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1 水團 -水團

 

2 水團 -正文

  源地和形成機制相近,具有相對均勻的物理、化學和生物特徵及大體一致的變化趨勢,而與周圍海水存在明顯差異的宏大水體。水團一詞, 是 B.海蘭-漢森於1916年首先用于海洋學中的。1929年,A.德凡特參照大氣科學中氣團的定義,首次給出了水團的定義。
  水團特徵的形成和變性  世界大洋及其附屬海的絕大多數水團,都是先在海洋表面獲得其初始特徵,接著因混合或下沉、擴散而逐漸形成的。初始特徵的形成,主要取決於水團源地的地理緯度、氣候條件和海陸分佈以及該區域的環流特徵。水團形成之後,其特徵因外界環境的改變而變化,終因動力或熱力效應而離開表層,下沉到與其密度相當的水層。通過擴散及與周圍的海水不斷混合,繼而形成表層以下的各種水團。
  因外界氣候條件的變化,或者由於和性質不同的水團繼續混合,水團的初始特徵將變化甚至消失,這就是水團的變性。變性過程依其原因不同,一般可分為區域變性、季節變性和混合變性3種。
  核心、邊界和海洋鋒  水團的均一性是相對的,實際上,在同一水團內的不同區域,海水的物理、化學及生物等特徵仍有一定的差異。然而,總有一部分水體最能代表該水團的特徵而且變性最小,即水團的核心。核心位置變動的趨向,一般能反映水團擴展的動向。由核心向外,水體漸次變性直至不再具有原水團特徵之處,即為該水團的邊界。在兩個水團的交界處,由於性質不同的海水交匯混合,往往形成具有一定寬(厚)度的過渡帶(層)。如果這兩個水團的特徵有明顯的差異,其水平混合帶中海水的物理、化學、生物甚至運動學特徵的空間分佈,都將發生突變。各種參數的梯度明顯增大的水平混合帶,稱為海洋鋒。有名的南極鋒,就是南極表層水團和亞南極水團的邊界。在大西洋和太平洋的西北部,也有相應的極鋒。廣義的海洋鋒,可指海洋中海水任何一種性質的不連續面。例如上下位置的性質不同的水體之間的躍層,也有人稱之為海洋鋒。
  在海洋鋒中,由於海水混合增強,生物生產力增高,因而往往形成良好的漁場。
  世界大洋水團的分佈和特徵  在世界大洋的中緯度區域,鉛直方向的水團分佈比較典型。通常沿鉛直方向將海洋分為表層、次表層、中層、深層和底層等 5個基本水層。對於每個基本水層來說,在各大洋的不同海域,又可再分為幾種不同的水團(圖1)。

