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厄尔尼诺现象形成的原因

发布时间:2021-07-04   来源:总结报告    点击:   
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厄尔尼诺现象形成的原因8篇

厄尔尼诺现象形成的原因8篇

厄尔尼诺现象形成的原因(1)

本专题总结 献给 过去的和现在的以及将来的高三文科学生们。

并特别感谢原377班某位同学的提问。

一、定义

1、厄尔尼诺(西班牙语:El Niño),是西班牙语"圣婴"的音译,是指赤道太平洋中东部海洋表面温度持续异常增温的现象。因为这种现象发生在圣诞节前后,则被当地渔民称为厄尔尼诺-即"圣婴"(上帝之子)的意思。

国际上关于厄尔尼诺现象公认的判断标准是:连续3个月以上太平洋东部和中部赤道海域的月均温高于平均值0.5℃以上,就算海水温度异常。

2、拉尼娜是西班牙语"小女孩"的意思。指发生在赤道太平洋东中部海水大范围持续异常变冷的现象。拉尼娜也称反厄尔尼诺现象。

由于拉尼娜现象与厄尔尼诺现象相反,故以下文章以厄尔尼诺为重点讲叙。

二、成因

简单地说,太平洋地区东南信风的减弱可能是厄尔尼诺最重要的成因。

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,并向西流动形成南北赤道暖流,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(秘鲁寒流)。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,赤道-南纬10°范围内年降水量仅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0.5℃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。

思考:

上面左图为正常年份南太平洋部分海区水温分布图,上面右图为厄尔尼诺现象年的南太平洋部分海区水温分布图,读图并按要求回答问题。

(1 )正常年份,澳大利亚东部海域降水 ( 多或少 ) ,海面水温 ( 高或低 ) ,原因是

( 2 )厄尔尼诺年中,秘鲁西岸海域受 洋流的影响,海水表层水温 。可出现 等异常天气。

答案:(1)多,高,盛行上升气流;(2)赤道逆流,升高,降水较多。

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为什么增温0.5℃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,100米深的海水温度变化0.1℃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。同时,在海洋中,上升流的减弱或消失,使水中浮游生物骤减,鱼类因食物锐减随之死亡,以鱼为食的海鸟也成批饿死或迁徙。例如1925年厄尔尼诺期间,秘鲁不仅大批鱼死鸟亡,还在3月份观测到394.4毫米的降水量,而这里前5年的降水量总和才不过17.9毫米。

厄尔尼诺现象形成的原因(2)

《探究“神医”现象形成的原因》综合性学习活动试题及答案

本文是关于《探究“神医”现象形成的原因》综合性学习活动试题及答案,感谢您的阅读!

  认真研读下面几则材料,试探究“神医”现象形成的原因。
  材料一:两幅漫画
  材料二:张“神医”开办门诊,出版养生专著,开设讲座,说自己6岁学医,父亲还为国家领导人看过病。他号称当代“中医食疗第一人”“京城最贵中医”,能用食疗方法治愈糖尿病、高血压、心脏病甚至红斑狼疮等疑难杂症。然而,当他赚足了钱,真相被揭开之后,才发现他只不过是极其普通的人。一个“神医”倒下了,但是有利可图,却让许多个“神医”立起来了。
  材料三:现在公众对健康的要求越来越迫切,而生了病,却因为医院的“看病难,看病贵”而踟蹰。于是,包治百病的“神医”恰恰迎合了许多人治病心切又无能为力的心情。其实,对于“神医”的打击,监管部门是太迟钝了。往往是等到“危害”到一定程度的时候,才出来。
  参考答案:
  老百姓――残留着迷信思想;对健康的迫切要求。“神医”――看病的利益丰厚;漂亮诱人的虚假包装。政府――投入不足;监管迟缓。

感谢您的阅读,本文如对您有帮助,可下载编辑,谢谢

厄尔尼诺现象形成的原因(3)

