在15—17世纪的大航海时代,远洋航海依靠大型的帆船。帆船的行进是以风力为动力的,所以航海家在航海过程中非常注意风向的变化,他们选择的航行路线也常常跟风向有关。早在15世纪初,葡萄牙人在大西洋的航行中发现,要到达南非,最佳的航行路线是先朝西南方向(南美洲的巴西方向)航行,到南纬30°再向东航行。如果越过赤道进入南半球后沿着非洲海岸向南航行,那么必然会遇到逆风。
西班牙大帆船模型Ⓞ
在长期的航海活动中,航海家渐渐发现了风向随纬度变化的规律:地球上有些地带的风向几乎是全年恒定不变的,南北半球的低纬度地区盛行东风,其中北半球以东北风为主,南半球以东南风为主;而中纬度地区则盛行西风。因低纬度地区盛行的偏东风很有规律,航海家便把它们叫作“trade winds”(信风)。在那个时代,“trade”有“路径”的意思,还没有“贸易”的意思(据词源学家考证,由于信风在英国商船队穿越大西洋中具有重要作用,所以到了18世纪,公众赋予“trade”以“贸易”的意思)。
在大航海时代,盛行风对航海的影响是显而易见的,它使得有些地方容易到达,而有些地方不容易到达,因此它直接影响到欧洲列强的对外扩张。当商人们掌握了信风的规律后,便借助信风开展海上贸易活动。
首先对信风进行理论研究的是哈雷,就是那个发现哈雷彗星的英国著名天文学家。1686年,哈雷发表了有关信风和季风(随季节而改变风向的风,主要由海洋和陆地间的温度差异造成)的论文,综述了三大洋盛行的风,并绘制了一张信风分布图,正确地描述和刻画了低纬度地区风的基本特征:赤道无风,赤道以北盛行东北风,赤道以南则盛行东南风。根据季风随季节更替而风向相反这个特点,他提出太阳提供的热量是大气运动的驱动力。他还提出,信风的形成与太阳供给赤道较多热量有关。
哈雷1686年发表的信风分布图Ⓟ
到了1840年代后期,美国海军军官马修·莫里通过研究前人的航海日志,并向航海家收集和交换资料,绘制出了全球海洋上的风向和洋流的图表。这些图表在航海中发挥了非常巨大的作用,大大缩短了航程,有些竟能减少三分之一左右。而一些顽固的人因拒绝使用他的图表,则常常半路出岔子或者花费更长的航行时间。
全球信风分布图(绘制于1736年)Ⓟ