第1章 海洋學里程碑 台大海洋研究所 范光龍 第1單元 本著作除另有註明外，採取創用CC「姓名標示－ 非商業性－相同方式分享」台灣2.5版授權釋出

海洋學里程碑 一、人物（早期） 二、現象（近代） 1.哥倫布1492年發現美洲 2.麥哲倫1519～1522年環球一週 3.庫克1768～1780三次環太平洋探測 4.達爾文1831～1836環球探測 二、現象（近代） 1.Ekman風吹流理論 2.西方強化現象 (Westward Intensification) 3.水環 (Rings) 1970年代 4.聖嬰現象 (El Niño) 1970年代

海洋學里程碑--人物（早期） 1.哥倫布1492年發現美洲 2.麥哲倫1519～1522年環球一週 3.庫克1768～1780年三次環太平洋探測 4.達爾文1831～1836年環球探測

哥倫布發現美洲 哥倫布(Columbus)於1491年1月自西班牙Sevilla 出發，隔年發現了美洲，事實上早他500年以前，挪威維京人已開始造訪美洲，只是他們沒有像哥倫布那麼聲勢浩大而已。美洲的存在廣為人知後，歐洲人漸漸移入，摧毀了一些美洲原有的文化，再造了另一種新的文明，同時也大大改變了美洲的生態環境。

http://commons. wikimedia. org/wiki/File:Ridolfo_Ghirlandaio_Columbus http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ridolfo_Ghirlandaio_Columbus.jpg Ridolfo Ghirlandaio 哥倫布:1451-1506年

海洋學里程碑--人物（早期） 1.哥倫布發現美洲 2.麥哲倫1519～1522年環球一週 3.庫克1768～1780三次環太平洋探測 4.達爾文1831～1836環球探測

麥哲倫1519～1522年環球一週 麥哲倫(Magellan)於1519年從西班牙出發，花了3年時間首次完成環球一週的壯舉，他本人於1521年在菲律賓被殺，1519年出發時原有的250名船員最後也只剩18人活著回來。船員中很多人死亡是因為當時仍然不曉得在海上長時間航行，如果未帶足夠蔬菜、水果的話，會因缺乏維他命C引起壞血症而死亡。麥哲倫證明了地球是圓的，這激發了歐洲人往外探險的野心。

麥哲倫的環球航線 非洲 南美洲 澳洲 西班牙 ★ 麥哲倫喪生處1521年4月27日 大西洋 ★ 菲律賓群島 太平洋 http://zh.wikipedia.org/zh-tw/File:Magellan%27s_voyage_zh-classical.svg 范光龍修改 南美洲 澳洲 麥哲倫海峽 MesserWoland and Petr Dlouhý

http://commons. wikimedia. org/wiki/Image:Raffael_038. jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Raffael_038.jpg?uselang=zh-tw Raffaello Sanzio 麥哲倫:1480-1521年

海洋學里程碑--人物（早期） 1.哥倫布發現美洲 2.麥哲倫1519～1522年環球一週 3.庫克1768～1780三次環太平洋探測 4.達爾文1831～1836環球探測

庫克1768～1780三次環太平洋探測 庫克(Cook)在英國海軍服務，1768～1780年三次完成環太平洋的探測航行，是大家公認的第一位海洋學家，他很受尊敬，他的名字也廣受歡迎，在各地方多所引用，例如，紐西蘭有庫克山。他每到一處新的陸地或島上，都相當尊重原住民，但諷刺的是，他本人不幸於1779年在夏威夷被土著殺了，肇因於他的船員觸犯了原住民的禁忌。

庫克三次環太平洋的探測航線 出發地 ☆ 1776~1780 1768~1771 1772~1775 http://en.wikipedia.org/wiki/File:Cook_Three_Voyages_59.png Jon Platek

用庫克肖像製成的郵票 圖來源: Tom Garrison 『Oceanography-An Invitation to Marine Science』P36, Wadsworth

