灵活地操作。即使在很小的船上，回声测深仪也是目前最流 行的仪器，因为在确定水深时，它是一种非常有效的测量工 具。由于鱼群也能发射出回粪测深仪可以接收到的声学反射 信号，现在渔船的技术员可以根据卫星播发的表层海温图确 定他们所感兴趣的区域，并按照回声测深仪的信号进一步利 用声学技术收窄下网范围。 以一个涉及西部石龙虾的例子来说，在这里，物理测定 补充了生物方面的信息及政治方面的作用。那里的龙虾在幼 体期中，随着海流漂移。西澳大利亚州州政府的渔並是以西 部石龙虾为主，他们担心外国渔船可能会把这一资源耗尽。 因此，他们需要知道在该海流区上可以捕捞到这些幼体，以 及在经济专属区内，它们是否能够一直长成成体，还是幼体 成长的某一时段可能在区外渡过。答案是相当复杂的。物理 海洋学家根据数年的观测资料，研究了湖六大利亚西海岸外海 的水流运动，发现西澳大利亚海流并非按照图上所描绘的那 种形式流动。当时，曾经假定西澳大利亚海流是一个缓慢 的、桓定的、沿澳大利亚西侧海岸向赤道方向流动的水流。 事实上不完金相同，它县由一串首尾相接的、连续闭合的、 称为涡流的流动组成。在每个涡中，流动可能会加速，但 是，连成一串的涡环流只沿着海岸缓慢地移动。 在整个生物生产能力中，最重要的单项物理因素是光， 植物不可能在缺乏太仰光的地方生长，因此，浮游植物，作 为细小的、海洋栖居动物基本养料的海洋植物同样需要阳 光。这就意球养透光带，即光可能穿透进入海洋最大距离的 200四，就是具有最大生产能力的地段。在透光带中，当夜 晚域要白天阳光被遮挡时，聚集的浮游植物随之上升。近岸 的某些特定薄城浮游植物往往有很高的生长速度和很大的 12
渔亚生产力。它常出现在海水从海底携带有浮游植物和其它 营养素往上泛浮的地区。这种过程称为上升流，它往往出现 在大祥东侧的海面，例如秘鲁、加里福尼亚、索马里、南非 等地就有这种例证。土升流决定于风的方向，如果风向政 变，上升流便停让，捕鱼量也随之下降。 迄今为止，列出的大部分例子均可以定量表示，换句话 说可用数学方程描述。如果生物过程同样可以用数学方程描 述，就可能导出有机体动态的预报模式。国前这种生态系统 模式尚处于初级阶段。以浮游植物模式为例，通常是根据描 述总体浮游生物变化的方程一一一连续方程式，和必须寻找一 个数学公式说阴浮游植物的通量，亦即在给定的空间和时间 内说明个数的变化和它们的生产量与耗损量。最早试图按照 物理概念推导浮游植物摸式的是1949年赖利(Riley)、斯托 米尔(Stommel)、邦珀斯(Bumpus)。他们找到了浮游植物稳 定状态下的水深分布公式，在这里浮游植物不随时间而变， 并假定浮游植物密度的垂直变化可用一个.与三个因素有关的 二阶徽分方程描述，该三个因索包括了垂直祸动扩散项，它使 浮游生物指向垂直密度量域小的梯度方向运动，沉降速度 项，确定它们下沉的速度，以及作为生产和被摄食的一项。 在透光带中，后一项为正，表示此处浮游植物的增长，而深 水处为负值，表示被鱼类和其它捕食者摄食的浮游生物 量。 上述采用的假设和构成的模式是一种纯数学模式，当 然，它也可以导出若干有价值的结果。为了使垂线方向上的 浮游生物的分布处于稳定状态，就必须：第一，透光带的深 度是有限界的，第二，要有一组固定的沉降速度和涡动扩散 值彰：这种情况只有在稳定状态下才可能实现，第三，：在透光 19
带内，浮游生物密度的增长基术上达到最大的趋势。图1.5 描绘了大西洋地区不同地方中这种简单理论和浮游植物沿垂 线分布之间的对比情况。 自1949年以来，浮游植物模式不断地欧进，并用于提高 我们对海祥上层混合过程的认识上。尽管在透光带的重要性 问题上几亚没有争议，它的上部一般都构成一个“充分混合 层”，在风搅动的情况下，该层各个物理参数都是固定的常 Ξ游植物（克·碳/米） 07 03 04 00 B 100 200 300 400 图1.5。 浮游植物垂直分布的理论预报值（线）与观测值 (点)间的关系。 A:佛罗里达海峡 B:蒙托角外海的裤流区 数。图1.5中是表示粗略的垂直分布样本中略去了对它精细 结构的详细持述，有关这方面的问题将在后面的混合过程一 章中再作讨论。 第四节 经济和地质学 在过去的十年中，石油涨价引起了人们对海洋不可更新 14:
资源的关注。这中间最重要的是碳氢化合物，如，石油和天 然气体，它们埋藏在大陆架斜坡的沉积层内，也可能埋藏在 大洋深部的沉积层中。 初级的海底勘探极大地依赖于声学技术。海洋地展测量 技术（图1.6）近年来获得了显著发展。根据海底的内部结 构和海底沉积层的相互关系，可以揭示出远比过去的可能性 大得多的详细情况。对海上地屣测量的一般性作业，可以认 为是阿声测深仪和地歪仪的相互结合。代替回声测深仪的微 弱脉冲发送器，拖曳的套筒式爆发器会产生强大的冲击波，它 进入海底，并从海底的岩石反射回来。反射波的能童被勘探船 船尾掩曳的接收棒所接收，它们的到达时间则被船上的测量 仪表记录下来。根据这些记录可以判断出地层的形态租深 度，那些无用的多次反射，则用一组类似于第十二章叙述的 数值计算从记录中滤掉。 下面谈淡海上的石油和天然气体的储备。最初，海上作 业是在只有儿米深的水中进行，例如，在委内瑞拉的马拉开 波湖，塞西哥湾，苏联的里海等地区，几年后才开始向深海 进军，包括近岸钻并平台工业制造在内的现代技术已有迅速 的发展。然而，设计中所运用的设计推则和制造技术均极大 地依赖于物理海祥学和大气环境方面的知识。有关上述各种 因素的数据，如水深，潮幅。波高，表层海流和底层海流， 风（阵风风速和持续风速），水温，海生植物丛及各基本条 件都是必须得到的和必须准确的。收集这些数据是艰难的， 而且有不少是在人烟稀少的地方所收集到的历史资料，因 此，在使用这些物理参数的过程中，往往要极为小心。 由于近岸这域不断开发，今后的发展将移到更远的地方， 在那些区戴中，过去的气象资料和海况资料更稀少，可信性 5
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