厄尔尼诺.doc

一、厄尔尼诺对气候影响的表象1982年1983年厄尔尼诺现象发生时,赤道地区太平洋东岸地区的气候由原来的少雨变为多雨,暴雨引发洪涝灾害；赤道附近的太平洋西岸地区,气候由原来的湿润多雨变为干燥少雨。例如,地处太平洋东岸的厄瓜多尔连续暴雨,降水量比常年增加1O倍以上,发生罕见的大洪水,洪水淹没许多城镇和农村。位于太平洋西岸的澳大利亚则开始旷日持久的干旱天气,其东部连续4年没有下过透雨,为近2OO年罕见;同时引发森林大火,大片原始森林被毁。1997年1998年,出现了近百年来最强的一次厄尔尼诺现象,智利遭受了一场百年不遇的特大洪涝,甚至这个国家的沙漠地区也出现了连续的滂沱大雨;印度尼西亚则出现长时间干旱,引发有史以来最严重的森林大火;东非暴雨频繁,洪水泛滥,肯尼亚、埃塞俄比亚等国饱受洪灾之苦,而南非等地却在经受干旱的煎熬,大部分粮食作物颗粒无收。二、沃克环流与厄尔尼诺的关联1沃克环流在赤道附近的太平洋海区,信风驱使着赤道暖流自东向西流。在东岸,由于表层海水被风吹走,下层的冷海水会上涌补充,同时,沿岸还有来自高纬度的寒流,使该海区的水温较低。在西岸,赤道暖流堆积下沉,形成深厚的暖水层。这样,在赤道附近太平洋的东西方向,表层海水存在着明显的温度差异。通过海-气的热量交换,在赤道附近太平洋上空,形成接近东西方向的热力环流,称为沃克环流。2沃克环流异常及对气候的影响沃克环流是由于太平洋赤道附近东西海区温差造成的热力环流,如果两海区温差超过常年正常值,沃克环流就会加强;如果比正常值小,沃克环流就会减弱。每隔几年,东南信风会突然减弱,甚至转化为西风,东太平洋上涌冷海水消失,赤道逆流增强,赤道暖流减弱,导致太平洋赤道附近东部水温较常年偏高,西部水温较常年偏低,两地温差减小,沃克环流减弱,出现厄尔尼诺。相反,温差增加,沃克环流就会加强,出现拉尼娜。太平洋西部水温偏低导致上升气流消失,甚至出现下沉气流,海水蒸发量减小,大气水汽来源减少,西部沿岸地区由原来的湿润多雨变为干旱少雨,引发干旱。相反,太平洋赤道东部海区气温偏高,沃克环流中下沉气流减弱或消失,甚至出现上升气流,海水的蒸发量也多,大气中水汽含量增加,沿岸地区由原来的干燥少雨变为多雨。三、沃克环流不能解释的“问号”从上面的分析中似乎可以找到厄尔尼诺发生时太平洋东西岸气候异常的原因,但仔细研究就会发现还有很多问题没有得到合理的解答。例如,1.无论1982年1983年还是1997年1998年的厄尔尼诺,洪涝都发生在南半球(厄瓜多尔、智利),中北美洲太平洋沿岸没有涉及,这是为什么?2.赤道暖海水为什么南侵,而不是北上?3.即便在发生厄尔尼诺的年份,太平洋赤道附近,西部的水温仍然比东部高,上升气流也比东部强,为什么西部沿岸出现干旱,而东部洪涝?4.肯尼亚、埃塞俄比亚位于印度洋西岸,为什么会出现洪涝?以上无法用沃克环流解答。四厄尔尼诺发生时气压带风带的变化通过仔细研究图1“厄尔尼诺发生时太平洋水温异常现象(1997年12月)”,就会发现,温度升高最大的地区位于赤道和5s之间的太平洋东部海区。由于海-气作用,必然对大气环流产生影响。首先,对气压带风带位置干扰,气压带风带原本随季节变化有规律南北移动,但由于赤道附近太平洋东部海面温度异常升高,温度最高地区位置在赤道以南,使赤道低压带位置偏南,气压带风带位置整体位置偏南,移动幅度变小。