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Captainjamescookportrait.jpg Nathaniel Dance 庫克:1728-1779年

海洋學里程碑--人物（早期） 1.哥倫布發現美洲 2.麥哲倫1519～1522年環球一週 3.庫克1768～1780年三次環太平洋探測 4.達爾文1831～1836年環球探測

達爾文1831~1836環球探測 1831年達爾文(Darwin)剛從英國劍橋大學畢業，他念的是神學，只是業餘的自然科學家，受邀參加環航世界一週，費時5年的探測之旅，這份工作因沒薪水，父親反對他參加，但最後他還是堅持加入，後來根據該次航行收集的資料發表了進化論，大大改變了物種演化的理論。

http://de. wikipedia. org/w/index. php http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Charles_Darwin_aged_51.jpg&filetimestamp=20050316062541 Messrs. Maull and Fox 達爾文:1809-1882年

海洋學里程碑--現象（近代） 1.Ekman 風吹流理論 2.西方強化 (Westward Intensification) 3.水環 (Rings) 1970年代 4.聖嬰現象 (El Niño) 1970年代

Ekman風吹流理論 Ekman (1905) 建立 了風吹流理論，在 北半球 open sea， 風久吹海面，表面 海流隨風方向往右 多，累積整層的海 水運送方向剛好向 右偏90o。 國立編譯館主編 范光龍譯 『物理海洋學導論』 P238,南山堂出版社發行 原著:George L.Pickard / William J.Emery

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ekman_Vagn.jpg Ekman:1874-1954年

Ekman風吹流理論的應用 利用Ekman風吹流理論,可以解釋許多海洋 有關海流的現象,例如: 大洋環流 上升流 地衡洋流 4. 水環

海洋學里程碑--現象（近代） 1.Ekman 風吹流理論 2.西方強化 (Westward Intensification) 3.水環 (Rings) 1970年代 4.聖嬰現象 (El Niño) 1970年代

西方強化現象 Stommel (1948) 提出西方強化的理論，說 明在大洋的西方常有一強流： 1. 西太平洋: 黑潮 (Kuroshio) 2. 西大西洋: 灣流 (Gulf Stream)

西方強化現象 解釋西方強化現象,要先了解科氏力(Coriolis Force) f＝2Ω．u．sinψ 式中，Ω :地球自轉速率 　　ψ :物體所在位置的緯度 以黑潮為例,在緯度越高處受到右偏的 科氏力越大,為達渦度平衡（conservation of vorticity ）,就會造成西方海流強化。 N 海流 科氏力 S

西方強化現象 Henry Stommel:1920-1992年 提出西方強化理論的科學家 http://www.whoi.edu/page.do?pid=7716 Henry Stommel:1920-1992年

海洋學里程碑--現象（近代） 1.Ekman 風吹流理論 2.西方強化 (Westward Intensification) 3.水環 (Rings) 1970年代 4.聖嬰現象 (El Niño) 1970年代

水環的形成 大洋西方的強流到了較高緯度以後，科氏力效應顯現，因而彎曲而行，有時往右偏而形成逆時針轉的冷水環(Cold Ring)，往左偏則形成順時針轉的溫水環（Warm Ring）。

水環現象 1970年代之後大量使用人造衛星研究海洋，才更了解水環現象。 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:MTIspace.jpg

水環 (Rings) 1970年代 Ring有兩種：Cold Rings & Warm Rings。 台大 范光龍 台大 范光龍

冷水環的特性 　冷水環以逆時針方向旋轉，環內會形成海水上升的現象，造成水溫較低，因而稱為冷水環。在黑潮或灣流東側一般都會同時存在７～８個冷水環，每ㄧ個冷水環壽命大約為２年左右。水環內上升流帶來較多營養鹽，常有魚群聚集。

溫水環的特性 　溫水環以順時針方向旋轉，環內海水ㄧ般水溫較高，因而稱為溫水環。在黑潮或灣流的西側或北側一般都會同時存在２～３個溫水環，多在大陸棚上，由於大陸棚深度較淺，溫水環會受到底部摩擦的影響，每ㄧ個溫水環壽命大約只有半年左右。

