汤家礼
盐度之变
汤家礼
不难理解,世界大洋中所蕴含的总盐量是基本稳定的。但是,科学家很早以前就已经了解,海水盐度并非一成不变,而且,在不同区域,盐度都有差异。那么,这种变化又有何规律可循呢?这些规律本身又会不会发生变化呢?
总的来看,在海洋中,海水盐度分布的规律包括水平分布规律和垂直分布规律。
在水平分布方面,海洋表面盐度在亚热带海区最高,然后逐渐向高、低纬递减,并形成有趣的马鞍形曲线。如果将南半球与北半球相比较,可以发现前者海洋表面盐度的地域性分布特点比后者更为明显。根据科学家们的研究结果,在中低纬度,大洋西岸盐度比东岸高。南北大西洋最高盐度中心的平均盐度达37.2;南北太平洋最高盐度中心的盐度分别高于36.5和35.5;印度洋最高盐度中心区的盐度高于36。
之所以形成这样的盐度分布规律,主要归因于气候因素。天气的冷热、光照的强弱会在不同纬度地区造成蒸发与降水的差异。其次,这种差异也取决于洋流的性质,在大陆沿岸海区,由河流带来的淡水源源不断地注入海洋,使该区域海水盐度显著降低;在寒暖流交汇的海域,盐度梯度最大;而在高纬度区,因结冰和融冰造成的淡水量的改变也会直接影响到盐度。
从垂向来看海水盐度的分布,也体现出一定的规律:一般情况下,在海洋深处,由于使海水发生变化的因素较少,因此深层海水的盐度分布最均匀,盐度值比表层水低、比中层水高。不过在不同纬度区域,由于表层水盐度高低不同、海水动力条件不同,因此,海水盐度稳定范围所延伸的深度会有较大幅度的变化。有的地方,从海面到150米深度范围内,盐度比较高而均匀。而在另一些海域,盐度稳定的深度可以达到1000米左右。总体上讲,在北纬40度到南纬50度之间,海水盐度在垂直方向上的变化最大、最复杂。
能够对盐度垂直分布情况产生影响的主要因素有:蒸发与降水、河流注水、结冰与融冰、海水的涡动对流等。所有这些因素,主要都是因为其对海水环境中淡水量的多少造成改变进而使海水盐度发生变化。简而言之,在海洋中,对于海水盐度产生影响的最重要因素不外乎是淡水量的增减,进而可以通过盐度这一指标来探究全球水循环过程中发生的各种变化。
最近,澳大利亚学者所做的一项针对海洋盐度变化的研究揭示出,降雨和蒸发能够被用作一种类似于“指纹”的指标,来探讨过50年的全球气候变化状况。目前的初步结论是,在这半个世纪中,气候变化加速了全球的水循环。澳大利亚和美国的科学家共同对1950年至2000年的海洋数据进行了缜密的研究之后发现,在这50年的时间里,全球海洋的海水盐度水平有所变动,显示出在整个地球的水循环过程中,降雨和蒸发的环节都正在悄悄发生着变化。
地球表面的大部分都是海洋,绝大部分驱动水循环的蒸发过程都发生在海洋上,因此,海洋一直都是科学家们对地球气候变化展开研究的主要对象。研究人员们审视了北大西洋、南大西洋、北太平洋、南太平洋以及印度洋,他们发现在每个洋盆都存在着同样的加速趋势。
研究人员认为,随着时间的推移,可以推断,这种变化的格局将被放大——同样的动力变化情况也会在陆地上有所体现。这就意味着,大气可以更迅速地将水资源从那些正在变得干涸的地区带走,一些原本湿润的地区会变得愈加湿润,而原本干旱的地方会变得愈加干旱。
这样的研究结果看似简单,所说明的问题也不难理解,但是,研究的过程却不那么一帆风顺。由于很难找到有价值的数据资料,并且大多数数据都来自于陆地上——尤其是北半球,因此研究人员费劲九牛二虎之力都难以得到一张清晰的关于历史降水的图片,他们为此感到非常沮丧。