今天看了一部電影《后天》,講述的是一個因全球變暖導致氣候冷卻,地球重回冰川時代的災難故事。全球變暖,從字面意思來看就是全球的氣溫會升高,從而冰川會融化、海平面上升,無論如何都與冰川時代相距甚遠。那么到底是什么導致了氣候冷卻呢?這就牽扯到冷暖流(洋流)、地球受熱過程、冷暖鋒及氣團(降水、氣壓)、風暴潮與海嘯、颶風(風)等。(文章很長,要耐心閱讀哦(*^▽^*))
后天
首先,電影對這次氣候變化給出了一個理論:暖流遷移中斷理論(這個理論涉及知識很多,下文會逐一講解,不要著急哦)。這個理論是說:“北大西洋暖流直接影響北半球的氣候。來自太陽的熱量到達赤道后,再由洋流傳送到北方,但全球變暖正在融化極地的冰川,大量淡水涌入導致洋流鹽度失衡,深底水的減少會使得洋流逐漸停下來,溫暖的天氣就消失了。”
洋流(你知道他們各自的名稱嗎?)
乍一看,這都是啥,稀里糊涂一大堆,其實只要掌握了關鍵的知識,就明白影片為啥會有這個理論了。
累覺不愛
既然是看通過電影學知識,那咱得先把電影介紹一下。
影片開頭是主人公杰克在南極一個冰架進行考察,在經(jīng)歷了險些冰層斷裂、研究樣本丟失之后,在聯(lián)合國全球氣候變暖會議上發(fā)表了上文的理論,可惜因為太過匪夷所思而沒有人相信。
接著影片就向我們展示了東京巨大的冰雹、加利福尼亞的颶風、候鳥遷徙、北大西洋出現(xiàn)氣溫驟降區(qū)域、紐約的龍卷風和風暴潮、北歐的直升機駕駛?cè)藛T被瞬間凍住、各地開始飄雪 。沒想到災難來的如此之快,暴雪改變了全球氣候,人類開始進入新冰川時代。(影片還有主人公千里尋子和主人公兒子與女友的感情線等暫表不提)
風暴潮
龍卷風
一、洋流
1、那么接下來我們就來講一講洋流究竟是啥?官方解釋是:洋流也稱海流或洋面流。是指海水沿著一定方向有規(guī)律的具有相對穩(wěn)定速度的水平流動,是從一個海區(qū)水平或垂直地向另一個海區(qū)大規(guī)模的非周期性的運動,是海水的主要運動形式。
拉布拉多洋流實景
是不是有點懵,其實就是海水不是靜止不動的,它會進行水平移動(從一個地方到另一個地方的橫向移動)和垂直移動(從海底往海面移動)。
2、洋流的成因通俗來說①就是一片海域受到風力影響(通常指長期不變的風向,也就是盛行風),表層的海水進行水平移動(比如漂流瓶隨海水進行移動就是直觀的水平移動)的是風海流;
②而因為不同海域海水溫度和鹽度的不同會使海水密度產(chǎn)生差異,從而引起海水水位的差異,一高一低的兩片海域也會造成海水的流動,這樣形成的洋流稱為密度流。
密度流
③還有一種因為一片海域的海水通過風力或密度差異等原因流走后,相鄰海域的海水來補充,被稱為補償流。
3、接下來我們詳細介紹一下洋流的分布
首先上圖,來看一看全球洋流的名稱及行動軌跡
世界洋流圖
我們可以從圖中清晰看到,自低緯度向高緯度流向的洋流是暖流,自高緯度向低緯度流向的洋流是寒流。而且洋流并非直上直下,而是成環(huán)繞狀。
這是為什么呢?這就要從風、大洋的位置、海陸分布形態(tài)、地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的偏向力說起了。
首先看張圖,我們再解釋
風帶、氣壓帶與洋流
拓展:地轉(zhuǎn)偏向力及三圈環(huán)流
說到地轉(zhuǎn)偏向力,它的全稱是地球自轉(zhuǎn)偏向力,就是地球在進行自西向東的自轉(zhuǎn)時,在地球表面進行水平移動的物體,比如風,會發(fā)生方向的改變。從下圖中可以發(fā)現(xiàn),在南半球,地轉(zhuǎn)偏向力在運動方向的左邊,而在北半球則相反,赤道方向不變。
地轉(zhuǎn)偏向力演示圖
三圈環(huán)流指的是太陽輻射對高低緯度的加熱不均(即地球各緯度地區(qū)對太陽熱量的吸收程度不一樣)和地球自轉(zhuǎn)偏向力影響所形成的環(huán)流圈,我們先上個圖,看一下三圈環(huán)流究竟是什么。
它一共分為低緯環(huán)流、中緯環(huán)流和高緯環(huán)流。首先我們知道赤道是全球最熱的一個溫度帶,因為氣溫高,氣流膨脹上升,所以氣壓低,形成了赤道低氣壓帶;而南北極所處的寒帶是最冷的一個溫度帶,溫度低,所以氣壓高,形成了極地高氣壓帶。
按理來說,空氣都是從高壓流向低壓,所以應該是赤道熱空氣上升到高空時冷卻,氣壓變高;極地的空氣因為溫度低而下沉,流向赤道補充原本上升流走的空氣;赤道上空的空氣則去補充極地高空的空氣。
但因為地轉(zhuǎn)偏向力和兩地距離太遠的原因,赤道的空氣只來得及到達中緯度(30°N或30°S左右)就停了,然后因為堆積太多空氣(冷空氣)從而下沉。使該地區(qū)地表氣壓較高,又因為該地區(qū)位于副熱帶,故形成副熱帶高氣壓帶。從而形成了低緯環(huán)流(熱空氣所在地為低氣壓,空氣會上升;冷空氣會下沉,冷空氣所在地為高氣壓)空氣水平流動就會形成風,所以副熱帶高氣壓帶到赤道低氣壓帶的信風帶是自東北向西南方向(北半球),自東南向西北(南半球)。
