海岸上升流与陆架动力学

在某些受风吹拂的海岸，表层水被吹离海岸，并由来自深层的寒冷、富含营养的水体取代，从而滋养了地球上一些生产力最高的海洋生态系统和渔业。

Definition

海岸上升流是指在海岸附近，由风驱动的寒冷、富含营养的深层水体上升到表层；陆架动力学是研究控制大陆架环流的洋流、混合和交换过程的学科。

Scope

本主题涵盖了产生海岸上升流的由风驱动的埃克曼动力学、主要的东边界上升流系统、大陆架的环流和锋面、上升流的季节性和变异性，以及上升流所支持的高生物生产力和渔业。

Core questions

• 沿岸风和科里奥利效应如何驱动海岸上升流？
• 主要的上升流系统发生在哪里以及何时发生？
• 什么因素控制着大陆架的环流、锋面和交换？
• 为什么上升流会使某些海岸具有极高的生产力？

Key theories

埃克曼驱动的海岸上升流

沿岸风在表层产生离岸埃克曼输运，质量守恒使得寒冷、富含营养的水体在海岸附近上升以取代之。

上升流生产力的自下而上控制

上升流提供的营养物质促进了强烈的初级生产，并通过短食物链向上层传播，这解释了为什么东边界上升流系统维持着世界上最大的渔业。

Mechanisms

沿海岸吹拂的风通过埃克曼输运将表层水吹离海岸；为了保持质量守恒，深层水沿海岸上升，将寒冷、富含营养的水带入透光带。这些营养物质促进了浮游植物的繁盛，从而支持了丰富的鱼类；同时，陆架洋流、锋面和地形组织了由此产生的环流以及与开阔海洋的交换。

Clinical relevance

秘鲁、加利福尼亚、非洲西北部和本格拉等地的上升流系统产生了全球很大一部分渔获量，因此，由厄尔尼诺和气候变化引起的其变异性具有重大的经济影响；上升流还可能将低氧、酸化水带到陆架上，从而对生态系统造成压力。

History

埃克曼的风驱动输运理论（1905年）和斯维尔德鲁普关于加利福尼亚洋流的研究为理解海岸上升流奠定了基础；后来的项目量化了世界各地的东边界上升流系统，并通过巴昆等人的工作，研究了气候变化下风向变化可能如何加剧上升流。

Key figures

• Vagn Walfrid Ekman
• Harald Sverdrup
• Andrew Bakun

Seminal works

• talley2011
• mann2006

Frequently asked questions

为什么沿海岸吹拂的风会导致冷水上升？

科里奥利效应使风驱动的表层水偏离海岸，因此更深、更冷的水必须上升以取代其位置，这一过程称为海岸上升流。

厄尔尼诺现象如何影响海岸上升流？

在厄尔尼诺现象期间，信风减弱，东太平洋的温跃层加深，因此上升流会带来更温暖、营养贫乏的水，从而大幅降低生产力并损害秘鲁鳀鱼等渔业。