Page 43 - 海洋科學序列教材G3-G5初階海洋素養

科學內容背景

結合鹽度與溫度差異
不同密度的水團（water mass）相遇（彼此的鹽度或溫度不同，若兩者都不同），並不會輕易混合，
而是上下分層流動。分層的過程可能持續很久，有些狀況甚至持續 1600 年之久！分層的現象表示：
同一塊垂直區域的海洋，可能從上到下有幾個棲息地。

最上層的海水，是類似植物的生物（植物性浮游生物，包括藻類與細菌）的棲息地，這些生物需要陽光。
生物死亡或分解後產生的養分，為生長所需，會沉降到海底並集中於較冷、較深且密度較大的海水。
如果這些富含養分的海水，因為向上流動的海流（即湧升流，upwelling）帶往海水表面，就能創造
生物眾多的地帶。

雖然造成海洋分層的時間曠日廢時，但是不同水層之間也會相互混和擾動。如果表面海水的密度變大
（溫度降低），就會下沉；此時密度較小的水就會上浮。這樣的上下流動，造成不同水層間的混合。
此外，海浪也會造成類似的混和，特別在暴風雨發生之際。

三層水層的海洋
海洋從表面到海底，可細分許多水平的水層，各層的溫度和鹽度各有些微差異。許多生物發展出適應
的方式，棲息於薄薄的帶狀水層。不過，我們可以將眾多的薄水層粗分為主要的三層：1）最上方水層，
深度約 100-200 公尺，大部分的時間因為風、波浪與海流攪動的關係，海水混合良好。有時表面因為
陽光照射而增溫，因此溫暖的海水停在表面、較冷的海水降到下方；2）中層海水在最上方水層之下，
深度可達 1000-1500 公尺；3）冷水層在中層海水的下方，擾動最小且溫度低於華氏 39 度（攝氏 4 度）。

洋流的方向
海水流動的方向，受到幾個自然因素的影響：
．科氏力效應（Coriolis effect），因為地球自轉產生
．風和表面海水產生的摩擦力，以及不同水層間的摩擦力
．海水的密度差異，主要因為溫度與鹽度不同造成

科氏力效應
科氏力效應，因為地球自轉產生。為什麼北半球主要洋流朝順時針流動、南半球主要洋流朝逆時針流
動，科氏力為因素之一。類似的效應也見於大氣，造成北半球高壓系統的風以順時針方向繞著中心吹
動，南半球的風則是以逆時針方向吹動。科氏力的描述，最早見於 19 世紀，當時發現：地球上方的物
體以直線方向移動，從地球表面往上看，物體呈現曲線運動，這是因為下方的地球自轉的關係。若在
北半球，物體偏向右邊（我們朝向物體運動的方向看去），在南半球則偏向左邊。因為科氏力效應的
關係，北半球主要洋流以順時針環流，南半球主要洋流則以逆時針方向環流。這樣的環流系統稱為「海
洋環流」（gyres）（學生不需要理解科氏力效應；他們只需了解：洋流的流動模式是可以預測的）。

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