海流（ocean current）海水在大範圍里相對穩定的流動。既有水平，又有鉛直的三維流動，是海水運動的普遍形式之一。“大範圍”是指海流的空間尺度大，可在幾千千米甚至全球範圍內流動；“相對穩定”是指海流的路徑、速率和方向，在數月、一年甚至多年的較長時間裡保持一致。一般將發生在大洋里的海流稱為洋流。
基本介紹
- 中文名：海流
- 外文名：ocean current
- 成因：盛行風的驅動，海水密度差異
- 分類：寒流和暖流
- 別稱：洋流
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英文翻譯
currents
基本概念
海流又稱洋流，是海水因熱輻射、蒸發、降水、冷縮等而形成密度不同的水團，再加上風應力、地轉偏向力、引潮力等作用而大規模相對穩定的流動，它是海水的普遍運動形式之一。海洋里有著許多海流，每條海流終年沿著比較固定的路線流動。它象人體的血液循環一樣，把整個世界大洋聯繫在一起，使整個世界大洋得以保持其各種水文、化學要素的長期相對穩定。
海流，現代海洋學術語，又名“洋流”，古稱“洋”，洋字從水從羊，“水”指水流、水體，“羊”意為“馴順”。“水”與“羊”聯合起來表示“像羊群順走般流淌的水”，特指大海中浩蕩的海流，亘古以來從不逆反，像羊群一般馴順，可供水手駕馭、利用。
盛行風是洋流的主要動力，海洋里那些比較大的水流，多是由強勁而穩定的風吹刮起來的。這種由風直接產生的海流叫作“風海流”，也有人叫作“漂流”。由於海水密度分布不均勻而產生的海水流動，稱為“密度流”。也叫“梯度流”或“地轉流”。海洋中最著名的海流是黑潮和灣流。
海流
海流由於海水的連續性和不可壓縮性，一個地方的海水流走了，相臨海區的海水也就流來補充，這樣就產生了補償流。補償流既有水平方向的，也有垂直方向的。在海洋的大陸架範圍或淺海處，由於海岸和海底摩擦顯著，加上海流特彆強等因素，便形成頗為複雜的大陸架環流、淺內海環流、海峽海流等淺海海流。
在科學技術發達的今天，已經可以利用海流選擇航線、發電和捕魚等。
海流成因
海流形成的原因很多，但歸納起來不外乎兩種。
風海流
海流形成之後，由於海水的連續性，在海水產生輻散或輻聚的地方，將導致升、降流的形成。
通常多用歐拉方法來測量和描述海流，即在海洋中某些站點同時對海流進行觀測，依測量結果，用矢量表示海流的速度大小和方向，繪製流線圖來描述流場中速度的分布。如果流場不隨時間而變化，那么流線也就代表了水質點的運動軌跡。
海流流速的單位，按SI單位制是米每秒，記為m/s；流向以地理方位角表示，指海水流去的方向。例如，海水以0.10m/s的速度向北流去，則流向記為0°（北），向東流動則為90°，向南流動為180°，向西流動為270°，流向與風向的定義恰恰相反，風向指風吹來的方向。繪製海流圖時常用箭矢符號，矢長度表示流速大小，箭頭方向表示流向。
海洋中除了由引潮力引起的潮汐運動外，海水沿一定途徑的大規模流動。引起海流運動的因素可以是風，也可以是熱鹽效應造成的海水密度分布的不均勻性。海水沿著一定的方向有規律的水平流動。海流可以分為暖流和寒流。若海流的水溫比到達海區的水溫高，則稱為暖流；若海流的水溫比到達海區的水溫低，則稱為寒流。一般由低緯度流向高緯度的海流為暖流，由高緯度流向低緯度的海流為寒流。海流還可以按成因分為風海流、密度流和補償流。盛行風吹拂海面，推動海水隨風漂流，並且使上層海水帶動下層海水流動，形成規模很大的海流，叫做風海流。
