上升流及其影響

周云

在世界洋流分布圖上，我們看到一些洋流由于受到陸地的阻擋、風力和地轉偏向力的影響遠離海岸的現象，它們使近海的水位比遠海低，在近海岸地帶垂直方向上出現上涌水流，這就是上升流，它們對近海甚至全球的氣候、生物、自然景觀和人類活動等都有深刻的影響。

現在以全球勢力最為強盛的上升流——秘魯寒流（圖1）為例說明其成因。西風漂流到了南美西海岸時受到大陸的阻攔北上，在地轉偏向力作用及常年盛行風和東南風的吹拂下，洋流有向西運動的趨勢，同時受到海岸輪廓的控制進一步向西運動，由于這種運動勢態使得遠海的水位比近海高，造成了遠海的海水下沉并在近海上涌，如下圖2：

與秘魯寒流相似的寒流還有本格拉寒流、加利福尼亞寒流、加拉利寒流等，都分布在副熱帶地區的大陸的西岸，它們對沿岸地理環境的影響也很相似，主要體現在：

一、對近海岸氣候的影響

寒流對沿岸氣候具有降溫減濕的作用，主要它來自于水溫較低的高緯度海區，而上升流影響的近海岸受近海水的上升水流影響（如圖2）加劇了此類洋流對沿岸降溫減濕的作用，其原因是近海岸的上升海水部分來自海洋的深層，它們受到太陽輻射很少，尤其在中低緯地區海洋深層的水溫比表層低得多，一般的溫度都在15℃以下，有些海區深層海水到達表層后只有10℃，比周圍氣溫低7℃—10℃。因此在上升流的影響下，大陸的沿岸大都形成熱帶沙漠的景觀，如南美西海岸、非洲南部西海岸、北美的西海岸和澳大利亞西海岸都是受到如此的類型的寒流影響而形成的，在南美的熱帶沙漠甚至逼近赤道。

另外，由于受此類寒流的影響，海洋表層的水溫很低，近海面大氣形成逆溫層，在這些海區常出現大規模的海霧，使近海岸洋面多云霧，日照弱，嚴重影響海上航行。

有些暖流也是上升流，如日本暖流、墨西哥灣暖流等，它們形成的原理與秘魯寒流附近的上升流很相似：向北運動，受到地轉偏向力和陸地輪廓的影響有向右運動的趨勢，向東偏離海岸，使得海洋底層的冷水在近海岸上涌，致使流經海區的表層暖水的溫度有所降低，所以這些暖流對沿岸的增溫增濕的作用不夠明顯。相反，北大西洋暖流則是下降流，由于它向北流時受地轉偏向力和陸地輪廓的作用向右偏，使得表層的暖水向歐洲的西海岸線逼近，形成靠近陸地的水位較高，水溫較高，而遠海的水位較低，每年向西歐與北歐每公里海岸輸送相當于燃燒6000萬噸煤釋放的熱量，使沿岸形成了典型的海洋性氣候，1月份平均氣溫要比同緯度亞洲與北美洲的東海岸高出15℃—20℃，從而使北歐盛長混交林及針葉林，巴倫支海西南部終年不封凍。

上升流的勢力在時間上出現不定期的消長，對全球海洋的大氣環境影響是非常深刻的，尤其是南美的秘魯寒流強度發生變化時，全球的氣候和經濟或多或少地受到其影響。當個別年份，離岸風較弱，上升流的勢力減弱，當赤道東太平洋冷水域的水溫比正常水溫高出0.6℃以上時，就形成了著名厄爾尼諾現象。受其影響南美西海岸的水溫大增、水體養分嚴重不足，導致海洋生物大量死亡，形成了一場生態災難，同時太平洋西岸乃至南亞和非洲出現少雨天氣，有些地區甚至出現旱災和森林大火，而大洋東海岸則出現多雨天氣，甚至出現澇災等一系列災害。相反，當赤道東太平洋冷水域的水溫比正常水溫時被稱為拉尼娜現象。由于拉尼娜現象正好與厄爾尼諾現象相反，因此又被稱為反厄爾尼諾現象，其對全球氣候和經濟的產生的破壞不及厄爾尼諾現象，但對一個地區的影響一般剛好與厄爾尼諾相反。

二、對生物資源分布的影響

上升流對除了對流經地區氣候的影響深刻外，對漁業生產的影響也非常巨大。由于上升流能引起近海岸的海水上涌，它能把海底的大量礦物質帶到表層，為近海的水生植物提供了豐富的營養鹽（尤其是磷酸鹽），生長的茂盛水生植物吸引了各種各樣的海洋動物，因此這些海域的生物多樣性非常豐富。世界有名的高產漁區如東南太平洋、東南大西洋、西北太平洋都與上升的存在密切的關系。

人們利用上升流對漁業影響的原理在近海海水中投入石塊、廢輪胎、廢車船、混凝土塊、廢鋼結構和聚乙烯等材料，阻止海流的水平流動，引起底層海水上涌，導致附近海底沉積的營養鹽類不斷上升并在海面擴散，從而提高了海水生態系統初級生產力，給魚、蝦、貝等提供豐富的營養和生長、繁殖生息的條件，使得原來魚類貧乏的海域成為海洋水產品的高產區。

由此可見，上升流對全球的地理環境的影響是非常深遠的，但其勢力消長的機理還不很清楚，其對人類的影響也具有兩面性，現在世界一些國家和組織通過衛星和海上觀測站等手段加強對其進行實時監控與研究，使人類更好地預報上升導致的一些自然災害，同時也為上升流區的海洋資源的可持續利用提供可靠的依據。

在全球洋流系統中，上升流并不引人矚目，因其規模一般不大，對全球環境的影響也遠不如風海流的且其形成往往具有被動性，但上升流的全球的氣候和生態環境的影響日益引起人們的注意。我從上升的形成原理說明上升流對區域乃至全球環境的影響。