海流

currents

海流又称洋流，是海水因热辐射、蒸发、降水、冷缩等而形成密度不同的水团，再加上风应力、地转偏向力、引潮力等作用而大规模相对稳定的流动，它是海水的普遍运动形式之一。海洋里有着许多海流，每条海流终年沿着比较固定的路线流动。它象人体的血液循环一样，把整个世界大洋联系在一起，使整个世界大洋得以保持其各种水文、化学要素的长期相对稳定。

海流，现代海洋学术语，又名“洋流”，古称“洋”，洋字从水从羊，“水”指水流、水体，“羊”意为“驯顺”。“水”与“羊”联合起来表示“像羊群顺走般流淌的水”，特指大海中浩荡的海流，亘古以来从不逆反，像羊群一般驯顺，可供水手驾驭、利用。

海流

在研究海流的过程中，科学家们还常常按温度特性，将海流分为暖流和寒流。还有一种是海水受月球、太阳引潮力而产生的水平流动现象，是同潮汐一起产生的潮流。

由于海水的连续性和不可压缩性，一个地方的海水流走了，相临海区的海水也就流来补充，这样就产生了补偿流。补偿流既有水平方向的，也有垂直方向的。在海洋的大陆架范围或浅海处，由于海岸和海底摩擦显著，加上海流特别强等因素，便形成颇为复杂的大陆架环流、浅内海环流、海峡海流等浅海海流。

在科学技术发达的今天，已经可以利用海流选择航线、发电和捕鱼等。

海流形成的原因很多，但归纳起来不外乎两种。

海流

海流按其成因大致可分为以下几类：

海流对海洋中多种物理过程、化学过程、生物过程和地质过程，以及海洋上空的气候和天气的形成及变化，都有影响和制约的作用：

1．暖流对沿岸气候有增温增湿作用，寒流对沿岸气候有降温减湿作用。

2．寒暖流交汇的海区，海水受到扰动，可以将下层营养盐类带到表层，有利于鱼类大量繁殖，为鱼类提供诱饵；两种海流还可以形成“水障”，阻碍鱼类活动，使得鱼鱼群集中，易于形成大规模渔场，如纽芬兰渔场和日本北海道渔场；有些海区受离岸风影响，深层海水上涌把大量的营养物质带到表层，从而形成渔场，如秘鲁渔场。

3．海轮顺海流航行可以节约燃料，加快速度。暖寒流相遇，往往形成海雾，对海上航行不利。此外，每海流从北极地区携带冰山南下，给海上航运造成较大威胁。

4．海流还可以把近海的污染物质携带到其他海域，有利于污染的扩散，加快净化速度。但是，其他海域也可能因此受到污染，使污染范围更大。

故了解和掌握海流的规律、大尺度海-气相互作用和长时期的气候变化，对渔业、航运、排污和军事等都有重要意义。

大西洋洋流分布示意

风力的大小和海水密度不同是产生海流的主要原因。由定向风持续地吹拂海面所引起的海流称为风海流；而由于海水密度不同所产生的海流称为密度流。归根结底，这两种海流的能量都来源于太阳的辐射能。海流和河流一样，也蕴藏着巨大的动能，它在流动中有很大的冲击力和潜能，因而也可以用来发电。据估计，世界大洋中所有海流的总功率达50亿千瓦左右，是海洋能中蕴藏量最大的一种。

我国海域辽阔，既有风海流，又有密度流；有沿岸海流，也有深海海流。这些海流的流速多在每小时0.5海里，流量变化不大，而且流向比较稳定。若以平均流量每秒100立方米计算，我国近海和沿岸海流的能量就可达到一亿千瓦以上，其中以台湾海峡和南海的海流能量最为丰富，它们将为发展我国沿海地区工业提供充足而廉价的电力。

利用海流发电比陆地上的河流优越得多，它既不受洪水的威胁，又不受枯水季节的影响，几乎以常年不变的水量和一定的流速流动，完全可成为人类可靠的能源。

海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转，然后再变换成高速，带动发电机发电。目前，海流发电站多是浮在海面上的。例如，一种叫“花环式”的海流发电站，是用一串螺旋桨组成的，它的两端固定在浮筒上，浮筒里装有发电机。整个电站迎着海流的方向漂浮在海面上，就像献给客人的花环一样。这种发电站之所以用一串螺旋桨组成，主要是因为海流的流速小，单位体积内所具有能量小的缘故。它的发电能力通常是比较小的，一般只能为灯塔和灯船提供电力，至多不过为潜水艇上的蓄电池充电而已。

