您是否有过这样的经历：盛夏时去韩国东海岸的海水浴场，海水却冷得只能把脚泡一泡就上岸？几天前还温暖的大海一夜之间变得像冰水一样，这种事并不少见。阳光灿烂的日子里大海反而变冷，这个谜题的答案就是深海冷水向上涌升的现象——“上升流（Upwelling）”。
简单来说，上升流是指“深处冰冷且富含营养的海水上涌，填补被风推走的表层海水所留下空缺的现象”。这股冷水对游泳的人来说并不受欢迎，但对海洋生物而言却是运送食物的贵客，也是造就世界级渔场的原动力。
本文将依次介绍上升流的形成原理、世界上具有代表性的上升流海域、它对海洋生态系统和天气的影响，以及厄尔尼诺与气候变化中上升流的未来。
深海冷水上涌的原理及其影响
风为什么把海水推向侧面
要理解上升流，首先需要了解风和海水是如何一起运动的。风吹过海面时会拖动表层海水，但这些水并不会径直朝风吹的方向流去。
- 科里奥利效应（Coriolis Effect）：由于地球自转，运动的物体在北半球向右偏转，在南半球向左偏转。
- 埃克曼螺旋（Ekman Spiral）：表层海水与风向偏离约45度流动，其下各层在摩擦作用下被带动，并逐层偏转得更多一些，形成螺旋形状。
- 埃克曼输送（Ekman Transport）：把这些水层全部加起来，表层海水整体上朝着与风向垂直的方向移动。
这一原理源于挪威探险家弗里乔夫·南森（Fridtjof Nansen）在北极探险中的观察：海冰的漂移方向比风向偏右约20～40度。瑞典海洋学家万·瓦尔弗里德·埃克曼（Vagn Walfrid Ekman）用数学方法解释了这一现象，并于1905年发表。反过来，当风把表层海水推向海岸时，海水会堆积后向下沉降，这称为下降流（Downwelling）。上升流和下降流是使海水上下混合的一对运动。
上升流发生在哪里
表层海水向一侧流走后，下方的海水就会上涌填补空缺。发生上升流的地方大致可分为三类。
（1）沿岸上升流
当风与海岸线平行吹拂、把表层海水推向远海时就会发生。这是最广为人知的形式，冷水上涌的速度通常为每天5～10m左右。秘鲁和智利外海的洪堡海流、美国西海岸的加利福尼亚海流、非洲西北部的加那利海流以及非洲西南部的本格拉海流都是典型代表。
（2）赤道上升流
在赤道附近，从东方吹来的信风把表层海水分开，在北半球推向北方，在南半球推向南方。冷水从两者之间涌升，沿太平洋赤道形成一条带状的富饶海域。这条海带浮游植物丰富，甚至在卫星图像中也清晰可见。
（3）韩国的冷水带
夏季偏南风持续时，韩国东海岸南部沿岸也会发生上升流，出现冷水带。由于水温会突然大幅下降，养殖场的鱼类有时会受害，因此韩国国立水产科学院会发布冷水带特报加以提醒。
上升流如何改变海洋与天气
深海中积累着从上方沉降的生物残骸分解后产生的硝酸盐、磷酸盐等营养盐。上升流把这些“肥料”带到阳光能照到的表层。
造就世界顶级渔场
遇到营养盐的浮游植物爆发式增长，食物链由此延伸到以它们为食的浮游动物、鳀鱼和沙丁鱼等小型鱼类，再到更大的鱼类、海鸟和海洋哺乳动物。五大主要上升流海域仅占海洋总面积的约5%，却贡献了全球海洋渔获量的约25%。秘鲁外海的鳀鱼渔场就是典型代表。
带来雾和沙漠
冰冷的海水也会冷却其上方的空气，形成浓重的海雾和低云。夏天也凉爽多雾的美国旧金山就是一个很好的例子。另一方面，由于空气从下层开始变冷，雨云难以发展，因此沿海岸可能形成干旱的土地，例如智利的阿塔卡马沙漠和纳米比亚的纳米布沙漠。
厄尔尼诺与气候变化中的上升流
上升流是由风造成的现象，因此风减弱时它也会随之减弱。所以它对天气和气候的变化非常敏感。
（1）厄尔尼诺来临，大海就会挨饿
厄尔尼诺发生、信风减弱时，秘鲁外海的上升流减少，温暖且营养贫乏的海水覆盖海岸。1972年，厄尔尼诺与过度捕捞叠加，导致秘鲁的鳀鱼渔获量急剧崩溃。
（2）过度捕捞会动摇食物链
在上升流海域，通常由鳀鱼或沙丁鱼等一两种小型鱼类充当连接食物链上下层的“腰部”。如果过度捕捞这些鱼，以它们为食的海鸟和大型鱼类也会随之减少。
（3）关注海洋变暖的影响
有一种假说认为，地球变暖后陆地与海洋的温差会扩大，沿岸上升流可能因此增强；但也有人担心表层变暖会使海水更难混合。科学家正通过卫星观测海面温度和叶绿素浓度，持续追踪这些变化。
上升流很容易只被记作海水浴场里的冷水，但实际上，它是把海底营养带上来、养活无数生命的巨大循环的一部分。正是有了风、地球自转和海水共同造就的这种运动，我们餐桌上的鱼才得以存在。
知道一缕风就能唤醒深海，这是学会读懂大海的第一步。
