讲座4 飓风、Elnino与全球变暖

1、飓风、飓风、El Nino和全球变暖和全球变暖海洋化学进展海洋化学进展讲座讲座4 4陈陈 敏敏厦门大学海洋与环境学院厦门大学海洋与环境学院海湾的飓风海湾的飓风（2006）“卡特里娜卡特里娜”飓风灾害飓风灾害湿地在预防水湿地在预防水灾中的重要性灾中的重要性海湾的飓风海湾的飓风（2006）2005年年8月：月：840亿美元损失；亿美元损失；1836人死亡；美国历史上人死亡；美国历史上最惨重最惨重卡特里娜飓风的演变卡特里娜飓风的演变8月月23日日1级飓风级飓风5级飓风级飓风4级飓风级飓风风暴名称与分类标准风暴名称与分类标准l 不同国家对热带气旋有不同的称谓：不同国家对热带气旋有不同的称谓： 中国和东

2、亚地区：中国和东亚地区：台风台风 大西洋地区：大西洋地区： 飓风飓风 印度洋地区：印度洋地区： 热带风暴热带风暴 澳大利亚地区：澳大利亚地区： Willie风风l 世界气象组织按中心附近最大平均风力分为世界气象组织按中心附近最大平均风力分为4级：级： 热带低压热带低压： 风力风力249飓风的形成飓风的形成第第1阶段：热带扰动的发生阶段：热带扰动的发生飓风的形成飓风的形成风速大于风速大于63 km/h风速大于风速大于117 km/h第第2阶段：热带低压的形成阶段：热带低压的形成第第3阶段：热带风暴的形成阶段：热带风暴的形成飓风的形成飓风的形成第第4阶段：飓风的形成阶段：飓风的形成飓风产生的条件飓

3、风产生的条件l 洋面温度和近洋面气温达到空气对流形成雷暴的洋面温度和近洋面气温达到空气对流形成雷暴的临界点；临界点；l 热带风暴主要形成于南北纬热带风暴主要形成于南北纬5-20之间；之间；l 需要特定的热带扰动。需要特定的热带扰动。全球飓风概况全球飓风概况全球飓风概况全球飓风概况l 每年在全球范围内生成的热带风暴约每年在全球范围内生成的热带风暴约85个，其中个，其中2/3发展成飓风；发展成飓风；l 全球的分配每年有所不同，一般地，如果大西洋全球的分配每年有所不同，一般地，如果大西洋飓风频繁，太平洋就相对平静。飓风频繁，太平洋就相对平静。El Nino与与La Ninal El Nino: 赤道

4、太平洋东部与中部海面温度持续异赤道太平洋东部与中部海面温度持续异常偏暖的现象；常偏暖的现象；l La Nina: 赤道太平洋东部与中部海面温度持续异赤道太平洋东部与中部海面温度持续异常偏冷的现象。常偏冷的现象。厄尔尼诺与飓风的关系厄尔尼诺与飓风的关系The Ekman Pump太平洋东部沿岸海域产生上升流太平洋东部沿岸海域产生上升流水体上升，提供高营养盐，促进浮游植物生长，形成渔场水体上升，提供高营养盐，促进浮游植物生长，形成渔场正常年份与正常年份与El Nino年份流场的差异年份流场的差异周期性发生：周期性发生：3-5年年La Nina年份年份El Nino与与La Nina太平洋表层水温变

5、化太平洋表层水温变化El Nino的效应的效应l 气候异常气候异常l 渔业崩溃：渔业崩溃：海狮的哭泣（海狮的哭泣（1997年，年，6000头）头）l 海洋生态系的变化：海洋生态系的变化：释放的释放的CO2减少；反硝化作用减少；反硝化作用减弱减弱l 森林破坏：森林破坏：1997印尼热带雨林大火印尼热带雨林大火l 大量珊瑚死亡：大量珊瑚死亡：1998年，印度洋年，印度洋90%珊瑚死亡珊瑚死亡l 对人体健康产生影响：对人体健康产生影响：1982-1983年，全球抑郁症患年，全球抑郁症患者上升者上升38%El Nino的效应的效应厄尔尼诺与飓风的关系厄尔尼诺与飓风的关系l太平洋：太平洋： El Nin

