海水的流动

古时候的航海者早就知道洋流的现象。古代的人能够航行数千里，就是靠洋流来推进的。此外，洋流的水温因来源不同而异。如果洋流水温较流经地区的水温高，就称为暖流，如黑潮、南赤道洋流等；若洋流水温较流经地区的水温低，就称为寒流，如亲潮、秘鲁洋流等。

在日本北海道的海边，曾经发现过属于热带的椰子果实。具猜测，这些果实可能随黑潮北上，在经对马暖流推进，通过宗谷海峡后到达颚霍次克海的。要调查洋流流动的情形，需使用放有纪录卡的漂流瓶。将漂流瓶置于海中，随波逐流，捡到瓶子的人就在瓶内的纪录卡上记下时间和地点，在将瓶子丢回海中，最后回收漂流瓶，依纪录卡上的纪录，测试人员就可以知道洋流的流动情形。

依据成因的不同，洋流主要可分为下列几种：吹送流 海面上持续而固定吹向的风使海水流动，就称为吹送流（drift current）。以北太平洋为例，北赤道洋流就是东北信风肇始的；而中纬度经年吹着的西风，意使得北太平洋洋流向西流动。在大洋中的表面洋流，都是属于这种因风吹所成的吹送流。

倾斜流 气压差、河流入海、风、降水等，都会造成海面倾斜，海面若要恢复水平，就必须使海水流动，此既为倾斜流（slop current）。不过，还是以有河水注入的沿海地区，最容易发生倾斜流。

密度流 海水密度受水温及盐度的影响。不同密度的海水相接触时，密度大的海水水压较大，因此会流向密度小的水域。这种因密度分布不均产生压差而造成的海水流动，就称为密度流（density current）。降水及河水流入都会降低海水密度，而海面水分蒸发则会升高海水密度。

潮汐

生潮力 是甚么原因造成潮汐的呢？潮汐是天体之间相互作用所造成的一种现象。月球离地球很近，所以对地球潮汐的影响也最大。地球与月球之间有万有引力，这个引力大小相同，方向相反；至于两个星球不会相撞的原因是地球对月球绕地球的公转重心有离心力。公转重力位于地球与月球两重心的联机上，距地球重心四千七百公里（在地球内部）。万有引力与离心力的合力就是推动潮汐的原动力，称为生潮力（tide generating force）。地球上生潮力的大小因地而异，在面对月球或背对月球的时候，生潮力虽然方向相反，但大小相同。

高潮与低潮 潮汐涨得最高时，称为高潮（high tide）；相反地，落得最低时，称为低潮（low tide）。通常两次高潮间相隔约十二时二十五分。潮汐的周期与地球自转以及月球公转的速度有密切的关悉。

大潮与小潮 高潮与低潮间的潮差差距最大时称为大潮（spring tide），最小时称为小潮（neap tide）。潮汐不仅与月球有关，也受太阳的影响。太阳的生潮力为月球的百分之四十六，这样大的生潮力实在不可忽视。

高、低潮的差距随地区而异，台湾东部海岸面临太平洋，潮差变化较小；而西部海岸面临台湾海峡,受地形影响,潮差变化较大。加拿大大西洋沿岸的芬地(Bay of Fundy)是世界上潮差最大的地,方可达十五公尺。

波浪

如果将救生圈抛入海中,可以发觉救生圈只在原处上下运动,并不随着波浪前进。事实上,波浪乃是水面周期性起伏的现象,波动中的水分子仅是在原位附近做周期性上下运动,并不随波前进。

在波浪运动中,波浪的最高处称为波峰(wave crest),最低处称为波谷(wave height)。当波浪运动时,波峰愈往下,波高就愈小,直至波高约为波长的一半时,波浪即无法传递,水面也就静止了。产生波浪的原因很多,形式也很复杂,以下就介绍几种常见的波浪。

风浪与涌浪 风浪(wind wave)是由风所造成的波浪;涌浪(swell)则可能是由风浪脱离风域后,向前传送而形成的,也可能是因强烈低气压使海面发生波动而引起的。台风的中气压很低,很容易引起涌浪,因此在台风来袭之前,常会有涌浪先到。风浪的波顶微呈尖形,波长在数公尺至数十公尺之间;涌浪的波顶则呈圆形,波长很长,有时可达数百公尺。

长波与海啸 坐船时,若仔细观察波浪。可发现波长较长的波浪会追过波长较短的波浪。一般而言,波长愈长波速愈快,但是若波长超过水深,波速就会因为重力而变慢。这种波浪和风浪或巨浪都不相同,波的影响可深达海底,称之为长波(long wave)。

最具代表性的长波是海啸,乃是海底或海岸地区大地震所造成的巨浪。这类地震所引起的波浪,波长可达数十公里至数百公里。有时,甚至深海海水也因此而造成大规模、快速的波动;在五千公尺的深处,波速即曾达每秒二百二十公尺。台湾曾经遭受二次较大的海啸侵袭,分别是一九六七年(民国五十六年)六月十一日及一九一八年(民国七年)五月一日。而一九六○年五月二十二日,南美洲智利发生大地震所引起的海啸,连距离遥远的夏威夷沿也遭波及,酿成巨灾。

小浪与汹浪 小浪(wavelet)是指波长小于1.7公分,在海面呈现绉绸状的波浪,俗称涟漪。前面所提的风浪、涌浪及海啸等,都是波与重力作用而产生的,属于重力波(gravitational wave)。小浪则是波与海水表面张力所引起的,属于表面张力波(ripple)。有趣的是小浪的波长愈短,波速愈快。

当台风吹过海面时,因风向改变,每个大浪的方向各异,使得海面的波浪呈现格子状。此时,若有二个方向相反、波高相同的波相撞在一起,海水就会堆栈成三角状,此即为汹浪(chopping wave)。船只遇到汹浪极易翻覆,因此船员最为戒惧。

内波 船只在沿海航行时,常会发生原处打转无法前行的现象。古,代人们以为这是水鬼作祟,西洋航海者则称此为「死水」。实际上,到底是什么原因造成的呢？

河水流入海中或海冰溶化之物,会因密度的差异而使淡水无法立即与海水混合,于是形成淡、咸二个水层。在水层间,会因扩散而产生波动,是为内波(internal wave)。

当船只遇到内波时,如果马力不足,未能消除内波的影响,而航行方向又与内波不同,便会在原处打转无法前行。