中国位于世界最大的大陆的东南部,东临太平洋,西接欧亚大陆腹地,地域辽阔,地形复杂,气候多变。

  厄尔尼诺现象虽发生在距离我国比较遥远的东太平洋,并不对我国的天气气候产生强烈的直接影响,但它仍然会通过大气环流的变化来影响中国,所以不少气象学家认为,厄尔尼诺的出现与否是影响中国天气气候异常的一个强信号。不过,我国的天气气候变化还要受其因素的影响,不应简单地把任何气候异常都归结为受厄尔尼诺的影响,也不能说厄尔尼诺发生后必然对中国气候产生某种特定的影响。以下是近年来有关厄尔尼诺对中国天气气候影响研究成果的简要汇集。

  影响一、暖冬

  冬季,亚洲大陆受强大的西伯利亚冷高压控制,而海洋上相对暖和得多,气压相对较低,空气从高压部分流到低压部分,从大陆流向海洋,因而我国大部盛行来自高纬度的西北气流,常有寒潮和冷空气天气过境,气候寒冷而干燥。冬季风的强弱是导致我国冬季冷暖的直接原因。研究表明,厄尔尼诺发生年的冬季,东亚极锋锋区位置往往较常年偏北,冷空气活动也偏北、偏弱,而南方暖气团势力相对较强。

  据统计,近50年80%的厄尔尼诺年中国出现了暖冬,1990年代厄尔尼诺频繁发生,中国连续出现暖冬。因此,在厄尔尼诺发生时我国出现暖冬的机率较大。

   影响二、干旱和洪涝

  我国是典型的大陆性季风气候国家,降水主要集中在西南和东南季风盛行的夏季。来自海洋的暖湿气流可以深入到内陆地区,产生丰沛的降水。我国东部的雨带具有明显的季节性和向北推移的特点。

  一般情况下,5月,副高的位置偏南,我国雨带维持在华南地区;6月中旬到7月,副高向北推移,跳到长江流域,长江中下游地区出现大范围持续多雨天气,这就是著名的江淮梅雨;7月中旬,副高再次北跳,雨带移到黄河流域,长江中下游处于副高控制下,进入伏旱期;8月中旬,副高达到最北的位置,东北、华北、河套进入雨季。8月下旬副热带高压开始向南撤退,东部地区的雨季相继结束。由此可见,副热带高压对我国气候起着举足轻重的作用。如果副高在一个地方停留的时间过长或者过短,比常年偏强或者偏弱,都会造成我国东部地区旱涝异常。

厄尔尼诺现象形成的原因(4)

厄尔尼诺现象对我国的影响

对我国的影响

首先是台风减少,厄尔尼诺现象发生后,西北太平洋热带风暴(台风)的产生个数及在我国沿海登陆个数均较正常年份少。

其次是我国北方夏季易发生高温、干旱,通常在厄尔尼诺现象发生的当年,我国的夏季风较弱,季风雨带偏南,位于我国中部或长江以南地区,我国北方地区夏季往往容易出现干旱、高温。1997年强厄尔尼诺发生后,我国北方的干旱和高温十分明显。

第三是我国南方易发生低温、洪涝,在厄尔尼诺现象发生后的次年,在我国南方,包括长江流域和江南地区,容易出现洪涝,近百年来发生在我国的严重洪水,如1931年、1954年和1998年,都发生在厄尔尼诺年的次年。我国在1998年遭遇的特大洪水,厄尔尼诺便是最重要的影响因素之一。

最后,在厄尔尼诺现象发生后的冬季,我国北方地区容易出现暖冬。

厄尔尼诺现象成因:

厄尔尼诺现象(西班牙语:El Niño),又称圣婴现象,是秘鲁、厄瓜多尔一带的渔民用以称呼一种异常气候现象的名词。

主要指太平洋东部和中部的热带海洋的海水温度异常地持续变暖,使整个世界气候模式发生变化,造成一些地区干旱而另一些地区又降雨量过多。其出现频率并不规则,但平均约每4年发生一次。基本上,如果现象持续期少于五个月,会称为厄尔尼诺情况(condition);如果持续期是五个月或以上,便会称为厄尔尼诺事件(episode)。

