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融冰形成的淡水對溫鹽環流的影響是一個複雜的問題，涉及到海洋物理、氣候變化等多個領域。以下是我從網路上找到的相關資訊：

淡水對溫鹽環流的影響：全球暖化下，氣溫上升使得北極產生大量的融冰，上升的北大西洋海溫造成海水密度降低，加上融冰所產生的大量淡水，也使得海水鹽度降低，海水密度因而降低1。在此雙重效應之下，北大西洋北部海水的密度因而明顯降低，下沉的力道與流量減小，滯留在表面的海水阻礙墨西哥灣灣流北上的流量與流速1。

融冰對海水溫度的影響：融冰會使得海水溫度下降，這可能使得溫鹽環流更加穩定2。然而，這種觀點並非絕對，因為溫鹽環流的強度和穩定性受到許多因素的影響，包括海洋表面的風力、海洋深層的溫度和鹽度分布、地球的自轉等3。

【歷屆學測】湧升流是什麼? 造成有什麼表層海水的效應呢?
 
湧升流是一種由深海往表層流動的水流，具有重要的海洋現象。

突堤效應是由於海堤等人工建構物突出於海岸，延伸而出，阻擋原先沿岸流、海岸飄沙之路徑。

這種情況會導致飄沙在上游側堆積，而下游側原先有飄沙供應的地區則因為飄沙量減少、短缺，平衡機制遭受破壞，輸出大於輸入，逐漸出現海岸受侵蝕的景象。
 

全日潮是潮汐漲落的一種類型,在一個太陰日(約24小時50分)內,只有一次滿潮和一次乾潮。
這種現象主要是由於地球自轉作用與月球引力協力所致。
地球自轉時,地表因離心力和潮汐力作用,產生引潮力,造成一天內二次漲潮和二次退潮。
但在高緯度地區,只會出現一次較明顯的滿潮和一次乾潮,形成所謂的全日潮現象。

資料來源 : http://hyg.ycit.cn/oTechnology/blacksmoker.htm

海底黑煙囪

 

海底黑煙囪的發現及其研究是全球海洋地質調查近十年取得的最重要的科學成就。
現代海底黑煙囪的研究始於1978年，當時，美國的阿爾文（Alrin）號載人潛艇在東太平洋洋中脊的軸部採得由黃鐵礦、閃鋅礦和黃銅礦組成的硫化物。1979年又在同一地點約2610～1650米的海底熔岩上，發現了數十個冒著黑色和白色煙霧的煙囪，約350℃的含礦熱液從直徑約15厘米的煙囪中噴出，與周圍海水混合後，很快產生沉澱變為「黑煙」，沉澱物主要由磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦和銅－鐵硫化物組成。這些海底硫化物堆積形成直立的柱狀圓丘，稱為「黑煙囪」。
海底黑煙囪的形成主要與海水及相關金屬元素在大洋地殼內熱循環有關。由於新生的大洋地殼溫度較高，海水沿裂隙向下滲透可達幾公里，在地殼深部加熱升溫，溶解了周圍岩石中多種金屬元素後，又沿著裂隙對流上升並噴發在海底。由於礦液與海水成分及溫度的差異，形成濃密的黑煙，冷卻後在海底及其淺部通道內堆積了硫化物的顆粒，形成金、銅、鋅、鉛、汞、錳、銀等多種具有重要經濟價值的金屬礦產。目前，世界各大洋的地質調查都發現了黑煙囪的存在，並主要集中於新生的大洋地殼上。
研究生命起源和大洋演化的指路燈
黑煙囪與含礦液體的運移通道共同組成了金屬硫化物的成礦環境，並可以在地層中保留下來，成為研究當時古大洋環境的重要樣本。
同時，大量的海底調查研究發現，在海底黑煙囪周圍廣泛存在著古細菌，這些古細菌極端嗜熱，可以生存於350℃的高溫熱水及2000－3000米的深水環境中，為古老生命的孑遺。黑煙囪噴出的礦液溫度可高達350℃，並含有CH4、CN等有機分子，為非生物有機合成，如此環境可以滿足各類化學反應，有利於原始生命的生存。科學研究表明只有地球早期的環境才與此類似，科學家們為此提出了原始生命起源於海底黑煙囪周圍的理論，認為地球早期水熱環境和嗜熱微生物可能非常普遍，地球早期的生命可能就是嗜熱微生物。　　
世界各地在對不同時代古大洋地質記錄（蛇綠巖）進行廣泛的調查時，先後在日本、德國、美國、加拿大等地找到了古海底黑煙囪的殘片及相關塊狀硫化物。但是，大多數硫化物的時代很少大於6億年，老於25億年古海底黑煙囪記錄還不多見，儘管在加拿大和澳大利亞發現了26億－27億年前的金屬硫化物礦產，但尚無海底黑煙囪殘片的報道。為此尋找古老的黑煙囪殘片具有重要的科學價值。

