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海:另一个未知的宇宙_[德]弗兰克·施茨廷【完结】(74)

  就这样,在海洋的发展史中,一个温盐环流形成了,它囊括所有的水域和水层,因此每一股洋流都不是孤立存在的,它们无一不承先启后。洋流中最壮观的当然要算格陵兰岛附近的环流圈了,在那里,冰冷的海水急速俯冲,制造了一道巨大的涡流,西爱尔兰则从这道涡流中获益匪浅。

  向爱因斯坦致敬——海浪的相对论

  总而言之,人们随着洋流可以抵达任何地方,不过有一点却令人困惑,如果风无法改变水分子的位置,那么它是如何影响这股洋流运动的呢?

  很简单,为了纪念爱因斯坦,我们就拿行进中的火车来打个比方。火车车厢中的乘客都在原地上蹿下跳,却不会改变自己的位置,他们能在空中翻筋斗,跳下来的时候却总是落在列车上的同一处,换言之,他们一直在原地不动。然而事实上,他们还是被运到了遥远的地方,比如说从慕尼黑到汉堡。对一个站在月台上看着火车呼啸而过的人而言,车中乘客的位置明显发生了变化。火车经过斯图加特时,一只小鸟落在车厢顶上,车厢内的人正玩着跳跃游戏,这只小鸟收拢双腿,开始打盹儿,火车载着它呼啸而去。这当然是一个在田间劳作、偶尔抬一下头的农民才能看到的情景,小鸟一直停在车厢顶的同一个地方。当我们把火车当作一个封闭系统观察的时候,就能解释看起来矛盾的现象了。在这个系统内,做空中翻转的乘客和打瞌睡的小鸟都是原地不动的。

  洋流就跟这项系统类似,它作为一个整体在大海里流动。在洋流内部,各个水分子的相对位置虽然保持不变,但它们也在做上蹿下跳的运动,就像火车中的乘客一样。以岸上观察者的角度来看,洋流就像一只小纸船从他面前驶过,而小水珠就在这个过程中被运到另一个地方。把这艘小船当成封闭系统来看时,它的位置却没有发生变化,它下面的水只是在做上下移动。在这部分水分子的作用下,小船忽高忽低,但它下方的水对它不离不弃,从未改变过位置。

  世界上最著名的洋流应该是墨西哥湾暖流。需要指出的是,洋流运动要比火车运行复杂得多,如果真有人在火车里上蹿下跳、翻筋斗的话,很可能会在下一个停靠站被扔出去。

  洋流的运动有赖于几个因素。以墨西哥湾暖流为例,它的形成受到了稳定风力的极大影响,如赤道边缘的信风和季风。从古希腊罗马时代起,航海家就懂得利用信风和季风来判断洋流的走向。人们在驶向目的地的时候不一定真的能到达那里,而有可能偏东边或西边一点。至于会偏离多少,取决于洋流的流向及它的强度和速度。这方面的知识一向被视为秘密,因为它是无价之宝,而且能带来战略优势。了解洋流意味着人们能积极利用它的能量,而不是祈求大海放自己一马。

  直到 1853 年,人们才决定要跨国交流洋流的知识,并将这些数据储存在水文站,如此一来,所有航海国家都可以利用这些资料。这些地图具有极大的诱惑力,短短的时间内,坊间便出现了有关洋流走向的详细地图。有了这些地图,即使是业余的航海爱好者也可以真正付诸实行。除此之外,航海之所以具有如此大的吸引力,还在于人们可以在航行过程中欣赏到美景。1500 年 4 月,如果葡萄牙航海家卡布罗在前往印度的路上没有被赤道暖流冲离原来的航线,那么他就不会发现巴西。而对那些友好的土著来说,还有什么比被披盔戴甲的人发现更有意思呢!

  今天,正确的洋流知识可以协助我们作预测,比如预测漏油会流向何处,另外还有一个妙处:如果有人因小新没有把盘子里的东西吃完而恐吓他说,不吃完东西,天公就要发怒了,那么只会招来聪明的小新的嘲笑。因为小新在学校里学到,只有洋流才能让天气变坏。

  大海储存热量,也传输热量。墨西哥湾暖流从热带吸足了热量,然后把这些热量送给欧洲,因此人们也把这股暖流称为欧洲的远程暖气。拜这股暖流所赐,在温暖的夜晚,法国人、西班牙人及德国人可以在露天喝啤酒。寒流则造就了沙漠,非洲西南部的纳米比亚和智利北部的阿塔卡马就是很好的例子。福克兰寒流在智利,以及本格拉寒流在非洲,都创造了十分恶劣的环境——它们通常在紧贴地面的位置让温暖的信风冷却下来。看一看高低压地区的特点,我们就能明白冷空气与暖空气之间无法进行对流,因为密度高而且潮湿阴冷的空气层处在下方,冷空气无法流向上空,也无法凝结成雨,因此无法促成云的形成,这些地区也就不会下雨。于是,一个云雾缭绕的沙漠形成了,沙漠里的雾气倒是促进了风湿药的生产。

  在长久的岁月中,洋流似乎成了自己的发动机。这么说来,它岂不是永动机了吗?但如果有一天,所有的力量都互相抵消,这个洋流系统就会停止运行。那时怎么办呢?当然,风在吹着这辆满载上蹿下跳的乘客的火车,可是,如果有一天风也停了下来,我们又该怎么办呢?

  一场公平的赛跑——科氏力

  好,下面我们就要谈到科氏力了。

  19 世纪 30 年代,法国的物理学家、数学家及工程师贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利发现了一个令人惊奇的现象:在北半球,每一个运动的物体都会向右偏移,在南半球则向左偏移。他想知道是什么导致了这种偏移。根据牛顿的惯性定律,他发现问题的答案与地球上最大的陀螺——地球本身有关。


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