对厄尔尼诺现象形成的原因,科学界有多种观点,比较普遍的看法是:在正常状况下,北半球赤道附近吹东北信风,南半球赤道附近吹东南信风。信风带动海水自东向西流动,分别形成北赤道洋流和南赤道暖流。从赤道东太平洋流出的海水,靠下层上升涌流补充,从而使这一地区下层冷水上翻,水温低于四周,形成东西部海温差。但是,一旦太平洋地区的冷水上翻减少或停止,海水温度就升高,形成大范围的海水温度异常减弱,甚至变为西风时,赤道东太平洋地区的冷水上翻减少或停止,海水温度就升高,形成大范围的海水温度异常增暖。而突然增强的这股暖流沿着厄瓜多尔海岸南侵,使海水温度剧升,冷水鱼群因而大量死亡,海鸟因找不到食物而纷纷离去,渔场顿时失去生机,使沿岸国家遭到巨大损失。

厄尔尼诺形成的前兆包括:

* 印度洋、印尼与澳大利亚气压上升;

* 大溪地和太平洋中央、东面的海面气压下降;

* 南太平洋的贸易风减弱或往东面吹;

* 秘鲁附近的暖空气上升,令当地沙漠下雨;

* 暖空气由太平洋西岸扩散至印度洋与太平洋东面。同时它令东面较干燥和有干旱的地方降雨。

厄尔尼诺现象形成的原因(5)

明清“弃儒就贾”现象形成刍议

作者:张志娟

作者机构:晋中师范高等专科学校,山西晋中030600

来源:云南社会主义学院学报

ISSN:1671-2811

年:2013

卷:000

期:006

页码:361-362

页数:2

中图分类:K249

正文语种:chi

关键词:明清时期;弃儒就贾;形成原因

摘要:明清各种新的社会现象和新思潮不断涌现, “弃儒就贾”现象就是其中之一.从主观方面看明中叶以后新思潮的冲击,使士人价值观念发生变化;明代科举制度的弊端和对科举制度的失望,使大量士人放弃科举仕进之路走向了经商之路.而客观上相对宽松的政治环境为士人经商提供了制度上的保障; “士商合流”为其融入商人行列提供了客观的渠道;明末社会商业化引起的市场化、世俗化的生活方式也为士人经商提供了很大的空间.

厄尔尼诺现象形成的原因(6)

厄尔尼诺现象概括

厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流,是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象,就是沃克环流圈东移造成的。正常情况下,热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲,使太平洋表面保持温暖,给印尼周围带来热带降雨。但这种模式每2—7年被打乱一次,使风向和洋流发生逆转,太平洋表层的热流就转而向东走向美洲,随之便带走了热带降雨,出现所谓的“厄尔尼诺现象”。

“厄尔尼诺”一词来源于西班牙语,原意为“圣婴”。19世纪初,在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语系的国家,渔民们发现,每隔几年,从10月至第二年的3月便会出现一股沿海岸南移的暖流,使表层海水温度明显升高。南美洲的太平洋东岸本来盛行的是秘鲁寒流,随着寒流移动的鱼群使秘鲁渔场成为世界三大渔场之一,但这股暖流一出现,性喜冷水的鱼类就会大量死亡,使渔民们遭受灭顶之灾。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后,于是遭受天灾而又无可奈何的渔民将其称为上帝之子--圣婴。后来,在科学上此词语用于表示在秘鲁和厄瓜多尔附近几千公里的东太平洋海面温度的异常增暖现象。当这种现象发生时,大范围的海水温度可比常年高出3-6摄氏度。太平洋广大水域的水温升高,改变了传统的赤道洋流和东南信风,导致全球性的气候反常。

厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸的海面水温异常升高,海水水位上涨,并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域,结果引起海啸和暴风骤雨,造成一些地区干旱,另一些地区又降雨过多的异常气候现象。

厄尔尼诺的全过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期,历时一般一年左右,大气的变化滞后于海水温度的变化。

