世界海洋

地球的海洋覆盖了地球表面约70.8%的面积,约3.61亿平方公里。海洋包含了地球上约97%的水,总体积估计约为13.35亿立方公里。因为水具有高比热容并在全球范围内循环,它调节温度、分配水分,并塑造了每个大陆的天气模式。

地理学家、海洋学家和国际机构通常将海洋描述为一个单一的咸水水体,称为世界海洋。为了便于参考,这一连续的广阔水域被细分为五个主要洋盆:太平洋、大西洋、印度洋、南大洋和北冰洋。这些边界是约定俗成的而非物理屏障。洋流、营养物质、热量和海洋物种在各洋盆之间持续移动,一个海洋的行为与其他海洋的行为密不可分。

海洋的平均深度约为3688米。其已知最深点是挑战者深渊,位于西太平洋的马里亚纳海沟,海底下降至海面以下约10935米。除了这一海沟,全球海底还包括绵延数千公里的深海平原、构成地球上最长山脉链的大洋中脊、火山海山、由沉积物流冲刷而成的深峡谷,以及拥有完全化学合成生态系统的热液喷口系统。

尽管经过几个世纪的探索,海洋仍然是地球上了解最少的环境。卫星重力测量已经生成了整个海底的低分辨率地图,但只有少数海底以陆地表面大部分地区可用的高分辨率进行了测绘。海洋的巨大体积、极端压力、低温以及透光层以下的永久黑暗,使其既是技术前沿也是科学前沿。

海洋处于持续运动之中。主要由盛行风驱动并受科里奥利力和大陆形状引导的表层洋流,组织成称为环流的大型旋转系统。这些洋流将巨量热量从热带地区输送到极地,对区域气候产生强大影响。墨西哥湾流及其延续的北大西洋漂流将温暖的水从加勒比海沿北美东海岸输送,并穿越大西洋到达北欧,帮助爱尔兰和英国等国家保持比同纬度其他陆地高出几度的温度。寒冷的秘鲁寒流沿南美洲西海岸向北流动,产生相反的效果,使智利和秘鲁沿海变冷,并支撑着世界上最丰富的渔场之一。

在表层之下,一个更慢、更深的环流在全球尺度上运作。这种环流被称为温盐环流或全球输送带,由温度和盐度差异而非风驱动。寒冷、密度大、含盐的水在北大西洋高纬度和南极洲周围下沉,沿深海海底穿越洋盆流动,并在其他地方逐渐上升。在北大西洋下沉的一包水可能要经过约一千年才能返回表面。输送带在全球范围内重新分配热量、碳、氧气和营养物质,其强度的变化与地球历史上气候的剧烈变化有关。

潮汐是由月球以及较小程度上由太阳的引力吸引,结合地球自转产生的海平面规律性涨落。大多数海岸线每天经历约两次高潮和两次低潮,这种模式称为半日潮。当太阳、地球和月球在新月和满月附近排成一线时,它们的引力共同作用产生更高的高潮和更低的低潮,称为大潮。当太阳和月球在月相周期的上弦和下弦时成直角时,潮差较小,称为小潮。然而,当地地理产生巨大差异。加拿大新不伦瑞克省和新斯科舍省之间的芬迪湾保持着地球上最大潮差的记录,高潮和低潮之间的差异超过16米。

波浪主要由风吹过海面产生。波浪的高度取决于风速、风吹的持续时间以及风距,即风经过的开阔水域距离。来自遥远风暴的长周期涌浪可以穿越数千公里的洋盆,然后在遥远的海岸破碎。其他波浪由非常不同的力量产生。海啸由海底地震、海底滑坡或火山喷发引起的水柱突然位移产生,可以以商业喷气机的速度穿越洋盆,在接近浅海岸时升起成为破坏性波浪。曾被认为是航海者传说的疯狗浪,现在在卫星和浮标记录中得到证实,可以达到周围海况高度的两倍以上。

海洋是地球上最大的栖息地,拥有种类繁多的生命。科学家已正式描述了约23万种海洋物种,但大多数估计表明真实数量是其数倍,数百万种物种仍未记录,特别是在深海和微生物领域。海洋生物的尺度范围从以百万分之一米测量的微微型浮游生物到长度超过30米的蓝鲸,使它们成为已知存在于地球上的最大动物。

海洋将自身组织成一系列由深度、光线、温度和营养物质可用性塑造的重叠生态系统。珊瑚礁在温暖浅层热带水域繁荣生长,支持着不成比例的海洋生物多样性。凉爽沿海海域的海带林创造三维水下栖息地,为鱼类、无脊椎动物和海洋哺乳动物提供庇护。红树林和海草草甸沿着受保护的海岸线生长,充当幼鱼的育苗场,同时在其沉积物中封存大量碳。远离任何海岸的开阔远洋海洋,由漂浮的浮游生物、快速游动的鱼类、鱿鱼、海鸟和鲸鱼主导。透光层以下是黑暗的深海和深渊海洋,那里的生命主要依赖从上方下降的海洋雪。在大洋中脊的热液喷口处,管虫、虾和微生物的整个群落通过化学合成繁荣生长,从硫化物化合物而非阳光中获取能量。

