洋流

洋流（Ocean Current），即海流，也称洋面流，是指海水沿着一定方向有规律的具有相对稳定速度的水平流动，是从一个海区水平或垂直地向另一个海区大规模的非周期性的运动，是海水的主要运动形式。洋流根据流动海水温度（洋流本身与周围海水温度）的高低，可以将洋流分为暖流和寒流。暖流比流经海区的水温高，寒流比流经海区的水温低。洋流在中国海域主要分布有日本暖流、台湾暖流和东南沿岸流；洋流在低中高纬度带均有分布，由行星风系理论推演出了三种洋流模式，即赤道环流、亚热带环流和亚极地环流。

科学研究

科研历史

公元前900年~700年，古希腊的航海已经超出了地中海，进入了大西洋，航海者发现巨大的洋流，但认为只有河流才会流动，故把洋流看成巨大的河流。希腊语河流为Okeanos，是海洋Ocean一词的来源。

佛罗里达暖流在流经佛罗里达沿海时，时速可达5~6千米，顺水和逆水的速度可相差10~12千米。1513年庞谢·德·列昂指挥3只船，从美国佛罗里达半岛东部的卡纳维拉尔角向南航行，白天水手们把船划向远海，晚上体息时湾流又将他们送”了回来，当时的地学界因为对海洋的认识和研究不足，因此无人可以正确说出原因。

中国对南海的洋流研究在新中国成立前处于空白时期，直到1958~1960年进行的全国海洋综合调查，中国研究南海洋流才拉开序幕。1977~1978年，中国科学院地理科学与资源研究所对南海中部海域进行了5次综合调查。1979~1982年，中国科学院地理科学与资源研究所又对南海东部海域进行了5次综合性调查。1984~1986年，中国科学院地理科学与资源研究所对南海南沙海域进行了3次综合性调查。到1987年，中国开始进行多部门联合研究南海，20世纪80年代也是南海相关研究成果的集中发表期。

1973年，美国的莫顿教授提出了“科里奥利”方案，该方案的内容是将一组巨型涡轮发电机安装在一种能大量聚集海流能量的导管内。当海流通过导管时，就带动涡轮机像风车一样转动发电，通过水下电缆将电能输人佛罗里达电网。“科里奥利”方案中的发电机机组长110米，管道口直径170米，安装在海面下30米处。在海流流速为2.3米/秒条件下，该装置的功率为8.3万千瓦，且不会对附近海域的自然环境产生任何污染。

科研成果

近代科学调查表明：海洋中的生物分布十分广泛，无论是炎热的赤道海域，还是白茫茫的北极冰下，无论是阳光能够透过的浅水区，还是水深超过一万米的马里亚纳海沟，都有生物在生长、繁衍。海洋生物的分布与海水的温度、盐度、透明度等理化性质有关，洋流通过影响海水的理化性质进而影响到海洋生物的分布。

厄克曼（Ekman）曾对风海流做出深入的研究，他得出深水风海流的特性：风海流的表层流向与风向成45°夹角，在南半球偏向风向的左边，在北半球偏向风向的右边；流向随海水深度增加而与风向夹角越大，一直到与表层流方向相反为止（摩擦深度）。浅水风海流的特性是表层风海流的流向与风向间的偏角随海水深度与摩擦深度的比值的减小而减小。

地中海和大西洋的海水由于存在密度差异，在直布罗陀海峡，表层的海水由大西洋流向地中海，而底层海水的流向刚好相反。第二次世界大战中，直布罗陀海峡被英国人所控制，德国潜艇驶到这里时就关掉发动机，进人地中海时潜人浅水，从地中海出来时则潜人深水．利用洋流的力量悄然地通过了戒备森严的直布罗陀海峡。

