洪堡寒流,也被稱為秘魯寒流,是一股冷卻的、低鹽分的海洋暖流,沿著南美洲西岸流動。這股寒流是東邊界的流動,往赤道方向延伸,並且在海岸線外延伸了約500到1000公里。雖然這股寒流是由西班牙自然歷史學家哈米爾·德·阿科斯塔於250年前發現的,但它以德國自然學者亞歷山大·洪堡的名字命名。洪堡在1846年於其著作《宇宙》中報導了這一冷水流的測量結果。這股寒流從智利南部(約南緯45度)延伸到秘魯北部(約南緯4度),在此冷水上升流的地方形成了赤道前沿,冷水與溫暖的熱帶水相交。沿著秘魯海岸的海面溫度可低至16°C,這在熱帶水域中是相當不尋常的,因為多數其他區域的水溫會高於25°C。
上升流將養分帶到水面,支持著浮游植物的生長,最終提高了生物生產力。
洪堡寒流是一個生產力極高的生態系統,被認為是最具生產力的東邊界寒流系統。其對全世界海洋捕魚總量的貢獻約占18%至20%。這裡的物種主要是浮游的:例如沙丁魚、鯷魚和鰹魚。此外,這一系統的高生產力亦支持了其他重要的漁業資源,以及海洋哺乳動物(耳豚和鯨類)及 seabirds。每當南方振盪延遲,亦即厄爾尼諾現象發生時,驅動這一系統生產力的上升流便會中斷,通常會伴隨著重大的社會和經濟影響。
洪堡寒流顯著影響智利、秘魯和厄瓜多爾的氣候。它是造成智利阿塔卡馬沙漠及秘魯和厄瓜多爾南部沿海地區乾旱的主要原因之一。冷卻的海洋氣流使得這些地區不易產生降水,雖然會形成雲和霧。
貿易風是洪堡寒流環流的主要驅動力,其系統的變化受赤道及北部貿易風的南北移動影響。
貿易風的變化推動著這一流系統的變化。南平壤的高壓系統、氣旋風暴及南部西風的運動都對該系統的變化起著重要作用。位於智利中部的海氣變化則因為海洋邊界層與沿海山脈之間的低壓系統而加強。這種情況在南緯27度至南緯42度間尤其明顯。洪堡寒流佔據上層海洋,並向赤道方向流動,攜帶著清新、冷卻的亞南極表面水沿著亞熱帶旋渦的邊緣流動。在南秘魯,這股主要流動向海岸方向偏離,而一股較弱的分支持續向赤道流動。當流動抵達南緯18度時,涼爽的低鹽水與溫暖的高鹽水混合,造成部分潛沉。
在中央智利沿海存在著一個高渦動能的沿海過渡區(CTZ),這種能量形成了向外延伸600至800公里的中尺度漩渦。這個區域內分為三個不同的區域:智利海岸附近的高葉綠素濃度區、秘魯海岸的高葉綠素區和南智利北部的高度集中區。在水域50公里以內通常可觀察到高葉綠素濃度。
洪堡寒流的分支流向秘魯海岸造成了這一系統內部通風的減少,進而形成強烈的氧氣最小區。
氧氣最小區的形成受多重因素影響,其中包括主要生產資源的沉降及衰退。因此,許多生物被迫在水面附近尋找養分和氧氣,限制了浮游動物在水體中的遷徙。在0至600米的水層中,許多種類的浮游動物聚集在氧氣最小區域,促進了浮游層與氧氣最小區的碳交換。這裡的浮游動物總生物量的75%以進出氧氣最小區的方式來回移動。此區域也為能夠生活在缺氧條件下的生物提供了庇護。
沿海上升流是促進洪堡寒流高生物生產力的主要原因,而這一上升流系統並不均勻。該流系統造成了三個顯著的上升流子系統,包括僅在春夏季節的智利季節性上升流、北智利和南秘魯的上升流陰影,和在秘魯全年均具生產力的強上升流。
洪堡寒流的獲利能力來源於獨特的生態系統,例如沙丁魚、鯷魚和鰹魚等多種魚類構成的成功漁業。
洪堡寒流產生了全球最成功的商業漁場之一。主要捕撈包括沙丁魚、鯷魚和鱸魚等,而秘魯北部的魚類資源主要由一種特殊的鯷魚構成。這些漁場影響了全球漁業的走向,基於環境變化如厄爾尼諾的影響,這些物種的人口變化會帶來深遠的經濟影響。
厄爾尼諾與拉尼娜事件對洪堡寒流系統的生產力有非常大的影響。在厄爾尼諾事件中,熱鹽層和低氧水域的上層會加深至600米以深,進而釋放出氮並減少碳的輸出,造成許多魚類的豐富度和分佈受到顯著影響。反之,在非厄爾尼諾的年份,生產力得以保持高水平,沿海地區的營養成分更為豐富。
這樣的變遷不僅影響了當地漁業,還影響到整個南美洲的社會和經濟狀況,同时引發人們對環境變化的深思。你認為如何可以在保護生態系統的同時,持續利用洪堡寒流的資源呢?