海底黑煙囪成因探
20世紀70年代以來，工業化生產一直保持迅猛發展勢頭，能源消耗連年遞增，發達國家高聳入雲的大煙囪日以繼夜地噴湧著濃重的煙塵。對陸地有限的自然資源連續多年大規模機械化採掘和源源不斷地燃燒已使其貯量日趨枯竭。為此，世界各國紛紛將人類未來資源的希望傾注於海洋，並開始了海底探礦尋寶的熱潮。
　　 自1977年10月美國伍茲霍爾海洋研究所所屬深海潛艇「阿爾文」號在加拉帕戈斯群島海域率先發現海底熱泉生態區以來，海洋學家又先後在墨西哥西部沿海以北的北緯10°海底和北緯21°的胡安?德富卡海隆下勘察到大規模熱泉區並分別進行過數次綜合考察。胡安?德富卡海底熱泉區中擁有多處噴湧升騰礦物質的黑煙囪。這些奇異的自然景觀引起了科學家極大的興趣和關注，他們近期的科學考察又獲得新的收穫和重要的發現。
距西雅圖以西300英里處太平洋海下，胡安?德富卡板塊不斷與太平洋板塊碰撞，因此造成沿胡安?德富卡海隆海底地層出現坼裂和擴張，地球內部源源不絕噴湧而出的熔岩冷卻固著成新的海底地殼並將古老的海床置於其下並取而代之。海水在地心引力作用下傾瀉深入地裂中，同時形成海底環流將熔岩中大量的熱能和礦物質攜帶和釋放出來。當熾熱的海水再度噴射到裂縫上冰冷的海水中，其中的礦物質被溶解並形成一縷縷漆黑的煙霧。礦物質遇冷收縮最終沉積成煙囪狀堆積物，地裂中熱液順煙道噴湧而出形成景致奇異、妙趣橫生的海底熱泉。
加利福尼亞州蒙特雷水族生物研究所海洋地質學家德布拉?斯特克斯確悉，海底黑煙囪的構築絕非僅僅是地質構造活動的結果。其中神奇莫測的熱泉生物建築師的艱辛勞作也功不可沒，不容忽視在熱泉口周圍擁聚生息著種類繁多的蠕蟲，其中管足蠕蟲可長到18英吋，它們獨具特色的生存行為特別引人注目。斯特克斯和助手特裡?庫克發現這些底棲生物在營造煙囪中起著至關重要的作用。?
為查明黑煙囪礦物成分，斯特克斯從3座黑煙囪內採集了18英吋長的巖心，經潛心研究後才揭示了其中奧秘。他們發現巖心上佈滿了含有硫酸鋇亦稱重晶石的凹陷管狀深孔，研究人員確認這些管狀孔穴系蠕蟲長期生存行為的結果。鑒於熱泉口旁蠕蟲遍佈，因此尚難斷定究竟哪些蠕蟲擅長打洞築巢。
從管洞外形來看極有可能是活躍喜遷居的管足蠕蟲長期挖掘作業的產物。解剖分析表明，管足蠕蟲內臟中的細菌可從熱液所含亞硫酸氫鹽中獲取氫原子維持生命，細菌還可把海水中的氫、氧和碳有機地轉化生成碳水化合物，為蠕蟲提供生存所需的食物。這種化學反應的結果遺留下硫元素，蠕蟲排泄的硫又促使海水中的鋇和硫酸發生催化反應。常此以往蠕蟲死後便在熔岩中遺留下管狀重晶石穴坑。
斯特克斯推測一座座海底煙囪演化生成過程可能在蠕蟲聚集熱泉口周圍就早已開始了，胡安?德富卡海隆下蠕蟲建築師精心創造的自然奇觀令人歎為觀止。它們開鑿的洞穴息息相通猶如礁巖迷宮，從而使熱液將礦物質源源不斷地輸送上來並堆集煙道。當黑煙囪在熱泉周圍落成後，熔岩上深邃的管狀洞口穴就成為礦物熱液外流的通道從而形成海底黑煙熱泉奇觀，直到通道自身被礦物結晶體堵塞才告停息。從多處海底熱泉採樣分析來看，礦產資源豐饒種類繁多品位極高。據悉美國科學家正加緊研製大型深海考察潛艇並準備對深海熱泉進行全面研究，同時向國際社會發出呼籲：要求設立深海熱泉自然保護區。

