編按:
黑潮是全球第二大洋流,自菲律賓開始,穿過臺灣東部海域,沿著日本往東北向流,在與親潮相遇後匯入東向的北太平洋洋流。黑潮帶來豐富的海洋生態,有利於許多漁業發展。我們知道黑潮的重要性,但平常大都看到的是線型流向的圖說,有時很難了解細節。
美國航空暨太空總署(NASA)釋出一部影片,可以清晰看到動態的全球洋流流動方式(尤其黑潮),而且有詳細的說明,可以讓我們理解洋流流動的原理、流向,以及主要洋流對漁場、氣候調節的重要性。我翻譯英文字幕,配合影片(或擷取為圖片)可以作為海洋環教教育的素材,請參考。
流動的海洋:NASA 展現地球水下公路的迷人景象(An Ocean in Motion: NASA’s Mesmerizing View of Earth’s Underwater Highways)
海洋,永遠處於流動。整體來看,海洋盆地就像一條巨大的互聯高速公路,在全球運輸營養物質、碳和熱量。
這個令人目眩的洋流數據視覺化效果,是「海洋環流與氣候預估模型」(簡稱 ECCO)所創建的。它是由人造衛星、浮標以及各種測量數據所組成。
洋流運動的根源來自物理學原理。
由於地球自轉,水體會受到一種稱為「科里奧利效應」的影響。這股力量將一些最強勁的洋流——如墨西哥灣流和東澳大利亞洋流,推向大陸的東側。由於這些洋流最終會出現在海洋盆地的西側,科學家們將它們稱為「西邊界流」。
在這個視覺化圖像中,較接近海面的洋流呈現白色,而較深層的洋流則呈現藍色,彷彿透過水面一層層地看見深海中的流動。
但究竟是什麼驅動這些水體運動?又是什麼讓某些水上升,而某些水下沉呢?讓我們來看看!
這裡,我們可以看到太平洋最強的洋流之一——「黑潮」,它起源於溫暖的熱帶菲律賓海,然後向北流經台灣。當它到達日本後,轉向東流,穿越整個太平洋,在轉向時產生巨大的渦流。黑潮輸送的水量超過世界上最大河流——亞馬遜河的200倍!
這項視覺化技術讓我們能輕鬆看見海洋如何在全球移動水體,但較難察覺的是水體上升或下沉的區域。這種現象稱為「上升流」或「沉降流」。
當上升流將寒冷、富含營養的深層海水帶到陽光普照的表層時,就會形成海洋生物的豐富食場。
部分由黑潮攜帶的營養物質,為日本的漁業提供養分,並創造了一個重要的經濟區域。
另一個重要的西邊界流是「阿古拉斯洋流」,它沿著非洲東岸一路向南流動,來到非洲最南端——「阿古拉斯岬」。在這裡,洋流急轉向東,但有時會形成巨大的漩渦,稱為「阿古拉斯環流」,它們向西漂移進入大西洋。
這些環狀洋流將鹽分與熱量帶入大西洋,構成全球海洋「翻轉環流」的一部分,也被稱為「全球海洋輸送帶」。
這條輸送帶系統,將熱量沿著赤道向北輸送至北大西洋,對北美、歐洲和非洲的氣候影響深遠。如果沒有這股流動,歐洲的冬季將更加寒冷,而非洲的乾旱也將更為嚴峻。
但海洋不僅僅是輸送熱量。在某些地區,它們會吸收來自太陽的熱量,而在其他地方,則會將熱量釋放回大氣。我們可以從墨西哥灣流觀察到這一點,它也是全球海洋輸送帶的一部分。
墨西哥灣流起源於熱帶地區,水溫極高,隨著洋流沿著北美洲東岸向北移動,它就像是一個為大氣加熱的「暖氣機」。當這股水流穿越大西洋,圍繞歐洲、冰島和格陵蘭流動時,水溫已經大幅下降,最終在北大西洋深處下沉。
但影響水體沉降的不僅僅是溫度, 鹽度也是關鍵因素。鹽度越高,水體就越重。當水變得更鹹、更冷時,它會變得更密集、更沉重。反之,當水變暖、變淡時,它就變得更輕。正是這些密度變化,推動著全球海洋輸送帶的循環。
在海洋表層,我們可以看到水體如何從一處移動到另一處。
如果仔細觀察,還能發現深層水體的移動方向有時與表層流向相反。
例如,在墨西哥灣流的下方,有一股寒冷的深層海流正向南流動,它也是全球海洋輸送帶的一部分,並幫助歐洲維持溫暖的氣候。
部分暖流從墨西哥灣流的表層北上,最終釋放出大量熱量,冷卻後下沉,再度向南移動。最終,這些寒冷的深層水體會逐漸擴散至全球,再慢慢上升至表層,接受陽光加熱,然後,開始新一輪的旅程。
底下配合影片時間軸,以中文對照英文字幕:
流動的海洋:NASA 展現地球水下公路的迷人景象
0:01-0:06
海洋,永遠處於流動。整體來看,海洋盆地就像一條巨大的互聯高速公路,
The oceans, they are always on the move. Together, the ocean basins are like a big interconnected highway that
0:09
在全球運輸營養物質、碳和熱量。
transports nutrients, carbon and heat around the world. This
0:14
這個令人目眩的洋流數據視覺化效果,
mesmerizing data visualization of ocean currents was created
0:18-0:22
是「海洋環流與氣候預估模型」(簡稱 ECCO)所創建的。
using a model called estimating the circulation and climate of the ocean, or ECCO, for short.