进入21世纪，西方地学界对海流的研究表明，在海洋里，随着巨大海流流动引起的水温的波动可以使天气趋势在几十年间发生改变。

美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的学者发现，海洋深处异常温暖的水团持续不断地随洋流流动，与冷水团交替发挥作用。每个水团从热带地区出发，围绕北大西洋运动达到拉布拉多需要约20年的时间，且海面上空温度和气压也随海流的运动而变化；例如黑潮给沿途的气候带来很大的影响，科学家可以通过对冬季黑潮水温的变化，预测来年的气候。

当进人秋末冬初时，只要测出吐噶喇海峡的水温比往年平均水温高时，中国北部平原地区来年春季的降雨量会比常年多、对中国、日本等国气候影响最大的是黑潮的“蛇形大弯曲”。黑潮的主干流有时会形如蛇行那样弯弯曲曲。如果这种“蛇形大弯曲”远离日本海岸，那么沿岸气温将降低，变得寒冷干燥；相反，则沿岸气温升高，空气温暖湿润。

2008年5月1日，出版的《自然》（Nature）杂志上有德国研究小组发表了洋流与气候变化内容的文章，文章称海洋洋流的自然改变有可能会暂时性地抵消不断上升的温室气体排放所产生的影响。

2016年7月30日，《Geophysical Research Letters》上发表了中国科学院南海海洋研究所颜文研究团队，与厦门大学高树基教授、澳大利亚新南威尔士大学LaurieMenviel博士等合作，重建了末次盛冰期以来南海深层洋流千年尺度的动态演化历史，研究发现南海深层洋流的快速加强对应于北大西洋气候变冷时期，即Heinrich1和YoungerDryas事件。

这与这些时期北太平洋地区深水的形成加强有关，从而支持了太平洋-大西洋之间存在海盆尺度跷跷板效应的假说。早全新世卡里马塔海峡的开启改写深层洋流的演变历史，它改变南海深层通风状态，接替气候驱动“跷跷板效应”主导南海深层洋流的变化，对我们理解千年尺度洋流演化机制及其对全球气候变化的影响具有重要意义。

系统

风力是洋流的主要动力，地球偏转力、海陆分布和海底起伏等也有不同程度的影响。例如，地转偏向力使洋流在北半球发生右偏，在南半球发生左偏；大陆的障碍使任何洋流都不可能环绕地球流动，岛屿或大陆的突出部分可使洋流发生分支。

模式

赤道环流

赤道无风带两侧，因北半球的东北风和南半球的东南风，上层水流必然从赤道向外流动。围绕赤道低压系统，北半球的洋面流最终将呈反时针方向，而南半球则是顺时钟方向，由于两者的方向相反，因而就形成两个赤道环流。

亚极地环流

北纬30°~60°的西南风使上层水流向东南，北纬60°~90°的东北风又使上层水流向西北，导致以北纬60°为中心形成一个低凹。由于大洋两侧大陆的存在，最终又必然围绕这个低凹形成反时针方向的亚极地寒流，而南半球则为顺时针方向的亚极地环流。

亚热带环流

北半球的风吹动洋面最终是输送一层方向偏右90°的厚约100米的上层洋流。北纬0°~30°间为东北风，上层水流向西北。同样，北纬30°~60°间为西南风，上层水流向东南。这样两种水流输送的结果必然在以北纬30°为中心的区域内涌成一个水堆。在水位造成的压力下，水堆上层从中心外溢，并在科里奥利力影响下于纬度0°~30°间流向西南，而于30°~60°间流向东北，成为地转流。地转流受到大洋两侧大陆的阻碍后，就成为以水堆为中心的顺时针亚热带环流，南半球则为逆时针亚热带环流。

类别

洋流按照成因，可分为摩擦流、重力-气压梯度流和潮流三类。洋流根据流动海水温度（洋流本身与周围海水温度）的高低，也可以分为暖流和寒流。暖流比流经海区的水温高，寒流比流经海区的水温低。

