海洋,神秘而深沉,富足而慷慨。
海洋总面积约为3.6亿平方千米,约占地球表面积的71%;海洋中含有13亿5000多万立方千米的水,约占地球上总水量的97%。
目前为止,人类已探索的海洋只有5%,还有95%的海洋是未知的。有科学家说,我们对于月球的了解,都多于对海洋的了解。
探索海洋的秘密,认识海洋,我们不光能知道得更多,还能得到知识以外的东西。
海洋的形成
研究海洋的科学是海洋学。史前时期,人类就已经在海洋上旅行,从海洋中捕鱼,以海洋为生,对海洋进行探索。在航空发展之前,航海是人类跨大陆运输和旅行的主要方式。但对于海洋的研究一直进展不大,对深海海底的探索直到20世纪中叶才真正开始。
现在的研究证明,大约在50亿年前,从太阳星云中分离出一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转,一边自转。在运动过程中,互相碰撞,有些团块彼此结合,由小变大,逐渐成为原始的地球。星云团块碰撞过程中,在引力作用下急剧收缩,加之内部放射性元素蜕变,使原始地球不断受到加热增温;当内部温度达到足够高时,地内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力作用下,重的下沉并趋向地心集中,形成地核;轻者上浮,形成地壳和地幔。在高温下,内部的水分汽化与气体一起冲出来,飞升入空中。但是由于地心的引力,它们不会跑掉,只在地球周围,成为气水合一的圈层。
位于地表的一层地壳,在冷却凝结过程中,不断地受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压,因而变得褶皱不平,有时还会被挤破,形成地震与火山爆发,喷出岩浆与热气。开始,这种情况发生频繁,后来渐渐变少,慢慢稳定下来。这种轻重物质分化,产生大动荡、大改组的过程,大概是在45亿年前完成。
地壳经过冷却定形之后,地球就像个久放而风干了的苹果,表面皱纹密布,凹凸不平。高山、平原、河床、海盆,各种地形一应俱全。
在很长的一个时期内,天空中水汽与大气共存于一体,浓云密布,天昏地暗。随着地壳逐渐冷却,大气的温度也慢慢地降低,水汽以尘埃与火山灰为凝结核,变成水滴,越积越多。由于冷却不均,空气对流剧烈,形成雷电狂风,暴雨浊流,雨越下越大,一直下了很久很久。滔滔的洪水,通过千川万壑,汇集成巨大的水体,这就是原始的海洋。
原始的海洋,海水不是咸的,而是带酸性又缺氧的。水分不断蒸发,反复地成云致雨,重又落回地面,把陆地和海底岩石中的盐分溶解,不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合,才变成了大体均匀的咸水。同时,由于大气中当时没有氧气,也没有臭氧层,紫外线可以直达地面,靠海水的保护,生物首先在海洋里诞生。大约在38亿年前,即在海洋里产生了有机物,先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代,有了海藻类,在阳光下进行光合作用,产生了氧气,慢慢积累,结果还形成了臭氧层。此时,生物才有机会登上陆地。
总之,经过水量和盐分的逐渐增加,加上地质历史的沧桑巨变,原始海洋逐渐演变成今天的海洋。
海洋一词我们通常是连在一起用的。但你知道吗,海和洋其实是有区别的。
洋,是海洋的中心部分,是海洋的主体。世界大洋的总面积约占海洋面积的89%。大洋的水深,一般在3000米以上,最深处有1万多米。大洋离陆地遥远,不受陆地的影响。世界海洋分布和盐度的变化不大。每个大洋都有自己独特的洋流和潮汐系统。大洋的水色蔚蓝,透明度很大,水中的杂质很少。世界共有4个大洋,即太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋。
