在地中海和大西洋之間有一段狹窄的水道,那就是著名的直布羅陀海峽.來往地中海和大西洋之間的船只都要經(jīng)過這個海峽.奇怪的是這里盡管冬、夏的風向不同,但直布羅陀海峽表層海水的流向卻是永遠從西向東流,所以輪船從大西洋駛往地中海,經(jīng)過直布羅陀海峽時,永遠是順水航行.
造成這種奇特情況的原因是海峽范圍內(nèi)有一個定向海流.但這個海流流向不是由風向造成,而是由海峽左邊大西洋的海水密度和海峽右邊地中海的海水密度的不同而造成的.那么,大西洋和地中海的海水密度為什么不同呢?密度不同的海水為什么會產(chǎn)生定向流動呢?
由于地中海的特殊地理位置,使這里海水的含鹽量高,密度大.地中海的年平均溫度較高,夏秋季節(jié)處于副熱帶高壓控制之下,因此日照強烈,干熱少雨；而在冬春季節(jié),海面上刮的是來自大西洋溫暖的西風,氣溫都在攝氏零度以上.另外,地中海四周,除埃及的尼羅河以外,沒有什么水流量大的大河有淡水流入地中海.因此,使地中海的含鹽量穩(wěn)定偏高,它的表層海水年平均鹽度為38%,東部海區(qū)更高達39.58%,比全球海水年平均鹽度高出3-4%.
大西洋因為年平均氣溫較地中海的年平均氣溫要低,海水蒸發(fā)量小,因此大西洋的年平均鹽度也比地中海的年平均鹽度低,只有35%.即使是和地中海相同緯度的鄰近的大西洋海區(qū)鹽度稍高一些,也只有36%,這樣就形成了地中海和大西洋兩個以直布羅陀海峽溝通的海域,年平均鹽度高低的不平衡局面.海水密度的大小取決于海水的溫度和鹽度,而更主要取決于鹽度.鹽度越大,密度越高,因此地中海海水密度大于大西洋海水密度.
地中海和大西洋的海水在海表面兩者所受壓力相同,都是一個大氣壓.由于海水的壓力和海水密度成正比,這樣,在同一深度,地中海的水壓要大于大西洋的水壓,而且深度越深,兩者的壓力差越大.有了壓力的差異,海水便產(chǎn)生運動.壓力差越大,運動越劇烈.這樣地中海底部的海水便經(jīng)由直布羅陀海峽進入大西洋底部,從而使大西洋海水被抬升高.在大西洋表層,被抬高的海平面,海水因壓力作用而通過直布羅陀海峽流向地中海.
由于這種流動是不斷進行著的,所以在直布羅陀海峽就出現(xiàn)了船只從大西洋進入地中海是順水,潛水艇從地中海海底進入大西洋也是順水的有趣現(xiàn)象