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世界上的每一片海域都孕育著生命，從海岸到海底，由熱帶至冰川。海洋生物擁有絢麗、奇特的外貌，它們以有趣又匪夷所思的方式生活著。對于動物學(xué)與植物學(xué)研究來說，科學(xué)繪畫能夠展示動植物的形態(tài)與分類，色彩能夠快速且準(zhǔn)確地傳達(dá)信息。據(jù)此，美國舊金山州立大學(xué)的海洋生物學(xué)副教授托馬斯·M.尼森以自身40余年的授課經(jīng)驗為基礎(chǔ)，聯(lián)合經(jīng)典暢銷書作者溫·卡皮特，推出了以海洋生物學(xué)為主題的涂色圖鑒。全書詳細(xì)介紹了18大類450余種海洋動植物的生境、攝食、繁衍、發(fā)育等生活方式，以及各生物之間的奇妙關(guān)系。用專業(yè)且精美的插圖展示了海洋生物的形態(tài)與結(jié)構(gòu)。此外，本書還介紹了深海潛水科考船等研究技術(shù)，呈現(xiàn)了海洋科技的**魅力。不妨翻開本書，用色彩來認(rèn)知神秘的海洋吧，窺探碧波之下的生命奇觀。

1 洋流和全球氣候
    海洋是地球上最龐大的生境①，它的存在對陸地生境而言至關(guān)重要。海洋能夠調(diào)節(jié)地球的氣候模式。
    太陽能是影響全球氣候的主要因素之一。地球是一個球體，無法均勻地接收陽光。近赤道處相對于地球其他區(qū)域更靠近太陽，且陽光能直射至此。因此，赤道地區(qū)能夠接收到更多的太陽能。而由于陽光只能斜照至地球的兩極地區(qū)，大量的陽光被反射，兩極地區(qū)接收的太陽能較少。根據(jù)太陽輻射程度的差異，我們或許會推想，赤道地區(qū)的海水會沸騰，而兩極地區(qū)的海水會凍結(jié)。但這是不可能發(fā)生的，因為直射至赤道的太陽能被海洋及其上方的大氣層重新分配到了全球各地。
    請給太陽及其輻射的能量上色。為地球上色。使用不同的顏色給三圈環(huán)流上色。
    赤道附近海域上空的太陽輻射能夠使表層海水升溫，并引發(fā)水體的蒸發(fā)現(xiàn)象。在地球接收的太陽能（solar energy）中，近一半的能量用于將高密度的液態(tài)水轉(zhuǎn)化成低密度的氣態(tài)水。當(dāng)水蒸氣上升至遠(yuǎn)離赤道的大氣層中時，它們就開始冷卻，進(jìn)而凝結(jié)，最后變成落下的雨滴或露水。隨著液態(tài)水轉(zhuǎn)化為密度更小的水蒸氣，空氣變得更輕、更濕潤；而干燥的空氣密度更大，會下沉。這樣一來，赤道附近較輕的上升空氣形成了一個大氣低壓區(qū)；而赤道以南及以北的空氣由于密度大而下沉，形成了大氣高壓區(qū)。
    高壓區(qū)和低壓區(qū)的相互作用導(dǎo)致了大氣環(huán)流圈的生成。無論是在北半球，抑或是在南半球，我們都能找到三個大氣環(huán)流圈（即三圈環(huán)流）：除了前文描述的赤道環(huán)流圈（equatorial cell），還包括中緯度環(huán)流圈（mid-latitude cell）和極地環(huán)流圈（polar cell）。這些全球性的大氣環(huán)流圈如由太陽輻射和海水蒸發(fā)所驅(qū)動的熱力泵般運(yùn)作。當(dāng)大氣層中的水蒸氣凝結(jié)時，其儲藏的能量被釋放了出來，加熱了高緯度區(qū)上方的空氣。在大氣環(huán)流的作用下，輻射至赤道地區(qū)的三分之二的太陽能被重新分配給了地球的其他地區(qū)，而剩下的三分之一則通過洋流的運(yùn)動來分配。
    請給行星風(fēng)的底圖上色。注意觀察圖中風(fēng)的運(yùn)動方向，為不同方向的風(fēng)涂上對比色。
    地球上方的氣壓始終趨向于平衡狀態(tài)。因此，高壓區(qū)的空氣會流向低壓區(qū)。我們將這些流動的空氣稱之為“風(fēng)”。赤道環(huán)流圈內(nèi)的風(fēng)是吹向赤道的。氣流走向的偏移與地球自轉(zhuǎn)相適應(yīng)的現(xiàn)象被稱為科里奧利效應(yīng)（Coriolis effect）。從兩個半球吹向赤道的風(fēng)受到了西向推力的影響；相反，中緯度環(huán)流圈內(nèi)的風(fēng)則受到了東向推力的作用；而極地環(huán)流圈內(nèi)的風(fēng)則受到西向推力的作用。這些在全球大氣環(huán)流圈里流動的風(fēng)就被稱為行星風(fēng)（planetary wind）。
    風(fēng)的命名取決于其生成方向。在赤道環(huán)流圈里，吹向赤道的行星風(fēng)為東信風(fēng)（eastern trade wind）。中緯度環(huán)流圈內(nèi)的風(fēng)被稱為西風(fēng)（westerlies，又叫西風(fēng)帶）。
    請給太平洋的表層洋流上色。
    東信風(fēng)吹過海水表面時，海水變得溫暖，開始運(yùn)動，形成了表層洋流。海水自東向西流動，當(dāng)洋流迎面遇到大陸時，它們就會分開，向北或者向南流動，最終完成整個大洋環(huán)流過程，回到赤道。在太平洋地區(qū)，南北半球的大洋表層環(huán)流是呈對稱分布的。
    請為北美洲涂色。用冷色給加利福尼亞寒流上色，用暖色給墨西哥灣流上色。
    全球尺度的海水表層洋流影響著各地的天氣。在北半球大洋盆地②的上方，海洋表層水體形成了一個巨大的順時針環(huán)流。在太平洋海區(qū)，海水在赤道地區(qū)被加熱，而后沿著亞洲海岸線向北流動，再向東流向寒冷的北方高緯度區(qū)。當(dāng)流到北美洲時，海水會改變方向，開始沿著加利福尼亞州的海岸線向南流動，進(jìn)而形成加利福尼亞寒流（California Current）。至此，這條洋流在赤道處吸收的熱量都已釋放完畢，水體溫度降低。生活在加利福尼亞州的人們來到海邊游泳時，能夠體驗到加利福尼亞寒流帶來的寒冷。加利福尼亞寒流繼續(xù)向南流動，流至赤道海區(qū)，循環(huán)重新開始。該寒流冷卻了其上方的空氣，也調(diào)節(jié)了沿岸地區(qū)的氣候。
    在美國的東海岸地區(qū)，夏季期間，墨西哥灣流（Gulf Stream）沿著海岸向北流動，為赤道至墨西哥灣之間的海域帶來了溫暖的海水，也提高了沿岸地區(qū)的氣溫。
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