這些浮游植物大量繁殖的地區,會呈現出相當明顯的綠色斑點。也就是說:藉由衛星圖片上綠色班點的分佈,我們可以看出哪些地方發生了湧升現象。此外,這些浮游植物,在食物鏈中扮演著「生產者」的角色;因此,它們的大量增生,可說已牽動了整個食物網,並影響了海洋中許多高等動物的生活。

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