自然与人-24.2   产生海流的根本原因

李开乐

    摘要：自转离心效应使两极附近海水下沉，低纬度海水携带了地热上涌。运动惯性和海水的连续性又使海水的流动永远停止不下来，于是在科里奥利力的配合下就变成了复杂而永不休止的稳定海流了。地球自转与地下热能相配合，是海流的原动力。

    海流是海水相对稳定的大规模流动，总能量相当大，整个大洋的海水都在稳定地做着大幅度地旋转（后面的彩图24.11是标示出海流状况的原出版地图，从图可想象出海流的巨大能量），相信只有从其系统的内部去寻找才能找到生成它的根本原因。根本原因必定是内因，这种哲学道理是不管社会科学还是自然科学都适用的绝对真理。

    在“自然与人-19.9”已经讲过，“地球自转与地下热能相配合在一起，是大气运动（当然还有海流和地下环流）的原动力”，这正是我们所认为的产生海流的根本力量。这种力是怎样对于海水起作用的呢？简单地说，也与液态天体的熔液环流相类似，自转离心效应使两极附近的海水会因地球自转而下沉，然后顺着海底向赤道截面方向流去，到了低纬度地带就会上涌到海面。而且，流到低纬度海底来的海水会得到地热的能量补充而特别加快地上涌到海面来。这样一来，就使整个海平面形成了一个两极附近向内收缩而赤道附近向外突起的扁圆球形状。运动的惯性和海水的连续性又使海水的流动永远停止不下来，于是在科里奥利力的配合下就变成了复杂而永不休止的循环流动，即全球相对稳定的海流了。显然，地球自转形成了海流原始的基本面貌，而地下热能的长期配合作用又使海流的原始基本面貌永久地维持到了现在而不至于很快就消耗掉了地球自转动能。所以我们说，地球自转与地下热能相配合在一起，是海流的原动力。

    其实，不论自转星球体内液体的流动，还是地球的海流或者大气环流，虽然运动都很复杂，但都类似于时钟的运动，其终局运动都是简谐振动。时钟齿轮组的复杂运动的目标是使钟摆移向平衡位置，即不摆动时停留的位置，但是由于运动惯性，总是停不下来而只能围绕着目标左右摇摆，不停地做着简谐振动。自转液态星球内部流体的流动（或海流，或大气环流）虽然比起时钟齿轮组的运动复杂得多，但它们的终局目标也只是促成星球（或海洋，或大气）表面形成理想标准的扁圆球体形状的简单的逼近运动。时钟由“法条”或电池提供能量，星球（或海洋，或大气）却由自转和球内热源提供能量。两者都是依靠着远离平衡态的系统内部的能量供给，在非线性机制作用下以无序的平衡态为目标，按照自组织规律不停进行自我调整而做着有序运动的、对立统一的耗散结构。

    当然，我们并不否认，一年四季中太阳对地球的强辐射带在南北不同纬度之间发生着来回移动，也会引起海流发生一些季节性变化。但是，相对于整个海流模式的形成和维持来说，这仅仅是一种小的变化而已。“变化”与“形成和维持”毕竟有着本质的差别。所以，笔者认为太阳热力影响是海流运动变化的外因，地球自转和地热影响才是海流的根本原因。至于海风驱动之说，那就微弱得几乎可以被忽略了。