Page 55 - 海洋科學6-8_教師手冊_0529-1

科學內容背景

句話說，密度變得越小。冷水的分子則運動速度越小，彼此撞擊的程度也降低，因此整體較為緊密，
密度就增加了。這樣的現象，與熱力學原理有關。

密度與海水的分層
不同密度的水團（密度差異因鹽度或溫度差異所造成），就算碰在一起都不會輕易混和，通常會彼此
上下分層。這樣的密度差異，會持續非常長的時間，有些海域可能維持分層長達 1600 年之久！這樣
的分層現象，表示垂直的範圍內，從上到下，存在著幾個不同的棲息地。海洋上層是植物界生物的棲
所，這些生物包括藻、細菌之類的植物性浮游生物。牠們都需要陽光，這就是棲息於此的原因。生物
死亡、分解後，留下的營養物質沉到海底，漸漸集中於較深冷、密度較大的水層。富含營養物質的水
層藉著向上運動的洋流（湧升流）回到表層，就能創造生意盎然的水域。雖然海水分層維持甚久，還
是會發生混合作用。如果表面海水密度變大（例如：溫度降低），就會開始沉降，讓密度較小的海水
上升到海面。這樣的洋流，就有機會讓海水各層混合。波浪也會引起海水混合，特別是暴風雨時更是
如此。

海洋由許多薄薄的水平水層構成，每層的鹽度與溫度不同，因此密度稍有差異。
這眾多的水層，可以約略分為三大層：（1）表面水層，約 100-200 公尺、溫度較高，底下排列著較
冷的海水；（2）中間水層，在表層海水之下，厚度約 1000-1500 公尺，隨著深度增加而降溫；（3）
深層水層，幾乎是清一色的冰冷海水，溫度往往低於華氏 39 度（攝氏 4 度），位置在中間水層之下。

洋流與氣候

洋流對天氣與氣候的影響，可說是又深又遠。舉例來說，墨西哥灣流、北大西洋暖流和挪威洋流，從
低緯度的巴哈馬群島驅動著溫暖的海水一路向北、向東，冬天時讓北美的東岸、不列顛群島、愛爾蘭，
還有挪威的大西洋岸，享有溫暖的氣候。同樣的，黑潮與北太平洋洋流，也讓日本與北美西岸的冬天
較為暖和。海水溫度較高，造成較高的蒸發量，因此上述區域的降水與降雪也比較豐富。

另一方面，低溫的祕魯洋流、加州洋流和本格拉冷流（Benguela Current）則抑制蒸發，這些向北
的洋流沿著南加州、南美洲和西南非洲海岸流動，卻造成濃霧，而不是降水，形成加州、祕魯、智利
和納米比亞等地的沙漠。冷水洋流的產生，部分原因是從海底湧上的冷水團。這樣的冷水團富含營養
物質，因此這些有湧冷水的海域，也是世界最佳的漁場。海流與大氣環流會互相影響，例如：熱帶太
平洋上方的貿易風週期性的減弱，以及熱帶東太平洋的海水增溫，會造成聖嬰現象（El Nino，請參
閱以下聖嬰現象說明）。聖嬰現象廣泛影響氣候與天氣，包括為澳洲帶來乾旱、讓南加州的冬天更多
暴風，以及北美洲的冬天氣溫升高。

54 海洋科學序列教材
—G6-G8 進階海洋素養