赤道潛流

人們一旦獲得了新的資料，便很容易產生新的認識。赤道潛流的發現就是一個例證。

1952年，年輕的美國科學家克倫威爾接受了一個課題，他要到太平洋赤道海域進行鮪魚科魚類生活環境條件的研究。考察的方式並不複雜，就是把玻璃浮子串在一起，布放在16～20千米長的海面上，每個玻璃浮子下面，掛上鉛錘和若干魚鉤。然後，再從繩子上引出若干釣繩，掛上鉛錘和魚鉤沉入海中。這套釣魚工具白天放下去，晚上收回來，工作是很辛苦的。連他自己也沒有意識到，他選擇的這個海區是穩定的東南信風盛行的地方，是向西流動的南赤道海流的流經區。按照一般的常識，既然海流是向西流動的，布下的釣魚工具自然應當向西漂才對。然而令人不解的事情發生了，克倫威爾布放的沉到海面下的釣具一反常規，竟一個個向海流的反方向漂著。細心的克倫威爾以為自己沒有放好釣具，收起來后，又重新布放，結果還是一樣的。漂浮在海面的小船受海流影響，向西漂著，而沉入海中的釣具卻向東漂去。這是怎麼回事呢？起初，克倫威爾以為是自己沒有放好釣具，後來，他反覆調整釣具，並且在不同情況下有意做了各種實驗，最後他確認，這種令人費解的海流現象是真實存在的。漂浮在海面上的小船受海流影響朝西漂，而沉入海中的釣具為什麼向東漂呢？他想，會不會是水下偶然出現了一股向東的逆海流呢？

為了證實自己的判斷，他在每天下鉤的時候，在同樣的情況下，不斷地重複著自己設計的試驗，並且做了詳細的記錄。隨後，他索性將測量海流的儀器統統放下去，進行測量，想看個究竟。經過他不懈的努力，他獲得了不同海域、不同水深的各種流向、流速等水文數據，將獲得的資料進行分析比較研究。

經過大量的資料對比，他斷定，在赤道海域的表層海流之下，存在著一支像灣流那樣巨大而穩定的逆向海流。年輕科學家的這個意外發現，使他感到興奮不已。因為他開始意識到，他的這個新發現，也許是對人們不知重複過多少遍的海流理論的否定。在這之前，許多著名的海洋科學家，如施托克曼、斯維爾德魯普等，都對大洋赤道和熱帶海域海流進行過研究，得出了一些經典結論。他們的結論都承認，在地球赤道海域存在著強勁而穩定的南、北赤道流，以及夾在它們中間的赤道逆流。經過測定，這一海流寬300千米，厚度約200米，流速為1.9～2.9節。海流起源於西太平洋阿德默勒爾蒂群島北部海域。長期以來，人們都認為，赤道海域海流問題都已經解決了。然而，克倫威爾的這一新發現，使得他的同行們大為驚異。如果真是這樣的話，過去的那些理論在新的事實面前，都將重新修訂了。於是，海洋學家們紛紛來到熱帶海域，來尋求新的線索，尋找新的證據，人們對赤道海流的研究熱情又重新燃起了。經過各國海洋學家的艱苦努力，最終查明，赤道潛流在三大洋中都存在。它的表現形式是，沿赤道方向由西向東流動，橫越三大洋。其範圍是北緯2°到南緯2°之間的海域內，形成一支與赤道對稱的狹窄海流。它的垂直厚度在200～300米，全年流速穩定。

在同行們的競爭中，克倫威爾比別人獻出了更多的熱情、智慧，他以頑強的意志投身這一重大課題的研究之中。不幸的是，在1957年的一次海洋考察中，克倫威爾為自己所追求的目標獻出了生命。為了紀念這支潛伏在赤道表面下的重要海流被發現，人們便把這支海流命名為“克倫威爾海流”，也叫“赤道潛流”。以後在大西洋和印度洋都發現了這種潛流。

就太平洋而言，

常識告訴我們，科氏力與地理緯度的正弦成正比。在赤道地區，地理緯度為零，零的正弦仍為零，所以，在赤道海域，海水的運動就不因科氏力的影響發生偏轉。當南赤道海流源源不斷地將海水帶至太平洋西岸，在那裡被陸地阻擋而堆積時，就會使海面傾斜，形成指向東方的壓強梯度力。由於沒有科氏力存在，海水便在壓強梯度力與摩擦力共同作用下，潛伏在表面穩定地向東方流去。如果這個分析是正確的，那麼，不僅在太平洋赤道海域有潛流存在，在大西洋、印度洋赤道海域，也應當有這種潛流存在。

為了尋求新的答案，人們又開始了調查。果然，1959年5月，人們在大西洋赤道海域的南赤道海流表層下面，發現了一支很大的東向潛流。1960年至1967年間，人們再次對這支大西洋赤道潛流作了詳細調查、研究，進一步肯定了它的存在。同時，從印度洋傳來消息，在印度洋的赤道海域，也存在赤道潛流。人們調查的結果證實，在太平洋、大西洋、印度洋的赤道海域，不僅存在潛流，而且基本情況也相似。

三大洋的赤道潛流都是沿赤道方向自西向東流動，橫越大洋，在北緯2°到南緯2°的海區內，形成一支與赤道對稱的狹窄海流。它的垂直厚度在200～250米，全年流速穩定。在整個海流的上層，有一個密度躍變層，自西向東向表層抬升。這股海流的最大流速，在太平洋的為每秒150厘米；在大西洋的為每秒120厘米；在印度洋的為每秒80厘米。

赤道潛流還有一個特點，即它們都比較穩定。在整個流程中，它們的流量介於每秒3400～4000萬立方米，變化較小。它們的流程都很長，在太平洋為2.9萬千米，在大西洋為4500千米；在印度洋為3900千米。

雖然人們對赤道潛流已經有了初步認識，但是，仍然有不少問題有待於人們去探索。例如，人們在赤道以南，南緯3°和6°～8°之間，曾多次測到一支與克倫威爾海流平行潛流，並逆其海流而動。這是什麼原因呢？這支海流和赤道潛流又是何種關係？目前還沒有搞清楚。另外，赤道潛流與表層風海流的能量轉換關係是如何進行的。赤道潛流對熱能量的儲存及對全球氣候的影響機制，以及它與西部邊界流的能量轉換關係，這些也都是擺在海洋科學家面前的難題。等等這些問題，都在研究探討之中，特別是赤道潛流對熱能量的儲存及對全球氣候的影響機制，仍然是一個謎。