0:24-0:28
它是由人造衛星、浮標以及各種測量數據所組成。
It’s built using real world data from satellites, buoys and all kinds of other measurements.
0:33
洋流運動的根源來自物理學原理。
All of this movement starts with physics.
0:37
由於地球自轉,水體會受到一種稱為「科里奧利效應」的影響。
Because the Earth is spinning, the water feels something called
0:41-0:46
這股力量將一些最強勁的洋流——如墨西哥灣流和東澳大利亞洋流,
the Coriolis effect. This pushes some of the strongest currents, like the Gulf Stream and the East Australian Current, against
0:51-0:55
推向大陸的東側。由於這些洋流最終會出現在海洋盆地的西側,
the east side of the continents. Because these currents wind up on the west side of the ocean basins they sit in, scientists
1:00
科學家們將它們稱為「西邊界流」,
call them western boundary currents. In this visualization,
1:04
在這個視覺化圖像中,較接近海面的洋流呈現白色,而較深層的洋流則呈現藍色,
the currents closer to the surface are white and the deeper
1:08-1:12
彷彿透過水面一層層地看見深海中的流動。
currents are blue, almost like you’re seeing those deep currents through the top layer of water. But what’s causing all
1:17
但究竟是什麼驅動這些水體運動?又是什麼讓某些水上升,而某些水下沉呢?
this motion and what makes some water rise and some water sink?
1:22
讓我們來看看!這裡,
Let’s take a look. Here, we can see the Pacific Ocean’s
1:26
我們可以看到太平洋最強的洋流之一——「黑潮」
strongest current, the Kuroshio. It begins in the warm, tropical
1:30
它起源於溫暖的熱帶菲律賓海,然後向北流經台灣。
Philippine Sea, and then flows north past Taiwan. After it
1:35
當它到達日本後,轉向東流,穿越整個太平洋,
reaches Japan, it turns east and heads across the Pacific Ocean,
1:39
在轉向時產生巨大的渦流。
spinning off huge eddies where it turns right. The Kuroshio
1:44
黑潮輸送的水量超過世界上最大河流——亞馬遜河的200倍!
carries over 200 times more water than the world’s largest
1:48-1:52
這項視覺化技術讓我們能輕鬆看見海洋如何在全球移動水體,
river, the Amazon. This visualization makes it easy to see how the ocean moves water across the planet, but what’s
1:56
但較難察覺的是水體上升或下沉的區域。
hard to see are the places where the water moves up or down. This
2:01
這種現象稱為「上升流」或「沉降流」。
is called upwelling, or downwelling. When upwelling
2:05
當上升流將寒冷、富含營養的深層海水帶到陽光普照的表層時,
brings cold, deep nutrients into the sunlight near the surface,
2:09
就會形成海洋生物的豐富食場。
it creates a feeding ground for all sorts of ocean life.