世界大洋表層的海洋系統，按其成因來說，大多屬於風海流。
密度流
綜上所述，產生海流的主要原因是風力和海水密度差異。實際發生的海流總是多種因素綜合作用的結果。
大洋中深度小於200-300米的表層為風漂流層，行星風系作用在海面的風應力和水平湍流應力的合力，與地轉偏向力平衡後，便生成風漂流。行星風系風力的大小和方向，都隨緯度變化，導致海面海水的輻合和輻散。一方面，它使海水密度重新分布而出現水平壓強梯度力，當它和地轉偏向力平衡時，在相當厚的水平層中形成水平方向的地轉流；另一方面，在赤道地區的風漂流層底部，海水從次表層水中向上流動，或下降而流入次表層水中，形成了赤道地區的升降流。
海流分布規律
海流分布規律大洋上的結冰、融冰、降水和蒸發等熱鹽效應，造成海水密度在大範圍海面分布不均勻，可使極地和高緯度某些海域表層生成高密度的海水，而下沉到深層和底層。在水平壓強梯度力的作用下，作水平方向的流動，並可通過中層水底部向上再流到表層，這就是大洋的熱鹽環流。
大洋西向強化流在北半球向北(南半球向南)流動，而後折向東流，至某特定地區時，流動開始不穩定，流軸在其平均位置附近便發生波狀的彎曲，出現海流彎曲(或蛇行)現象，最後形成環狀流而脫離母體，生成了中央分別為來自大陸架的冷水的冷流環和來自海洋內部的暖水的暖流環。這是一類具有中等尺度的中尺度渦。此外，在大洋的其他部分，由於海流的不穩定，也能形成其他種類的中尺度渦。這些中尺度渦集中了海洋中很大一部分能量，形成了疊加在大洋氣候式平均環流場之上的各種天氣式渦旋，使大洋環流更加複雜。
在海洋的大陸架範圍或淺海處，由於海岸和海底摩擦顯著，加上潮流特彆強等因素，便形成頗為複雜的大陸架環流、淺內海環流、海峽海流等淺海海流。
海流分類
海流按其水溫低於或高於所流經的海域的水溫，可分為寒流和暖流兩種，前者來自水溫低處，後者來自水溫高處。表層海流的水平流速從幾厘米/秒到300厘米/秒，深處的水平流速則在10厘米/秒以下。鉛直流速很小，從幾厘米/天到幾十厘米/時。海流以流去的方向作為流向，恰和風向的定義相反。
海流
海流海流按其成因大致可分為以下幾類：
漂流
由風的拖曳效應形成的海流。
地轉流
潮流
補償流
由另一海域的海水流來補充海水流失而形成的海流。有水平補償流和鉛直補償流
河川泄流
裂流
順岸流
海浪由外海向海岸傳播至破碎帶破碎後產生的一支平行於海岸運動的海流。
海流作用
海流對海洋中多種物理過程、化學過程、生物過程和地質過程，以及海洋上空的氣候和天氣的形成及變化，都有影響和制約的作用：
1．暖流對沿岸氣候有增溫增濕作用，寒流對沿岸氣候有降溫減濕作用。
2．寒暖流交匯的海區，海水受到擾動，可以將下層營養鹽類帶到表層，有利於魚類大量繁殖，為魚類提供誘餌；兩種海流還可以形成“水障”，阻礙魚類活動，使得魚魚群集中，易於形成大規模漁場，如紐芬蘭漁場和日本北海道漁場；有些海區受離岸風影響，深層海水上涌把大量的營養物質帶到表層，從而形成漁場，如秘魯漁場。
4．海流還可以把近海的污染物質攜帶到其他海域，有利於污染的擴散，加快淨化速度。但是，其他海域也可能因此受到污染，使污染範圍更大。
