正文
二、海水表面环流
我们知道，纬度是温度一大决定因素，这样就不难理解为什么地中海气候总是处于纬度30到45度之间了。但为什么它总是出现在大洋西部呢？很显然这和
海水表面
洋流
的分布有关。
海水表面洋流分布是这样的：
图片来自维基百科[2]
上图中红色箭头代表暖流，蓝色箭头代表寒流。经过观察我们可以发现一个规律——在纬度
（北纬或南纬）
30度附近，洋流形成封闭的
环流圈
（ocean gyres，只不过在北半球呈顺时针，南半球呈逆时针）
，并且
在大陆西海岸沿岸形成寒流
，
大陆东海岸形成暖流
。而地中海气候恰好全都分布在大陆西海岸！这看起来并不像巧合，于是我们可以猜测：寒流或许和地中海气候有着紧密联系。
寒流是怎样产生的呢？其实很简单，海水从低温的一侧流向高温的一侧就形成了寒流。从上面这张图中可以看出，寒流都是从高纬度地区流向低纬度地区，因为高纬度地区受太阳辐射少，温度自然要低一些。此外，下面这张图告诉我们寒流为什么会造成干燥：
由于夏天寒流对海风的制冷效果比冬季更加显著，更能减少海岸空气的湿度。这也就是地中海气候夏天干燥的一大原因。
此外，寒流的形成更为夏天降温不少，可谓是天然的空调机。当国内各地陆续出现红橙黄绿青蓝紫各色
高温
预警时，加州海滩上的人们正晒着太阳欣赏着
红橙黄绿青蓝紫各色比基尼呢
。
三、不仅仅是寒流——全球变暖为什么值得关注？
虽然寒流在很大程度上决定了地中海气候的形成，但寒流主要是由于海水因温度差和风力驱动产生的。事实上让海水动起来的主要因素主要有以下几点：
-
潮汐力
。其他星球
（主要是月球）
对不同深度的
地球海水的万有引力不同，造成引力差，这就是涨潮和退潮的产生原因。
-
风力
。“风波”一词的出现，或许就是因为风能产生波浪的缘故。
-
海水温度差
。海水温度能影响海水密度。水不仅能往低处流，它也能往低密度的地方运动
（渗透）
。
-
海水盐度差
。海水盐度也能影响海水密度。
-
地球自转
。由于不同纬度地区离地球自转轴距离不同，它们的转动速度也不同，因此产生了一种自东向西的水平偏转力，这种偏转力又叫做
科里奥利力
（Coriolis Force）
。科里奥利力正是北半球环流呈顺时针，南半球呈逆时针的原因，因为纬度越低，海水的水平相对速度越快。
甚至还包括别的因素，例如海洋生物圈和海底地震等，但主要因素就是上面五种。不过
五个影响因素已经很复杂了，我们得想想办法“偷工减料”。如果主要考虑
风力
、
海水温度差
和
科里奥利力
，就产生了上一小节中提到的海水表面环流图；另一种科学界中非常重要的海洋运动叫做
热盐环流
（Thermohaline Circulation）
，顾名思义，它主要考虑了
海水温度差
、
海水盐度差
和
科里奥利力
的作用。值得注意的是，由于不同深度的海水也存在浓度差，海盐环流其实是三维流体模型，这和上一节中的表面洋流有很大区别。
和表面洋流的另一区别是，热盐环流是全球性的，并且其循环周期很长，可以达到1000年。热盐环流图像就像一条彩带一样非常漂亮，如下图：
有文（温）又有颜（盐），造就了全球性的海洋大运输
除了颜值高以外，热盐环流因为带动了全球海水之间的交换，把深海中的营养带到了浅海，它在维持地球生态平衡上起到了非常关键的作用。关于热盐环流的数学模型很丰富，例如[4]、[5]和六。特别是文献[5]的第六章或[6]的第六章，作者对热盐环流建立了深刻的流体力学模型，得到了非常精彩的结论。该模型如下：
看到秀色可餐的方程组，数学家们已经感到酒过三巡了。但事实上光有方程是不够的，因为未知变量有五个，方程却只有四个，因此我们需要
对𝜌
（海水密度，压强p是已知函数）
做出合理假设
（线性假设，又名
Boussinesq假设
）
：
要想得到有意义的结论，我们还需要
参数值
和
边界条件
。加上这些条件后，
文献[5]的作者马天教授从上述模型当数学分析发现，海盐浓度差∆S
（海底和海平面的盐浓度差）
决定了海盐环流宏观变化特性！具体说来，当
∆S较大时，海盐环流的轨道可能发生周期性变化
（文献[5]定理6.33）
；而
∆S较小时，
海盐环流的轨道则可能发生永久性的改变
（文献[5]定理6.31和6.32）
。