2:14-2:18
部分由黑潮攜帶的營養物質,為日本的漁業提供養分,並創造了一個重要的經濟區域。
Nutrients carried, in part by the Kuroshio Current, help feed the fisheries in Japan and create an important economic
2:22
另一個重要的西邊界流是「阿古拉斯洋流」,
zone for the country. Another major western boundary current
2:27-2:31
它沿著非洲東岸一路向南流動,來到非洲最南端——「阿古拉斯岬」。
is the Agulhas Current, which carries water down the east coast of Africa to its southern tip, called Cape Agulhas. There,
2:35-2:40
在這裡,洋流急轉向東,但有時會形成巨大的漩渦,稱為「阿古拉斯環流」,
the current makes a sharp turn to the east, but sometimes it pinches off giant eddies called the Agulhas rings, which drift
2:44
它們向西漂移進入大西洋。
west into the Atlantic. These circular currents carry salt and
2:49-2:53
這些環狀洋流將鹽分與熱量帶入大西洋,構成全球海洋「翻轉環流」的一部分,也被稱為「全球海洋輸送帶」。
heat into the Atlantic and form an important part of the overturning circulation, also called the Global Ocean conveyor
2:58-3:02
這條輸送帶系統,將熱量沿著赤道向北輸送至北大西洋,
belt. This so called conveyor belt is a system of currents that carries heat northward, across the equator and into the
3:06-3:11
對北美、歐洲和非洲的氣候影響深遠。如果沒有這股流動,
North Atlantic. It plays a big role in the climates of North America, Europe and Africa. Without it, winters in Europe
3:15
歐洲的冬季將更加寒冷,而非洲的乾旱也將更為嚴峻。
would be much colder, and droughts in Africa more severe.
3:19
但海洋不僅僅是輸送熱量。
But the oceans do more than just move heat around. In some
3:23-3:28
在某些地區,它們會吸收來自太陽的熱量,而在其他地方,則會將熱量釋放回大氣。我們可以從墨西哥灣流觀察到這一點,
places, they absorb heat from the sun, and in others, they release it back to the air. We can see that in the Gulf Stream,
3:32
它也是全球海洋輸送帶的一部分。
yet another part of the ocean’s conveyor belt, the Gulf Stream
3:37
墨西哥灣流起源於熱帶地區,水溫極高,
starts in the tropics, where the water is very warm, as it drags
3:42
隨著洋流沿著北美洲東岸向北移動,
warm water up the east coast of North America, it acts like a
3:46
它就像是一個為大氣加熱的「暖氣機」。
heater for the atmosphere. By the time this water has wandered3:51
當這股水流穿越大西洋,圍繞歐洲、冰島和格陵蘭流動時,
across the Atlantic and wrapped around Europe, Iceland and
3:55
水溫已經大幅下降,最終在北大西洋深處下沉。
Greenland, it’s gotten so cold that it sinks deep into the
3:59
但影響水體沉降的不僅僅是溫度,
North Atlantic Ocean. But temperature isn’t the only thing
4:03-4:08
鹽度也是關鍵因素。鹽度越高,水體就越重。當水變得更鹹、更冷時,
that can make water sink, so can salt. Salinity or the amount of salt in the water, can make it heavy. The saltier and colder
4:12
它會變得更密集、更沉重。反之,當水變暖、變淡時,它就變得更輕。
water is, the heavier it gets. As it gets warm and fresh water
4:17
正是這些密度變化,
gets lighter, changes in the heaviness or density of ocean
4:21
推動著全球海洋輸送帶的循環。
water are what keep the ocean’s conveyor belt turning. Streaks
4:26
在海洋表層,我們可以看到水體如何從一處移動到另一處。
near the surface show how water is moving from one place to
4:30-4:34
如果仔細觀察,還能發現深層水體的移動方向有時與表層流向相反。
another. If you look close, you can see below the surface. Sometimes the water down deep is moving in a different direction,
4:39-4:44
例如,在墨西哥灣流的下方,有一股寒冷的深層海流正向南流動,
even the opposite direction. Sometimes this cold, deep water headed south beneath the Gulf Stream is another part of that
4:48
它也是全球海洋輸送帶的一部分,並幫助歐洲維持溫暖的氣候。
same ocean conveyor belt that keeps Europe warm. Some of that
4:53
部分暖流從墨西哥灣流的表層北上,
warm Gulf stream water that heads north at the surface
4:57-5:01
最終釋放出大量熱量,冷卻後下沉,再度向南移動。最終,這些寒冷的深層水體
eventually winds up there, moving south again after losing so much heat to the atmosphere. Eventually this cold, deep water
5:06-5:10
會逐漸擴散至全球,再慢慢上升至表層,接受陽光加熱,
will spread around the globe and slowly rise toward the surface. There it will warm up in the sun and get ready to start the trip
5:15
然後,開始新一輪的旅程。
all over again.
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