故了解和掌握海流的規律、大尺度海-氣相互作用和長時期的氣候變化，對漁業、航運、排污和軍事等都有重要意義。
大西洋洋流分布示意風力的大小和海水密度不同是產生海流的主要原因。由定向風持續地吹拂海面所引起的海流稱為風海流；而由於海水密度不同所產生的海流稱為密度流。歸根結底，這兩種海流的能量都來源於太陽的輻射能。海流和河流一樣，也蘊藏著巨大的動能，它在流動中有很大的衝擊力和潛能，因而也可以用來發電。據估計，世界大洋中所有海流的總功率達50億千瓦左右，是海洋能中蘊藏量最大的一種。
我國海域遼闊，既有風海流，又有密度流；有沿岸海流，也有深海海流。這些海流的流速多在每小時0.5海里，流量變化不大，而且流向比較穩定。若以平均流量每秒100立方米計算，我國近海和沿岸海流的能量就可達到一億千瓦以上，其中以台灣海峽和南海的海流能量最為豐富，它們將為發展我國沿海地區工業提供充足而廉價的電力。
利用海流發電比陸地上的河流優越得多，它既不受洪水的威脅，又不受枯水季節的影響，幾乎以常年不變的水量和一定的流速流動，完全可成為人類可靠的能源。
海流發電是依靠海流的衝擊力使水輪機旋轉，然後再變換成高速，帶動發電機發電。目前，海流發電站多是浮在海面上的。例如，一種叫“花環式”的海流發電站，是用一串螺旋槳組成的，它的兩端固定在浮筒上，浮筒里裝有發電機。整個電站迎著海流的方向漂浮在海面上，就像獻給客人的花環一樣。這種發電站之所以用一串螺旋槳組成，主要是因為海流的流速小，單位體積內所具有能量小的緣故。它的發電能力通常是比較小的，一般只能為燈塔和燈船提供電力，至多不過為潛水艇上的蓄電池充電而已。
美國曾設計過一種駁船式海流發電站，其發電能力比花環式發電站要大得多。這種發電站實際上就是一艘船，因此叫發電船似乎更合適些。在船舷兩側裝著巨大的水輪，它們在海流推動下不斷地轉動，進而帶動發電機發電。所發出的電力通過海底電纜送到岸上。這種駁船式發電站的發電能力約為五萬千瓦，而且由於發電站是建在船上，所以當有狂風巨浪襲擊時，它可以駛到附近港口躲避，以保證發電設備的安全。
70年代末期，國外研製了一種設計新穎的傘式海流發電站，這種電站也是建在船上的。它是將50個降落傘串在一根很長的繩子上來聚集海流能量的，繩子的兩端相連，形成一個環形。然後，將繩子套在錨泊于海流的船尾的兩個輪子上。置於海流中的降落傘由強大海流推動著，而處於逆流的傘就像大風把傘吸脹撐開一樣，順著海流方向運動。於是拴著降落傘的繩於又帶動船上兩個輪子，連線著輪子的發電機也就跟著轉動而發出電來，它所發出的電力通過電纜輸送到岸上。
海流列表
太平洋
海流名稱地理 位置出現頻率（%）流速（公里/小時）
北赤道暖流大體沿北緯10°流動25-75 0.9-2.8
海洋表底層水流交換剖面圖阿拉斯加暖流沿阿拉斯加灣岸流動夏季25-50，冬季25-75 0.9-1.9
濱海寒流沿蘇聯遠東區濱海邊區南部沿岸流動夏季25-50，冬季25-75 ≤0.9
南赤道暖流沿赤道南側流動25-75以上0.9-2.8
東澳大利亞暖流沿澳大利亞東岸流動25-75 0.9-1.9
秘魯寒流（洪堡德海流）沿南美洲西岸流動25-75 ≤0.9
埃爾。尼紐暖流南美洲秘魯西北岸附近——約1
大西洋