海洋學里程碑--現象（近代） 1.Ekman 風吹流理論 2.西方強化 (Westward Intensification) 3.水環 (Rings) 1970年代 4.聖嬰現象 (El Niño) 1970年代

聖嬰現象　 　平常時太平洋赤道東風把溫暖的海水吹向西太平洋堆積，太平洋西側水位比東側高約90cm，也造成西太平洋多雨，東太平洋乾旱，每經３～５年，西太平洋的溫水往東傳送，聖嬰現象於焉發生，使得西太平洋乾旱，東太平洋多雨，同時也造成大氣環流的改變，全球大部份地方的天氣都會發生異常，利用人造衛星研究聖嬰現象最有效。

聖嬰現象 1970年代之後大量使用人造衛星研究海洋，才更了解聖嬰現象。 http://search.creativecommons.org/# Flickr關鍵字:人造衛星

平常年與聖嬰年的海平面水位變化 西岸水位比 東岸高約90cm 平常年 聖嬰年 台大 范光龍

平常年與聖嬰年太平洋海面水溫的變化 聖嬰年 平常年 左:http://zh.wikipedia.org/zh-tw/File:Enso_normal.png 右:http://zh.wikipedia.org/zh-tw/File:Enso_elnino.png 聖嬰年 平常年

聖嬰年祕魯常發生反常的洪水 http://www.ldeo.columbia.edu/res/div/ocp/drought/images/El_Nino_storms2.jpg關鍵字:1982~83 El Nino

聖嬰年祕魯洪水常造成死傷 http://www.storm.no/nyheter/2799648關鍵字:El nino

聖嬰年澳洲常發生乾旱 http://www.adnmundo.com/contenidos/ambiente/fenomeno_el_nino_sequia_mexico_huracanes_ma190809.html 關鍵字:El nino

~The End~ 請多指教

作品 授權條件 作者/來源 Ridolfo Ghirlandaio http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ridolfo_Ghirlandaio_Columbus.jpg 2010/03/03 visited MesserWoland and Petr Dlouhý http://zh.wikipedia.org/zhtw/File:Magellan%27s_voyage_zh-classical.svg 范光龍修改 2010/03/03 visited Raffaello Sanzio http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Raffael_038.jpg?uselang=zh-tw 2010/03/03 visited Jon Platek. Blank map by en:User:Reisio http://en.wikipedia.org/wiki/File:Cook_Three_Voyages_59.png 2010/03/03 visited Nathaniel Dance http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Captainjamescookportrait.jpg 2009/10/06 visited Tom Garrison 『Oceanography-An Invitation to Marine Science』P36, Wadsworth

作品 授權條件 作者/來源 Messrs. Maull and Fox http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Charles_Darwin_aged_51.jpg&filetimestamp=20050316062541 2010/03/04 visited 國立編譯館主編 范光龍譯 『物理海洋學導論』 P238,南山堂出版社發行 原著:George L.Pickard / William J.Emery Unknown photographer http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ekman_Vagn.jpg 2010/03/04 visited Vicky Cullen http://www.whoi.edu/page.do?pid=7716 2010/03/04 visited the United States Federal Government http://commons.wikimedia.org/wiki/File:MTIspace.jpg 2010/03/05 visited

作品 授權條件 作者/來源 台灣大學 海洋研究所 范光龍 the United States Federal Government http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Enso_normal.png 2010/03/04 visited the U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Enso_elnino.png 2010/03/04 visited Vince Streano http://www.ldeo.columbia.edu/res/div/ocp/drought/storm_track.shtml 2010/03/04 visited

作品 授權條件 作者/來源 Scanpix http://www.storm.no/nyheter/2799648 2010/03/04 visited adnmundo.com http://www.adnmundo.com/contenidos/ambiente/fenomeno_el_nino_sequia_mexico_huracanes_ma190809.html 2010/03/04 visited