海洋浮游植物是漂浮在阳光照射的表层海洋中的微小光合生物的统称,估计产生地球大气中一半的氧气。同时,这些微小生物位于几乎每个海洋食物网的基础,支撑着浮游动物、鱼类,并最终支撑着维持人类渔业的捕食者。海洋的某些区域将这种生物丰富性集中到显著程度。东南亚的珊瑚三角区,大致由印度尼西亚、菲律宾、马来西亚、巴布亚新几内亚、东帝汶和所罗门群岛围成,被广泛描述为全球海洋生物多样性中心,包含世界上超过75%的已知珊瑚物种。

海洋是地球气候最强大的调节器。因为海水具有非常高的吸收和释放热量的能力,海洋储存大量热能并通过洋流和蒸发重新分配。科学评估表明,自工业时代以来,海洋已吸收了约90%由温室气体浓度增加困住的过量热量,以及约四分之一人类活动添加到大气中的二氧化碳。如果没有这种缓冲作用,大气变暖将更加严重。同时,海洋蒸发供应降雨、降雪以及灌溉大陆的大河系统的水分。赤道太平洋的海面温度驱动厄尔尼诺和拉尼娜循环,改变远至印度次大陆、南部非洲和美洲的天气模式。

这些相同的过程意味着海洋的变化直接转化为全球气候系统的变化。变暖海水的热膨胀,加上融化的冰盖和山地冰川,在近几十年推动全球平均海平面每年上升约3.7毫米,区域差异很大。二氧化碳的吸收导致海洋酸化,表层海洋的平均pH值自前工业时代以来下降了约0.1个单位。这个看似微小的变化代表氢离子浓度增加约30%,已经影响了珊瑚、贝类和浮游生物建造碳酸钙结构的能力。温暖的水还容纳更少的溶解氧,扩大了对大多数海洋动物有害的低氧区。

海洋是世界经济的核心。全球捕捞渔业每年产出约9000万吨鱼类和贝类,而水产养殖,即鱼类、软体动物、甲壳类和海藻的养殖生产,现在总产量超过捕捞渔业。数亿人的生计部分或全部来自捕鱼、鱼类加工、水产养殖和相关服务,就业份额最大的在亚洲。对于许多沿海和岛国,海产品也是最重要的动物蛋白来源。

海洋作为商业通道同样重要。按体积计,约90%的世界贸易通过海运,由集装箱船、散货船、油轮和连接每个主要经济体的专用船只承运。这种交通集中在少数几个关键咽喉要道:马来半岛和印度尼西亚苏门答腊岛之间的马六甲海峡、连接地中海和红海的苏伊士运河、大西洋和太平洋之间的巴拿马运河,以及波斯湾入口的霍尔木兹海峡。除了渔业和航运,海洋还支持海上石油和天然气开采、新兴的海上风能和海洋能源产业、承载大部分国际互联网流量的海底电信电缆,以及对许多国家国内生产总值有重大贡献的沿海旅游业。

海洋面临一系列在过去一个世纪加剧的相互关联的压力。过度捕捞是最直接的之一。根据联合国粮食及农业组织的数据,在最近的评估中,约34%的已评估海洋鱼类种群以生物学上不可持续的水平被捕捞,过度开发种群的份额在几十年内稳步上升。远离本国港口作业的工业捕鱼船队、非法和未报告的捕捞、破坏性的底拖网以及包括鲨鱼、海龟和海鸟在内的非目标物种的副渔获物,加剧了对海洋种群的压力。

污染是第二个普遍威胁。每年进入海洋的塑料数量估计在约800万至1200万吨之间,塑料现在出现在包括北极和最深海沟在内的每个洋盆的样本中。来自油轮、管道和海上油井的石油泄漏对许多地区的海岸线和海洋物种造成了严重破坏。主要由氮和磷肥料提供的农业营养物质径流,刺激藻类大量繁殖,在分解时消耗氧气,形成鱼类和无脊椎动物无法生存的缺氧死区。持久性有机污染物和汞等重金属通过海洋食物网积累,最终到达食用海产品的人类。

气候变化是这些其他压力的放大器。海洋温度上升导致反复的大规模珊瑚白化事件,包括过去十年内几次影响澳大利亚大堡礁的事件。海洋酸化破坏碳酸钙外壳和骨骼的形成。温暖的水容纳更少的氧气,驱使许多物种向更高纬度或更深深度移动,改变历史性渔业模式和它们所依赖的生态系统。沿海红树林、海草草甸和珊瑚礁系统的栖息地破坏,通过沿海开发、水产养殖扩张和沉积,移除了海洋生物多样性所依赖的育苗场和庇护所。