在气象科学高度发达的今天,人们已经了解:太平洋的中央部分是北半球夏季气候变化的主要动力源。通常情况下,太平洋沿南美大陆西侧有一股北上的秘鲁寒流,其中一部分变成赤道海流向西移动,此时,沿赤道附近海域向西吹的季风使暖流向太平洋西侧积聚,而下层冷海水则在东侧涌升,使得太平洋西段菲律宾以南、新几内亚以北的海水温度升高,这一段海域被称为“赤道暖池”,同纬度东段海温则相对较低。对应这两个海域上空的大气也存在温差,东边的温度低、气压高,冷空气下沉后向西流动;西边的温度高、气压低,热空气上升后转向东流,这样,在太平洋中部就形成了一个海平面冷空气向西流,高空热空气向东流的大气环流(沃克环流),这个环流在海平面附近就形成了东南信风。但有些时候,这个气压差会低于多年平均值,有时又会增大,这种大气变动现象被称为“南方涛动”。60年代,气象学家发现厄尔尼诺和南方涛动密切相关,气压差减小时,便出现厄尔尼诺现象。厄尔尼诺发生后,由于暖流的增温,太平洋由东向西流的季风大为减弱,使大气环流发生明显改变,极大影响了太平洋沿岸各国气候,本来湿润的地区干旱,干旱的地区出现洪涝。而这种气压差增大时,海水温度会异常降低,这种现象被称为“拉尼娜现象”。

20世纪60年代以后,随着观测手段的进步和科学的发展,人们发现厄尔尼诺现象不仅出现在南美等国沿海,而且遍及东太平洋沿赤道两侧的全部海域以及环太平洋国家;有些年份,甚至印度洋沿岸也会受到厄尔尼诺带来的气候异常的影响,发生一系列自然灾害。总的来看,它使南半球气候更加干热,使北半球气候更加寒冷潮湿。

近年来,科学家对厄尔尼诺现象又提出了一些新的解释,即厄尔尼诺可能与海底地震,海水含盐量的变化,以及大气环流变化等有关。

厄尔尼诺现象是周期性出现的,大约每隔2-7年出现一次。至1997年的20年来厄尔尼诺现象分别在76-77年、82-83年、86-87年、91-93年和94-95年出现过5次。1982—1983年间出现的厄尔尼诺现象是本世纪以来最严重的一次,在全世界造成了大约1500人死亡和80亿美元的财产损失。进入90年代以后,随着全球变暖,厄尔尼诺现象出现得越来越频繁。
由于科技的发展和世界各国的重视,科学家们对厄尔尼诺现象通过采取一系列预报模型,海洋观测和卫星侦察,海洋大气偶合等科研活动,深化了对这种气候异常现象的认识。首先认识到厄尔尼诺现象出现的物理过程是海洋和大气相互作用的结果,即海洋温度的变化与大气相关联。所以在80年代后,科学家们把厄尔尼诺现象称之为“安索”(enso)现象。其次是热带海洋的增温不仅发生在南美智利海域,而且也发生在东太平洋和西太平洋。它无论发生在哪时,都会迅速地导致全球气候的明显异常,它是气候变异的最强信号,会导致全球许多地区出现严重的干旱和水灾等自然灾害。
从我国6-8月主要雨带位置来看,在75%的厄尔尼诺年内,夏季雨带位置在江、淮流域。形象一点说,热带地区大气环流的低频振荡可比作是热带地区的心脏跳动,厄尔尼诺事件的发生就好象是热带地区得了一个心脏病,使得规律性的低频振荡出现了异常现象。
当上述厄尔尼诺现象发生时, 遍及整个中、东以及太平洋海域,表面水温正距平高达3℃以上,海温的强烈上升造成水中浮游生物大量减少,秘鲁的渔业生产受到打击,同时造成厄瓜多尔等赤道太平洋地区发生洪涝或干旱灾害,这样的厄尔尼诺现象称为厄尔尼诺事件。一般认为海温连续三个月正距平在 0.5℃以上,即可认为是一次厄尔尼诺事件。相反,如果南美沿岸海温连续三个月负距平在 0.5℃以上,则认为是反厄尔尼诺事件,又称拉尼娜事件。当前据气象学家的研究普遍认为:厄尔尼诺事件的发生对全球不少地区的气候灾害有预兆意义,所以对它的监测已成为气候监测中一项重要的内容。

