＃發行日期：1980、12
＃期號：0132
＃專欄：
＃標題：上昇流簡介
＃作者：范光龍
．結語
．圖一：太平洋中上昇流較顯著的地區（斜線部分）。
．圖二：平行於岸而吹的風所引致的上昇流（北半球）。
．圖三：台灣附近海域的冬季流況。
．圖四：台灣東南海域的海底地形圖。
．圖五：台灣東北海域的海底地形圖。
．圖：范光龍現任教於台灣大學海洋研究所。
上昇流簡介
上昇流是指海水緩緩上升的現象，其速度大小為10-5~10-2公分／秒。以10-3公分／秒計，一天才不過上升一公尺左右而已，不過速度雖小，卻是一種很重要的現象，因為它會把二、三百公尺深的次層海水帶到表面來。次層海水所產生的營養鹽並不一定比表層多，但是因為被消耗掉的較少，所以含有較豐富的營養鹽，這些高養分的海水帶來大量的浮游生物，然後引來魚群，造成良好的漁場。事實上，世界產魚較多的地方大部分都是在上昇流顯著的區域，一、二十年來，世界各先進國家都花了許多人力、物力，研究其附近海域的上昇流現象，期能增進對上昇流的了解，以增加漁獲量。近十年來，台大海洋研究所等學術機構陸續有人研究台灣附近海域的上昇流，也已獲得相當的成果。
早在1604年，就有人注意到秘魯沿海的異常冷水，當地人民還把酒瓶捆好投入海水中冰冷，人們又陸續在美國加州等地的沿海也發現異常的冷海水。但是直到1844年，才有人第一次解釋了這些較冷的海水是由上昇流帶上來的，之後才有許多海洋科學家研究造成上昇流的原因以及上昇流所產生的影響。
一般而言，上昇流是表面海水發散的結果。世界海洋中發現上昇流的區域很多，以太平洋為例，發現上昇流的區域幾乎佔整個海洋面積的三分之一（見圖一），而造成上昇流的原因很多，主要有下列數種：
風力
在北半球的海岸，當風沿岸平行而吹，吾人面對風向、而岸在吾人左方時，則由於地球自轉，表層海水被吹送離岸而去，次層海水升上來補充，而產生上昇流（見圖二）。北美、南美以及南非等處西海岸所發現的上昇流，就是這種風力造成的，其中最著名而又被研究最多的是北美洲的太平洋海岸，由北緯46°至25°，尤其在加州沿海那段，每年三月開始西北風沿岸吹時，上昇流的現象就逐漸顯著，到七、八月夏季時達最盛，到了冬季，西北風不再吹送，上昇流也沒了。事實上，很多大洋的東邊常可發現上昇流的現象，其中大部分都是靠風力造成的。
地形
海底地形的變化往往造成洋流方向的改變，如果此種改變在北半球引致逆時針方向的渦漩（在南半球則為順時針方向轉），則易造成上昇流。好比說，洋流在海洋中遇到海底較隆起的海山，就容易發生這種現象。台灣東南海域上昇流的成因之一，便是因為黑潮流經此處受地形影響而造成的。
冷、暖水團相遇處
在冷、暖水團相遇的地方，一般而言，冷水團較重，暖水團較輕，結果引致冷水團下沈，暖水團上升，而造成上昇流。日本東部海域的上昇流，就是由南而來的黑潮暖水團與由北而來的親潮冷水團相遇造成的現象，這地方的上昇流帶上來大量的營養鹽，引來大量的魚群，而成為世界五大漁場之一。
上昇流可依其發生的區域，分為三類：
沿岸上昇流
沿岸的上昇流多由於風力，以及洋流和海岸地形或海底地形的作用產生的，海水由一、二百公尺深的地方升上來，流速一般為5 ×10-3公分／秒左右，而且多在近岸100公里內發生。因為它就在沿海發生，其所造成的良好漁場，漁民捕撈較易，所以較具經濟價值。
外海上昇流
遠離海岸的外海中所產生的上昇流，可能是由風力造成的表面海水的發散結果，也可能是洋流流經海底較為隆起的地形而造成的，也可能是冷、暖水團相遇所引起的。一般的範圍相當廣，上昇流速約為0.5~5 ×10-4公分／秒。
赤道上昇流
