海气交互作用圣婴年-台中教育大学.PDF

海氣交互作用 聖嬰年 －反聖嬰年 El Niňo －La Niňa 男嬰 －女嬰 Baby Boy －Baby Girl 國立成功大學地球科學系 袁彼得教授 國立臺中教育大學科學應用與推廣學系黃旭村講師 大 綱 ‧海洋循環為何重要 ？ • 如何測量 海洋循環 ？ • 表面洋流如何循環 ？ • 湧升流Upwelling • 聖嬰年 －反聖嬰年 獨特的地球 The Unique Earth 海洋循環為何重要 ？ 海洋是地球獨有的特徵，它扮演三大重要角色 ： 1. 海洋是地表碳的儲存庫 。 僅次於石灰岩和油母質 ，含碳量是大氣的60倍。 －海洋裏的碳以什麼方式存在 ？ - -2 以HCO3 和 CO3 形式溶在水裡。 －若沒有海洋把 CO 溶入水裡，使 CO 留在大氣的話，將 2 2 造成什麼後果 ？ 強烈的溫室效應。 －工業革命以來，化石燃料產生的CO 有多少溶入大海 ？ 2 50% 化石燃料的 CO2 ，否則？ 2. 海洋是生物演化的搖籃 。 地球最生物約 34億年前誕生在海裡，隨後動植物也在海 裡演化。一直到 4億多年前陸上才有植物，而兩棲類在 3億 多年前才慢慢踏上陸地。 3. 海洋循環調節地球氣候 及 維繫海洋生命 。 地球在太陽系，只是顆小芝麻，但海水的量，卻很驚人。太 6 陽距地球 149×10 公里，這麼長的距離，光需要走多久？ 3 但若把海水切成 1 km的方塊，再疊成一條梯子，不但可以 直達太陽，還可繞回地球，來回 4.5 次有餘(總共 9.19個太陽 和地球的距離）。因此，海水的體 6 3 積是＿＿× 10 km 。 －海水體積龐大，水的比熱僅次於液態氨 NH3 。所以海水循環 時可攜帶巨大能量 ，在調節全球氣候上扮演極重要的角色。 思考問題 ： 假如海水停止流動，對全球氣候有何影響？ 例如 ：低緯度、中緯度、和高緯度的氣溫和降雨，海洋表 面和海洋深處的水溫，各有何改變？ －除了熱能外，海水還攜帶 O2 、CO2 、營養鹽到海洋各 處。 －水深 200 公尺以下的海洋動物，都靠洋流裡的氧氣維生 ( 為什麼？) 。由此可見海洋循環之重要。 ★如何測量海洋循環 ？ 1. 放置儀器在海裡，直接觀察海流的方向和快慢， 例如以下兩圖，都是常用的設備。 ★表面洋流 表面洋流主要由風 造成。全球的 主要風系不但顯示 柯氏力對對大氣循環的影響，它也主宰 表面洋流的 方向。 ★柯氏效應 (Coriolis effect) ： －在球體上自由運動的物體 例如大氣、海水、飛彈、飛( 機) ；但不包括汽車、行人及火車等，因後者和地面接( 觸，磨擦力使柯氏力無法作用) ， －會受到和運動方向垂直的水平作用力，使其運動軌跡偏 轉。 －此力的方向 ，在北半球是偏右90 。 ，在南半球是向左