其次,赤道西风如图2所示异常,具体来讲,是北半球西南季风减弱,南半球西北季风加强;东南信风减弱甚至转为西风。第三,南支西风异常,北半球中纬西风受到青藏高原阻挡分为南北两支,随着气压带风带移动,南支西风有规律出现和北撤，南支西风的进退和亚洲夏季风进退密切相关,气压带风带整体位置偏南造成青藏高原南支西风出现早、消退晚。五、用沃克环流、气压带风带位置变化解开“问号”1.干旱、洪涝为什么发生在太平洋的南半球沿岸从上面分析可知,厄尔尼诺发生的年份,气压带风带位置偏南,赤道西风中的西北季风强度大、控制时间长。东南信风、南赤道暖流受到西北季风的阻挡作用,势力减弱。而对赤道逆流起到加强作用,并且使它向南流动,及南侵。相反,赤道西风中的西南季风较常年弱,对东北信风、北赤道暖流没有影响。所以厄尔尼诺发生时,太平洋南半球海一气作用、大气环流形势变化明显,西海岸的澳大利亚、印度尼西亚发生干旱,东海岸厄瓜多尔、智利发生洪涝。2.厄瓜多尔、智利洪涝如图3所示厄尔尼诺现象发生的年份,秘鲁寒流西偏,赤道暖水南下对该地区增温增湿,赤道低压中心位置偏东,该地区受低压上升气流控制时间长、强度大,来自太平洋赤道西风较正常年份强,降水多,引发洪水。地处中北美洲太平洋沿岸地区,由于气压带风带位置偏南,受赤道低压影响时间少,加上来自太平洋的赤道西风(西南季风)较常年弱,带来的水汽少,所以不会造成像厄瓜多尔、智利那样的洪涝灾害。3.澳大利亚东北部干旱少雨引发森林大火如图4所示,厄尔尼诺现象发生年份,赤道西风(西北季风)较正常年份强,澳大利亚东部地区受离岸风控制时间长,而且位于大分水岭的背风坡,难以形成降水；气压带风带位置整体偏南,东南信风位置偏南,加上赤道西风顶托,东南信风对东部地区影响减小,带来的水汽少。由于风力作用，东澳大利亚暖流减弱,位置偏东,沿岸海水受赤道西风的离岸风影响,底层海水上泛,水温下降,加剧了气候干燥。4.印度高干旱少雨如图5所示,厄尔尼诺现象发生年份,气压带风带位置较正常年份偏南,西南季风势力弱,加上青藏高原南支西风形成的早、消退的晚,阻挡西南季风北上,使西南季风来的晚、去得早,带来的水汽少,造成印度雨季出现得迟、消退的早,高温干旱。5.非洲持续干旱如图6所示,厄尔尼诺现象发生年份,气压带风带位置较正常年份偏南,撒哈拉和热带雨林之间草原气候区受到赤道低压带控制时间短、范围小,受来自大陆内部东北信风控制时间长,来自几内亚湾的西南风弱。,并且,东北风使非洲大西洋沿岸海水上泛、水温下降,赤道西风(来自几内亚西南风)带来水汽减少,非洲北部大部分干旱。南非水汽主要有两个来源:东南信风带来的印度洋水汽、中纬度西风带来的大西洋水汽,东南信风减弱,印度洋水汽受阻,气压带风带位置偏南,中纬度西风控制时间短、强度小,大西洋水汽受阻。两路水汽都受阻情况下,南非干旱也就自然形成了。6.肯尼亚、埃塞俄比亚洪涝厄尔尼诺现象发生年份,由于西南季风减弱,印度洋西部索马里沿海地区离岸风减弱,上泛海水减少,海水温度升高,海水蒸发量大,大气中水汽充足,东北信风把水汽源源不断输送到肯尼亚、埃塞俄比亚,加上两国地势高,动力抬升作用强,地形雨多,形成洪涝。7.我国北方易发生高温、干旱,南方地区夏季易发生低温洪涝厄尔尼诺现象发生年份,气