我國發現古海底「黑煙囪」 可能和生命起源有關
中外科學家將合作探索地球早期生命起源
據新華社北京2月23日電(記者王文韜李斌)我國科學家經過長期不懈的野外「追蹤」，終於在世界上首次發現完整的古海底「黑煙囪」，這些億萬年前生長在海底的「黑煙囪」不僅能噴「金」吐「銀」、形成海底礦藏，而且很可能和生命起源有關。
這一成果以封面文章的方式近日刊登在《岩石學報》上。這一雜誌是惟一入選美國《科學論文索引》(SCI)期刊源的中文地質學刊物。
現代海底黑煙囪及其硫化物礦產的發現，是全球海洋地質調查近10年中取得的最重要的科學成就之一，因其和海底成礦、生命起源等重大問題有關而成為國際科學前沿。但因現代「黑煙囪」分佈在海底，僅有美、德、法、加、日等少數國家有能力開展研究。科學家於是將目光投向了陸地上的「黑煙囪」化石，但迄今僅在俄羅斯、愛爾蘭發現3億至4億年前的「黑煙囪」殘片。
繼兩年前發現古老大洋地殼殘片後，去年，北京大學李江海課題小組首先在山西五台山地區發現了古海底「黑煙囪」殘片，當年10月又在河北興隆發現了保存完整的古老「黑煙囪」，初步判斷其地質年齡約有14.3億「歲」。
在李江海教授的辦公室，記者看到上百塊「黑煙囪」硫化物的礦石標本，其切割面閃爍著金屬般的光澤。一塊高20厘米、寬10厘米的礦石內，竟保存了6個完整的圓錐狀「黑煙囪」和多個「黑煙囪」倒塌而成的殘片。
專家描述道：14億多年前，華北地區仍是一片汪洋大海，河北興隆一帶正處於大陸裂谷最深的海底上。在海水循環加熱後，這些兩到三厘米高的「黑煙囪」成為黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等地殼內部礦物質噴湧而出的通道，「黑煙囪」周圍聚集了蓬勃的微生物群落。
「顯微鏡下，可見從通道中央向外壁有四五個礦物層，煙囪頂部多被數毫米厚黃鐵礦充填，表明『煙囪』被埋藏時已經熄滅。隨著地殼運動造成的海陸變遷，這些『黑煙囪』輾轉出現在今天的華北古大陸上。」李江海說，通過對比上百個現代海底「黑煙囪」資料和初步的礦物成分鑒定，課題組確定這些礦石就是古海底「黑煙囪」。
目前，課題組正和英、美等國科學家合作，圍繞「黑煙囪」開展微生物化石研究，探索極端條件下的生命活動，以進一步探索地球早期生命起源。

