上升流
|
|
|
| 上升流 |
上升流，或稱為湧升流，是一種海洋學現象，是由風力驅動溫度較低、密度較大、通常富含營養的海水流向海表面，取代溫度較高、通常缺乏營養的表層海水。上升流至少有五種類型：沿岸上升流，遠洋大尺度風生上升流，與漩渦有關的上升流，地形相關的上升流，以及遠洋大面積輻散上升流。上升流是形成漁場的常見條件，秘魯漁場即世界上最大的上升流漁場。
沿岸上升流
沿岸上升流是人們最熟悉的上升流，也與人類活動密切相關，因為它是支持漁業生產的重要因素。深水中有豐富的營養物質，其中包括由於海表面有機物沉降分解而成的硝酸鹽和磷酸鹽。當營養物質被帶入表面，則被浮游植物所攝入，連同溶解的二氧化碳以及太陽光能，通過光合作用生產出有機物。因此上升流區通常有比其它海域更高的初級生產力（即被浮游植物固定的碳元素的量）。由於浮游植物處在食物鏈底層，因此這樣的高生產力會被傳遞至整條食物鏈。秘魯沿海，智利，阿拉伯海，南非西部，紐西蘭東部，巴西東南部和加州海岸都是上升流區域。秘魯漁場是世界著名的漁場，1970年漁獲量突破1300萬噸[1]，其形成原因為南半球的東南信風將南美洲西部中低緯度的海水吹離岸邊，即盛行「離岸風」，在沿岸形成上升流，形成漁場。
海洋食物鏈的過程大致如下：
- 浮游植物 → 浮游動物 → 捕食浮游動物 → 濾食性動物 → 掠食性魚類
上升流將來自深海的營養鹽類和有關物質帶往表層海水，從而促使浮游植物和浮游動物的增殖，為漁場的形成提供了極為必要的條件。
引起沿岸上升流的關鍵物理作用是科里奧利力（地轉偏向力），使得風生流在北半球向右偏轉，南半球向左偏轉。例如在北半球，當風沿著西海岸向南吹，或者沿著東海岸向北吹，表面海水會向離岸方向輸送（即埃克曼輸送或埃克曼螺線），深層海水會上升補充。
赤道上升流
赤道附近也有類似的現象。無論上升流處在什麼地區，都會引起表層海水輻散，富含營養、密度較大的下層海水湧向海表面，從而導致一個明顯的現象——從太空可以觀察到太平洋赤道海域有一條很寬的浮游植物密集帶。
南大洋上升流
南大洋中也存在大尺度上升流。大洋洲大部分位於盛行西風帶，常年盛行偏西風，在其西岸使得大量海水南北分流，這實際上是一種沿岸上升流。由於南美洲和南極洲半島頂端之間沒有陸地連接，這裡的海水被從很深的深度抽到表面。在許多數值模式和觀測結論中，南大洋上升流是深層高密度海水被帶入表層的主要方式。南北美洲西部海域、非洲西北部和西南部以及澳大利亞西南部也存在淺層風生上升流，均與海洋亞熱帶高壓環流有關。一些海洋環流模型顯示出，大尺度上升流發生在熱帶。
局地的上升流可能是由於深海海流遇到海底山而改變方向，為低生產力海域中的島嶼帶來營養與生命，這對於物種遷徙和人類的漁業至關重要。
熱帶氣旋上升流
當有熱帶氣旋經過海域時也會產生上升流，通常氣旋的移動速度至少有8公里／小時。氣旋的擾動最終會導致下層較冷海水被抽至表面，使氣旋減弱。
人工上升流
一些裝置利用海洋潮汐能或者熱能，將水抽至海表，人工上升流就是由這些設備引起的。有人指出這類裝置製造出浮游生物潮[2]。
其它上升流
其他流體的運動也會產生上升流，例如地函中的岩漿[3]或者恆星中的電漿體。這些皆是流體對流的結果。