墨西哥灣流

墨西哥灣流。原圖鏈接

墨西哥灣流（英語：Gulf stream）簡稱灣流，其北端延伸與北大西洋暖流相接，南方自墨西哥灣和延伸到的尖端佛羅里達州，並遵循美國東部海岸紐芬蘭穿越前大西洋作為北大西洋潮流。西部集約化進程導致墨西哥灣流成為北美東海岸以外的北向加速流。

目录

概述

墨西哥灣流位置大約在40°0′N 30°0′W，它一分為二，北流北大西洋漂流流經北歐，而南流Canary Current則流經西非。 墨西哥灣流影響著從佛羅里達到紐芬蘭的北美洲東海岸和歐洲西海岸的氣候。儘管最近有爭論[1]，但由於北大西洋洋流，西歐和北歐的氣候比其他緯度相似的地區要溫暖。它是北大西洋迴旋區的一部分。它的存在導致了大氣和海洋內各種類型強旋風的發展。墨西哥灣流也是可再生能源發電的重要潛在來源。

歷史

早源16世紀歐洲人探險

歐洲人對墨西哥灣流的發現可以追溯到1512年的胡安•龐塞•德萊昂（Juan Ponce deLeón）探險，此後它被從加勒比海航行到西班牙的船隻廣泛使用。Ponce deLeón在1513年4月22日的航行日誌摘要中指出：“海流使他們雖然風很大，卻無法前進，但是卻向後前進，似乎進展順利；最後，人們知道潮流比風更強大。”

英國富蘭克林發現環流

本傑明•富蘭克林開始對北大西洋的環流模式產生興趣。1768年，在英國的時候，富蘭克林聽到了殖民地海關委員會的一個奇怪的投訴：為什麼英國的小包從英國到達紐約要比美國的普通商船到達羅德島的紐波特要花幾週的時間，儘管商船從倫敦出發，不得不沿泰晤士河航行，然後沿英吉利海峽航行，然後才穿越大西洋，而包裹則從康沃爾郡的法爾茅斯離開。

倫敦首見海灣流圖

富蘭克林向楠塔基特島捕鯨船長蒂莫西•佛格（Timothy Folger）詢問了答案。佛格（Folger）解釋說，商船通常會越過水流（通過鯨魚的行為，水溫的測量以及水的顏色來識別），而郵包的船長則對著水流進行沖撞。富蘭克林讓弗格（Folger）在大西洋海圖上繪製海流的路徑，並添加註釋，說明從英格蘭航行至美國時如何避免海流。富蘭克林然後將圖表轉發給英國郵政局局長安東尼•托德（Anthony Todd）。富蘭克林的海灣流圖於1769年在倫敦印刷，但英國船長們大多忽略了它。該圖表的副本大約在1770年至1773年在巴黎印刷，1786年，富蘭克林在費城出版了第三版。

物產

墨西哥灣流是西方增強的潮流，主要受風壓驅動。相反，北大西洋漂流主要是由熱鹽環流驅動的。1958年，海洋學家亨利•斯托梅爾（Henry Stommel）指出：“實際上，從墨西哥灣流來的水很少。”通過將暖水運送到整個東北大西洋，它使西歐，尤其是北歐的溫度比以前更高。

形成與行為

一條稱為大西洋北赤道洋流的海水河向西流向中非海岸。當該洋流與南美東北海岸相互作用時，洋流分叉成兩個分支。一艘駛入加勒比海，另一艘駛入安的列斯群島海流，流向西印度群島的北部和東部。這兩個分支在佛羅里達海峽北部重聚。 的信風向西吹在熱帶地區，和西風中緯度吹向東。這種風型向北大西洋副熱帶海洋表面施加了負向捲曲的應力。由此產生的Sverdrup運輸是赤道運輸。

與拉布拉多洋流交會

由拉布拉多洋流於保留了亞熱帶脊西緣的北移風和北移水的相對渦度增加而引起的潛在渦度，因此運輸受到了狹窄，加速的極向洋流的平衡。它沿著海盆的西邊界流動，超過了與西邊界洋流摩擦的影響，被稱為拉布拉多洋流。潛在渦流的守恆還會引起沿墨西哥灣流的彎曲，該彎曲有時會隨著墨西哥灣流的位置變化而折斷，形成單獨的冷熱渦流。這種總體過程稱為西部集約化，導致洋流盆地西部邊界（如墨西哥灣流）的潮流要強於東部邊界的潮流。