　　-新聞資料
海底「黑煙囪」：20世紀海洋科學最重大發現之一
　　科學家1979年在數千米深的海底首次發現了「黑煙囪」，隨後又發現在「黑煙囪」附近生活著大量熱水生物。這已成為20世紀海洋科學領域最重大發現之一。
1979年，繼前一年採集到硫化物後，美國的「阿爾文」號載人深潛器在2610米至1650米的東太平洋海底熔岩上，發現數十個冒著黑色和白色煙霧的「煙囪」，附近出現大規模的硫化物堆積丘體。從直徑約15厘米的「煙囪」中，約350攝氏度的含礦熱液以每秒幾米的速度噴出。礦液剛噴出時為澄清溶液，與周圍海水混合後，很快產生沉澱變為「黑煙」，沉澱物主要由磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦及其他銅鐵硫化物組成。這些海底硫化物堆積形成直立的柱體及圓丘，被形象地稱為「黑煙囪」。
科學家隨後在各大洋發現了許多「黑煙囪」，它們主要集中於新生大洋地殼上，如洋中脊和弧後盆地擴張中心的位置上。
「黑煙囪」是如何形成的呢？專家指出，由於新生大洋地殼或海底裂谷地殼的溫度較高，海水沿裂隙向下滲透可達幾公里，在地殼深部加熱升溫後，淋濾並溶解岩石中多種金屬元素後，又沿著裂隙對流上升並噴發在海底。由於礦液與海水成分、溫度的差異，形成濃密的黑煙，海底及其淺部通道內則堆積這些硫化物的顆粒沉積。它們在海底形成具有重要經濟價值的多金屬(鐵、銅、鋅、鉛、汞、鋇、錳、銀等)礦產，成為新世紀人類潛在的礦產資源。有意思的是，科學家還在一些「黑煙囪」上發現了原生的自然金顆粒和天然水銀。
大量海底調查發現，「黑煙囪」周圍廣泛存在古細菌，它們極端嗜熱，可直接生存於80—120攝氏度的環境中。這種細菌最初發現於美國黃石公園的高溫熱泉中。它們在現在海底生存的環境，類似地球早期環境的極端高溫環境中。
基因組測序發現，這些「黑煙囪」周圍的古細菌非常原始，處於生命樹源頭的位置上。科學家因此提出原始生命起源於海底「黑煙囪」周圍的理論，認為地球早期的生命可能就是嗜熱微生物。正因為如此，尋找古老的海底「黑煙囪」，將可能為生命演化提供重要的科學證據。

資料來源: http://www.wretch.cc/blog/isdpep/398000
數學人看波速公式 V= λ ×  f
我們知道，物理學之中，均勻介質中的波速的計算公式是[波速=波長×頻率]，通常以v代表波速、λ代表波長、f代表頻率，寫成下式

但是為何會是像上式這樣呢?筆者以一個數學人的身分，在此試著以最簡單的方式，來分享我自己的看法。
首先，我們以水波為例，波形中一個[波峰加上波谷]的兩端水平距離長，將其定為波長，如下圖：

這部份為了簡單起見，我們假設每個波的長度都一樣。
而頻率f要怎麼解釋呢？我們都有等紅燈準備過馬路的經驗，此時我們可以留心一件事，就是算算眼前有幾輛車通過。假設我們等了20秒，其間發現有10輛車通過，那麼就可算出平均每秒有0.5輛車通過，或者也可說是平均每分鐘有30輛車通過。
在不塞車的情況下，每台車的車速都以差不多的速度前進時，我們知道若車多時，每分鐘通過的車就很多；而當沒什麼車時，每分鐘通過的車就很少。這種「每單位時間(如分鐘)通過多少個物體(如幾輛車)」的概念，就是頻率的概念，在計算波速時，頻率f的定義就是「每單位時間通過多少個波」。所以，1/sec、1/min、1/hr這些都是頻率的單位。為了紀念物理學家Hertz的貢獻，我們特別把1/sec稱為1hz。
請看下圖，假設波向右前進，在t＝0時，觀察者眼睛所見到的是下方圖二；而過了1單位的時間後，也就是t＝1時，觀察者眼睛所見到的是圖三。圖二與圖三如下所示：

