北冰洋与太平洋的水交换

进人北冰洋的时候是7 月中句, 厚厚的海冰依然坚固, 破冰船难以进人北冰洋的深水区。但是, 这对研究北冰洋与太平洋的水交换却是好消息, 使我们有机会仔细考察楚克奇海的核心区域。对楚克奇海和白令海考察的主题是研究北极洋和北太平洋水交换。那么, 研究白令海峡的水交换有什么用, 对中国又有什么意义呢?

我国早期的气象研究集中在对我们国土上的气候要素的研究。近20 年来, 气候研究取得突飞猛进的发展, 人们认识到, 气候变化是个全球问题, 不可能通过对局部的研究得到解决。海洋在全球气候变化中所起的作用是至关重要的, 它向大气输送的物质和热量在相当大程度上调控着气候系统。影响中国气候系统的因素很多, 气候和旱涝灾害的变化难以用简单的因果关系来解释, 可以肯定的是, 海洋的变化会导致气候系统的变异。因此, 海表温度成为气侯研究的主要指标之一。

海表温度的变化不仅仅是太阳照射的结果,更大程度上取决于大洋环流。大洋环流携带的巨大的热量(或“ 冷” 量)改变着上层水的温度, 从而改变着气候系统。对中国气候系统影响最大的海区当属西北太平洋, 那里的暖水来自赤道海区, 被太平洋西边界的一支强流输送到北方, 这支强流就是以其高温海水中包含大量营养物质呈墨色而得名的黑潮。黑潮经菲律宾和台湾沿海之后到达东中国海和白本东岸, 与上覆的大气发生强烈交换, 成为中国气候系统的主要制约因素之一。

黑潮北上, 在北纬43 度左右与来自白令海的寒流“ 亲潮”不期而遇。亲潮的流量虽小, 但那冷森森的高密度海水征服了黑潮, 使黑潮与亲潮交汇后不得不转向东方, 开始它流向北美沿海的长征。在它流经的浩瀚大洋, 遍布着进行战略转移的海水, 迫使气候系统作出调整, 以适应海洋的流动。

  然而, 这种流型并不是一成不变的, 而是黑潮与亲潮动态平衡、此消彼涨的结果, 二者的任何变化都会引起气候系统的变异。那么, 究竟什么会改变这两支强大的海流呢? 改变黑潮的主要作用是发生在赤道的过程, 如厄尔尼诺和拉尼娜, 它们可以使黑潮的流量改变50 % 以上, 从而影响我国的气候。改变亲潮的是北冰洋和北太平洋通过白令海峡的水交换过程, 水交换量的变化势必改变白令海的环流, 引起亲潮流量的改变。因此, 白令海峡的水交换是影响我国气候系统不可低估的因子, 而我们对它的了解还很少。

白令海峡的水交换还影响北冰洋的大气环流, 并通过上升气流引起大气系统的南北热量交换, 从而以另一种方式影响中国近海的气候系统。

因此, 研究两大洋水交换竟有着一石二鸟的效果, 谁都难以低估这种水交换的意义。这次考察表明中国科学家在两大洋水交换的科学问题上已经走向国际舞台, 开始雄心勃勃的进取。但是,研究海洋不只是为了解决大气的问题,可以设想如果没有海洋, 肯定没有充沛的降水、没有绿色的植被, 只有风沙弥漫的荒凉世界。由此, 谈到海洋对气候的调控就不该是天方夜谭。是大海带给我们美丽的世界, 我们应该感谢它。

富饶的白令海

本次北极科学考察用了近半个月时间从事白令海的资源考察，除了海洋水文和海洋地质的观测和取样之外，主要开展了化学取样与分析、浮游生物拖网、渔业资源拖网等考察作业, 大量的数据和样品令考察人员欣喜万分。

白令海真是一个奇妙的海, 是大自然留给人类的宝库。

可是, 这些考察都是要说明白令海资源的数量多少。那么, 白令海为什么是大渔场呢? 究其根源, 还是白令海所处的低压区这一特殊的动力环境造成的。

大风, 不仅是白令海的常客, 也是白令海的品格。我们来的时间正值白令海的弱风期, 大风天气不多了, 真是值得庆幸。平常的白令海可不是这个样子, 如果总是这样也就难得有鱼了。春秋冬三季, 白令海强大的涡旋风场真有一种惊天地、泣鬼神的味道。

可怜的海水束手无策, 只有听任大风的摆布。那么, 海水会怎样流动呢?

如果地球不旋转, 海水就会跟随风场旋转; 可是, 地球是旋转的, 别看它转得很慢, 却足以让海水分心, 使海水一边与风场周旋, 一边慢慢向远离涡旋中心的方向漂移。白令海的表层流在一年的大部分时间里不仅形成逆时针的环流,而且向四外辐散, 在北部的白令海峡流向北冰洋, 在南边的阿留申群岛流向北太平洋。表层水漂离中心后, 由于大陆的约束, 没有其它地方的表面海水来补偿, 补偿的海水只有来自下层, 形成上升流。海洋深处的水重, 提升深层水要作很多功, 消耗大量能量。好在阿留申低压是个大力士, 有的是力气, 甘心担任大水泵的角色, 不停地把深层海水抽到表层。

海水中有大量营养盐, 营养盐是海洋食物链的基础, 供养着从浮游植物到大型鱼类的生存。然而有了植物的消耗, 海中的营养盐就会越来越少, 导致动植物数量的下降。由于主要动植物都存活在上层海水, 深层海水的营养盐很少被消耗, “阿留申水泵”源源不断“泵”上来的海水携带丰富的营养盐, 可以持续供养大量生物, 形成巨大的渔场。

我想我们都会同意, 既然白令海渔场是大气、海水、生物运动的复杂整体,渔业资源必须会伴随动力条件和人类活动的变化而改变, 我们应该全面了解它、认真研究它、经常监测它、加倍爱护它。