因为海洋跨越每一个国界,它通过不断演变的国际协议系统进行治理。《联合国海洋法公约》于1982年开放签署,通常称为UNCLOS,是基础性条约。它建立了海洋区域框架,包括从沿海国延伸12海里的领海、毗连区,以及从基线延伸200海里的专属经济区。在专属经济区内,沿海国对自然资源拥有主权权利,对环境保护和科学研究拥有管辖权。专属经济区之外是公海和国际海底区域,在某些目的上被视为人类共同遗产。

其他文书规范特定活动。《国家管辖范围以外区域海洋生物多样性养护和可持续利用协定》,非正式称为公海条约或BBNJ协定,于2023年通过,将环境保护和海洋保护区的建立扩展到公海。国际海事组织是联合国的专门机构,规范国际航运的安全、保安和环境绩效。区域渔业管理组织协调特定物种和地区的捕捞限额和保护措施,国际海道测量组织为世界海洋的测绘设定标准。执法仍然不均衡,遵守、公平以及深海海底采矿等新技术问题继续主导国际谈判。

对海洋的系统科学研究相对较新。挑战者号(HMS Challenger)的航行,在Charles Wyville Thomson和后来的Sir John Murray的科学指导下于1872年至1876年间环球航行,被广泛认为是现代海洋学的奠基探险。挑战者探险编目了四千多个新物种,用加重线测量海洋深度,并收集了建立海洋生物学、化学和地质学科学框架的样本。20世纪期间,Jacques Cousteau和Emile Gagnan开发了水肺(Aqua-Lung),第一个可靠的开路式水肺系统,改变了科学潜水和公众对海底世界的参与。Cousteau的电影和电视节目向几代观众介绍了海洋生态系统和保护。

技术进步稳步扩展了探索的范围。1960年,深海潜水器的里雅斯特号(Trieste)由Jacques Piccard和Don Walsh驾驶,下降到挑战者深渊底部,这是第一次载人潜水到海洋已知最深点。由伍兹霍尔海洋研究所运营的深潜器阿尔文号(Alvin),已载科学家进行数千次研究潜水,并在1977年热液喷口群落的发现中发挥了核心作用。2012年,电影制作人James Cameron驾驶深海挑战者号(Deepsea Challenger)到达挑战者深渊,这是首次单人潜水到最深海底。卫星海洋学、自主水下航行器和全球Argo浮标网络现在提供海面和海洋上层2000米的近乎连续监测。即便如此,截至2025年,不到四分之一的海底以高分辨率绘制了地图,这是由日本财团和大洋水深总图项目协调的国际海底2030倡议旨在在本十年末缩小的差距。

所有CountryReports内容的详细引用、数据参考和机构来源列在资料来源页面。以下政府机构、联合国机构和学术机构是我们海洋和海洋内容所依赖的主要权威。每个链接指向该机构的主页。

政府机构和科学项目

• 美国国家海洋和大气管理局(NOAA) — 美国海洋和大气科学机构,包括国家海洋局、国家海洋渔业局和国家环境信息中心。
• 美国国家航空航天局地球观测站 — 卫星获取的海表温度、海洋颜色、海平面和海冰图像和数据。

联合国和政府间机构

• 联合国 — 《联合国海洋法公约》、BBNJ协定的正式文本以及联合国海洋大会的记录。
• 联合国粮食及农业组织(FAO) — 全球渔业和水产养殖统计,包括世界渔业和水产养殖状况报告。
• 国际海事组织(IMO) — 国际航运安全、保安和环境绩效的全球监管机构。
• 国际海道测量组织(IHO) — 海图测绘和洋盆划界的政府间权威机构。
• 联合国教科文组织政府间海洋学委员会(IOC-UNESCO) — 协调国际海洋科学、海啸预警系统和联合国可持续发展海洋科学十年。

学术和研究机构

• 伍兹霍尔海洋研究所 — 海洋科学和工程领域领先的独立研究机构,阿尔文号潜水器的运营方。
• 斯克里普斯海洋研究所 — 加州大学圣地亚哥分校的研究机构;最古老和最大的海洋、地球和大气科学中心之一。
• 蒙特雷湾水族馆研究所(MBARI) — 深海探索、水下机器人技术和海洋生物学的先进研究。

博物馆和保护组织

• 美国国家地理学会 — 探险报告、地图资源和海洋教育材料,包括学会对南大洋的承认。
• 史密森尼国家自然历史博物馆 — Sant海洋馆展览和海洋科学与生物多样性收藏。
• 世界自然保护联盟(IUCN) — 海洋物种红色名录评估和海洋保护区全球指南。

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