如果我們把t＝0時觀察者眼睛所看到的那個波加以著色，那麼由圖三，我們就知道這1個單位時間內通過了n個波，所以我們就有頻率f＝n。而再由速度v的定義為「速度＝每單位時間前進的長度」，觀察圖二與圖三的紅點，我們可知道紅點在這段單位時間內，前進的距離是n個波的長度，即n×λ；而單位時間內前進的距離是速度，所以我們就有

這樣子就得出了波速的計算公式。
波速這個物理量，在周圍環境的條件固定之下時是不變的，就像對於某一個人的某種健康狀況下，在某種環境下可以跑到的平均速度是固定的，差不多是這樣的道理。
有了這個簡單的公式，其實可以算一些東西。比如說筆者在此想舉出一個駐波的問題，就可以用上面的波速公式來解決。這個問題是筆者在一張國內知名的[康熹出版社]所出版的高中物理試題的試卷上看到的，原本的試題只有文字敘述，筆者加上了圖片來輔助，圖片與題目如下：

[問題]：上圖中有一個具有正方形開口的水箱裝了些水，在水的一邊使用木棒拍打出頻率固定的水波，使水波產生駐波，且器壁一側為波峰，另一側為波谷。若已知波速為100cm/sec，水箱開口正方形邊長75cm，試問駐波的最低頻率為何？
我們知道，駐波([1])是波在有限的空間內活動時才會出現，因為波的活動範圍被限制住，不斷來回反射，而且在某些特定條件下，入射波與反射波在某些點的地方的振幅相反，兩波疊加之後，該處就會出現波不振動的情形，稱為節點。而產生駐波時，水在器壁的反射處，將如下圖五：

或如下圖六：

由題意所說的條件「一側波峰與一側波谷」，水箱兩側將會呈現圖六的樣子。再由波速公式v＝f×λ知，在波速固定之下若要有最低頻率，就要有最大波長，而圖六的出現的水波並非最大波長，有時最大波長時應如下圖：

此時圖七中只看得到半個波，可知此時有0.5×λ＝75cm，故λ＝150cm。
因為λ＝150cm容器中出現一側高一側低的駐波時，所可能出現的最大波長，可知此時的頻率f為最低，且f＝v/λ＝2/3(Hz)。所以，如果把在圖四中的控制器的頻率f值調到2/3Hz，就能打出圖七這樣的駐波。
筆者在網路上的維基百科發現了一個駐波的條目介紹，也從中發現了一個小遊戲([2])，有興趣者請看參考資料[2]。
[參考資料]：
[1]維基百科[駐波]條目：
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%A7%90%E6%B3%A2
[2]可以動手條校的駐波模擬動畫：
http://www.phy.hk/wiki/chinesehtm/StatWave.htm
[3]康熹出版社
http://www.knsi.com.tw/KangSiNet/Index/Web/Index.aspx
(作者：連威翔，現任職於交大理學院科學學士班，作者要感謝學士班盧鴻興主任的意見提供。)

資料來源 : http://140.112.68.243/chap8/chap8.htm


(參考書︰朱祖佑 「海洋學講話」 華岡出版部，台北，民國57年4版。
 陳宗鏞 「潮汐學」 科學出版社，北京，1980年。) 一、潮汐現象

資料來源 : http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=3784
鹽溫深儀（CTD）
高雄市立瑞祥高級中學地球科學科莊福泰教師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
鹽溫深儀(CTD)是用來測量海水導電度(Conductivity)、溫度(Temperature)和深度(Depth)的儀器，取其英文自之縮寫稱為CTD，CTD是海洋觀測最基本的儀器，其中海水的導電度可換算成鹽度值，因為海水中含鹽量的多寡會改變其導電度，溫度是由溫度感應器（熱敏電阻）測量，深度則由壓力值換算，因此CTD可以提供海洋學家海水的溫度、鹽度、密度等物理量的分布狀態或其隨深度變化的情形。

