太平洋和大西洋海水不相融?是真還是假(組圖)

2019-10-27 18:39 桌面版 简体 0
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太平洋和大西洋海水不相融,是真還是假?
太平洋和大西洋海水不相融,是真還是假?(圖片來源:Adobe Stock)

太平洋大西洋海水不相融合?當然是假的!整個世界所謂的四大洋,相融貫通循環不已。

水在一個相通的環境裡豈能不相融?儘管有兩極與赤道的冷熱不均,形成各自的環流主流,儘管有幾千米的深海溝和淺海灘凃,流動性有很大差異,但是必定會逐漸相融。兩極冰川的逐年消融會使全球海平面無一例外的上升在一個高度。

不相容的原理本質是墨西哥灣暖流特別強盛,其性質是暖濕把加勒比海海水帶走,巴拿馬東岸水平面就會比較低。巴拿馬西岸是加利福尼亞寒流和秘魯寒流交匯的地方,海水平面當然會要高些。如此一來,就有了巴拿馬運河東西兩端落差,本身巴拿馬運河船閘的存在也或多或少的影響著。

巴拿馬運河地圖,其中顯示了船閘和航道的順序。
巴拿馬運河地圖,其中顯示了船閘和航道的順序。(圖片來源:Thomas Römer/維基百科/CC BY-SA 2.0)

太平洋和大西洋海水的分高其實是大自然很神奇的力量。十分明顯,海水深色的一定是鹽份含量濃重的關係,而淺色的高層海水一定就是含鹽量很低的關係。不過,水與水不管鹽重或鹽輕,最終還是要融合到一起的。然而,這裡淡色海水卻分明高出了深色海水50厘米,這種自然現象真是百思不得其解?

帶著這種好奇心,就想弄個明白,於是只能去查資料:原來巴拿馬運河的北側,大西洋一側和南側太平洋一側,由於水流極快,容易造成船隻發生事故,於是就建有船閘,讓船隻上下通航。但這也不能說明地球海水會存在落差啊?

日本東京大學教授山形俊男解釋道:「巴拿馬運河的太平洋一側比大西洋一側的水位要高出大約50厘米。」

這裡為什麼會有如此落差有兩個原因,一是改變海水密度的熱膨脹所產生的效果,以及鹽分濃度的不同而明顯讓視覺感到海水的有色分差和水位的高低落差。二是與風的應力保持了平衡水位的傾斜以及有海流時加上的與地球自轉的偏向力(稱作:科氏力),這種巨大的自然力量保持了海水落差的平衡力。所以這種說法是正確的。

前面提到了熱膨脹的關係,那麼再來看一下巴拿馬運河位於太平洋一側的氣候條件又怎樣呢?

巴拿馬運河大西洋一側。
巴拿馬運河大西洋一側。(圖片來源:US DOT/維基百科/CC0)

原來這裡被稱上了熱帶輻合區,對流層下層的濕潤大氣形成了一個東西向展開的輻合帶,這裡雨量充沛。因此,巴拿馬運河太平洋一邊的海水鹽分就成了低密度分子,水色自然也就淡了。

不過,由於海洋深層流動性差,水壓幾近不變,因此海平面的水位差,其低密度層必須深達500米,科學家對這個數據認為估值過高,於是又找出了另一個原因。這就是巴拿馬運河那側經常刮起的南風,(稱作信風)。

不可否認:信風對升高水位也起到了推波助瀾的作用。山形教授認為:由於要與信風應力達成平衡,也就產生了水位的傾斜,由此,巴拿馬運河太平洋一側的海平面就保持了一個高度。而大西洋一側,蓋亞那海流向著墨西哥灣向西流動,形成這股海流產生了水位的傾斜,巴拿馬運河側大西洋的水位就降低。而產生了遠海海域的水位的升高。

巴拿馬運河兩側的太平洋和大西洋水位落差的原因是和全球大氣流動和海洋自然系統有所相關。

依據維基百科的資料,巴拿馬運河位於中美洲的巴拿馬,橫穿巴拿馬地峽,連接太平洋和大西洋,全長82公里,大致呈西北—東南走向。運河最寬處達304米,最窄處也有152米,是世界的航運要道。

運河在太平洋一側有兩座船閘,在大西洋一側有一座船閘。在大西洋一側的船閘有三層,高達21米,每扇有745噸重,但平衡相當好,只要30千瓦功率的電機即可驅動開合。

巴拿馬運河太平洋一側。
巴拿馬運河太平洋一側。(圖片來源:Camilo Molina derivative work/維基百科/CC BY-SA 2.0)

船隻在船閘中被提升26米,進入人工築壩攔截查格裡河形成的嘎頓湖,通過運河再經過一座單層船閘降到海拔16.5米,進入米拉弗洛湖,最後經過一座雙層船閘降到海平面高度進入太平洋。每座船閘都是成對的,所以可以雙行,船隻在船閘中由軌道牽引機牽引行動。太平洋海面比大西洋海面高24厘米,並且潮汐較高。嘎頓湖中有幾個小島,是野生動物保護區。

1881年,法國人開始建造巴拿馬運河,但很快由於工程技術問題和勞工的高死亡率而停工。美國於1904年接手這一工程,並於1914年8月15日建成。作為人類有史以來最大的工程項目之一,巴拿馬運河極大地縮短了船隻來往於大西洋和太平洋之間的時間,使船隻能夠避開遙遠而危險的合恩角附近的麥哲倫海峽和德雷克海峽。

在運河的建造過程中,哥倫比亞、法國和美國先後控制了運河周邊的區域。美國之後一直控制著運河和其周邊的巴拿馬運河區,直到1977年簽署《巴拿馬運河條約》後,美國才著手將控制權移交給巴拿馬。美國和巴拿馬共同管理運河一段時期後,最終在1999年將運河完全移交給巴拿馬政府,並由其所屬的巴拿馬運河管理局管理至今。

每年通過巴拿馬運河的船隻數量從1914年的約1,000艘,增長到了2008年的14,702艘,總裝載重量約為3.337億噸。直到2012年,至少815,000艘船隻曾通過巴拿馬運河。船隻通過運河需要花費六至八小時。

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