這也是屬於外海上昇流的一種，是相當特殊的一種。由於地球自轉的緣故，風穩定而連續地吹在北半球的海面上，會使海水往右漂移，在南半球則往左漂移，赤道剛好是左右方向轉變的地方，海面長年久吹東風，很容易在赤道附近造成表面海水的發散，而引起上昇流。在表層60公尺的海水，其上昇流速平均可達2 ×10-2公分／秒左右。
上昇流在很多方面都會造成影響，其中較重要而又顯著的有下列幾種：
溫度
上昇流既然是海水垂直上升的運動，自然會把次層溫度較低的海水帶上來，所以有上昇流的地方，表面海水的溫度會較附近海水為低，一般是低2、3℃，但也可達7、8℃。事實上，由於上昇流的速度極為緩慢，直到目前仍無儀器可直接測量其速度，而這種上昇流區域常有的反常冷水，就成了判斷上昇流存在與否的指標之一。海中魚類屬於冷血動物，對於海水溫度的變化非常敏感，不論為了某種原因，如果上昇流的進行受了干擾而突然停止，則對海中生物而言是個很大的災難。秘魯海岸原有秘魯冷洋流經過，又有上昇流的現象；1925年初，秘魯冷洋流突然消失，而有其他暖流流入，海水溫度突升7℃左右，這種現象在某些海岸連續達兩個月之久，結果造成了海中生物的大量死亡。也就是因為上昇流會帶上來較冷的海水，所以美國舊金山海岸的表面海水一年中的最高溫，須等九月份上昇流停止了以後才能量得，而不是在七、八月盛夏的時候。
溶氧量
表面海水的溶氧量一般都近飽和，隨深度而遞減，到中層海水而達最小。上昇流帶上來的次層海水含氧較少，所以上昇流存在的區域，其表面海水的溶氧量自然較少些。以秘魯洋流地區的上昇流而言，其表面海水的溶氧量僅為飽和時的65％而已，這對海洋生物沒什麼影響，但是我們可以利用這個特性為辨識上昇流的指標。不過要注意的是，受污染的海域溶氧量也會變低，所以發現表面海水溶氧量較低的區域，千萬別立刻斷言有上昇流了。
營養鹽
此處所指營養鹽主要是磷酸鹽，其含量在表面海水較少，然後隨水深而漸增至1000公尺左右。所以發生上昇流的區域，其表層海水含較豐富的營養鹽，這些豐富的營養鹽帶來大量的浮游生物，最後引來了大量的魚群，世界上主要的大漁場都是在上昇流的區域，就是因為這個緣故。所以在美國西部沿海，春、夏上昇流旺盛時，產魚極豐，秋、冬上昇流沒了，漁產則遽減。
氣候
沿岸上昇流帶上來的冷海水，令海面空氣變冷，而影響了當地的氣候。海風吹經上昇流的區域，遇冷而將空氣中過多的水分凝結成小水滴，所以上昇流區域的海面常霧氣朦朧，如果它靠近陸地的話，往往造成陸上多霧的天氣。美國舊金山市春、夏多霧，就是這個原因；倫敦是最有名的霧都，也是因為它附近海域是有名的、廣大的上昇流區域。靠近上昇流區域的陸地，因久吹這種濕氣重、含鹽分多的海風，植物不易生長，建築物也較易受侵蝕，所以沿岸上昇流往往造成海、陸的強烈對比，海中漁產極豐，而陸上則相當貧瘠，秘魯海岸就是最好的例子。
台灣附近海域發現上昇流現象的地方，主要有三處：
澎湖群島南方
台灣海峽的海流在冬天的時候，沿台灣西岸北上的黑潮支流（暖流）與東北季風吹送而下的冷流相遇於澎湖群島的南方（見圖三），冷、暖水團相遇於是造成了上昇流。在夏天，整個台灣海峽的洋流全向北，所以沒有上昇流的現象，因此，澎湖群島南方的上昇流現象只發生在冬季。一般沿岸上昇流的區域都是把一、二百公尺的營養鹽帶至海表面而滋養了漁場，但澎湖群島南方的海深只有七、八十公尺左右，有些地方才只有三、四十公尺而已，這種深度的海水到底能帶上來多少營養鹽，尚待進一步的證實。烏魚每年在冬至前後都會到這附近海域迴游，由於此種季節性的巧合，實有必要進一步詳細研究此處的上昇流現象，主要是研究此處上昇流與烏魚停留時間長短的關係，以期能更了解烏魚迴游的特性。