  大洋表層的海水在大氣的直接作用下,通過內部的混合及與相鄰水體的相互作用,形成了一些表層水團。其厚度因海區而異,從幾十米到 200米不等,取決於湍流混合和對流混合的深度。表層水團具有明顯的區域特徵,這與海流的性質、海面氣候的區域特徵及海-氣之間的熱量和水量交換有關。中緯度海域的表層水團,還具有很大的季節變化。
  次表層在表層之下,其間以躍層為界。次表層的厚度,一般為200~300米,而在大洋的西部邊界處,厚度達最大值。例如在北大西洋的馬尾藻海區內,厚度可達900米。按水團的形成過程和特徵的不同,可把次表層中的水團分成中央水團、亞南極水團和亞北極水團3類。
  中央水團是表層水團在亞熱帶輻合帶下沉形成的,其典型特徵是鹽度比較高。在大西洋里,南北兩個中央水團之間,以一過渡帶相連;但在太平洋的南北兩個中央水團之間,卻隔著一個赤道水團。太平洋的南北兩個中央水團,都可以再細分為東、西兩個水團。在印度洋也有相應的赤道水團,但是中央水團只有一個。
  亞南極水團是由亞熱帶輻合帶的表層水下沉后,向南散布的海水與當地的海水混合而成的,故其鹽度低於中央水團,但仍高於當地的表層水和其下的中層水。因此,這一海區鹽度的垂直分佈,在次表層出現一個相應的極大值。亞南極水團的分佈範圍,以南極輻合帶為其明確而連續的南界,向北可達南緯40°。在南太平洋東部,部分亞南極水團沿南美大陸的西海岸向北擴展,其影響可達南緯20°。
  亞北極水團在北大西洋中的範圍很小,鹽度較高。它是由東格陵蘭寒流從北極海區攜運而來的。太平洋的亞北極水團鹽度較低,範圍也廣,散布在亞極地海區,東部還向低緯海域擴展,其影響可達北緯 25°。它是由西北輻合帶的表層水下沉后形成的。由於有強烈淡化的表層水摻入,故其鹽度雖比表層水高,但已低於中層水。
  中層水團分佈於次表層水團之下深達1000~1500米的水層之內。源於高緯和中、低緯度海區的中層水團,分別以低鹽度和高鹽度為突出的特徵。前者如南極中層水團和北太平洋中層水團,後者如紅海水團和地中海水團。南極中層水團在太平洋、大西洋和印度洋中都分佈很廣,它是南極表層水向北運動到南極輻合帶附近,與周圍的海水強烈混合再下沉而形成的,具有鹽度極小值的水團。在南緯60°附近,它迅速下沉到800~1000米深處,一面參加向東的繞極運動,一面北上進入3大洋。它在大西洋的勢力最強,可擴展到北緯25°附近。在太平洋西部它可達赤道,而在東部只能到南緯10°左右。它在印度洋的勢力最弱,不會越過南緯10°。因為那裡有高鹽度的紅海水團,其密度和南極中層水團相當,所以阻擋了南極中層水團的繼續北上。在太平洋北部,也有一個勢力較強的中層水團──北太平洋中層水團。北大西洋的北極中層水很弱,僅出現於其西北部海域。高鹽度的地中海水團,經直布羅陀海峽進入大西洋之後,迅速下沉到1000~1500米深處,廣泛地散佈於北大西洋的中央海域。
  深層水團位於中層水團之下到4000米深的範圍內,厚度比其他水層都大。北大西洋深層水團主要是從挪威海盆中溢出的海水與中層水和底層水混合而形成的。在它向南運動的過程中,由於上層與地中海水團混合,故顯出高鹽度和貧氧等特徵。印度洋的深層水團和大西洋相似,也具有高鹽度和貧氧等特徵,它是由底層水和中層高鹽度的紅海水團混合而形成的。太平洋深層水團的鹽度較低,介於中層水和底層水之間,特別是其氧含量比中層和底層都低。一般認為其源地不在太平洋,而是由大西洋和印度洋移來的。
  大洋底層的水團,主要是在南極大陸架一些海區形成的南極底層水團散布的結果。南極底層水團主要是在威德爾海形成的。它進入繞極流后,有一部分向北運動,散佈於各大洋的底層,在大西洋向北可達北緯45°,在太平洋影響可達北緯50°,在印度洋也可到赤道以北(圖2)。

  至於在北極海區中形成的北極底層水團,由於受格陵蘭-設德蘭海嶺和白令海峽的影響,僅局限於大西洋和太平洋的北部。
  在淺海區域,海-陸和海-氣之間的相互作用更為顯著,地形和流況的複雜性,也使混合加劇,所以淺海水團的變性特彆強烈。其變性問題的研究,也就具有更加重要的意義。淺海水團的分析研究,實際上更側重於淺海水體變性的分析研究。由於淺海水團遠較大洋水團那種典型的保守性和均一性差而變性顯著,故有人主張把淺海區域的一些水體稱為淺海變性水團。
  中國的近海,大部分地處中緯度溫帶季風區,四季交替明顯,季節變化顯著;深度不足 200米的淺海,區域寬闊,島嶼棋布,岸線複雜;東部海域有強大的黑潮及其分支,西部有眾多的江河徑流入海:因而使中國淺海區域的水團及其變性問題更加複雜。
  參考書目
 G.Dietrich,GeneralOceanography,2nd ed.,A Wiley-Interscience Publ.,John Wiley & Sons,New York,1980.

 

3 水團 -配圖

 

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