厄尔尼诺的气候影响

首先是台风减少,厄尔尼诺现象发生后,西北太平洋热带风暴(台风)的产生个数及在我国沿海登陆个数均较正常年份少。
其次是我国北方夏季易发生高温、干旱,通常在厄尔尼诺现象发生的当年,我国的夏季风较弱,季风雨带偏南,位于我国中部或长江以南地区,我国北方地区夏季往往容易出现干旱、高温。1997年强厄尔尼诺发生后,我国北方的干旱和高温十分明显。
第三是我国南方易发生低温、洪涝,在厄尔尼诺现象发生后的次年,在我国南方,包括长江流域和江南地区,容易出现洪涝,近百年来发生在我国的严重洪水,如1931年、1954年和1998年,都发生在厄尔尼诺年的次年。我国在1998年遭遇的特大洪水,厄尔尼诺便是最重要的影响因素之一。
最后,在厄尔尼诺现象发生后的冬季,我国北方地区容易出现暖冬。
根据近50年的气象资料,厄尔尼诺发生后,我国当年冬季温度偏高的几率较大,第二年我国南部地区夏季降水容易偏多,而北方地区往往出现大范围干旱。
据历史记载,自1950年以来,世界上共发生13次厄尔尼诺现象。其中1997年发生的并且持续至今的这一次最为严重。主要表现在:从北半球到南半球,从非洲到拉美,气候变得古怪而不可思议,该凉爽的地方骄阳似火,温暖如春的季节突然下起来大雪,雨季到来却迟迟滴雨不下,正值旱季却洪水泛滥。
科学家们认为,厄尔尼诺现象的发生与人类自然环境的日益恶化有关,是地球温室效应增加的直接结果,与人类向大自然过多索取而不注意环境保护有关。

根据对近百年来太阳活动变化规律与厄尔尼诺关系的研究,科学家发现太阳黑子减少期到谷值期是厄尔尼诺的多发期,并有2至3次厄尔尼诺发生。

1997年****开始沸腾的赤道“气候开水壶”——厄尔尼诺,以其来势之凶、发展之快、强度之大、危害之重堪称百年之首,已被人民日报等新闻单位评为十大国际新闻之一,并且受到我国及世界各国高层决策者及环境、经济学家的密切关注。

早在形成之初,江泽民总书记就要求有关部门研究厄尔尼诺事件对我国农业可能带来的影响,国家有关部门邀请专家就此进行了咨询,并向中央领导提出书面报告。专家指出,厄尔尼诺的生态、环境、气候效应以及对世界经济的影响不容忽视,应当引起有关部门的高度重视。

早期,人们对东太平洋出现的暖洋流兴趣十足,为其取名为“上帝之子”。一是因为它常发生在圣诞节前后,更主要原因,它与当地的丰收年景有关。1925年人们目睹了秘鲁附近发生的暖洋流,当年3月沙漠地区降雨量多达400毫米,而前5年降水总和不足20毫米。结果,沙漠变成绿洲,几乎整个秘鲁覆盖着茂密的牧草,羊群成倍增多,不毛之地纷纷长出了庄稼……尽管人们也发现,许多鸟类死亡,海洋生物遭到破坏,但人们依然相信是“圣婴”给他们带来了丰收年。