台灣東南沿海附近
東南沿海附近的上昇流現象，是台灣附近海域中最明顯的地方。最初引起研究興趣是由於1966年7月20日，雙子座人造衛星拍得的照片顯示此處有上昇流的跡象，近十年來，前後有中、美、日等國的海洋學家多人研究這地方的上昇流。
造成此處上昇流的主因首推地形的影響，台灣東部海岸相當陡峻，離岸十多公里處，水深已達1000公尺以上，而台東外海的綠島附近海底有一500公尺深的隆起部分（見圖四），寬約一百公里而深及七、八百公尺的黑潮流經此處，地形的效應造成了這地方的上昇流現象。黑潮本身是屬於地衡洋流的一種，在北半球的地衡洋流由於地球自轉的緣故，洋流的左方自然會產生上昇流，因此加強了此處上昇流的氣勢；此外，夏季吹的西南風以及近岸的向南反流，也被認為是上昇流的成因。台灣東南沿海的表層海水已證實含有較豐富的營養鹽，而且海洋生物學家也都深信此處漁場頗具更進一步開發的價值。
台灣東北海域
台灣東北海域存在的冷水團多年前已被注意，直到最近一、二年，收集了更多的水文資料，方較肯定地推斷此處上昇流的存在。造成此處上昇流的原因主要有二，第一是由於地形的影響，黑潮沿台灣東岸北行，東北海域附近的海底地形陡升，而在三貂角附近，海底地形較為隆起（見圖五），黑潮流經此處自然容易產生上昇流；其次，黑潮帶來的海水溫度較高，遇上當地或由北方南下較冷的海水，也就容易引起上昇流的現象了。此外，此處位於黑潮地衡洋流之左方，而且黑潮經三貂角以後離台灣而去在東北方產生的逆時針渦漩，在在都有利於上昇流之產生；此處表層海水也已被證實含較豐富的營養鹽，這當然也是由上昇流帶上來的。
當然，要全盤明瞭上昇流的過程及其與其他現象的關係絕非易事，但是由於測量儀器的進步，以及數理統計和電腦的進一步應用，都可增進我們的了解。研究上昇流的重要性，除了因為它與漁產量的密切關係外，還直接與環境保護有關，好比說，近年來世界各國相繼建立核能電廠，建核能電廠最理想的地方是在鄰近海域有上昇流的海邊，因為核能電廠運轉時產生相當多的熱量，使機器的溫度升高，這需要大量的海水冷卻，而上昇流帶上來的冷海水有較佳的冷卻效果。而那些用過的原子廢料在陸地上儲存約十年後，將被丟棄於大海中，如不幸剛好丟到上昇流很強的區域，則被污染而含有放射性的海水又被帶上海表面，將直接影響了魚類，人類吃了這些遭放射性污染的魚類，安能不受危害？其他如在沿海丟棄垃圾及工廠廢水，也都需要研究沿岸的流況，這當然包括可能的上昇流現象。
次層海水含有較豐富的營養鹽，如果沒有上昇流的自然力量把它帶上來，人們也要設法用人工的力量把它引上來。美國德州大學就直接用水管把沿岸之次層海水抽上來，利用其豐富的營養鹽養殖魚類，效果很好。台大海洋研究所也在台灣最南端的南灣海域進行人工上昇流的實驗，在海底放下特別設計的器材，當洋流經過時利用流體的特性，引致海水上升的力量而產生上昇流。如果證實在南灣人工上昇流為可行，則其效果是多方面的，一方面可增加海表面的營養鹽以增加漁產量；另一方面在海底放置的器材也可當做人工魚礁，引來魚群在此生存、繁殖；再一方面設立在南灣的核能三廠可用這些升上來的冷海水增加冷卻效果，最後還可利用這些低溫海水與核三廠排出之熱水的溫差能量，研究溫差發電的可行性。
綜合而言，陸地上的資源有限，發展也有限，而海洋面積佔地球表面的了71％，開發海洋的資源愈來愈重要。要開發海洋，必先具備海洋的知識，不論是洋流、波浪、潮汐、氣象或上昇流等，都是很重要的。上昇流只是其中較具經濟價值的一種，而且它牽涉很多方面的發展，極具研究的價值。
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