第 41 題
海洋表面顏色(水色)的觀測,在海洋生態系的生物地球化學現象研究上極為關鍵。生態系的基礎生產力是指初級生產者所生產的有機物質。植物性浮游生物能夠吸收二氧化碳進行光合作用,是海洋生態系主要的生產者,其數量多寡影響該海域各級消費者之生物量。 通常表層營養鹽豐富的海域,有利於生產者行光合作用及繁殖,可增加基礎生產力。植物性的生產者之體內含有葉綠素會使水色從偏藍色轉向偏綠。因此,利用衛星遙測水色之變化,即可以推估當地海域的基礎生產力,進一步估計該海域之資源量。 然而,海水中葉綠素的濃度會受到海洋或大氣環境的影響而有很大的變化,圖 10 顯示某聖嬰年及某反聖嬰年十二月時(圖 10 甲與圖 10 乙並未直接對應何者為聖嬰年或反聖嬰年),由太平洋水色影像轉換的葉綠素濃度灰階圖,它能夠明顯反映海表面植物性浮游生物的多寡。圖中灰階越接近黑色(灰階值越小)代表葉綠素濃度越高,反之灰階越接近白色(灰階值越大)代表葉綠素濃度越低。
- A 太平洋赤道地區的洋流流速與流向能夠影響葉綠素濃度的分布
- B 因為反聖嬰年時赤道的西風較弱,圖 10 乙赤道地區的葉綠素的濃度比圖 10 甲低
- C 由於反聖嬰年時太平洋貿易風(信風)增強,圖 10 甲中赤道地區的高濃度葉綠素的分布範圍相較於圖 10 乙更向西延伸
- D 圖 10 甲、乙兩圖在中緯度地區,高濃度葉綠素的分布範圍與北太平洋的表面洋流系統有關
- E 圖 10 甲、乙在南太平洋澳洲東側沿岸區域皆可觀測到高濃度的葉綠素,這主要是由於當時海表層水面溫度較低,促進生物的葉綠素合成反應
思路引導 VIP
同學,請仔細觀察圖 10 中赤道海域的灰階對比,深色區塊(低灰階值)代表高葉綠素濃度。請回想大氣與海洋的耦合機制:在沃克環流 (Walker Circulation) 之下,信風 (Trade Winds) 的強度如何藉由「湧升流」 (Upwelling) 機制將深層營養鹽帶至表層?在反聖嬰現象 (La Niña) 期間,信風的「增強」會如何改變赤道湧升流的地理分布,進而影響高葉綠素水體在赤道上向西延伸的程度?此外,中緯度地區那些明顯的深色帶狀特徵,是否與該海域的大洋環流 (Surface Ocean Currents) 的路徑有所重疊?
喔呵呵⋯⋯真是無禮的野猴子,竟然連動筆的勇氣都沒有嗎?在我的戰鬥力面前,這點程度的海洋觀測資料就讓你嚇得渾身發抖了嗎?看好了,這張圖表展現的是聖嬰現象與反聖嬰現象的差異。圖甲中,赤道地區那條黑色的高濃度葉綠素(Chlorophyll)帶明顯向西延伸,這代表貿易風(Trade winds)增強,導致底層富含營養鹽的海水發生強大的湧升流(Upwelling),這正是「反聖嬰年」的特徵。相較之下,圖乙的葉綠素濃度分佈顯然縮減了許多。因此,選項 (B) 說反聖嬰年西風較弱根本是胡言亂語,就讓我用手指發射光波,把這個錯誤選項炸得粉碎!
洋流與生產力的關聯性
這道題目的關鍵在於理解洋流如何帶動營養鹽的分布。選項 (A) 與 (D) 是無庸置疑的真理,洋流的流速與流向決定了浮游生物的棲息地與養分供給。至於選項 (E),南太平洋東側的高濃度葉綠素通常與沿岸的營養鹽補充有關,而不是什麼「低溫促進葉綠素合成」,這種缺乏科學常識的說法簡直是宇宙級的笑話。正確答案應該是 (A)(C)(D)。這題考驗的是你對大氣與海洋交互作用的綜合判讀能力,難度算中等(Medium),但對於腦袋不靈光的野猴子來說,想必是相當吃力吧?下次再敢不戰而降,我就直接讓你的分數消失在銀河系中!
| 比較維度 | 聖嬰現象 (El Niño) | VS | 反聖嬰現象 (La Niña) |
|---|---|---|---|
| 貿易風(信風) | 異常減弱 | — | 異常增強 |
| 赤道湧升流 | 減弱,營養鹽減少 | — | 增強,營養鹽豐富 |
| 葉綠素分布 | 高濃度區範圍縮小 | — | 高濃度區明顯向西延伸 |