摩擦流

摩擦流中最重要的是风海流。盛行风对水面摩擦力的作用，以及风在波浪迎风面上所施的压力迫使海水向前运动。海水开始运动后，因受科里奥利力影响，流向与风向并不一致。在北半球流向偏于风向右方45°，在南半球流向偏于风向左方45°。偏角随深度增加而增加，但流速随深度的增加而减小，到某一深处时，流速只为表面流速的1/23，这个深度即称为摩擦深度。从海面到摩擦深度的海水运动，称为风海流或漂流。在浅海，由于海底摩擦的影响，风海流方向偏离风向很少甚至与风向完全一致。

梯度流

梯度流即重力-气压梯度流，包括倾斜流、密度流和补充流等。倾斜流是因风力作用、陆上河水流入或气压分布不同，使海面因增水或减水形成坡度，从而引起的海水流动。密度流则是由于海水温度、盐度不同，使得密度分布不均匀，海面发生倾斜而造成的海水流动。

潮流

潮流，是指海水受到月球和太阳引力而发生潮位升降的同时，还发生海水周期性的流动。潮流也分为半日潮流、混合潮流和全日潮流三种类型。若以潮流流向变化分类，则外海和开阔海区，潮流流向在半日或一日内旋转360°的叫回转流。近岸海峡和海湾，潮流因受地形影响，流向主要在两个相反方向上变化的叫往复流。

地域分异

索马里洋流属于印度洋赤道环流系统的一部分，其受亚欧大陆和非洲大陆季风影响，海水温度、盐度和流向发生改变，夏季为寒流，冬季为暖流。热带大西洋海域没有形成赤道环流，则是因为非洲和南美洲距离较近，没好友足够的海域给洋流发育成环流。

北印度洋海域的洋流受亚欧大陆季风周期性变化，其流向也出现周期性变化，夏季大致呈顺时针流动，冬季大致呈逆时针流动。对于热带东印度洋海域，在西南季风期，西印度沿岸流与西南季风漂流一道向东绕过斯里兰卡岛进入孟加拉湾，印度半岛的东海岸则为北向的东印度沿岸流。

在10月至次年1月期间，东印度沿岸流沿着整个印度海岸向赤道方向运动，南向的东印度沿岸流与孟加拉湾湾口南部的东北季风漂流汇合后绕过斯里兰卡向西流动，直至阿拉伯海分成两支，一支继续向西流至阿拉伯海东南部，另一支绕过拉克沙群岛高压向北（如图《热带东印度洋海流系统示意》所示）。2~4月份，东印度沿岸流北上成为反气旋环流的西翼。

地域分布

中国分布

洋流在中国海域（渤海、黄海、东海、台湾岛以东太平洋，南海）主要分布有日本暖流、台湾暖流、黄海沿岸流、黄海暖流、东南沿岸流。

黄海海域有两大洋流组成环流系统，一是来自太平洋的高温高盐水系，其流动方向是从韩国济州岛的西南方向向北流动，1月份可达北纬36°以北的海域，是对马海流的一个分支，称黄海暖流；二是沿岸低盐水系，西岸为苏北沿岸流，东岸为朝鲜西岸沿岸流。

台湾岛及东海海域注入的河流众多、台风频发、且有强劲的黑潮（日本暖流）过境，因此环流较为复杂。主要有黑潮、台湾暖流、对马暖流、浙闽沿岸海流（东南沿岸流）。黑潮经台湾岛东安和日本与那国岛之间的水道进入东海，沿东海陆架边缘与陆坡毗连区流向东北，在台湾东北，黑潮向北分支流向浙闽沿海，称为台湾暖流。台湾暖流沿途与沿岸海水混合，至韩国济州岛以南海域进入黄海。黑潮主干流到日本九州岛以南海域，又一次分流，西支称对马暖流。浙闽沿岸流又称东南沿岸流，是一支自成体系的寒流，夏季在河口形成淡水舌及沉积羽流，冬季受东北季风影响自北向南流动。