美国曾设计过一种驳船式海流发电站，其发电能力比花环式发电站要大得多。这种发电站实际上就是一艘船，因此叫发电船似乎更合适些。在船舷两侧装着巨大的水轮，它们在海流推动下不断地转动，进而带动发电机发电。所发出的电力通过海底电缆送到岸上。这种驳船式发电站的发电能力约为五万千瓦，而且由于发电站是建在船上，所以当有狂风巨浪袭击时，它可以驶到附近港口躲避，以保证发电设备的安全。

70年代末期，国外研制了一种设计新颖的伞式海流发电站，这种电站也是建在船上的。它是将50个降落伞串在一根很长的绳子上来聚集海流能量的，绳子的两端相连，形成一个环形。然后，将绳子套在锚泊于海流的船尾的两个轮子上。置于海流中的降落伞由强大海流推动着，而处于逆流的伞就像大风把伞吸胀撑开一样，顺着海流方向运动。于是拴着降落伞的绳于又带动船上两个轮子，连接着轮子的发电机也就跟着转动而发出电来，它所发出的电力通过电缆输送到岸上。

在海洋运动中，海流则对地球的气候和生态平衡扮演着重要的角色。海流循着一定的路线周而复始地运动着，其规模比起陆地上的巨江大川则要大出成千上万倍。海水流动可以推动涡轮机发电，为人们输送绿色能源。中国的海流能源也很丰富，沿海海流的理论平均功率为1.4亿千瓦。

在所有的海流中，有一条规模十分巨大，堪称海流中的“巨人”，这就是著名的美国墨西哥湾流。它宽60公里～80公里，厚700米，总流量达到7400万立方米/秒～9300万立方米/秒，它大约相当于长江流量的2600倍，或黄河的57000倍。墨西哥湾流与北大西洋海流和加那利海流共同作用后，调节西欧与北欧的气候。

美国伍兹霍尔海洋研究所的研究人员指出，墨西哥湾流受到风力、地球自转和朝向北极前进的热量所驱使，所带来的能量等同于美国发电能力的2000倍。若能成功利用这股强大的海流，驱动设置在海底的涡轮发电机，就足以产生相当10座核能发电厂的电能，供应佛罗里达州1\3的电力需求。佛罗里达大西洋大学的研究人员计划于几个月内测试一座小型的涡轮发电机。

佛罗里达大西洋大学“海洋科技中心”的研究人员说：“佛罗里达是世界上发展海流发电的首选之地，因为这里常年都有强大的海流。在这里建立的海流发电厂可以全天候发电，一年到头都可发电。”但是，由于海流发电相关技术还不成熟，不但建设电厂的经费无法估算，一些未知因素和可能造成的危险尚待克服。比如，海底运转的涡轮机螺旋桨有可能让鱼类和其他海洋生物致死。如果海流发电厂不能解决生态问题，它将会遭受动物爱好者的反对。

美国西岸的加利福尼亚海流不充沛，那里的研究人员因而转向海浪发电。加拿大一家电力公司将与北加州的电力公司合作，建造一座发电量达2000千瓦的“海浪发电农场”，预计于2012年竣工，届时将供应600户家庭用电，但电力公司希望最终可以提供3万户家庭的用电。

美国电力研究中心在一项报告中分析认为，海浪与潮汐发电将可满足6.5%的电力需求。未来若是海流、海浪与潮汐发电技术纯熟，将不失为沿海国家解决能源问题的福音。海洋发电的支持者表示，海洋发电即便不能解决所有的需求，但是非常值得考虑的一种低污染、取之不尽的能源来源。

在浩瀚的海洋上，奔腾着许多巨大的海流，它们在风和其它动力的推动下，循着一定的路线周而复始的运动着，其规模比起陆地上的巨江大川则要大出成千上万倍。而所有的海流中，有一条规模十分巨大，堪称海流中的“巨人”，这就是著名的墨西哥湾暖流，简称为湾流。

湾流的规模非常宏大。它宽60-80公里，厚700米，总流量达到7400万到9300万立方米/秒，比世界第二大海流——北太平洋上的黑潮要大将近1倍，比陆地上所有河流的总量则要超出80倍。若与我国的河流相比，它大约要相当于长江流量的2600倍，或黄河的57000倍。