上升流及其影响

周云

在世界洋流分布图上，我们看到一些洋流由于受到陆地的阻挡、风力和地转偏向力的影响远离海岸的现象，它们使近海的水位比远海低，在近海岸地带垂直方向上出现上涌水流，这就是上升流，它们对近海甚至全球的气候、生物、自然景观和人类活动等都有深刻的影响。

现在以全球势力最为强盛的上升流——秘鲁寒流（图1）为例说明其成因。西风漂流到了南美西海岸时受到大陆的阻拦北上，在地转偏向力作用及常年盛行风和东南风的吹拂下，洋流有向西运动的趋势，同时受到海岸轮廓的控制进一步向西运动，由于这种运动势态使得远海的水位比近海高，造成了远海的海水下沉并在近海上涌，如下图2：

与秘鲁寒流相似的寒流还有本格拉寒流、加利福尼亚寒流、加拉利寒流等，都分布在副热带地区的大陆的西岸，它们对沿岸地理环境的影响也很相似，主要体现在：

一、对近海岸气候的影响

寒流对沿岸气候具有降温减湿的作用，主要它来自于水温较低的高纬度海区，而上升流影响的近海岸受近海水的上升水流影响（如图2）加剧了此类洋流对沿岸降温减湿的作用，其原因是近海岸的上升海水部分来自海洋的深层，它们受到太阳辐射很少，尤其在中低纬地区海洋深层的水温比表层低得多，一般的温度都在15℃以下，有些海区深层海水到达表层后只有10℃，比周围气温低7℃—10℃。因此在上升流的影响下，大陆的沿岸大都形成热带沙漠的景观，如南美西海岸、非洲南部西海岸、北美的西海岸和澳大利亚西海岸都是受到如此的类型的寒流影响而形成的，在南美的热带沙漠甚至逼近赤道。

另外，由于受此类寒流的影响，海洋表层的水温很低，近海面大气形成逆温层，在这些海区常出现大规模的海雾，使近海岸洋面多云雾，日照弱，严重影响海上航行。

有些暖流也是上升流，如日本暖流、墨西哥湾暖流等，它们形成的原理与秘鲁寒流附近的上升流很相似：向北运动，受到地转偏向力和陆地轮廓的影响有向右运动的趋势，向东偏离海岸，使得海洋底层的冷水在近海岸上涌，致使流经海区的表层暖水的温度有所降低，所以这些暖流对沿岸的增温增湿的作用不够明显。相反，北大西洋暖流则是下降流，由于它向北流时受地转偏向力和陆地轮廓的作用向右偏，使得表层的暖水向欧洲的西海岸线逼近，形成靠近陆地的水位较高，水温较高，而远海的水位较低，每年向西欧与北欧每公里海岸输送相当于燃烧6000万吨煤释放的热量，使沿岸形成了典型的海洋性气候，1月份平均气温要比同纬度亚洲与北美洲的东海岸高出15℃—20℃，从而使北欧盛长混交林及针叶林，巴伦支海西南部终年不封冻。

上升流的势力在时间上出现不定期的消长，对全球海洋的大气环境影响是非常深刻的，尤其是南美的秘鲁寒流强度发生变化时，全球的气候和经济或多或少地受到其影响。当个别年份，离岸风较弱，上升流的势力减弱，当赤道东太平洋冷水域的水温比正常水温高出0.6℃以上时，就形成了著名厄尔尼诺现象。受其影响南美西海岸的水温大增、水体养分严重不足，导致海洋生物大量死亡，形成了一场生态灾难，同时太平洋西岸乃至南亚和非洲出现少雨天气，有些地区甚至出现旱灾和森林大火，而大洋东海岸则出现多雨天气，甚至出现涝灾等一系列灾害。相反，当赤道东太平洋冷水域的水温比正常水温时被称为拉尼娜现象。由于拉尼娜现象正好与厄尔尼诺现象相反，因此又被称为反厄尔尼诺现象，其对全球气候和经济的产生的破坏不及厄尔尼诺现象，但对一个地区的影响一般刚好与厄尔尼诺相反。

二、对生物资源分布的影响

上升流对除了对流经地区气候的影响深刻外，对渔业生产的影响也非常巨大。由于上升流能引起近海岸的海水上涌，它能把海底的大量矿物质带到表层，为近海的水生植物提供了丰富的营养盐（尤其是磷酸盐），生长的茂盛水生植物吸引了各种各样的海洋动物，因此这些海域的生物多样性非常丰富。世界有名的高产渔区如东南太平洋、东南大西洋、西北太平洋都与上升的存在密切的关系。

人们利用上升流对渔业影响的原理在近海海水中投入石块、废轮胎、废车船、混凝土块、废钢结构和聚乙烯等材料，阻止海流的水平流动，引起底层海水上涌，导致附近海底沉积的营养盐类不断上升并在海面扩散，从而提高了海水生态系统初级生产力，给鱼、虾、贝等提供丰富的营养和生长、繁殖生息的条件，使得原来鱼类贫乏的海域成为海洋水产品的高产区。

由此可见，上升流对全球的地理环境的影响是非常深远的，但其势力消长的机理还不很清楚，其对人类的影响也具有两面性，现在世界一些国家和组织通过卫星和海上观测站等手段加强对其进行实时监控与研究，使人类更好地预报上升导致的一些自然灾害，同时也为上升流区的海洋资源的可持续利用提供可靠的依据。

在全球洋流系统中，上升流并不引人瞩目，因其规模一般不大，对全球环境的影响也远不如风海流的且其形成往往具有被动性，但上升流的全球的气候和生态环境的影响日益引起人们的注意。我从上升的形成原理说明上升流对区域乃至全球环境的影响。