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西風漂流為全球洋流系統的最強勁的洋流,西風漂流(West Wind Drift),為一個環繞南極洲由西向東的洋流。西風漂流為南冰洋(目前存在爭議)的主要循環系統特徵。它令溫暖的海水隔離南極洲,令其大陸維持其巨大冰原(ice sheet)。

1位置

西風漂流,位於南北緯40°~60°之間西風帶的海域內,因受強大的西風推動,海水自西向東連續不斷的流動而形成的洋流。在南半球,因沒有大陸的阻擋,西風漂流橫穿太平洋、大西洋和印度洋的南部,形成環流性質,稱為西風環流。在北半球為北大西洋暖流和北太平洋暖流。
西風漂流被水手們廣泛認知多年。傑克·倫敦的 "Make Westing" 深刻地刻劃出快帆船(clipper ship)上水手們在紐約至加利福尼亞的航線上繞過合恩角的困難。
西風漂流

2洋流概述

在盛行西風吹送下所形成的洋流。自西向東流動。在北半球為北大西洋暖流和北太平洋暖流。在南半球,各大洋西風漂流連在一起,形成橫亘太平洋、大西洋、印度洋環繞全球的洋流。
西風漂流是地球上最大的,也就是勢力最強的寒流,其實就是一種洋流(海水的大規模運動)。其範圍在南半球40度到60度之間,是全球性的,經過太平洋、大西洋和印度洋。由於位置靠近南極大陸,所以海水溫度低。至於為什麼叫西風漂流,是因為在這個緯度上常年盛行西風,西風漂流的方向也是由西向東的。

3形成

南極洲環流在中新世形成,當時將來會成為南極洲及南美洲的岡瓦那大陸終於有足夠的分裂給德雷克海峽在2千3百萬年前形成。由於南極洲與溫暖洋流受到阻隔,南極洲變得越來越冷,冰川開始在原本是森林的大陸上形成。
廣義的西風漂流是指在盛行西風的吹送下,海水自西向東大規模流動所形成的洋流。在北半球,西風漂流是日本暖流和墨西哥灣暖流的延續,分別稱為「北太平洋暖流」和「北大西洋暖流」。由於這兩股暖流的海水是從大洋西部的低緯度流來的,故屬暖流性質。在南半球,各大洋的西風漂流連在一起,形成了橫亘太平洋、大西洋和印度洋的全球性環流,但其性質卻為寒流。(原因請見下文。)

4寒流性質

按洋流的性質分類從水溫較低的洋麵流向水溫較高洋麵的洋流叫做寒流。它通常是從緯度較高的海區流向緯度較低的海區,而西風漂流則是在盛行西風的吹拂下在南緯40度~60度附近廣闊的洋麵上自西向東作緯向流動,確具有寒流的性質,這是為什麼呢?南極大陸的影響起了決定性的作用。
1、南半球的西風漂流是環繞南極大陸流動的,南極大陸氣候終年酷寒,地面上常年覆蓋著很厚的冰雪;在極地冰原氣候的影響下使南大洋海水溫度較同緯度北半球要低。
2、從南極大陸延伸出來的冰舌,進入海面后形成了漂浮的冰山,這些浮冰融化時吸收大量的熱能,從而使海水溫度降低。據統計,重量在10萬噸以上的冰山約有218300座,總體積17900萬立方千米;這些浮冰在南大洋大量吸收海水熱量,使海水溫度進一步降低。
3、南極大陸的強勁而乾冷的極地東風使高緯度的海水北流,加劇了海水的降溫。
4、西風漂流分佈在南緯40度~60度的海域,緯度較高,太陽高度角小,年太陽輻射總量少。其次,又由於西風漂流正好在南半球溫帶多雨帶,多鋒面雨、氣旋雨,陰雨天氣較多,削弱了到達地面的太陽輻射,使到達地面的太陽輻射總量進一步減少,據統計,僅為80-120千卡/平方厘米·年。
5、夏季(1月),地球位於公轉軌道的近日點附近,公轉角速度較快,夏季時間較短,即使是夏季海水溫度也不超過10℃。因此,西風漂流具有寒流的性質。

5結構

四鋒巨大流量
西風漂流包括多個鋒(front)。西風漂流的北方邊界定義在亞熱帶鋒(Subtropical Front)。這標記了溫暖、鹽度高(鹽度通常大於千分之34.9)的亞熱帶水與較冷、鹽度較低的副極地水邊界。向南有亞南極鋒(Subantarctic Front),攜帶了西風漂流的大部分流量,其定義為水面下出現鹽度最低或是最初出現厚厚不成岩層的亞南極模態水(Subantarctic Mode Water)的緯度。再南有極鋒(Polar Front),標記了極冷、相對淡,表面為南極表層水。更南有南面分界鋒(Southern Boundary front),其定義點為密集的深海帶(abyssal zone)上升流到達水面下幾百米。大部分的流量由位於中部的兩個鋒攜帶。西風漂流在德雷克海峽的總流量估計為135百萬立方米/秒(即斯維爾德魯普, Sv),亦即約為全球河流流量總和的135倍。在印度洋有較少的水量加入西風漂流,在塔斯曼尼亞南部的水量為147Sv,西風漂流在此處為全球最大水量的地點。

6動力學

溫鹽環流理論
各種理論在不同層面提出了關於由風引起的西風漂流動量平衡問題。風所推動的東向動量不斷增加,因為科里奧利力而令水分子漂離地球的自轉軸(即向北行)。此向北流量被在主要山脊系統引起的向南、壓力推動的水流平衡了。部分理論把以上水流直接連繫在一起,意味著南冰洋水流引起顯著的密集深海上升水流,把密度高的深層水轉化成密度低的表層水,與及由原本向南的水流轉化成向北。以上理論把全球性溫鹽環流計算在西風漂流的強度中,特別影響了北大西洋的性質。
周期性波動
近期研究指出西風漂流依時間而改變。以上發現的證據為南極繞極波(Antarctic Circumpolar Wave),南極繞極波為一個影響大部分南半球氣候的周期性振動。另一證據為南極濤動(Antarctic oscillation),包含了南極風力及位置的轉變。南極濤動的趨勢被假設為因為西風漂流在近二十年的水量增加。
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