海洋

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。

汞﹝Mercury﹞ ─ 全球各處傳輸量﹝Flux﹞及分布變化之特性﹝下﹞

汞﹝Mercury﹞ ─ 全球各處傳輸量﹝Flux﹞及分布變化之特性﹝下﹞
國立台灣師範大學海環所賴信安碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

一‧極圈汞沉降 Flux:


﹝圖10 ,極區雪中汞的濃度,Julia 2001﹞

由全球海氣交換的汞通量Foa可知,Foa主要由「海表元素態汞 Hg0 濃度」與「海表溫度」決定,而極區長期處於低溫狀態,故極圈的汞通量平均而言,呈現出由大氣沉降到海洋的型式。而 Julia 2001 的研究報告指出﹝測量1995至1996年﹞,每年沉降進入北極海的汞通量為 5.6-7.8 μg / m2‧year;而在春、夏季的融雪期有最大的平均值 300 ng / m2‧day。

汞﹝Mercury﹞ ─ 全球各處傳輸量﹝Flux﹞及分布變化之特性﹝中﹞

汞﹝Mercury﹞ ─ 全球各處傳輸量﹝Flux﹞及分布變化之特性﹝中﹞
國立台灣師範大學海環所賴信安碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

一‧global 傳輸量的年變化、區域變化特性:

全球海水內的溶液態汞物質,分布的特性將決定於三個因素:當地的沉降型式、基礎生產力、湧升流;而其中生物生產力的多寡將影響到二價汞 Hg11 還原成元素態汞 Hg0 的速率,以及不易反應汞 Hgnr 的逸散速率。

﹝圖5 ,Sarah 2007﹞

由圖5 的a、b 可看出,赤道、太平洋西邊、大西洋西邊都有很高的汞物質沉降量;赤道地區的沉降量高主要是因為降水多,再加上許多汞物質易在此區域內氧化為易反應的氣態汞﹝RGM﹞,所以在赤道地區汞物質易隨著降水,溼沉降進入海洋。而大西洋與太平洋西邊的高汞物質沉降量,主要是因為這兩處緊臨亞洲大陸及北美大陸的工業區,故有大量的人為來源釋放進入海洋。

海平面(Sea Level)上升與觀測

海平面(Sea Level)上升與觀測
高雄市瑞祥高級中學莊福泰教師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

經濟學上有一個比喻說,當海潮高漲會抬升所有船隻,意思是當經濟進步時對所有的人都有所助益,但是若是全球海面升高可能對人類就會產生許多問題

在過去100年來全球海平面平均升高了20公分,而且隨著全球暖化可能速度還會加快,到了下一個世紀由於格陵蘭島和南極的冰融化,海平面可能會升高1公尺,比較明顯的災害是水位上升導致洪水增多或是陸地減少,其他可能引發的系列問題比較複雜但多相當嚴重,例如海水溫度升高可能產生更強大的暴風,環境改變引發危及海洋生物例如珊瑚和魚類,而洋流可能被改變而到致地球氣候的極端變化

想要預測未來就要先了解現在和過去,以全球海平面而言,我們的首要工作是準確測量海平面的高度,但這是一大挑戰,過去海平面高度的測量資料來自於全球各地驗潮站的平均潮水位,但自1992年發射Topex/Poseidon衛星、2001年發射Jason-1衛星後,科學家每十天便可精確測量全球海水面高度一次, 而2008年發射OSTM/Jason-2衛星將持續此一艱難的任務

海底爭奪戰(Scramble for the Seabed)

海底爭奪戰(Scramble for the Seabed)
國立台灣師範大學地球科學所科學教育組任欣怡碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

近年來各國投入很大的努力對大陸礁層作研究,特別是對海洋中豐富之礦物資源: 鈷、錳及甲浣水合物…,由於這些礦物資源可以經由萃取轉換為替代新能源,導致各國積極對自己的經濟海域開採權力爭。專屬經濟區是領海以外並鄰接領海的一個區域(一九八二年聯合國海洋法公約公約第五十五條),其寬度「從測算領海寬度的基線量起,不應超過二百海里」(公約第五十七條),若能證明海床為該國土地的一部分,經濟海域即可向外擴展。

打從這個公約一發布,多個國家開始積極的擴展自己的經濟領域,其目的不是單單只為了魚量的捕獲,而是為了得到更多海底資源探開的權利。由於多數人都相信在那深海底部的海床擁有大量的黃金或是其他有價值的物質:錳、鈷、銅…,新起一窩蜂的人潮對海底進行探勘開採。但這股熱潮很快地就被聯合國所發布的礦物開採牌照所澆熄,因為屬於探勘開採群雄之首的美國公司不想跟其他國家分享自己的商業機密,所以他們沒有配合聯合國的法案。除了因為美國反對的因素,還加上海底探勘需要很好的技術與環境保護者所提出對環境影響的不利因素,深海礦物探勘的投資就停擺了。

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

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