在地表,副熱帶高壓地區(qū)的氣壓較高,因此氣流向極地方向流動(雖然極地也是高氣壓,但因為兩個高氣壓地里的遠,所以他們之間的地域氣壓比這兩個高壓帶要低)。
在極地地區(qū),由于氣溫低,氣流收縮下沉,氣壓高,氣流向赤道方向流動。來自極地的氣流和來自副熱帶的氣流在60度附近相遇,形成了鋒面(冷暖氣團相遇,形成鋒面),稱作極鋒(因為極地冷氣團更為強勁,更為主動的向亞熱帶來的暖氣團移動,所以是冷鋒)。此地區(qū)氣流被迫抬升,因此形成副極地低氣壓帶。氣流抬升后,在高空分流,向副熱帶以及極地流動,形成中緯環(huán)流和高緯環(huán)流。由此西風帶和極地東風帶的風向也就確定了。
接下來就可以愉快的說洋流啦!首先上對照圖,邊看圖邊解說。
當赤道流受信風帶影響向西流動(赤道暖流在赤道,沒有地轉(zhuǎn)偏向力,只受風向影響),到了大洋西邊緣時,被大陸擋住了去路,于是就開始沿著陸地向南或向北移動,接著在離開赤道之后受地轉(zhuǎn)偏向力的影響下向右轉(zhuǎn)或向左轉(zhuǎn),流向極地的方向。
在40°緯度左右,受西風帶和地轉(zhuǎn)偏向力的雙重影響,使得洋流大幅度的改變成向東的方向,之后遇到大陸,于是又開始沿著陸地向南或向北移動,接著受極地東風帶和地轉(zhuǎn)偏向力的影響,洋流到大洋東岸附近后方向再次改變,流向赤道方向,形成了大循環(huán)。
接下來就說說暖流和寒流的區(qū)別和作用,這也涉及到電影后天的那個暖流遷徙理論,即為什么全球變暖最后導致地球重回冰川時代(是不是都忘記了本文的題目,看電影學地理)
①暖流(一般是從低緯流向高緯)對沿岸氣候有增溫增濕作用,寒流(一般是從高緯流向低緯)對對沿岸氣候有降溫減濕作用。
下雨
②寒暖流交匯的海區(qū),海水受到擾動,可以將下層營養(yǎng)鹽類帶到表層,有利于魚類大量繁殖,為魚類提供誘餌;兩種洋流還可以形成“水障”,阻礙魚類活動,使得魚魚群集中,易于形成大規(guī)模漁場,如紐芬蘭漁場和日本北海道漁場;有些海區(qū)受離岸風(風從陸地吹向海洋)影響,深層海水上涌把大量的營養(yǎng)物質(zhì)帶到表層,從而形成漁場,如秘魯漁場。
③海輪順洋流航行可以節(jié)約燃料,加快速度.暖寒流相遇,往往形成海霧,對海上航行不利。此外,洋流從北極地區(qū)攜帶冰山南下,給海上航運造成較大威脅。
④洋流還可以把近海的污染物質(zhì)攜帶到其他海域,有利于污染的擴散,加快凈化速度。但是,其他海域也可能因此受到污染,是污染范圍更大。
最后,我們會有個疑問:為什么在有風力和地轉(zhuǎn)偏向力的情況下,但因為全球變暖,冰川融化,大量淡水涌入海洋就會導致洋流不再移動了呢?又為什么在有太陽照耀的情況下,僅因為洋流問題就導致地球重回冰川時代呢?
一個地區(qū)的氣候主要受洋流強度和方向的影響,北冰洋海冰加速融化,大量冷水流入大西洋和北太平洋,將大大改變這兩個海洋的洋流。
不知道你們還記不記得上文說的洋流成因中的密度流(因鹽度和溫度不同,兩片海域的海平面會發(fā)生傾斜,從而產(chǎn)生洋流)。
現(xiàn)在北大西洋的垂直環(huán)流系統(tǒng)是:表層水變冷,密度增大而下沉,驅(qū)動含營養(yǎng)鹽類較豐富的底層水上升。如果北冰洋海冰全部融化,大量淡水流入北大西洋,就會在密度較大的北大西洋海水之上形成一個淡水層,水的下沉速度與含鹽量和密度有關,鹽分多密度大,水的下沉速度就快。
淡水比含有鹽分的海水要輕而且密度也低,即使是冷水也不會沉得太深,所以在北大西洋中融化的冰水下沉速度急劇下降,大量淡水積聚在洋面上,導致從大西洋環(huán)流中分出的那股墨西哥灣暖流缺乏向北運動的動力、速度減慢,甚至最終會停止,這將使西北歐的氣溫大大降低。
在這種情況下,就算依舊有風海流,也是杯水車薪。
至于太陽雖然一切正常,但對于全球氣候系統(tǒng)而言,熱帶接受的太陽輻射最多,熱量富足,而極地則相反,太陽輻射少,熱量缺乏。為保持整個系統(tǒng)的能量平衡,在低緯度與高緯度之間,必須存在南北方向的能量輸送。溫鹽環(huán)流在整個氣候系統(tǒng)中正是扮演著能量輸送的重要角色。但因為洋流已經(jīng)停止,其結(jié)果就是全球的熱量平衡被打破,高緯度地區(qū)變得非常寒冷,進而影響全球氣候逐漸變冷。
當然啦,電影后天里的災害比較夸張,現(xiàn)實中地球不會突然就陷入寒冷。
下篇文章將繼續(xù)講述電影后天里的地理知識,下篇文見~
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