海,在洋的边缘,是大洋的附属部分。海的面积约占海洋面积的11%,海的水深比较浅,平均深度从几米到2~3千米。海临近大陆,受大陆、河流、气候和季节的影响,海水的温度、盐度、颜色和透明度,都受陆地影响,有明显的变化。夏季,海水变暖,冬季水温降低;有的海域,海水还要结冰。在大河入海的地方,或多雨的季节,海水会变淡。由于受陆地影响,河流夹带着泥沙入海,近岸海水混浊不清,海水的透明度差。海没有自己独立的潮汐与海流。海可以分为边缘海、内陆海和地中海。边缘海既是海洋的边缘,又是临近大陆前沿;这类海与大洋联系广泛,一般由一群海岛把它与大洋分开。我国的黄海、东海、南海就是太平洋的边缘海。内陆海,即位于大陆内部的海,如欧洲的波罗的海等。地中海是几个大陆之间的海,水深一般比内陆海深些。世界主要的海接近50个。太平洋最多,大西洋次之,印度洋和北冰洋差不多。
大海的颜色
问大家一个问题:海洋是什么颜色的?大家一定会毫不犹豫地回答:蓝色。再问:真的吗?估计就有人开始犹豫了,可是也想不出别的答案来。事实上,蓝色只是海洋的一种颜色,海洋也是五颜六色的。
翻开世界地图集,黄海、红海、黑海、白海会映入我们的眼帘。从字面意思上就可以知道这些海的颜色。海的颜色不同,与太阳光有关。
太阳光线眼看是白色,可它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种可见光所组成。这七种光线波长各不相同,而不同深度的海水会吸收不同波长的光束。波长较长的红、橙、黄等光束射入海水后,先后被逐步吸收,而波长较短的蓝、青光束射入海水后,遇到海水分子或其他微细的、悬在海洋里的浮体,便向四面散射和反射,特别是海水对蓝光吸收的少,而反射的多,越往深处越有更多的蓝光被折回到水面上来,因此,我们通常看到的海洋便是蔚蓝色一片了。
既然海水散射蓝色光,那么不论哪个大海都应该是蔚蓝色的,但实际上,海洋是红、黄、蓝、白、黑五色俱全,这又是为什么呢?
这是由于某种海水变色的因素强于散射所生的蓝色时,海水就会改头换面,五彩缤纷了。
影响海水颜色的因素有悬浮质、离子、浮游生物等。大洋中悬浮质较少,颗粒也很微小,其水色主要取决于海水的光学性质,因此,大洋海水多呈蓝色;近海海水,由于悬浮物质增多,颗粒较大,海水多呈浅蓝色;近岸或河口地域,因泥沙颜色使海水发黄;某些海区当淡红色的浮游生物大量繁殖时,海水常呈淡红色。
我国黄海,特别是近海海域的海水多呈土黄色且混浊,主要是流经黄土高原的又黄又浊的黄河水入海染黄的,因而得名黄海。
不仅泥沙能改变海水的颜色,海洋生物也能改变海水的颜色。介于亚、非两洲间的红海,一边是阿拉伯沙漠,一边是撒哈拉大沙漠,不管风往哪边吹,吹来的都是干燥的风,导致海水水温及海水中含盐量都比较高,因而海内红褐色的藻类大量繁衍,成片的珊瑚以及海湾里的红色的细小海藻都为之镀上了一层红色的色泽,所以看到的红海是淡红色的,因而得名红海。
黑海之所以黑,是因为黑海里跃层所起的障壁作用,使海底堆积大量污泥,促成海水变黑。另外,黑海多风暴、阴霾,特别是夏天狂暴的东北风,在海面上掀起灰色的巨浪,海水抹黑一片,故得名黑海。
白海是北冰洋的边缘海,深入俄罗斯西北部内陆,气象异常寒冷,结冰期达6个月之久。白海之所以白,是因为掩盖在海岸的白雪不化,厚厚的冰层冻结住它的港湾,海面被白雪覆盖。由于白色面上的强烈反射,致使我们看到的海水是一片白色。
彩色的海,是大自然的杰作。
台风传奇
在大家心目中,台风是个极其可怕的字眼。每次在新闻中听到它,都是在说,某某台风造成了多大多大的破坏。然而,台风真的是这样嘛?你真的了解台风吗?
(一)什么叫台风?