因此，最終的墨西哥灣流是強烈的洋流。它以每秒三千萬立方米（30 sverdrups）的速度通過佛羅里達海峽輸送水。當它經過紐芬蘭南部時，這個比率增加到150 sverdrups。墨西哥灣流的數量使排入大西洋的所有河流相形見絀，總計為0.6 sverdrups。但是，它比南極繞極電流弱。鑑於墨西哥灣流的強度和鄰近性，美國東海岸的海灘可能更容易受到海平面異常的影響，這嚴重影響了海岸侵蝕的速度。

鹽水排除的過程

墨西哥灣流通常寬100公里（62英里），深800米（2,600英尺）至1,200米（3,900英尺）。當前的速度在地表附近最快，最大速度通常約為2.5米/秒（5.6英里/小時）。當它向北移動時，墨西哥灣流所輸送的溫水經歷了蒸發冷卻。冷卻由風驅動：風在水面上移動會導致蒸發，冷卻水並增加鹽度和密度。當形成海冰時，鹽將被排除在冰外，這一過程稱為鹽水排除。

這兩個過程產生的水密度更大，溫度更低（或更準確地說，在較低溫度下仍為液態的水）。在北大西洋，水變得如此稠密，以至於它開始通過鹹度較低和密度較小的水而下沉。（對流作用類似於熔岩燈。）這種濃密的冷水向下流成為北大西洋深水（向南的水流）的一部分。儘管海藻位於其東部成簇，但在海流中 幾乎沒有海藻。 2018年4月，《自然》上發表的兩項研究發現墨西哥灣流至少在1600年內處於最弱狀態。

局部效應

墨西哥灣流對佛羅里達半島的氣候有影響。佛羅里達海岸以外的部分，稱為佛羅里達洋流，在冬季將平均水溫維持在至少24°C（75°F）。在溫暖的水上流動的東風將溫暖的空氣從墨西哥灣流的內陸上空運走，在冬季期間，該州的氣溫比美國東南部的其他地方都低。此外，灣流的靠近楠塔基特，麻薩諸塞州增加了它的生物多樣性，因為它是南方植物生命品種的北方界限，也是北方植物種類的南方界限，楠塔基特島的冬季比大陸溫暖。

暖流影響周邊海洋生態

墨西哥灣流的北大西洋海流以及類似的暖氣流使愛爾蘭和大不列顛西海岸的溫度比東部高幾度。 但是，這種差異在蘇格蘭西部沿海島嶼中最為明顯。沿挪威海岸發生了墨西哥灣流和強西風（由墨西哥灣流的溫水驅動）的明顯影響。挪威北部靠近北極地區，冬季大部分地區被冰雪覆蓋。但是，全年挪威幾乎所有海岸都沒有冰雪覆蓋。墨西哥灣流溫暖的天氣系統漂流到北歐，也使斯堪第納維亞山脈背後的氣候變暖。

對旋風形成的影響

墨西哥灣流邊緣的溫水和溫度反差通常會增加熱帶或其他氣旋的強度。 熱帶氣旋的產生通常需要超過26.5°C（79.7°F）的水溫。墨西哥灣流普遍形成熱帶氣旋，特別是在七月。風暴通過加勒比海向西傳播，然後向北移動並向美國東部海岸彎曲，或者停留在西北軌道上並進入墨西哥灣。這種風暴有可能對美國東南沿海地區造成強風和大面積破壞。桑迪颶風2012年是颶風越過墨西哥灣流並獲得力量的最新例子。

產生亞熱帶氣旋

在寒冷季節，強烈的溫帶氣旋在海灣流的推動下，沿著淺額葉帶顯著加深。亞熱帶氣旋也傾向於在墨西哥灣流附近產生。在1951年至2000年之間記錄的此類系統中，有75％是在此暖水流附近形成的，在5月和10月這兩個年度的活動高峰出現。在海灣流下，海洋中的旋風形成，延伸到海洋表面以下3,500米（115,000英尺）深。

可能的可再生能源

渦輪機從墨西哥灣流中散發的理論最大能量耗散在20至60吉瓦的範圍內。一個建議在理論上可以提供與幾個核電廠相當的電力供應，建議在墨西哥灣流核心的中心下方放置300米（980英尺）的水下渦輪機。 海洋熱能也可以利用冷深水和溫暖地表水之間的溫差來發電。

視頻

The Gulf Stream Explained
灣流解釋

What is the Gulf Stream and why is it important?
墨西哥灣流是什麼，為什麼如此重要？

The Gulf Stream: Why it matters
墨西哥灣流：為什麼重要