地球的表面積有 70% 被海洋覆蓋，而海洋的平均深度超過四千公尺。這麼碩大的空間雖然有不少生物生存，但其實它是一個很沒有效率的循環空間。當生物死亡之後，其遺體的大部份會因為重力而沉入海洋深處，遺體所含的養份也隨之而下。但是在絕大部分的海洋深處，都缺乏氧氣及陽光（或是其他形式的能源），不適合一般生物的生長，於是食物鍊無法形成，宛若水中荒漠。
幸好的是：在一些有限的海域，存在著「湧昇流」，可以將部分沉入深海的養份，帶回到富有陽光及氧氣的海洋表層。 在這樣的地方，經常可以看到旺盛的食物鍊活動，它們除了是良好的魚場之外，也常常是其他海洋生物，如鯨魚、海豚、海豹、以及許多種海鳥活躍繁衍的地方。所以湧昇流是海洋生態一個非常重要的環節。
海洋湧昇流有兩大類，及其它的小類。其中一大類，主要發生在一些特定的海岸，被稱為 「Coastal Upwelling」。另外一大類，則主要發生在太平洋的赤道區，被稱為 「Equatorial Upwelling」。我會依次地向大家介紹這兩大類。有些人得到印象說：海洋湧昇流主要是海流造成的，其實上述的兩大類海洋湧昇流，都主要是海風造成的。只有一些次要的海洋湧昇流，才是主要由海流造成的，我會在下一集裡觸及。
由於地球自轉的關係，地球表面的氣體或液體在做長距離流動時，會出現軌跡彎曲的現象。在北半球是傾向右轉，而在南半球則是傾向左轉，這種現象被稱為「Coriolis Force」，中文翻譯成「科氏力」。
在北半球當海風吹拂過海面時，表面的海水受到海風的磨擦力，及本身科氏力的交互作用，會沿著與海風小角度右轉的方向流動。同理，它下面一點的海水，則會向更右轉的方向流動（當然其流量也會比最表面的海水稍低）。這個效果累推下去，是一個向下越來越弱的螺旋，而這個螺旋的淨累積效果，則是一個與風向大致右轉 90 度的水流。 這種現象被稱為「Ekman Transport」。在南半球也有「Ekman Transport」的現象，只不過水流淨向與風向大致左轉 90 度。
在北半球，當海風的方向大致與海岸平行，而海洋又位在右方時，就常常會產生一個有趣的結果：淺層的海水被海風推向右方之後，因為左方是陸地，無法補充右向流失的淺層的海水，於是較深層的海水會被吸上來補充，這樣就形成了湧昇流，也就是「Costal Upwelling」。
全球有很多海岸有這樣的湧昇流。但是因為它們是海風造成的，所以大部分的海岸湧昇流是季節性的，不過也有一些是全年性的，例如中、南美洲的西海岸、以及非洲的西海岸，就是全年性的。而我居住的加州海岸的湧昇流，就只在夏半年發生。
在夏半年裡，北太平洋的中間一帶，常常存在著一個強度與面積均相當可觀的高氣壓。海風會環繞著高氣壓的中心順時針地吹拂，其方向在加州海岸就常常和海岸線大致平行，於是構成了上述的「Ekman Transport」的要件。因此加州海岸（除了洛杉磯及以南之外）在夏季的大部份時間，都會有強烈的湧昇流。再加上加州海岸許多地方的坡度不小，離海岸不遠海水深度就頗為可觀，因此湧上來的海水溫度偏低，夏季大部分的時間會在攝氏十五度或以下，導致加州海岸夏季大都涼爽，只有在北太平洋的高氣壓間歇性地減弱甚或消失時，加州海岸才會有幾天的熱浪。這個湧昇流區南北超過一千公里，每年時間長達四個月，是全球重要的湧昇流區之一。可惜加州的海岸線、向南到洛杉磯地區之前就顯著向東轉向，因此洛杉磯地區缺乏「Ekman Transport」的要件，無法享受到夏季的涼爽。
加州海岸的這個湧昇流系統，不僅為大部分的加州海岸帶來涼爽的夏季，也帶來了夏季繁榮的海洋生態。像在離舊金山市南方數十公裡的 Monterey Bay，因為有很深的海底峽谷一直延伸到近岸，所以那裡的湧昇流特別富含養份，因此促成了異常旺盛的夏季海洋食物鍊。 例如說：那裡夏季盛產的 Krill
（磷蝦），就吸引了不少的鯨魚前來覓食。我在這裡附了一張幾年前拍攝的 「Humpback
Whale 」（「座頭鯨」、亦名「大翅鯨」）大啖磷蝦的照片。我在這個海灣裡，就見過六種鯨魚，還有成千的海豚及海鳥。（請參考數篇拙作：「舊金山附近的鯨魚和海豚 （一）」http://dison-kuo.blogspot.com/2014/04/blog-post_17.html、「舊金山附近的鯨魚和海豚 （二）」http://dison-kuo.blogspot.com/2013/12/blog-post_9947.html、「舊金山附近的鯨魚和海豚 （三）」http://dison-kuo.blogspot.com/2013/12/blog-post_4981.html、及「舊金山附近三種值得認識的海鳥」http://dison-kuo.blogspot.com/2013/12/three-kinds-of-pelagic-bird-that-are.html。）
比「Costal Upwelling」在形成機制上更有趣的，是「Equatorial Upwelling」（赤道湧昇流）。地球在赤道附近的表面有兩道「Trade Wind」（貿易風）：在偏北那一道往西南吹，在偏南那一道則往西北吹。理論上，這兩道貿易風交會的地方應該在赤道上。但是實際上，它並不一定在赤道上，而會隨季節南北移動，而且通常是位在赤道的北邊。所以在一年的不少日子裡，赤道上都會有向西北吹的海風。基於「Ekman Transport」，在赤道稍偏北的表面海水會往北移動；在赤道稍偏南的表面海水則會往南移動。而它們分別離開之後，得由赤道較深層的海水湧上來補充，於是就形成了「赤道湧昇流」。（為了簡化圖表，下列圖示只顯示海風的西向分量所造成的效果。海風的北向分量，因為和湧昇流無關，所以其效果並未被顯示。）的換句話說，赤道湧昇流是結合了科氏力在南、北半球相反的表現而產生的。
赤道湧昇流的強弱，直接受到西向貿易風強弱的影響。例如說，在「El Niño」（聖嬰現象）發生時，赤道附近的西向風大為減弱，赤道湧昇流也會隨著減弱。在其最盛時，亦即「La Niña」（反聖嬰現象）時，赤道湧昇流區大致佔了太平洋赤道區偏東大約五分之三的部分，其長度接近一萬公里，範圍相當廣大，也對太平洋中部的海洋生態有重要的影響。其實「聖嬰現象」的發現與命名，就是起源於這個赤道湧昇流區的東端靠近南美洲附近的漁場，隔幾年就會有西風變弱、海水變暖、魚獲量大減的現象。後來科學家才發現這種變化，涉及全球，是氣象學及海洋學裡一個很重要的現象。
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