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地理学与生活（插图第11版） [:1705409635]
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4.3 洋流
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表层洋流大体上同全球的风向模式相一致，因为是地球上的风驱动洋流运动。此外，正如气压差引起风的运动一样，海水的密度差异也引起了海水的运动。当海水蒸发时，不会蒸发的盐分和其他矿物质残渣被留下，使海水密度变大。高密度的海水存在于高压区，那里下沉的干燥空气能迅速地吸取水分。在低压区，雨水丰富，海水密度低。风向（包括科里奥利效应）和海水密度差异使海水在宽广的路径上从大洋的一个海域向另一海域运动（图4.16）。
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图 4.16 世界上主要的表层洋流。注意加勒比海墨西哥湾和大西洋热带的温暖海水如何向北欧运动。
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地表的空气运动和海水的表层运动有一个重大的差别：陆地是海水运动的障碍，使洋流偏离，有时迫使洋流向主要洋流相反的方向运动；而空气在陆地和海洋上是自由运动的。
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洋盆的形状也对洋流的模式产生重大影响。例如，北太平洋洋流从西向东运动，流到加拿大和美国西岸，然后被迫向北和向南分流——虽然主要的洋流是沿着加利福尼亚海岸向南运动的寒流。然而在大西洋，如图4.16所示，洋流受到海岸形状的影响（远远深入大西洋的新斯科舍和纽芬兰），向东北方向偏转，然后径直横穿大西洋，穿过不列颠群岛和挪威，最后到达俄罗斯最西北的海岸。这种温暖海水向北方陆地大规模运动的现象被称为北大西洋漂流（North Atlantic drift），对于那些地区的居民有巨大的意义。如果没有这股暖流，欧洲北部将会寒冷得多。
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洋流不仅影响邻近海洋的陆地的温度，还影响那里的降水。邻近陆地的寒流只是使紧靠水面的空气变得寒冷，而其上部的空气是温暖的。该区域很少有机会发生对流，因此不会有水汽流向附近的陆地。世界上的沿海荒漠通常与寒流相毗邻。而另一方面，暖流——例如印度沿岸的洋流——则向邻近的陆地供给水分，尤其是盛行风吹向陆地时（见“厄尔尼诺”专栏）。
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上文曾经提出过关于气压差以何种方式影响天气状况的问题，现在可以根据冷暖空气在一年的不同季节和一天内的不同时间在地球表面的运动来回答。然而，要对不同类型天气状况的原因做出比较完整的回答，需要对各种地方接受降水的敏感性做出解释，因为降水和风的模式是高度相关的。
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专栏 4-2 厄尔尼诺
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厄尔尼诺（El Niño）是多年以前由渔民创造的一个术语。他们发现，厄瓜多尔和秘鲁沿海的冷海水通常每隔三四年在圣诞节前后显著变暖。因此，将其命名为厄尔尼诺——西班牙文的“婴儿”，意指圣婴耶稣。在这段时期，渔获量显著减少。如果那时渔民们能识别今天海洋学家和气候学家所认识的科学联系，他们就能意识到厄尔尼诺带来的一系列其他影响了。
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在1997—1998年冬季，一次异常强烈的厄尔尼诺现象造成了巨大的灾害和数百人的死亡。美国西海岸，特别是加利福尼亚州，被雨量达两三倍甚至四倍于常年的雨水所淹没。在11月到翌年3月的冬季里，圣弗朗西斯科降水量达到1022.4毫米，而正常的降水量是416.3毫米。1998年2月的380毫米降水量是圣弗朗西斯科150年以来该月所记录到的最大雨量。墨西哥的疗养城阿卡普尔科（Acapulco）受到猛烈的暴雨和风暴潮的摧残。南美洲的许多国家，特别是厄瓜多尔、秘鲁和智利，遭到洪水和泥石流的破坏。而南美洲东部、澳大利亚和亚洲的一些国家，特别是印度尼西亚，则饱受旱灾和火灾的煎熬。由厄尔尼诺产生的比平常更强劲的南支急流，孕育了数十个龙卷风，在亚拉巴马、佐治亚和佛罗里达导致100多人死亡。
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太平洋中部上空的风通常从东向西吹、经寒流吹向东亚的温暖海面，而在厄尔尼诺发生期间，风速会减慢，甚至逆转。这种现象每2—7年发生一次，但强度不同。例如，在1986—1987年发生过一次厄尔尼诺，而1991—1992年又一次发生的厄尔尼诺形成的不太温暖的海水并没有引起极端的情况。而1982—1983年和1997—1998年的厄尔尼诺现象属于有记录以来最极端的情况。两次厄尔尼诺现象之间出现的寒冷海水峰值称为拉尼娜（La Niña）现象。最近一次大的拉尼娜发生在1988年，该年的标志是北美的大部分地区发生干旱。
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厄尔尼诺状况是气压和海洋温度之间相互作用的一个例子。大气和海洋相互激励。在正常状态下，横贯大洋的温度反差有助于驱动风，进而风也持续将海水向西推动，维持着海水温度的反差。但是，当一种称为南方涛动（southern oscillation）的现象出现时，东太平洋就会变暖，使赤道与地球两极之间的温度反差加强。澳大利亚附近的气压上升，风的作用转弱，因此厄尔尼诺就在南美沿海发生。海水温度差异越大，加上来自太平洋的水汽，天气状况就越发恶劣。
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（a）上图表明南太平洋的正常状态。信风将温暖的表层海水向西吹送，使冷海水到达南美沿岸的海面。下图表明当厄尔尼诺发生时，风从澳大利亚附近将温暖的海水向东吹到南美海岸。
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（b）拉尼娜状况、正常状况和厄尔尼诺状况下的海水表面温度（℃）。注意温暖海水变化的规模，特别是在东太平洋。资料来源：(a) From Michael Bradshaw and Ruth Weaver, Physical Geography: An Introduction to Earth Environments, p. 211. Reprinted by permission of the McGraw-Hill Companies, Inc. (b) Richard W. Reynolds, National Centers for Environmental Prediction, National Weather Service, National Oceanic and Atmospheric Administration ( NOAA ) .
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地理学与生活（插图第11版） [:1705409636]
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4.4 大气层中的水分
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空气包含着水汽（我们对它的感觉就是湿度），它是所有降水的来源。降水（precipitation）是大气层中降落到地球表面的任何形式水的颗粒——雨、冻雨、雪、雹。上升的空气由于上面的气压小而容易膨胀。当来自下部的暖空气在对流层中扩散成巨大体积时，空气就变得较冷。比起暖空气，冷空气不易保留水汽（图4.17）。
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图 4.17 空气中的水分含量和相对湿度。空气中的实际水分（水汽）除以其最大水汽含量（×100）等于相对湿度。实线表示不同温度下的空气中最大水汽含量。
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当空气中含有大量水汽，且又存在着叫作凝结核的微粒，水汽就会凝结（从气体变成液体），形成微滴。空气中几乎总会存在尘埃、孢粉、烟尘和盐分结晶之类的颗粒。最初，细微的水滴往往太轻，不能落下。当许多小水滴结合成大水滴时，由于变得太重，所以大水滴不能悬浮在空气中，就成为雨水降落。当温度低于冰点时，水汽不再形成水滴，而是形成冰晶，由此产生雪（图4.18）。
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