Dòng hải lưu là gì? Nguyên lý hoạt động, phân loại và tận dụng nguồn năng lượng sạch này

Dòng hải lưu hoạt động như thế nào?

Dòng hải lưu là sự di chuyển dọc hoặc ngang của cả bề mặt và nước sâu trên khắp các đại dương thế giới. Dòng điện thường di chuyển theo một hướng cụ thể và hỗ trợ đáng kể cho sự lưu thông của độ ẩm Trái đất, thời tiết kết quả và ô nhiễm nước.

Dòng hải lưu được tìm thấy trên toàn cầu và khác nhau về kích thước, tầm quan trọng và sức mạnh. Một số dòng chảy nổi bật hơn bao gồm Dòng chảy California và Humboldt ở Thái Bình Dương, Dòng hải lưu và Dòng chảy Labrador ở Đại Tây Dương và Dòng gió mùa Ấn Độ ở Ấn Độ Dương. Đây chỉ là một mẫu của mười bảy dòng chảy bề mặt chính được tìm thấy trong các đại dương trên thế giới.

Các loại và nguyên nhân của dòng điện đại dương

Ngoài kích thước và sức mạnh khác nhau, dòng hải lưu khác nhau về loại. Chúng có thể là bề mặt hoặc nước sâu.

Dòng chảy bề mặt là những dòng được tìm thấy ở phía trên 400 mét (1.300 feet) của đại dương và chiếm khoảng 10% tổng lượng nước trong đại dương. Dòng chảy bề mặt chủ yếu là do gió gây ra bởi vì nó tạo ra ma sát khi nó di chuyển trên mặt nước. Ma sát này sau đó buộc nước di chuyển theo mô hình xoắn ốc, tạo ra các con quay. Ở bán cầu bắc, con quay di chuyển theo chiều kim đồng hồ; trong khi ở bán cầu nam, chúng quay ngược chiều kim đồng hồ. Tốc độ của dòng chảy bề mặt là gần nhất với bề mặt đại dương và giảm xuống khoảng 100 mét (328 ft) bên dưới bề mặt.

Bởi vì dòng chảy bề mặt di chuyển trên một khoảng cách dài, lực Coriolis cũng đóng một vai trò trong chuyển động của chúng và làm chệch hướng chúng, hỗ trợ thêm cho việc tạo ra mô hình tròn của chúng. Cuối cùng, trọng lực đóng vai trò trong sự chuyển động của dòng chảy bề mặt vì đỉnh đại dương không đồng đều. Các gò trong nước hình thành ở những khu vực nước gặp đất, nơi nước ấm hơn hoặc nơi hai dòng chảy hội tụ. Trọng lực sau đó đẩy dòng nước này xuống trên các gò đất và tạo ra dòng chảy.

Dòng nước sâu, còn được gọi là tuần hoàn nhiệt, được tìm thấy dưới 400 mét và chiếm khoảng 90% đại dương. Giống như dòng chảy bề mặt, trọng lực đóng vai trò tạo ra dòng nước sâu nhưng nguyên nhân chủ yếu là do chênh lệch mật độ trong nước.

Sự khác biệt mật độ là một hàm của nhiệt độ và độ mặn. Nước ấm giữ ít muối hơn nước lạnh nên ít đậm đặc hơn và nổi lên trên bề mặt trong khi nước lạnh, đầy muối. Khi nước ấm dâng lên, nước lạnh buộc phải dâng lên qua thượng nguồn và lấp đầy khoảng trống mà ấm áp để lại. Ngược lại, khi nước lạnh dâng lên, nó cũng để lại một khoảng trống và nước ấm dâng lên sau đó bị ép buộc, thông qua dòng chảy xuống, lấp đầy và lấp đầy khoảng trống này, tạo ra sự lưu thông nhiệt.

Tuần hoàn nhiệt được gọi là Vành đai băng tải toàn cầu vì sự lưu thông của nước ấm và lạnh đóng vai trò như một dòng sông ngầm và di chuyển nước trên khắp đại dương.