6、o爆发时，赤道西太平洋的温暖海水向东扩展，爆发时，赤道西太平洋的温暖海水向东扩展，由于暖水区扩大，雷暴生成区域扩展，造成洋面上由于暖水区扩大，雷暴生成区域扩展，造成洋面上生成的飓风更多，持续的时间更长生成的飓风更多，持续的时间更长l大西洋：大西洋： 刚好相反，高空西风加强，破坏飓风生成的条件刚好相反，高空西风加强，破坏飓风生成的条件飓风与全球变暖有关吗？飓风与全球变暖有关吗？l 1996年，美国官方发布消息说，飓风专家们一致认为，年，美国官方发布消息说，飓风专家们一致认为，目前没有足够证据证明，全球变暖造成了大西洋及世目前没有足够证据证明，全球变暖造成了大西洋及世界其他地方的飓风变得更加频繁和

7、强烈，它只是飓风界其他地方的飓风变得更加频繁和强烈，它只是飓风自身周期性变化的正常表现自身周期性变化的正常表现l 1998年，飓风专威廉姆年，飓风专威廉姆-格瑞和凯利格瑞和凯利-伊曼纽尔等的结伊曼纽尔等的结论：如果大气论：如果大气CO2的浓度增加的浓度增加1倍，热带风暴发生的倍，热带风暴发生的频率和影响范围不会受太大影响，但风暴的强度可能频率和影响范围不会受太大影响，但风暴的强度可能会有会有“轻微的变化轻微的变化”大约增强大约增强10%飓风与全球变暖有关吗？飓风与全球变暖有关吗？l 自然自然杂志杂志2006年年8月月26日报道称，美国政府官员日报道称，美国政府官员封锁了气象学家关于全球变暖可能

8、导致强飓风的报告。封锁了气象学家关于全球变暖可能导致强飓风的报告。报告认为：过去报告认为：过去30年来，全球气候的波动已经年来，全球气候的波动已经明显地明显地而不是而不是轻微地轻微地改变了飓风改变了飓风不仅飓风发生的频率增不仅飓风发生的频率增加，而且风力更强，持续时间变长，降雨量增大，运加，而且风力更强，持续时间变长，降雨量增大，运动轨迹也更加变化多端难以预测。动轨迹也更加变化多端难以预测。全球变暖对飓风的影响全球变暖对飓风的影响l 全球变暖使海水升温，为飓风的生成创造条件全球变暖使海水升温，为飓风的生成创造条件l 全球变暖使高层大气风速加大，干扰飓风的生成全球变暖使高层大气风速加大，干扰飓风

9、的生成l 凯利凯利-伊曼纽尔发现，全球风暴平均持续时间增伊曼纽尔发现，全球风暴平均持续时间增加加60%，风速增加，风速增加15%，典型飓风的破坏力增强，典型飓风的破坏力增强70% 海洋表层水温的变化：越来越暖海洋表层水温的变化：越来越暖M.C. Wu, K.H. Yeung, W. L. Chang, Trends in Western North Pacific Tropical Cyclone Intensity, EOS transaction, AGU, Volume 87Trenberth, Science, 308, 1753 (2005)北大西洋年平均北大西洋年平均SST异常异常

10、 全球飓风数量变化趋势全球飓风数量变化趋势 M.C. Wu, K.H. Yeung, W. L. Chang, Trends in Western North Pacific Tropical Cyclone Intensity, EOS transaction, AGU, Volume 87Webster et al., Science, 309, 1846 (2005) 全球不同海域全球不同海域4级以上飓风级以上飓风/台风数量变化趋势台风数量变化趋势 M.C. Wu, K.H. Yeung, W. L. Chang, Trends in Western North Pacific Trop

11、ical Cyclone Intensity, EOS transaction, AGU, Volume 87Webster et al., Science, 309, 1846 (2005)近近40年全球飓风强度的变化年全球飓风强度的变化Webster et al., Science, 309, 1846 (2005)1975-2006年登陆我国台风的强度变化年登陆我国台风的强度变化28.38%39.40%1975-2006年登陆我国的台风登陆时强度百分比分布图年登陆我国的台风登陆时强度百分比分布图 模型结果模型结果Knutson et al., Science, 1998High CO2n

12、ormal无法回答的问题无法回答的问题全球变暖如何影响全球变暖如何影响El Nino现象？现象？ El Nino在飓风的在飓风的生长与发展中究竟扮演什么样的角色？生长与发展中究竟扮演什么样的角色？追踪消逝的古代风暴追踪消逝的古代风暴古风暴指示：植物纤维中异常的氧同位素古风暴指示：植物纤维中异常的氧同位素降雨降雨土壤水土壤水光合作用光合作用CO2时间时间 18O cellulose Physiology (+27)雨季雨季 (0-2)干旱干旱Eglin AFBSandy Isle, SCValdostaFrancis Marion, SCPinus palustrisResidual values consistent with hurricane occurrence 天气中的干旱记录天气中的干旱记录 天气中的飓风记录天气中的飓风记录 正常天气记录正常天气记录树