海流名稱 地理位置 出現頻率（%）流速（公里/小時）
北赤道暖流平行於北緯15°-20°流動 25-75以上0.9-1.9
蓋亞那暖流沿南美洲東北岸流動25-75以上 0.9-2.8
安的列斯暖流沿安的列斯群島往北25-75以上0.9-1.9
加那利寒流沿非洲西北岸流動25-75 0.9-1.9
赤道逆流（暖流）沿平行於北緯5-10°流動25-75 0.9-2.8
幾內亞暖流沿非洲幾內亞灣岸流動25-75以上0.9-2.8以上
南赤道暖流 沿赤道南側流動25-75以上0.9-2.8
合恩角寒流沿南美洲南端流動25-75 ≤0.9
馬爾維納斯(福克蘭)寒流由馬爾維納斯（福克蘭）群島往北25-75 0.9（冬季達1.9）
厄加勒斯暖流沿非洲大陸以南海域流動25-75 0.9-2.8
印度洋
海流名稱地理位 置出現頻率（%）流速（公里/小時）
季風暖流印度洋北部赤道以北海域25-75以上0.9-2.8
南赤道逆流沿平行於南緯10°-15°流動25-75以上0.9-2.8
厄加勒斯暖流沿非洲大陸東南岸流動 25-75以上0.9-2.8以上
西風漂流（寒流）位於南緯40°-50°間25-75 0.9-1.9
西澳大利亞寒流沿澳大利亞西岸流動25-75 ≤0.9
北冰洋
海流名稱地理位 置出現頻率（%）流速（公里/小時）
挪威暖流沿挪威西岸流動25-75 0.9-1.9
北角暖流沿挪威北岸流動≤25 0.9-1.9
東冰島寒流沿冰島東北岸流動25-50 0.9-1.9
海流發電
在海洋運動中，海流則對地球的氣候和生態平衡扮演著重要的角色。海流循著一定的路線周而復始地運動著，其規模比起陸地上的巨江大川則要大出成千上萬倍。海水流動可以推動渦輪機發電，為人們輸送綠色能源。中國的海流能源也很豐富，沿海海流的理論平均功率為1.4億千瓦。
在所有的海流中，有一條規模十分巨大，堪稱海流中的“巨人”，這就是著名的美國墨西哥灣流。它寬60公里～80公里，厚700米，總流量達到7400萬立方米/秒～9300萬立方米/秒，它大約相當於長江流量的2600倍，或黃河的57000倍。墨西哥灣流與北大西洋海流和加那利海流共同作用後，調節西歐與北歐的氣候。
美國伍茲霍爾海洋研究所的研究人員指出，墨西哥灣流受到風力、地球自轉和朝向北極前進的熱量所驅使，所帶來的能量等同於美國發電能力的2000倍。若能成功利用這股強大的海流，驅動設定在海底的渦輪發電機，就足以產生相當10座核能發電廠的電能，供應佛羅里達州1\3的電力需求。佛羅里達大西洋大學的研究人員計畫於幾個月內測試一座小型的渦輪發電機。
佛羅里達大西洋大學“海洋科技中心”的研究人員說：“佛羅里達是世界上發展海流發電的首選之地，因為這裡常年都有強大的海流。在這裡建立的海流發電廠可以全天候發電，一年到頭都可發電。”但是，由於海流發電相關技術還不成熟，不但建設電廠的經費無法估算，一些未知因素和可能造成的危險尚待克服。比如，海底運轉的渦輪機螺旋槳有可能讓魚類和其他海洋生物致死。如果海流發電廠不能解決生態問題，它將會遭受動物愛好者的反對。
美國西岸的加利福尼亞海流不充沛，那裡的研究人員因而轉向海浪發電。加拿大一家電力公司將與北加州的電力公司合作，建造一座發電量達2000千瓦的“海浪發電農場”，預計於2012年竣工，屆時將供應600戶家庭用電，但電力公司希望最終可以提供3萬戶家庭的用電。
