新知:河海交界处为什么会出现这么明显的分界线?


转自  果壳问答 西瓜千 2016-05-24 10:10
一句话简答版:这是一种在颜色、密度明显不同的淡水团和海水团之间形成的叫做水色锋海洋锋
详细解答版:
1、为什么颜色不同?
水文学中用来描述海洋、湖泊、河流等水体在现场所呈现的颜色的术语叫“水色”,从浅蓝色到深蓝色到棕色不等。水体的水色主要由三个要素决定:浮游植物叶绿素、无机悬浮物、有机黄色物质。
密西西比河的河水在陆地上经过长途跋涉,水体中裹挟了大量的泥沙和有机质,使得整个水体呈现黄绿色。而墨西哥湾的海水则较为清澈,呈现出漂亮的深蓝色。所以成分的不同造成这两种水体在视觉上的巨大差异。
2、为什么密度不同?
密西西比河是陆地淡水,密度比墨西哥湾的海水小得多。就算入海时有大量泥沙加持,但是由于流速突降,大部分粗颗粒的泥沙一入海就会发生沉降,真正能跟着河流流向远方的只剩下些悬浮颗粒,这时河水与海水会发生部分混合形成冲淡水,其密度也还是小于海水的。
3、为什么会形成交界面?
通常这种由于密度差异形成的交界面被称为“锋”。比如,大气学中冷空气和暖空气相遇会形成“锋面”。在海水中也是一样的道理。任何两种性质不同的流动性的物质,气体也好,水体也好,在它们相互接触时,总是密度越相近越容易相互扩散。如果密度相差较大,就会在接触面形成一个狭窄的过渡带。在海水中就就叫做“海洋锋”(ocean front)。
在江河入海口的位置,由于淡水和海水之间的密度差异,经常会出现这样的海洋锋面。不只是墨西哥湾有,我国黄河入海口的海水淡水分界线也很明显。

黄河入海口海水/淡水分界线
 
而这样的河口过渡带并不是一条线而已,而是一个立体的区域,我们所看到的只不过是与海面的交界线。在我们看不到的水下,实际情况是这样的:

Beautiful sediment plumes in the Gulf of Mexico
 
而且,只要水体之间存在密度差异,都会形成锋面。所以淡水与海水之间、密度不同的淡水与淡水之间、海水与海水之间都会出现锋面。而如果两种水体除了密度不同,还伴随着水色的差异,就会形成这种视觉上更有冲击力的“水色锋”

阿拉加斯加冰川融化淡水与海水的分界线
 
泾河与渭河交汇,含沙量不同的两条河流形成明显的分界线,所谓“泾渭分明”
 
所以说,重力浮力是一对创造地球上大部分地貌的好基友。

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