講師：蘇育田講師：蘇育田

大綱大綱 海洋循環的重要性海洋循環的重要性 測量海洋循環的儀器測量海洋循環的儀器 柯氏效應 柯氏效應 (Coriolis effect)(Coriolis effect) 表面洋流表面洋流 深層洋流深層洋流 聖嬰年 聖嬰年 El NinoEl Nino

海洋循環的重要性海洋循環的重要性

海洋是地表碳的第三大儲存庫。海洋是地表碳的第三大儲存庫。Q1:Q1: 若無海洋，估計大氣的 若無海洋，估計大氣的 CO2 CO2 含量。含量。

海洋是生物演化的搖籃。海洋是生物演化的搖籃。Q2Q2 為什麼動植物需要水？為什麼動植物需要水？

Q3Q3 其他行星沒有液態水，若有生命，應是何種型式？其他行星沒有液態水，若有生命，應是何種型式？

海洋的循環調節地球氣候及維繫海洋生命海洋的循環調節地球氣候及維繫海洋生命Q4Q4 假如海水停止流動，對全球氣候有何影響？假如海水停止流動，對全球氣候有何影響？

測量海洋循環的儀器測量海洋循環的儀器 海流儀海流儀 ADCPADCP 化學示蹤劑化學示蹤劑 碳碳 1414

ADCPADCP

在海裡送出聲波，再根據接收器收到聲波在海裡送出聲波，再根據接收器收到聲波的時間， 計算聲波所通過海域的水流速度。的時間， 計算聲波所通過海域的水流速度。例如 例如 ADCP (Acoustic Doppler Current ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler)Profiler) 就是海研三號及許多研究船使用就是海研三號及許多研究船使用的海流剖面儀。 的海流剖面儀。

化學示蹤劑化學示蹤劑 使用化學示蹤劑 使用化學示蹤劑 (Chemical tracers) (Chemical tracers) ，例，例

如氚和氟氯碳化物等人造物質，追蹤海水如氚和氟氯碳化物等人造物質，追蹤海水過去幾十年來的 流向及流速。 過去幾十年來的 流向及流速。

C-14 C-14 測量深層海水 測量深層海水 CO2 CO2 的 的 C-14 C-14 年齡。知道年齡。知道

海水的年齡後， 再看它現在的位置和深度，海水的年齡後， 再看它現在的位置和深度，就可推測它過去這千餘年來的移動軌跡。 就可推測它過去這千餘年來的移動軌跡。 (( 因為深層海水過去源自海洋表面，那裡是因為深層海水過去源自海洋表面，那裡是它們的出發點。 它們的出發點。

柯氏效應 柯氏效應 (Coriolis effect)(Coriolis effect) 在球體上自由運動的物體，受到和運動方在球體上自由運動的物體，受到和運動方

向垂直的水平 作用力，使其運動軌跡偏轉向垂直的水平 作用力，使其運動軌跡偏轉的現象。 的現象。

例如大氣、海水、飛彈、飛機；但不包括例如大氣、海水、飛彈、飛機；但不包括汽車、行人及火車等，因後三者和地面接汽車、行人及火車等，因後三者和地面接觸，和地面間的磨擦力使柯氏力無法產生觸，和地面間的磨擦力使柯氏力無法產生作用作用

Q5 柯氏力的方向始終和物體運動方向垂直。 試問這種力會改變運動物體的速率嗎？為什麼？

表面洋流表面洋流 表面洋流主要由風造成。表面洋流主要由風造成。 全球的全球的主要風系主要風系 不但顯示柯氏力對對大氣循 不但顯示柯氏力對對大氣循

環的影響，它也主宰環的影響，它也主宰表面洋流表面洋流的方向。的方向。 地轉流地轉流

海水被風吹，就開始流動，但因受柯氏力影響，流動方向和風向並不一致。下圖顯示風向和海水實際流向 之間的關係。

地轉流地轉流 海水受到壓力梯度，沿壓力梯度方向開始海水受到壓力梯度，沿壓力梯度方向開始

流動。流動。 流動時受柯氏力，就會偏轉，且偏轉方向流動時受柯氏力，就會偏轉，且偏轉方向

和流動方向成和流動方向成 90°90° 。。 當柯氏力方向和壓力梯度方向相反時，二當柯氏力方向和壓力梯度方向相反時，二

力抵消，洋流方向不再改變。力抵消，洋流方向不再改變。 如此形成的 洋流就是地轉流。如此形成的 洋流就是地轉流。

你是否確實弄清楚下圖裡(1) 風向 (2) 艾克曼輸送方向及 (3) 表面洋流方向三者間的關係？

Q6 你認為北大西洋環流中央的海水面比外圍高？還是低？為什麼？

深層洋流深層洋流 溫鹽流。 溫鹽流。

Q7 深層洋流是海底動物的救星，為什麼？

可以平衡全球熱量（溫度）釋放來自海底的二氧化碳美國宇航局研究發現大西洋'輸送帶'沒有放慢

海洋輸送帶（深層海水循環）海洋輸送帶（深層海水循環）

聖嬰年 聖嬰年 El Nino El Nino 什麼是聖嬰年？ 什麼是聖嬰年？ 為什麼發生？為什麼發生？ 跟『海洋循環』有何關係？跟『海洋循環』有何關係？