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赤道潜流

它的流速比表层流速大,分布在几乎对称于赤道的海域,潜流所在的次表层处位于一个温跃层范围里。

1952年,美国科学家 C.T.克伦威尔(C.T.Cromwell)首次在太平洋赤道附近海域发现了赤道潜流,命名为克伦威尔海流。1961年,苏联“罗蒙诺索夫”号海洋调查船在大西洋发现的赤道潜流,被称为罗蒙诺索夫海流。后来在印度洋赤道附近海域也发现了赤道潜流。太平洋赤道附近海域,从海面至深度为50~100米的表层是温度均匀的暖水层,其下至深度约300米为温跃层,即赤道潜流所在的次表层。赤道潜流的厚度约200米,流幅(宽度)约300千米,大约介于南北纬度2°之内,最大流速高达150厘米/秒,流量估计为4.0×107立方米/秒。流轴与所在的温跃层大体一致,流长约为14 000千米,几乎横跨了太平洋。它在大洋东部位于50米以浅的深度,而在大洋西部约位于200米或更深的深度上。大西洋里赤道潜流的特点与太平洋里的相似。

由于在太平洋和大西洋的赤道附近,行星风系有一个自东向西的分量,驱使海水向西流动,遇到大陆的阻挡就堆积,而使水位升高,海面便向东倾斜,出现向东的水平压强梯度力。在表层海水中,因赤道处的科里奥利力趋于零,故水平压强梯度力与自东向西的风应力平衡。可是在表层之下的温跃层(也是密度跃层)中,密度梯度大,不易发生铅垂向的涡动,故阻拦着风的动量向下传递。因此在这层中,水平压强梯度力驱动着次表层的海水向东流动。随着流速增加,水平湍流摩擦力增大,当它与水平压强梯度力平衡时,在赤道的次表层里便形成了稳定的赤道潜流。在离开赤道的海域,随着纬度的增加,科里奥利力变大。在表层的北赤道流和南赤道流中,由于埃克曼输运(见埃克曼漂流),使赤道附近的海水辐散,从而靠水的连续性使次表层的海水向赤道辐聚。这种情况下,在赤道南北海域的次表层中,都产生向西的科里奥利力,阻碍赤道潜流的形成。这说明只有在科里奥利力比较弱,即在紧邻赤道附近的海域里,才有可能形成赤道潜流。 其实赤道潜流的位置并非固定不变,而是在离平均位置南北各100千米范围内摆动。当流轴偏离赤道向南时,在南半球偏左的科里奥利力便迫使它向左返回赤道;当它偏离赤道向北时,在北半球偏右的科里奥利力又迫使它向右返回赤道,故使向东流动的赤道潜流集中在赤道两侧。

印度洋面的风主要受季风所控制,在赤道处的风主要是东西向的,且随季节更替而改变其方向:每年从11月至次年3月吹北风,5~9月吹南风,因此不能产生稳定的赤道潜流。只有在3~4月时,才发现次表层中有微弱的向东的水平压强梯度力,在它的驱动下,产生了印度洋的赤道潜流。

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