海南岛及南海海域位于热带和副热带海域，在季风、海底地形和邻近海洋的影响下，南海表层海流成为季风漂流。南海秋季因季风交替影响，海流较为紊乱。受黑潮影响，南海冬季在其北部海域形成南海暖流。

世界分布

洋流在低中高纬度带均有分布，由行星风系理论推演出了三种洋流模式，即赤道环流、亚热带环流和亚极地环流；海洋气团强势、热带海域常常形成暖流，大陆气团强势、离岸风盛行海域常常形成寒流。

世界海洋表层环流具有以下特点：以南北回归线高压带为中心形成反气旋性大洋环流；以北半球中高纬海上低压区为中心，形成气旋型大洋环流；南半球中高纬海区没有气旋型大洋环流，而是被西风漂流所替代；在南极大陆海区（南冰洋）形成绕极环流（自西向东流向）；北印度洋海区，由于季风的影响，洋流具有明显的季节变化，冬季呈反时针方向流动，夏季呈顺时针方向流动。

价值意义

洋流对气候发生虽然并非直接的，却是巨大的影响，许多沿海地区的温度和降水状况都与附近的洋流有关。例如热带大陆西岸由于受加利福尼亚寒流、秘鲁寒流、加那利寒流和本格拉寒流的影响而形成热带西岸多雾干旱气候；又如温带海洋性气候，欧洲和北美洲的温带海洋性气候受挪威暖流和北太平洋暖流的影响可以逼近高纬度；冬季，湾流的水温要比周围海水高出8摄氏度以上，加上流量极大，因而对沿途气候产生很大的影响，使得等温线在北大西洋东北向北凸出。

湾流给西北欧带来的热量，若按大陆沿岸线的平均值估算，每千米约相当于6000万吨煤炭燃烧的能量，使平均气温比北半球其他同纬度地区高出16~20摄氏度。虽然东北欧已地处寒带，但受湾流的影响，港口终年不冻，降雨量也特别充沛，沿途山坡和平原林木葱笼，花草茂盛，呈现出一派温带的自然风光。

洋流也会产生较大的经济效益，寒暖流交汇的海域常常能形成大型渔场。如台湾暖流和黄海沿岸流在舟山群岛交汇，水温和盐分适于鱼类生长，再加之长江、钱塘江等江河从陆上带来丰富的饵料，因此舟山海域生存了大量鱼类，这也是舟山市能够成为中国最大海产品生产、加工、销售基地的决定性因素。

人类洋流的利用还体现在航运上，成就了一些高纬度地区的“不冻港”。还如德国二战期间利用地中海与大西洋的海水盐度差，而安全的进出直布罗陀海峡；又如马六甲海峡，在此途径的商船往往能够利用马六甲海峡洋流的季节性流向反转而节省大量航油开支。

洋流也可以成为一种旅游资源。如喇叭形海湾或河口湾可以激起怒潮（潮流），中国的钱塘江口、西亚的波斯湾、南美的麦哲伦海峡和北美的芬地湾都以潮高著名，尤其是中国的钱塘江口的钱塘江潮每年都吸引很多游客驻足。

洋流经过的海区和两侧，往往有较丰富的海洋生物分布，形成了海洋生物沿洋流的环状洋带性。

通常，生活在暖流区的海洋生物属于暖水性海洋生物，或温水性海洋生物；生活于寒流区的海洋生物则属于冷水性或温水性海洋生物。生活于寒暖流交汇处的海洋生物最为丰富，既有冷水性海洋生物，又有暖水性海洋生物和温水性海洋生物。因此，寒暖流交汇处一般都成为较大的渔场，如纽芬兰渔场（湾流与拉布拉多寒流）、北海道渔场（黑潮与亲潮）、北海渔场（北大西洋暖流与北极南下的冷海水）、舟山渔场（台湾暖流与黄海沿岸流等）等。另外，上升流区亦是海洋生物丰富的洋区，形成独特的上升流生态系统，如秘鲁渔场、本格拉渔场。