在气象学上,按世界气象组织定义:当热带气旋中心持续风速达到12级(即每秒32.7米或以上)时就需要特别命名。生成于大西洋、加勒比海及北太平洋东部称为飓风(hurricane);而生成于西北太平洋和我国南海称为台风(typhoon)。
过去我国习惯将所有的热带气旋称为台风。为什么叫台风呢?一个广为人们接受的说法是,由于台湾位于太平洋和南海大部分台风北上的路径要冲,很多台风是穿过台湾海峡进入大陆的。从大陆方向上看,这种风暴是来自台湾,称其为台风就是很自然的事了。
现在,对热带气旋的认识加深了,按照其强度的不同,依次可分为六个等级:热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。因此,不是所有的大风都能称之为台风。
一般而言,台风(包括热带风暴)一般发生在夏秋之间,最早发生在5月初,最迟发生在11月。每年在太平洋上都会生成20~30个热带气旋,其中一半左右会成长为台风,最终会移动到陆地,影响普通人正常生活的,一般会有5个左右,多的年份会有10个之多。
(二)形成台风的条件和过程
台风不是说有就有的,而是有其形成的条件和过程。
第一阶段为孕育阶段。
经过太阳1天照射,海面上形成了很强盛的积雨云,这些积雨云里的热空气上升,周围较冷空气源源不绝地补充进来,再次遇热上升,如此循环,使得上方的空气热,下方的空气冷,上方的热空气里的水汽蒸发扩大了云带范围,云带的扩大使得这种运动更加剧烈。不断扩大的云团受到地转偏向力影响,逆时针旋转起来(在南半球是顺时针),形成热带气旋,热带气旋里旋转的空气产生的离心力把空气都往外甩,中心的空气越来越稀薄,空气压力不断变小,形成了热带低压——台风初始阶段。
第二阶段为发展增强阶段。
因为热带低压中心气压比外界低,所以周围空气涌向热带低压,遇热上升,供给了热带低压较多的能量,超过输出能量,此时,热带低压里空气旋转更厉害,中心最大风力升高,中心气压进一步降低。等到中心最大风力达到一定标准时,就会提升到更高的一个级别,热带低压提升到热带风暴,再提升到强热带风暴、台风,有时能提升到强台风甚至超强台风,这要看能量输入与输出比决定,输入能量大于输出能量,台风就会增强,反之就会减弱。
第三阶段是成熟阶段。
台风经过漫长的发展之路,变得强大,具有造成灾害的能力,如果这时登陆,就会造成重大损失。
最后是消亡阶段。
台风消亡路径有两个:第一个是台风登陆陆地后,受到地面摩擦和能量供应不足的共同影响,台风会迅速减弱消亡,消亡之后的残留云系可以给某地带来长时间强降雨。第二个是台风在东海北部转向,登陆韩国或穿过朝鲜海峡之后,在日本海变性为温带气旋,之后,慢慢消亡。
(三)台风的结构
发展成熟的台风,其底层按辐合气流速度大小分为三个区域:
①外圈,又称大风区,自台风边缘到涡旋区外缘,半径200~300千米,其主要特点是风速向中心剧增,风力可达6级以上。
②中圈,又称涡旋区,从大风区边缘到台风眼壁,半径约在100千米,是台风中对流和风、雨最强烈区域,破坏力最大。
③内圈,又称台风眼区,半径5~30千米。多呈圆形,风速迅速减小或静风。
台风内部也是风起云涌,气象万千的。各种气象要素和天气现象的水平分布可以分为外层区(包括外云带和内云带)、云墙区和台风眼区三个区域;沿垂直方向可以分为低空流入层(在1千米以下)、高空流出层(在10千米以上)和中间上升气流层(1~10千米附近)三个层次。
在台风外围的低层,有数支同台风区等压线的螺旋状气流卷入台风区,辐合上升,促使对流云系发展,形成台风外层区的外云带和内云带;相应云系有数条螺旋状雨带。卷入气流越向台风内部旋进,切向风速也越来越大,在离台风中心的一定距离处,气流不再旋进,于是大量的潮湿空气被迫强烈上升,形成环绕中心的高耸云墙,组成云墙的积雨云顶可高达19千米,这就是云墙区。
台风中最大风速发生在云墙的内侧,最大暴雨发生在云墙区,所以云墙区是最容易形成灾害的狂风暴雨区。当云墙区的上升气流到达高空后,由于气压梯度的减弱,大量空气被迫外抛,形成流出层,只有小部分空气向内流入台风中心,并下沉,造成晴朗的台风中心,这就是台风眼。台风眼半径为10~70千米,平均约25千米。因此,常常用台风眼比喻社会大动荡中安静的局部地方。
(四)台风的危害
台风过境时常伴随着大风和暴雨或特大暴雨等强对流天气,主要就是台风云墙区造成的。虽然台风眼很平静,但是不要想靠它来回避台风的危害。因为台风移动的速度也有每小时10~20千米,而受大气环境和地球引力的双重影响,台风的风向变化非常之快,常常出人预料。
靠近海岸和登陆后的台风破坏力巨大。其登陆时的风向一般先北后南,对不坚固的建筑物、架空的各种线路、树木、海上船只、海上网箱养鱼、海边农作物等破坏性很大。同时常伴有大暴雨、大海潮、大海啸。非人力可以抗拒,极易造成人员伤亡。