2017年6月1日

南海內波 對海洋生地化的影響

作者/洪慶章,國立中山大學海洋科學系教授,專長為颱風對海洋食物鏈及生物幫浦的衝擊與海洋碳循環,最近也運用海洋的脈動來建立生態智慧養殖。

南海與內波
南海(South China Sea)位於臺灣西南海域,介於歐亞大陸及太平洋之間,是西太平洋最大的邊緣海,為一個表層缺營養鹽的海域。它的地理位置介於亞熱帶與熱帶之間,主要受到東亞季風所影響。南海是太平洋經麻六甲海峽進出印度洋必經之地,且蘊藏了豐富的漁業與非生物資源,也是我國海洋資源(甲烷水合物)勘探、海洋生態(東沙研究站)與科學研究(臺美合作探索南海)最頻繁的海域。因此無論在戰略、經濟、航運上均很重要(圖一左)。
「 內波(internal waves)」是一種海水的運動方式,由字面上解讀,它是發生在海洋「內」部的「波」,與我們常在海面上看到的海浪、波浪不同。波的形成必須要有介質及振動,內波亦然。內波產生於海洋內部,當海水因密度不同產生分層──密度躍層,就提供了內波產生的條件──介質。而南海內波的產生是在巴坦島海檻及恆春海脊之間(圖一右),由潮汐所引起,向西行進。因為南海內波間形成於高度約2000 多公尺高的海脊,因此振幅可達150 公尺(約50 層樓高),是目前全球最大的內波。臺灣周遭海域有關內波的發生與形成機制可參閱海軍官校毛正氣教授的著作。


當海面平靜,內波於海面下經過時,可以觀察到一排激浪帶,激浪帶內遍佈碎浪,發出陣陣碎波聲,因此漁民又稱之為「沸海」。產生碎浪處為輻合區,輻散區則較平靜。目前對南海內波的形成及物理機制之研究已有相當不錯的成果。臺美雙方長期合作之南海內波研究案──南海巨大內波的生命史:從生成、傳遞、變形、破碎、翻轉到消散,也已於2015 年將結果發表於Nature 期刊中。但是在海洋生物地球化學方面的研究,國內只有少數的科學家有實際的海測數據:例如中山大學王玉懷團隊報導上舉型內波可能帶來營養鹽,造成在東沙環礁的西北海域出現較高葉綠素濃度;中研院夏復國團隊經由現場調查觀測到南海內波對異營性細菌活性有增長的影響。......【更多內容請閱讀科學月刊第570期】

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