美國電力研究中心在一項報告中分析認為，海浪與潮汐發電將可滿足6.5%的電力需求。未來若是海流、海浪與潮汐發電技術純熟，將不失為沿海國家解決能源問題的福音。海洋發電的支持者表示，海洋發電即便不能解決所有的需求，但是非常值得考慮的一種低污染、取之不盡的能源來源。
灣流的規模非常宏大。它寬60-80公里，厚700米，總流量達到7400萬到9300萬立方米/秒，比世界第二大海流——北太平洋上的黑潮要大將近1倍，比陸地上所有河流的總量則要超出80倍。若與我國的河流相比，它大約要相當於長江流量的2600倍，或黃河的57000倍。
各地海流
黑潮
黑潮是太平洋地區最強的海流，因水色深藍，看起來似黑色而得名。相對於它所流經的海域來講，具有高溫、高鹽的特徵，故有黑潮暖流之稱。它起源於台灣東南、巴布延群島以東海域，是北赤道流向北的一個分支的延伸。主流沿台灣東岸北上，經蘇澳—與那國島間的水道進入東海；然後沿東海大陸架邊緣與大陸坡毗連區域流向東北，至奄美大島以西約北緯29°、東經128°附近開始分支，主流折向東，經吐噶喇和大隅海峽離開東海返回太平洋，沿日本南岸向東北至北緯35°附近。
進入東海的黑潮有若干分支。按傳統說法，奄美大島以西沿九州西岸北上的一支稱對馬暖流。約在五島列島以南又分兩股：主流向東北通過朝鮮海峽流入日本海；西分支又在濟州島南進入南黃海，構成黃海暖流。黑潮主幹①在釣魚島附近有一小股指向西北，朝浙江近海流動，抵達舟山群島外折向東，與黃海南伸的冷水混合變性，這支海流叫台灣暖流。
黑潮以流速強、流幅窄和厚度大而著稱。流速一般1～3節，蘇澳以東達3.5節。進入東海後，流速有所減弱，通常1～2節；至北緯26°、東經126°附近，流速又復增，可達2.5～3節；至屋久島西南達3.4節。在流速斷面上，黑潮常有兩個向北或東北的流核，中間隔著一個反向的流核，較強的流核位於靠近海岸一側，表明大洋環流向西岸強化的特徵。在沖繩、奄美附近，困與地形摩擦，使黑潮主幹右側經常發生逆流現象。逆流流速不大，約0.3～0.5節；厚度較淺，平均流量只有主流的1/5左右。
黑潮在東海的平均流量約35×106立方米/秒，相當於長江徑流的1000倍，亦即長江一年所輸送的徑流量，黑潮只要8個小時就輸送完畢。可見黑潮的流量是何等巨大！黑潮雖是一支穩定的強大海流，但流速、流量和流幅都有明顯的變化，流軸也有擺動和彎曲。從時間上講，有長、中、短各種周期；從空間上看，有中、小尺度的變化。如台灣以東，黑潮向北的流量和流速存在著半年周期，最大值發生在春、秋（流速為120厘米/秒），最小值出現在冬、夏（流速為50厘米/秒）。此外，黑潮兩側還有幾處冷渦和暖渦出現。
對馬暖流
其流量為2×106～4×106立方米/秒，流速為0.5～1.0節，最大1.8節，流幅40～80海里，最大100海里，夏季稍寬，冬季較窄。它在北上流入日本海的過程中，隨著深度變淺而厚度也變薄，在海峽處可達海底；九州以西冬季達200～300米，夏季僅50～100米。因對馬島橫立於海峽中，把海峽中的對馬暖流分隔為東、西兩支。西支勢力較強，流幅窄，厚度深而流速強。夏季表層最大流速1.5～1.8節，下層0.5～1.0節；冬季只及夏季的1/3。流量占流入朝鮮海峽總流量的70%。東支勢力較弱，厚度淺，流幅較寬，流速小。夏季表層最大流速1～1.3節；冬季表層0.5～0.6節，下層流速均為0 .4節左右。流量占朝鮮海峽總流量的30%。
