海洋知識百科：科學探索洋流的過程了解一下
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在海邊散步，我們會發現許多漂流物品被衝上沙灘。令人遺憾的是近來的漂流物多是塑料瓶或泡沫塑料之類的東西，但是偶爾也能發現一些漂流的木頭或者椰子等物品。這些物品上有的吸附著藤壺等貝類，有的殘留著海龜的爪痕，顯然在海洋上漂流了很久。只要我們能夠調查出這些漂流物從哪裡漂來，也就可以推測出將它們帶來的洋流的運動了。椰子肯定是順著黑潮從南方的島嶼漂流來的，而由日本海岸漂流出的物品則在美國的西雅圖和阿拉斯加被發現。這一切說明在北太平洋上存在著一個被稱為亞熱帶循環的順時針洋流系。
根據這一點，從很早以前人們就用漂流瓶的方式來調查洋流。其中流傳較廣的有郡司大尉的故事。據說郡司大尉受海洋學家和田雄治博士的委託，在公元1893年的擇捉島向色丹島施放了400枚漂流瓶。雖然最後只收回了5枚漂流瓶，但是這可是日本最早的洋流調查實驗。現在我們仍然經常使用漂流瓶的方法來調查洋流。漂流試驗用的防水紙也被稱為「漂流明信片」。如果您發現了漂流瓶或者漂流明信片，請記錄當時的時間和地點並及時和有關單位聯繫。從船隻的漂流情況也可以測量洋流。
例如即使按照固定的方位航行，由于洋流的影響，船隻的航線仍然會或左或右地偏移，或者航行速度受到影響。據此可以測出洋流的方向和強度。順便提示一點，現代的船隻的航行系統都已經考慮到了洋流的影響，自動根據洋流的情況來調整航行的方向。現代依靠人造衛星來確定海上位置。就像許多人都知道的，現在隨著車輛的導航而普及了的「全球定位系統」在全球的任何角落都能利用，當然船隻也能使用。在漂浮在海面上的浮標上安裝GPS全球定位系統的信號接收器，就可以以100米以內的精度來測量每秒的位置，這樣就可以測出洋流的速度。
當然，這種GPS浮標需要回收，或者利用其他電波信號來告知它的位置。在另一種被稱為「ARGOS系統」的系統中則利用軌道氣象衛星來確定現在的位置。電波自浮標發出，由氣象衛星接收，每日進行6～10次的定位。根據這個方法可以相當準確地測定海洋表面海水的運動。測量風速的風速計不僅僅在氣象觀測所才有，在學校等地方也經常能見到。同風速計一樣，測量水流的設備稱為「流速計」。風速計由測量風的強度的螺旋葉片部分和測量風向的箭頭部分構成。這兩種信號都被轉化為電信號並記錄在觀測室中。流速計也使用螺旋輪，一般多為垂直轉軸的葉輪式。
當流速計被安裝在觀測塔或者海底的平臺上時，它的結構和風速計幾乎一樣。但是如果將它固定在繩索上進行測量，就必須安裝特殊的系統。因為繩索會和流速計一起旋轉，所以必須內置定位計和記錄計。進入20世紀後，這種流速計又有了不少的發明。例如，有一種發明，每當螺旋輪旋轉一周，磁定位盤中便有一粒小金屬球落入。將這種流速計固定在繩索的一端垂在一定深度的測定層上保持一定時間，然後將它提起。根據金屬球的數量便可以計算出測定時間內的平均流速和流向的頻度。另外，還有一種辦法，每間隔一定時間便以列印的形式在軸紙上記錄葉片和磁定位計的方向。
在轉速器和方位指示器上則記錄著鉛字。到了20世紀60年代改用膠片，近代則多用磁帶等磁記錄設備。現代的記錄計利用電腦存儲記錄，直接輸入電腦進行數據分析。根據最新的調查研究結果，在水深1萬米的海溝底部最大也有10釐米／秒的流速。在這方面機械式的流速探測器立了大功。有的敏感度高的螺旋輪在1.5釐米／秒的流速下便可以開始旋轉。要測量更加微小的流速就要使用電磁式或聲波式設備了。所謂的電磁式，就是在線圈裡通電，使感應器周圍產生磁場，當海水流過磁場時會產生電壓，根據所產生的電壓就可以測得水流的數據。
所謂的聲波式，根據的是聲波在順流的情況下比逆流情況下早到達目的地的原理。音速在水中的傳播速度為每秒1500米，10釐米的距離所需的傳播時間也可以測量。現在一般在海底間隔約10千米處安裝2臺聲波產生接收器，用來進行測量從海底到海面的平均流速的試驗。在海水中也存在著如浮遊生物一類的隨海水的運動而運動的可反射聲波的物體。南海上船隻的船底發射出的聲波在遇到上述的反射體時，會反射出頻率不同的聲波。這就是船同反射體的相對運動的都卜勒效應。根據接收到回音的時間差可以測出反射體的深度。這就是所謂的「聲波都卜勒流速計」。將這種流速計安裝在船底，可以在航行過程中測量水深1000米處的流速。
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