海水與河水的分界線爲什麼會變化的科學故事

大家知道，河水是淡水，海水是鹹水。河流不斷地將淡水輸往海洋，在河口附近海域與海水混合，並因此形成低鹽的河口混合水，又稱沖淡水。由於沖淡水的密度小於海水的密度，它浮托於海水之上，在慣性和浮力的作用下，呈羽狀流形式向海擴散。當低鹽的沖淡水在上層向海擴散時，高鹽的海水則以補償流的形式從底部楔入到沖淡水層之下。由於兩者的密度差異，在沖淡水與海水之間便形成一個界面。該界面向河口方向傾斜，在海面上表現爲一條呈弧形分佈的線，這條線大體上代表海水與河水的分界線。在界面附近的海面上經常出現泡沫線，有時還可以看到油污、塑料、木頭、玻璃瓶及動物屍體等污染物和廢棄物構成的碎屑線，這些成爲了判別海水與河水分界線的標誌之一。如在美國哈得孫河口，曾經觀測到碎屑線延伸距離長達30千米以上。

河流在通過河口向海洋輸出徑流淡水的同時，也將泥沙、有機質及營養鹽等物質攜帶入海。因此，源自河流的沖淡水不僅在懸浮泥沙的含量上高於外圍海水，而且因含有豐富的營養物質導致浮游植物大量繁殖，含量顯著高於周邊海水。不同河口的沖淡水或由於泥沙含量高，或由於浮游植物含量高，或兩者兼而有之，導致水色發黃，這也就是河口附近海域色線形成的原因。

河口沖淡水與海水分界線的位置始終處於不斷變化之中，主要是受徑流、潮汐潮流及沿岸流的制約。首先，由於河流徑流量的年際變化較大，洪季時徑流量大，沖淡水擴散範圍大；枯季時徑流量小，沖淡水擴散範圍小。如長江河口沖淡水的主體邊界，洪季時一般可達東經123°附近，而在枯季時退縮至長江河口口門一帶，相距近100千米。其次，沖淡水與海水的分界線會隨潮週期（包括年、月和日週期）發生脈動變化，漲潮時向陸移動，落潮時向海遷移，其移動幅度隨不同潮週期而變化。此外，河口沖淡水與海水分界線還受到沿岸流的影響。如長江河口沖淡水在冬季大多向東南偏轉，但在夏季時因受臺灣暖流的影響而有着向東北轉向的趨勢。