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2021-05-31如果沒有洋流，地球的氣候會出現什麼改變？
618 期
Author 作者
汪佑霖、吳朝榮
洋流攜帶大量海水和熱量，日復一日調節著全球氣候。這些洋流如同連接各個城市的繁忙交通系統，為人們提供了舒適的生活環境。我們可以從洋流運輸的因子中了解洋流對地球的重要性，例如許多洄游性魚類會沿大洋環流移動，而洋流的變動將會對海洋物種的繁殖和遷徙產生重要影響，其中一個有名的例子是日本鰻沿著西馬里亞納海嶺西側的海底山產卵，當鰻苗孵化後，因鰻苗本身游泳能力極弱，故需要仰賴海洋環流進行移動。
日本鰻的捕獲量曾經在1983、1992、1998年明顯減少，這幾個年分因氣候變異，造成太平洋暖池的海溫變冷，導致大氣熱對流結構改變，不利於降水。而降水減少造成鹽度鋒面向南延伸，產卵場亦隨之往南移動，最後使得日本鰻幼苗不易進入北赤道洋流──黑潮的環流系統中，導致東亞地區的鰻魚捕獲量明顯減少。
此外，海洋環流也會傳播汙染物。2011年3月發生的311東日本大震災，導致福島核電站的放射性核廢水洩漏，並透過北太平洋環流系統逐漸擴散到臺灣周圍的水域；另一個例子是2010年的墨西哥灣漏油事件，由於當時的石油鑽機爆炸造成漏油，石油隨著海流漂移，汙染了極大範圍的墨西哥灣沿岸，造成重大的經濟損失及生態浩劫。
由此可見，洋流對於生態、環境、大氣、氣候有著決定性的影響。但如果地球上沒有洋流，將會造成什麼樣的改變呢？
洋流藉由海水溫度影響全球氣候
影響全球氣候的主要因素是洋流輸送的海水溫度，全球海表溫度分布的差異會透過向大氣釋放熱量，進而影響全球氣候。全球平均海表溫度，在空間分布上明顯地不同，也就是「赤道最熱，越往極區越冷」，而洋流系統正是平衡此溫差的關鍵角色。
全球洋流系統包括風生表面環流，以及密度差異主導的溫鹽環流系統，以北太平洋為例（圖一），主要表面洋流系統如下：
（1）赤道洋流系統：北赤道流、北赤道反流、南赤道流的北支、南赤道流的南支、赤道湧升流。
（2）副熱帶環流：北赤道流、黑潮、黑潮蜿蜒區、北太平洋洋流、加利福尼亞洋流。
（3）副極區環流：親潮、黑潮蜿蜒區、北太平洋洋流、阿拉斯加洋流。
這些洋流系統在氣候調節中起著不同的作用，以下我們將探討海洋環流改變對於地球氣候的衝擊，依照不同時間尺度，分別討論年與年之間的年際變化、數十年週期的年代際變化，以及長期氣候變遷。
圖一 北太平洋環流系統
圖為北太平洋環流，包含赤道洋流系統、副熱帶環流、副極區環流。圖中的背景流線及箭頭為表面海流路徑，彩色表示流速。
沒有了洋流會影響聖嬰現象與暖化嗎？
以聖嬰現象（El Niño）為例，當典型的聖嬰現象開始發展時，熱帶太平洋區域的東風減弱，位於西太平洋暖池的異常暖水訊號向東移動到中、東太平洋、秘魯水域，使得這些海域的海表溫度異常增暖。而當這些地區海表的溫度升高後，又會再進一步減弱太平洋上的熱帶東風，從而形成別克尼斯正回饋（Bjerknes positive feedback 或 Bjerknes feedback）。除了這種從西向東傳播的異常暖水訊號之外，來自南北太平洋副熱帶環流的暖水訊號也可能觸發聖嬰現象的發展，例如秘魯洋流從南半球中緯度向赤道傳輸了異常溫暖的海水，使秘魯沿海的湧升流變暖，這也將進一步引起別克尼斯正回饋。……【更多內容請閱讀科學月刊第618期】