去年夏天北半球高溫頻創紀錄，尤其是歐洲地區，即將來臨的冬天似乎也將出現冷到爆的極端天氣。氣象預測顯示，今年有可能是歐洲1000年來最冷的冬天。 波蘭科學家指出，這種極端天氣形態是因為墨西哥灣暖流活動速度減緩所致。這股洋流是維持地球氣候平衡的要角之一，但近幾年來規模已經減少一半，代表它中和從極地南下冷空氣的能力減弱，而且一旦墨西哥灣暖流完全停止活動，歐洲將進入新的冰河世紀。目前俄羅斯中部部分地區已有低於過去同一季節均溫的氣溫出現。俄羅斯Fobos氣候預測中心專家查沃臣科夫說，雖然對下月氣象的預測準確度僅約70%，但「我認為很有可能出現寒冬情況。」為了即將到來的嚴冬，莫斯科當局已經著手研擬因應策略，協助民眾度過酷寒，尤其是指示社福機構和警察單位準備安置無家可歸的遊民。另外，準確預測今年酷暑夏季的英國獨立氣候預測機構「正向氣候解決方案」（PWS）也預測，英國今年冬天可能冷到攝氏零下20度，將是自去年英國寫下31年最冷冬天的紀錄後，又一個酷寒冬季。
墨西哥灣暖流活動速度減緩 -- 就只能看著它變慢嗎?
 

這個冬天為何這麼冷？
2010年01月17日 08:29:55

1月10日，人們在比利時首都布魯塞爾的一座公園的雪地上玩耍。歐洲西部和中部大部分地區連日來遭受大雪襲擊，交通運輸受到嚴重影響。新華社記者武巍攝    今冬為何如此嚴寒？世界氣象組織副秘書長顏宏分析說，這很大程度上是由於北大西洋濤動出現了異常，大氣環流的徑向度變大，南北氣流比以前活躍，將南方水汽帶到北方，同時北方強冷空氣向南，南北冷暖空氣的交匯頻繁。極端低溫天氣與大氣和海洋系統失去平衡有很大關係。     顏宏表示，對於目前北半球出現的嚴寒天氣，他並不感到奇怪。他說，嚴寒天氣首先在歐洲出現，然後向中歐、東歐、亞洲擴展，這符合氣象系統的移動規律。     中國氣象局的氣象專家于飛進一步解釋說，今年冬天的突然變冷就是因為厄爾尼諾的反常，北半球冬季受陸地冷高壓控制，往年海洋低壓在180度經線附近，造成海溫正距平，這是正常的厄爾尼諾現象。今年這個海洋上的低壓更靠近西太平洋，大約比往年偏了30度，強盛的低壓就會帶來強天氣系統。     他告訴本報記者說：「現在氣象學界認為這是偶然現象，大家普遍認為這個低壓在1月下旬會恢復。到時候就又是正常的厄爾尼諾現象，北方還是暖冬。」     他最後說，從氣候的角度講這次寒冷天氣是偶然的，跟電影《2012》的故事情節更是沒有關係。況且如果地球已經進入冰期或者亞冰期的話，就不會只有北半球在降溫，而南半球卻正經歷酷熱了。

 資料來源 : https://web.fg.tp.edu.tw/~earth/learn/elnino/elnino.htm
一、何謂聖嬰現象？
「聖嬰現象」一詞 (El Ni o，西班牙語「聖子、聖嬰」)，原本是厄瓜多及秘魯沿海漁民用來指稱發生於聖誕節前後，並持續數月的溫暖洋流。在這段時間內的漁獲量較少，因此漁民們總是藉此獲得休息，整修裝備並和家人團聚。但在某些年份裡，洋流溫度會特別的高，使漁民的休息時間一直延續到五月，甚至到六月。後來「聖嬰現象」一詞便被用來泛指這些格外強烈的溫暖時段。它們不但擾亂了漁民的生活，其挾帶的豪雨更造成了極大的災害。