傳統看法認為，對馬暖流與黑潮的分叉點約在北緯28°30′～29°30′、東經128°～129°範圍內。流軸位置各年不一，有時差異很大，大致有兩種情形。一是自黑潮分出後，直接北上流入朝鮮海峽；二是自黑潮分出後，先指向九州方向，再轉向西北，最後折向東北進入朝鮮海峽。當黃海水團向南擴展時，對馬暖流的路徑偏西且平直；當黃海水團向東伸展時，其路徑偏東多彎曲。
對馬暖流除流速具有夏強冬弱的年周期外，還有7～9年的長周期變化。近期，有人對對馬暖流的來源問題提出了新的見解，認為不能簡單地解釋為黑潮的分支，而把它看作為黑潮水與大陸沿岸水在東海中部相遇時所形成的混合水的一支海流。
黃海暖流
為對馬暖流在東南向西伸入黃海的一個分支，大致沿“黃海槽”北上，在向北流動過程中，因受沿岸水文氣象因子的影響逐漸變性，暖流的特性也隨著進入黃海的距離增大而減弱。因黃、渤海是強潮流區，相比之下，海流很弱，以潮流為主。海流流速只及潮流的1/10左右（約0.2～0.3節），所以，海流常被潮流掩蓋而不易辨別。但在溫度和鹽度分布上，特別是冬季，明顯地存在著高溫、高鹽水舌，從南黃海一直伸到渤海。夏季，因黃海深層冷水盤踞在黃海深處，阻礙了暖流的北上，使這支海流可能僅限於表層。也有人認為，夏季不存在這一支海流。按傳統的概念，暖流抵達北緯35°附近，向左側分出一小股，與南下的沿岸流構成一個逆時針的小環流。主流繼續北上，在成山角以東又分出一小股往東，匯入西朝鮮沿岸流南下。進入北黃海的暖流余脈，主要向西從渤海海峽北部進入渤海，此時，勢力已非常微弱。當它抵達渤海西部時，受陸地阻擋而分為兩小股，一股向東北入遼東灣，另一股往南入渤海灣。
渤海的環流由兩部分組成。南部終年為一個左旋環流，系由北面的暖流余脈與南面的魯北沿岸流構成。遼東灣的環流隨季風更替。冬季偏北季風把遼河入海的徑流吹向遼東灣東岸並南下，與北上的暖流余脈構成一個順時針環流；夏季偏南季風又把遼河沖淡水推向遼東灣西岸，曖流余脈沿該灣東岸北上，構成一個逆時針環流。
黃海暖流的季節變化為冬強夏弱，這除了與黃海冷水團有關外，還與對馬暖流通過朝鮮海峽的流速、流量有關。當朝鮮海峽處流速減弱時，黃海暖流就加強；反之，則減弱。黃海暖流的流向比較穩定，終年偏北，大致沿高鹽水舌軸線方向流動。
台灣暖流
指出現在長江口以南和浙閩近海，終年具有高溫、高鹽特徵的海流。它自黑潮主幹在台灣東北海域分出後，沿東海大陸架底坡北上，沿途受海底地形影響，流速逐漸減弱，約0.5節。該海流除表面易受季風影響外，中、下層的流向比較穩定，終年向北。其前鋒在長江口外與南下的沿岸水混合，然後折向東北，其中一部分海水匯入對馬暖流，另一部分匯入黃海暖流。夏季西南季風盛行時，迫使海水離岸輸送，這時台灣暖流與沿岸流同向，兩者匯成一片，流幅寬而勢力強，幾乎遍及東海西部的淺水區，流速0.3～0.4節，冬季東北風盛行時，迫使海水向岸輸送，暖流方向與沿岸流方向相反，此時台灣暖流勢力減弱，流幅變窄，流速0.1～0.3節。浙江近海的暖流和沿岸流之間形成明顯的鋒面，鋒面以西為沿岸流南下，以東為暖流北上。