Cuối cùng, địa hình đáy biển và hình dạng của các lưu vực đại dương ảnh hưởng đến cả dòng nước mặt và nước sâu khi chúng hạn chế các khu vực nơi nước có thể di chuyển và “phễu” nó sang nơi khác.

Tầm quan trọng của dòng hải lưu

Bởi vì các dòng hải lưu lưu thông nước trên toàn thế giới, chúng có tác động đáng kể đến sự chuyển động của năng lượng và độ ẩm giữa các đại dương và khí quyển. Kết quả là, chúng rất quan trọng đối với thời tiết thế giới. Chẳng hạn, Stream Stream là dòng nước ấm bắt nguồn từ Vịnh Mexico và di chuyển về phía bắc về phía châu Âu. Vì nó đầy nước ấm, nhiệt độ mặt nước biển ấm áp, giữ cho những nơi như châu Âu ấm hơn các khu vực khác ở vĩ độ tương tự.

Dòng điện Humboldt là một ví dụ khác về dòng điện ảnh hưởng đến thời tiết. Khi dòng lạnh này thường xuất hiện ngoài khơi Chile và Peru, nó tạo ra những vùng nước cực kỳ năng suất và giữ cho bờ biển mát mẻ và phía bắc Chile khô cằn. Tuy nhiên, khi nó bị phá vỡ, khí hậu Chile Chile bị thay đổi và người ta tin rằng El Niño đóng một vai trò trong sự xáo trộn của nó.

Giống như sự chuyển động của năng lượng và độ ẩm, các mảnh vỡ cũng có thể bị mắc kẹt và di chuyển khắp thế giới thông qua các dòng hải lưu. Đây có thể là do con người tạo ra có ý nghĩa đối với sự hình thành các đảo rác hoặc tự nhiên như tảng băng trôi. Dòng chảy Labrador, chảy về phía nam ra Bắc Băng Dương dọc theo bờ biển Newfoundland và Nova Scotia, nổi tiếng với việc di chuyển các tảng băng trôi vào các tuyến đường vận chuyển ở Bắc Đại Tây Dương.

Dòng điện cũng có vai trò quan trọng trong việc điều hướng. Ngoài việc có thể tránh rác và tảng băng trôi, kiến thức về dòng hải lưu là điều cần thiết để giảm chi phí vận chuyển và tiêu thụ nhiên liệu. Ngày nay, các công ty vận chuyển và thậm chí các cuộc đua thuyền thường sử dụng dòng hải lưu để giảm thời gian trên biển.

Cuối cùng, dòng hải lưu rất quan trọng đối với sự phân bố của sinh vật biển thế giới. Nhiều loài dựa vào dòng hải lưu để di chuyển chúng từ vị trí này sang vị trí khác cho dù đó là để sinh sản hay chỉ là di chuyển đơn giản trên các khu vực rộng lớn.

Dòng chảy đại dương có thể mang lại nguồn năng lượng thay thế

Ngày nay, các dòng hải lưu cũng đang đạt được ý nghĩa như một dạng năng lượng thay thế có thể. Bởi vì nước đậm đặc, nó mang một lượng năng lượng khổng lồ có thể thu được và chuyển thành dạng có thể sử dụng thông qua việc sử dụng tua-bin nước. Hiện tại, đây là một công nghệ thử nghiệm đang được Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc và một số quốc gia thuộc Liên minh Châu Âu thử nghiệm.

Cho dù các dòng hải lưu được sử dụng làm năng lượng thay thế, để giảm chi phí vận chuyển, hoặc ở trạng thái tự nhiên để di chuyển các loài và thời tiết trên toàn thế giới, chúng đều có ý nghĩa đối với các nhà địa lý, nhà khí tượng học và các nhà khoa học khác bởi vì chúng có tác động to lớn đến toàn cầu và bầu khí quyển trái đất quan hệ.

Xem một bài thuyết minh về các dòng hải lưu và tác động toàn cầu của chúng từ Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia.