海洋中的氣團變性由於地麵上得到的太陽輻射的多少不同,各地的氣溫不同。總的說來,總是赤道和低緯地區受熱多,氣溫高;而兩極和高緯地區則受熱少,氣溫低。空氣在某一源地較長時間的停留,就會形成具有該地特性的氣團。在極地海洋或大陸上就會形成幹冷的氣團,在熱帶海洋上又會形成濕熱的氣團。各地形成的氣團,又要隨大氣環流而移動,當氣團離開源地後,它的性質也會隨著所經過的環境而發生變化,這就是氣團變性。
海洋上的氣團,經常出現你來我往的交替現象。海洋中的天氣也就隨之而變化。
氣團的屬性主要指它的溫度、濕度和層結穩定度。氣團變性的物理過程主要為增熱或冷卻,蒸發或凝結,垂直運動和層結穩定度的變化等。
當極地大陸上形成的幹冷氣團入海時,或北半球的幹冷氣團向偏南方向移動時,就會產生增溫、增濕等物理過程,於是使氣團的穩定度變差,甚至出現不穩定層結,容易形成對流和降水天氣。
在熱帶洋麵上形成的氣團,在北半球向北移時,則又會變冷變幹,並使氣層層結趨於穩定。當這種氣團移至冷暖洋流交界處時,在冷洋流一側,可出現大範圍的海霧。
對於海上氣團變性的研究,除了過去常用的天氣學分析(即天氣圖方法)、診斷分析(物理量判斷)和理論研究(對流體力學方程求解)外,在1974年2月和1975年2月,在世界氣象組織的領導下,日本、韓國、澳大利亞、美國等國兩次在東海以衝繩島為中心的六邊形海區進行了氣團變性實驗(ANTEX),以弄清自海麵到大氣中的能量和動量輸送過程,尋找北半球中緯度大洋西部流上空,冬季氣團變性強烈的原因。
實驗結果表明,在冷空氣爆發時期,暖洋流(黑潮)海區提供的總熱能高達700~800瓦/米2。感熱和潛熱的輸送,還隨天氣形勢變化而變化。氣團在海上的變性,在雲、降水和氣團結構上都有明顯的反映。在大陸和近海區低雲量少,而在暖流上空則低雲量多。在大陸的低雲幾乎全為層雲,而在海上的低雲多為對流雲,在暖流上空的低雲則為強烈發展的對流雲。在降水方麵,大陸降一般雨,海上降陣雨多,在暖流上空則都是陣性降水。冷氣團初臨海上時,幾乎無雲,逆溫層也比較低,經過一些時間的開始變性,雲量逐漸增多,逆溫層也逐漸上抬。
平流霧因為海霧的種類很多,人們按照生成的原因不同,把海霧分成平流霧、混合霧、輻射霧和地形霧四種。海上出現最多,危害最大的是平流霧。那麼,這種霧是怎樣形成的呢?
由於空氣在海麵上水平流動,就產生了這種霧。一般情況是,當暖濕空氣經過冷的海麵時,受到海麵的冷卻,溫度下降,空氣達到過飽和狀態,多餘的水汽就凝結出來,以小水滴的形式懸浮在海麵上的空氣中。凝結的小水滴達到了一定的密度時,就形成了霧,人們叫它平流冷卻霧,也稱暖平流霧。這種霧比較濃,霧區範圍大,持續時間長,能見度很低。另一種情況是,當冷空氣流到暖的海麵時,海水蒸發在空氣中的水汽達到飽和狀態,就形成了霧,人們叫這種霧是平流蒸發霧,也叫冷平流霧,也有人叫它冰洋煙霧。這種霧雖然霧區很大,霧層卻不厚,霧也不濃。
暖濕空氣流經較冷的海麵,最容易在海麵上產生很濃的海霧。因此,那些周圍被較暖的海域或陸地包圍的冷水區,特別容易形成平流霧。海洋上的冷水區多數是由極地海域或江河流出來的冷海流。像潮流、我國東部沿海的近岸冷海流等。也有的是深層的冷水在某些海岸附近湧升上來造成的,例如,非洲西海岸、智利和加利福尼亞沿海等地。一旦有暖而潮濕的空氣移到這些冷海麵上,就會形成大範圍的海霧。因此,冷、暖流交彙的海域,往往是海霧經常出沒的地方。
咆哮的西風帶航行在南大洋的船隻,最關心的是西風帶,最怕的也是西風帶。因為那裏盛行西風,風大,浪高,航行的船隻在山丘一樣的浪峰中劇烈起伏,險象環生。航海者談西風帶而色變,故有“咆哮的西風帶”、“發瘋的西風帶”之說。
下麵的航海日記,為我們描述了西風帶的可怕、驚險。