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厄尔尼诺和拉尼娜现象的成因及其对我国气候的影响.docx
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厄尔尼诺和拉尼娜现象的成因及其对我国气候的影响.docx
厄尔尼诺和拉尼娜现象的成因及其对我国气候的影响
一、厄尔尼诺(El Nino)现象:
通常指热带太平洋中部和东部的海水温度大围的持续异常升高,引起全球气候异常并造成鱼类大量死亡的现象。厄尔尼诺在西班牙语中的意思是"圣婴"。该现象首先发生在南美洲的厄瓜多尔和秘鲁太平洋沿岸附近,多发生在圣诞节前后,因此得名。在一般情况下,热带西太平洋的表层水温较高,而东太平洋的海温较低。这种东、西太平洋之间海表温度梯度变化和信风一起,构成了海洋――大气耦合系统的准平衡态。每隔2-8年,这种准平衡态就要被打破一次,西太平洋的暖气流伴随雷暴东移,使得整个太平洋水域的水温变暖,气候出现异常,其持续时间为一年或更长时间。厄尔尼诺现象出现前的几个月里,太平洋赤道暖水发生大规模的自西向东移动,圣诞节前后,赤道太平洋东部沿岸暖水沿着厄瓜多尔和秘鲁海岸南下,水温异常声高,最大时比常年升高5到6℃。由于暖水区迅速向西扩展,热带多雨带也随之南下。原来干旱的赤道太平洋东部降水量剧增,河水泛滥成灾;本为雨季的赤道太平洋西部地区则干旱无雨。此外,世界各地的气候因此受到严重影响,造成严重的自然灾害
拉尼娜(La Nina)现象:厄尔尼诺过后,热带太平洋有时会出现与上述情况相反的状态,称为拉尼娜现象,拉尼娜在西班牙语中的意思是"小女孩"。拉尼娜现象表现为中、东太平洋海温明显变冷,同时也伴随着全球性气候异常。用以赤道太平洋东部和中部的海表面温度大围持续异常变冷的现象。以赤道太平洋北纬5度至南纬5度,℃分别作为厄尔尼诺和拉尼娜。
厄尔尼诺现象概念图
二、走近厄尔尼诺――成因研究
厄尔尼诺现象怎样形成的,又为什么会影响到大气的状态和变化呢?这一直是国际海洋和气象科学研究上的一个重要课题。世界气象组织制定过从1985年开始为期十年的热带海洋和全球大气计划(TOGA),其目的之一就是想通过对海气相互作用的研究,寻求提高对厄尔尼诺及异常气候的预测能力。中美两国科学家也执行过"中美热带西太平洋海气相互作用联合研究"计划。
现在已经知道,在正常情况下,太平洋赤道两侧盛行稳定强劲的偏东信风,它将温暖的表层海水,吹离南美沿岸,并向西流动,在赤道太平洋西部堆积,其海面可比东侧高30-40厘米;同时,在南美沿岸也相应出现了为补偿西去海水而形成的上升流(称为涌升区)。上翻的海水来自深层,含有丰富浮游生物,为鱼类提供了大量的食饵。更有意义的是它的温度比较低,因此最终在赤道太平洋地区形成了西暖东冷、对比明显的水温分布型。对大气来说,海水就象一台热机,西部海温高,被加热的大气上升,到达高空后转向东;而东部海温低,空气被冷却下沉,到达海面后转向西(即东南信风),由此在赤道上空形成一个完整的纬向垂直环流圈,被气象学家称为"瓦克环流"。常年如此,结果赤道太平洋东侧沿岸因盛行下沉气流,成为著名的赤道干旱带,日界线以东,南纬00-100围年降水量仅500毫米左右,在临近冷水岸的秘鲁、智利沿岸就更少了。与此相反,在西侧菲律宾、印度尼西亚一带,对流上升气流旺盛,形成湿润多雨气候区,常降水量在2000毫米以上,瓦克环流也正是产生南方涛动的纽带。
但是,当有某种原因引起了偏东气流减弱,使中东太平洋深层冷水涌升大大减弱,甚至由于在赤道附近出现西风气流,使原堆积在西部的暖海水向东回流,吹拂着水温较高的赤道逆流海水沿秘鲁寒流来的方向逆洋流南下,把秘鲁寒流变性为暖流。这股悄然而至不固定的暖流被称之为厄尔尼诺暖流。这样原来的海温分布格局受到破坏,太平洋西侧海温下降,赤道中东太平洋海温上升。当增温幅度高于
℃并持续几个月至半年时,便形成了一次新的厄尔尼诺现象。通常增温不仅发生在海表,有时可影响到200米深处。97年的厄尔尼诺开始后,就观测到太平洋中东部暖水区扩大了300%,12月中东太平洋海域水温高出正常年份5℃。海温的异常必然影响到瓦克环流。
℃就算异常了呢?海水的比热大、吸收太阳辐射能力强,因此广阔的大洋通常被视为大气的重要热库。有人计算过,℃所用的热量,便足以使上面5000米厚度的大气层温度提高6℃。赤道太平洋水域占全球海域1/4,因此那里的海温异常变暖,立即会影响瓦克环流的强度与方向。在自然界,持续的上升气流意味着水汽不断凝结和大量降雨,而持续的下沉气流则相应久晴和干旱。由于南美沿岸增温处附近原下沉气流盛行区变为上升对流旺盛区,所以异常多雨,发生洪涝,干旱区多年积累的花草种籽,遇雨百花怒放,沙漠顿时成绿洲。而在西部,印度尼西亚、伊利安岛、澳大利亚北部的热带雨林区由于海温降低引起气流上升对流减弱,造成降雨大幅度减少,导致干旱发展。去年印尼数月大火就在这样
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