太平洋和大西洋海水不相融?是真还是假(组图)


太平洋和大西洋海水不相融,是真还是假?
太平洋和大西洋海水不相融,是真还是假?(图片来源:Adobe Stock)

太平洋大西洋海水不相融合?当然是假的!整个世界所谓的四大洋,相融贯通循环不已。

水在一个相通的环境里岂能不相融?尽管有两极与赤道的冷热不均,形成各自的环流主流,尽管有几千米的深海沟和浅海滩凃,流动性有很大差异,但是必定会逐渐相融。两极冰川的逐年消融会使全球海平面无一例外的上升在一个高度。

不相容的原理本质是墨西哥湾暖流特别强盛,其性质是暖湿把加勒比海海水带走,巴拿马东岸水平面就会比较低。巴拿马西岸是加利福尼亚寒流和秘鲁寒流交汇的地方,海水平面当然会要高些。如此一来,就有了巴拿马运河东西两端落差,本身巴拿马运河船闸的存在也或多或少的影响着。

巴拿马运河地图,其中显示了船闸和航道的顺序。
巴拿马运河地图,其中显示了船闸和航道的顺序。(图片来源:Thomas Römer/维基百科/CC BY-SA 2.0)

太平洋和大西洋海水的分高其实是大自然很神奇的力量。十分明显,海水深色的一定是盐份含量浓重的关系,而浅色的高层海水一定就是含盐量很低的关系。不过,水与水不管盐重或盐轻,最终还是要融合到一起的。然而,这里淡色海水却分明高出了深色海水50厘米,这种自然现象真是百思不得其解?

带着这种好奇心,就想弄个明白,于是只能去查资料:原来巴拿马运河的北侧,大西洋一侧和南侧太平洋一侧,由于水流极快,容易造成船只发生事故,于是就建有船闸,让船只上下通航。但这也不能说明地球海水会存在落差啊?

日本东京大学教授山形俊男解释道:“巴拿马运河的太平洋一侧比大西洋一侧的水位要高出大约50厘米。”

这里为什么会有如此落差有两个原因,一是改变海水密度的热膨胀所产生的效果,以及盐分浓度的不同而明显让视觉感到海水的有色分差和水位的高低落差。二是与风的应力保持了平衡水位的倾斜以及有海流时加上的与地球自转的偏向力(称作:科氏力),这种巨大的自然力量保持了海水落差的平衡力。所以这种说法是正确的。

前面提到了热膨胀的关系,那么再来看一下巴拿马运河位于太平洋一侧的气候条件又怎样呢?

巴拿马运河大西洋一侧。
巴拿马运河大西洋一侧。(图片来源:US DOT/维基百科/CC0)

原来这里被称上了热带辐合区,对流层下层的湿润大气形成了一个东西向展开的辐合带,这里雨量充沛。因此,巴拿马运河太平洋一边的海水盐分就成了低密度分子,水色自然也就淡了。

不过,由于海洋深层流动性差,水压几近不变,因此海平面的水位差,其低密度层必须深达500米,科学家对这个数据认为估值过高,于是又找出了另一个原因。这就是巴拿马运河那侧经常刮起的南风,(称作信风)。

不可否认:信风对升高水位也起到了推波助澜的作用。山形教授认为:由于要与信风应力达成平衡,也就产生了水位的倾斜,由此,巴拿马运河太平洋一侧的海平面就保持了一个高度。而大西洋一侧,圭亚那海流向着墨西哥湾向西流动,形成这股海流产生了水位的倾斜,巴拿马运河侧大西洋的水位就降低。而产生了远海海域的水位的升高。

巴拿马运河两侧的太平洋和大西洋水位落差的原因是和全球大气流动和海洋自然系统有所相关。

依据维基百科的资料,巴拿马运河位于中美洲的巴拿马,横穿巴拿马地峡,连接太平洋和大西洋,全长82公里,大致呈西北—东南走向。运河最宽处达304米,最窄处也有152米,是世界的航运要道。

运河在太平洋一侧有两座船闸,在大西洋一侧有一座船闸。在大西洋一侧的船闸有三层,高达21米,每扇有745吨重,但平衡相当好,只要30千瓦功率的电机即可驱动开合。

巴拿马运河太平洋一侧。
巴拿马运河太平洋一侧。(图片来源:Camilo Molina derivative work/维基百科/CC BY-SA 2.0)

船只在船闸中被提升26米,进入人工筑坝拦截查格里河形成的嘎顿湖,通过运河再经过一座单层船闸降到海拔16.5米,进入米拉弗洛湖,最后经过一座双层船闸降到海平面高度进入太平洋。每座船闸都是成对的,所以可以双行,船只在船闸中由轨道牵引机牵引行动。太平洋海面比大西洋海面高24厘米,并且潮汐较高。嘎顿湖中有几个小岛,是野生动物保护区。

1881年,法国人开始建造巴拿马运河,但很快由于工程技术问题和劳工的高死亡率而停工。美国于1904年接手这一工程,并于1914年8月15日建成。作为人类有史以来最大的工程项目之一,巴拿马运河极大地缩短了船只来往于大西洋和太平洋之间的时间,使船只能够避开遥远而危险的合恩角附近的麦哲伦海峡和德雷克海峡。

在运河的建造过程中,哥伦比亚、法国和美国先后控制了运河周边的区域。美国之后一直控制着运河和其周边的巴拿马运河区,直到1977年签署《巴拿马运河条约》后,美国才着手将控制权移交给巴拿马。美国和巴拿马共同管理运河一段时期后,最终在1999年将运河完全移交给巴拿马政府,并由其所属的巴拿马运河管理局管理至今。

每年通过巴拿马运河的船只数量从1914年的约1,000艘,增长到了2008年的14,702艘,总装载重量约为3.337亿吨。直到2012年,至少815,000艘船只曾通过巴拿马运河。船只通过运河需要花费六至八小时。


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