海水的運動

洋流、波浪、潮汐

暴潮(storm surge)

暴潮(storm surge)
臺北市立萬芳高級中學地球科學科邱怡禎老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

暴潮是一種海水面上升的現象,和低壓的天氣系統有關聯,如:熱帶氣旋。在外洋,平均而言,氣壓每下降1hPa,海水面上升1cm。暴潮的主要成因為強風吹拂海洋表面,強風會造成海水堆高過於平常。天氣系統的低壓中心則為次要的因素。

察覺海嘯(Catching a Giant Wave)

察覺海嘯(Catching a Giant Wave)
雲林縣立麥寮高級中學地球科學科陳婉如老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

像死亡賽車的影子穿過海面,海嘯攪動的空氣和水使得海嘯所經過的路徑變暗。根據研究人員的最新報告說他們可以用雷達檢測海嘯活動,提高沿海人口逃離海嘯災害的機會。

西邊強化現象

西邊強化現象 (Westward Intensification)
臺北市立南湖高級中學地球科學科董家莒老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

大洋反氣旋環流區內流向低緯度地區之海水又會再隨著西向海流(北赤道洋流或南赤道洋流)向著大洋西邊匯集,最後在海洋西側陸棚邊緣匯集形成強勁的、流向高緯度地區的西方邊界流(如黑潮、灣流),這種邊界流西邊比東邊(如加利福尼亞洋流)範圍較為狹窄、影響水深較深、流速較快,例如黑潮流速快(~1m/s)、流量大(20~40 Sv, 1 Sv = 1000000 m3/sec)、深度深(800~1000m)。這個現象亦稱為西邊強化現象

潮汐

潮汐 (Tide)
國立臺灣師範大學地球科學系林幼淳碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

潮汐運動基本上是受到萬有引力的作用而形成。覆蓋在地球表面的水體,受到行星引力的作用而堆積,並隨著行星的運動改變其水體堆積的位置,即稱為潮汐。以地球為例,地球受到的引力主要來自太陽與月球,月球的本身形成的引力雖較太陽小,但距離地球較近,對地球上水體的影響勝過太陽。如下圖所示,受到太陽與月亮交互作用的影響,不同地區的水位會隨著月亮的位置而改變,形成高水位的大潮與低水位的小潮。

黑潮(Kuroshio)(下)

黑潮(Kuroshio)(下)
國立臺灣師範大學地球科學系江紫綾研究生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

息息相關的海洋生物
飛魚
飛魚是達悟人最重要的動物性蛋白質來源之一,捕捉飛魚己經變成達悟傳統文化的部分。每年春季,飛魚族群會隨著黑潮來到蘭嶼附近海域,此時達悟人會舉行招來飛魚的招魚祭,招魚祭過後開始捕捉飛魚。剛開始僅限於在夜間以燈光誘捕,至夏季時才可在白天捕捉飛魚,這段時間內達悟人通常不捕捉別的魚類。達悟人在夏季時會舉行另一次的儀式,停止捕捉當年的飛魚,改捉別的魚種。之後,約國曆九月上旬,飛魚終食祭時,需將吃不完的飛魚,通通丟棄。達悟族人對這整個飛魚的捕撈和食用、生產和消費,這些活動皆與祭祀有關,但也是一种對食品的保存期限和漁類的永續利用的觀念。等寒冷季節過後,便是飛魚又將要出現的時候,接著又會開始準備,以迎接新的一年飛魚季節的來臨。

黑潮(Kuroshio)(上)

黑潮(Kuroshio)(上)
國立臺灣師範大學地球科學系江紫綾研究生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

前言
黑潮是緊鄰臺灣的重要洋流,其與臺灣的氣候、環境、漁業及人類生活等,有著密不可分的關係。臺灣與黑潮始終脫離不了關係,因此生活在臺灣的我們,更應探索黑潮、研究黑潮、了解黑潮。

命名來由
黑潮為日本語「Kuroshio」之中文翻譯。這是因為,黑潮表層的水幾乎沒有營養鹽和懸浮顆粒,是一支相當純淨的海水團,光線不易被散射,逐漸被海水所吸收,海水會呈深藍色。然而沿岸海水則因為懸浮顆粒多,反射回水面的白色光較多,所以看起來比較明亮,海水會呈淺藍色或綠色。

流”往何處去:模擬大氣(Atmosphere)與海洋(Ocean)的流動

“流”往何處去:模擬大氣(Atmosphere)與海洋(Ocean)的流動
國立臺灣師範大學地球科學系研究所科學教育組周子宇碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

暖流、冷流、粒子密度流在大氣與海洋的運動情形

實驗裝置
首先準備一個大型的水容器(越大越好,塑膠魚缸是你理想的選擇)。如圖所示將水管(或相似的物體)放在水槽的一端。最好能用黏土將水管和水槽的底部密封,但並不是必須的。

暖流
用杯子裝點熱水並加點紅色染料(可用其他有顏色的液體代替,但最好是紅色的)在裡面,將紅色的染料倒入水管之中,先延一個方向攪動他之後再返方向攪動,最後緩緩的將水管移除並觀察會發生甚麼變化。熱水將會上升並且向水箱的對面移動,移動到對岸時會產生反彈,這個熱層的現象可以維持約莫一個小時

黑潮(Kuroshio)

黑潮(Kuroshio)
台北市立復興高級中學地球科學科鄧亦翔老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

黑潮是太平洋洋流的一環,為全球屈指可數的強大洋流之ㄧ,與大西洋的灣流都是屬於大洋的西方邊界流。
一年四季皆流過台灣東岸的一股暖水團,由於來自於赤道附近,所以水溫高。另外黑潮內所含的雜質較少,陽光穿透過水的表面後,較少被反射回水面,因此海流的顏色呈現深色。
黑潮的流速相當的快,可提供迴流性魚類一個快速便捷的路徑,故黑潮流域中可捕捉到為數可觀的迴游性魚類,及其他受這些魚類所吸引過來覓食的大型魚類。

極冰的融化有助於溫鹽環流的穩定(Sea Ice, Ocean Circulation)

極冰的融化有助於溫鹽環流的穩定(Sea Ice, Ocean Circulation)
臺北市立建國高級中學蔡哲銘老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

由於溫室效應、聖嬰現象的影響讓全球許多地方產生氣候異常,氣候變遷成為近年來許多人關心的議題。美國的商業電影「明天過後」更將氣候變遷對於地球環境的影響以特效的方式呈現在世人面前,震撼了許多原本認為事不關己的普羅大眾。故事中造成氣候異常的重要原因即為海洋的溫鹽環流發生了變化,結果導致後續一連串的反應,讓美國幾乎全境處於冰天雪地之中。故事本身雖然在科學上不全然正確,然而對於氣候變遷造成的影響卻描述得相當深刻。

溫鹽環流跟表層的洋流不同,它是由於海水溫度、鹽度分布不均,造成密度不同而引起的環流,在地球能量傳輸的系統中扮演重要的角色。其源頭來自於北大西洋的海水,因為溫度較低、密度較大而下沈至深海。然後在大西洋底南移,穿越印度洋與太平洋,在北太平洋湧升,再回到北大西洋完成溫鹽環流。藉著冷、暖水流的流動,溫鹽環流平衡了高低緯度的能量收支差異。讓赤道地區不會因為長期處於能量盈餘而越來越熱,高緯度地區也不會因為長期處於能量虧損而越來越冷。

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