洪堡寒流,也被称为秘鲁寒流,是一股冷却的、低盐分的海洋暖流,沿着南美洲西岸流动。这股寒流是东边界的流动,往赤道方向延伸,并且在海岸线外延伸了约500到1000公里。虽然这股寒流是由西班牙自然历史学家哈米尔·德·阿科斯塔于250年前发现的,但它以德国自然学者亚历山大·洪堡的名字命名。洪堡在1846年于其著作《宇宙》中报导了这一冷水流的测量结果。这股寒流从智利南部(约南纬45度)延伸到秘鲁北部(约南纬4度),在此冷水上升流的地方形成了赤道前沿,冷水与温暖的热带水相交。沿着秘鲁海岸的海面温度可低至16°C,这在热带水域中是相当不寻常的,因为多数其他区域的水温会高于25°C。
上升流将养分带到水面,支持着浮游植物的生长,最终提高了生物生产力。
洪堡寒流是一个生产力极高的生态系统,被认为是最具生产力的东边界寒流系统。其对全世界海洋捕鱼总量的贡献约占18%至20%。这里的物种主要是浮游的:例如沙丁鱼、鯷鱼和鲣鱼。此外,这一系统的高生产力亦支持了其他重要的渔业资源,以及海洋哺乳动物(耳豚和鲸类)及 seabirds。每当南方振荡延迟,亦即厄尔尼诺现象发生时,驱动这一系统生产力的上升流便会中断,通常会伴随着重大的社会和经济影响。
洪堡寒流显著影响智利、秘鲁和厄瓜多尔的气候。它是造成智利阿塔卡马沙漠及秘鲁和厄瓜多尔南部沿海地区干旱的主要原因之一。冷却的海洋气流使得这些地区不易产生降水,虽然会形成云和雾。
贸易风是洪堡寒流环流的主要驱动力,其系统的变化受赤道及北部贸易风的南北移动影响。
贸易风的变化推动着这一流系统的变化。南平壤的高压系统、气旋风暴及南部西风的运动都对该系统的变化起着重要作用。位于智利中部的海气变化则因为海洋边界层与沿海山脉之间的低压系统而加强。这种情况在南纬27度至南纬42度间尤其明显。洪堡寒流占据上层海洋,并向赤道方向流动,携带着清新、冷却的亚南极表面水沿着亚热带旋涡的边缘流动。在南秘鲁,这股主要流动向海岸方向偏离,而一股较弱的分支持续向赤道流动。当流动抵达南纬18度时,凉爽的低盐水与温暖的高盐水混合,造成部分潜沉。
在中央智利沿海存在着一个高涡动能的沿海过渡区(CTZ),这种能量形成了向外延伸600至800公里的中尺度漩涡。这个区域内分为三个不同的区域:智利海岸附近的高叶绿素浓度区、秘鲁海岸的高叶绿素区和南智利北部的高度集中区。在水域50公里以内通常可观察到高叶绿素浓度。
洪堡寒流的分支流向秘鲁海岸造成了这一系统内部通风的减少,进而形成强烈的氧气最小区。
氧气最小区的形成受多重因素影响,其中包括主要生产资源的沉降及衰退。因此,许多生物被迫在水面附近寻找养分和氧气,限制了浮游动物在水体中的迁徙。在0至600米的水层中,许多种类的浮游动物聚集在氧气最小区域,促进了浮游层与氧气最小区的碳交换。这里的浮游动物总生物量的75%以进出氧气最小区的方式来回移动。此区域也为能够生活在缺氧条件下的生物提供了庇护。
沿海上升流是促进洪堡寒流高生物生产力的主要原因,而这一上升流系统并不均匀。该流系统造成了三个显著的上升流子系统,包括仅在春夏季节的智利季节性上升流、北智利和南秘鲁的上升流阴影,和在秘鲁全年均具生产力的强上升流。
洪堡寒流的获利能力来源于独特的生态系统,例如沙丁鱼、鯷鱼和鲣鱼等多种鱼类构成的成功渔业。
洪堡寒流产生了全球最成功的商业渔场之一。主要捕捞包括沙丁鱼、鯷鱼和鲈鱼等,而秘鲁北部的鱼类资源主要由一种特殊的鯷鱼构成。这些渔场影响了全球渔业的走向,基于环境变化如厄尔尼诺的影响,这些物种的人口变化会带来深远的经济影响。
厄尔尼诺与拉尼娜事件对洪堡寒流系统的生产力有非常大的影响。在厄尔尼诺事件中,热盐层和低氧水域的上层会加深至600米以深,进而释放出氮并减少碳的输出,造成许多鱼类的丰富度和分布受到显著影响。反之,在非厄尔尼诺的年份,生产力得以保持高水平,沿海地区的营养成分更为丰富。
这样的变迁不仅影响了当地渔业,还影响到整个南美洲的社会和经济状况,同时引发人们对环境变化的深思。你认为如何可以在保护生态系统的同时,持续利用洪堡寒流的资源呢?