自然与人-24.9   赤道潜流的产生机制

李开乐

    摘要：地球自转速度趋于微弱地减慢着，海水却因惯性而比硬海底大为延迟减慢。这种不协调趋势都挤到了赤道附近，就变成了自西向东的海水环流。赤道海面上因受到强大的副热带海洋环流的掩盖，于是就形成了海面见不到的赤道潜流了。

   

    据说在赤道附近还有一种赤道潜流，那又是怎么产生的呢？在前面所述的，是地球在正常自转情况下所表现出来的正常海流的情况。一般人也许会认为地球自转很正常，很均匀，但实际上地球自转的速度也是不断变化着的。“近两千年来，大约每过一百年一昼夜就要加长零点零零一六四秒”【10】。大约在４亿年前，地球上每年有400多天【13】，现在每年只有365天，可见地球比原来转慢了很多。现代精密仪器长期观测的资料也确实显示了地球自转速度在不断减慢之中。地球自转不断减慢已经是事实，不容怀疑，我们需要关心的是它所产生的影响，在此我们就要具体考虑一下它对海流的影响。

    地球赤道周长40075公里。如果我们能站在太阳上观察地球，就会发现地球赤道上的某一固定地点的静止海水，在每24小时就要绕着地轴转动而走过约4万千米的路程，速度约0.46千米/秒。因为地球每过100年一昼夜就要加长0.00164秒，所以6万年约加长1秒。这就是说，地球不断强制自己减慢了自转速度，海水却因惯性而基本保持着原来绕地轴转动的速度。这样一来，每6万年之中，赤道附近的海水就要比同一地点的硬质海底多走过0.46千米的路程，即每年多走0.77厘米。这种隐藏的不协调的趋势无时无刻都在起着作用，长年的历史积累下去，相差的数字也是十分惊人的。

    另一方面，由于水、地之间有相互摩擦（或粘附）作用，海水又有连续性的性质，所以上下层的海水其实都与硬质海底相互联系在一起，因此会有一种无形的力，在不断迫使那些与硬质海底不同步的海水，逐渐自动流到硬质海底与自己绕地轴转动速度一致而不存在相对运动的平衡位置上。相对于地面自东向西流的海水会往高纬度地带靠拢，相对于地面自西向东流的海水就往低纬度地带靠拢。这也是一种自然规律，在后面谈到大气运动时将详细说到这种规律（即有关流体软弹力的作用）。由于地球自转速度不断减慢而长期积累下来的，在赤道附近环绕地轴旋转而速度比硬质海底快的那些海水，当然就没办法再往更低纬度靠拢了，因此只好大家都挤到了一起，维持着比硬质海底更快绕地轴转动的速度，自西向东绕着地轴旋转着，于是就形成了赤道潜流。

    “赤道潜流在三大洋中都存在。它的表现形式是，沿赤道方向由西向东流动，横越三大洋。其范围是北纬 到南纬 之间的海域内，形成一支与赤道对称的狭窄海流。它的垂直厚度在200～300米，全年流速稳定。”（互联网常识性资料）。也许就因为上述的自然规律，才把赤道潜流挤压得如此狭窄和笔直整齐吧！由于以纬度 附近为中心的各个环形大海流的流场，一般都是因海水的堆积上升所造成的从海面辐散向外的流场，因此这些旋转流场主要是表现在靠海面层。因为这些大型流场在赤道附近海面所表现的正好全都是从东到西的海流，受到这些大型环流的强大逆向阻挡作用，那股长年累积形成的狭窄西水东流就只能让出海面层而退位到了一定深度下面去，因此赤道潜流才真正成为海面见不到的潜流。

    总之，地球自转除了并非完全均匀稳定之外，从长期看还有着微弱的减慢趋势，这就是造成赤道潜流的重要原因。所以，我们并没有将赤道潜流归类到正常海流的范围内，而是当成一种特异海流独立分开来进行分析。

    参考文献：

    【10】《宇宙的秘密》朱志尧编写，辽宁人民出版社，1973年。

    【13】游性括、谷湘潜，1997年，不同地转速度下的各季大气环流及气候异常的数值模拟，《大气科学》期刊，21(5)，545~551。