几十年过去了,人们对厄尔尼诺现象已有全新理解,特别对生态、环境、气候乃至世界经济的影响,有了较深刻的认识。科学家确信,厄尔尼诺特别是强厄尔尼诺会给世界经济带来巨大灾难。美国《纽约时报》和《洛杉矶时报》提供的评估材料显示:1982~1983年的暖事件中,秘鲁是受害最重的国家之一。事件发生前,秘鲁供应的鱼粉占世界38%,1982~1983年秘鲁的捕鱼量从过去的1030万吨锐减到180万吨;美国作为鱼粉的代用品——黄豆的价格暴涨3倍,饲料价格上涨反过来又使鸡的零售价猛涨;菲律宾干旱严重,导致椰子价格大幅度上扬,又使制造肥皂和清洁剂的成本大大提高……1997年8月,世界气象组织的一份报告指出,1982~1983年的厄尔尼诺,造成全球130亿美元的直接经济损失,间接和潜在影响难以估计。

我国科学家对1871~1997年发生的30余次厄尔尼诺事件研究认为,以热带东太平洋地区洪水泛滥、热带西太平洋地区荒芜干旱为特征的厄尔尼诺,对世界的影响弊大于利。特别是90年代以来发生的4次厄尔尼诺,使太平洋沿岸国家遭受重大损失:澳大利亚发生数十年最严重的干旱,粮食持续减产,经济作物破坏严重;印尼、澳大利亚森林大火损失惨重,举世瞩目;厄尔尼诺还使美国东部出现少有的寒冬,造成能源、交通运输等经济损失数百亿美元;东亚许多国家经历了少有的冷夏,水稻严重减产。我国科学家认为,厄尔尼诺对我国的影响明显而复杂,主要表现在五个方面:一是厄尔尼诺年夏季主雨带偏南,北方大部少雨干旱;二是长江中下游雨季大多推迟;三是秋季我国东部降水南多北少,易使北方夏秋连旱;四是全国大部冬暖夏凉;五是登陆我国台风偏少。除了上述一般规律外,也有一些例外情况。因为制约我国天气气候的因素很多,如大气环流、季风变化、陆地热状况、北极冰雪分布、洋流变化乃至太阳活动等。

至于厄尔尼诺形成原因,则是当代科学之谜。大多科学家认为不外乎两大方面:一是自然因素。赤道信风、地球自转、地热运动等都可能与其有关;二是人为因素。即人类活动加剧气候变暖,也是赤道暖事件剧增的可能原因之一。

1997年12月份就出现了20世纪末最严重的一次厄尔尼诺现象。海水温度的上升常伴随着赤道幅合带在南美西岸的异常南移,使本来在寒流影响下气候较为干旱的秘鲁中北部和厄瓜多尔西岸出现频繁的暴雨,造成水涝和泥石流灾害。厄尔尼诺现象的出现常使低纬度海水温度年际变幅达到峰值。因此,不仅对低纬大气环流,甚至对全球气候的短期振动都具有重大影响。一百多年来,著名的厄尔尼诺年是:1891年、1898年、1925年、1939年~1941年、1953年、1957年~1958年、1965年~1966年、1972年~1976年、1982年~1983年和1997年~1998年。

历史上的厄尔尼诺

流经南美沿岸的秘鲁海流是一支冷洋流,在几乎与秘鲁海岸平行的东南信风的吹送下,表层海水离岸外流,深层海水上涌补充,同时将营养盐类挟至上层,因而浮游生物繁盛,吸引大量秘鲁沙丁鱼等冷水性鱼类在这儿繁衍、栖息,使该地区成为著名的东南太平洋渔场。可是在某些年份,东南信风暂时减弱,太平洋赤道逆流的南支越过赤道沿厄瓜多尔沿岸南下,使厄瓜多尔和秘鲁沿岸水温迅速升高,冷水性浮游生物和鱼类因未适应新的环境而大量死亡。由于沿海水温上升在圣诞节即圣子耶稣诞辰前后最为激烈,秘鲁居民将这种海水温度季节性上升的现象称为厄尔尼诺(厄尔尼诺为西班牙文音译,意为圣婴)。

厄尔尼诺发生时,秘鲁渔获量严重减少,并波及世界饲料市场供应;鱼类尸体堆积在海滨,污染了周围的海水;沿岸地区和岛屿上的海鸟因缺乏食物纷纷逃离,影响了鸟粪工业生产,使工人失业。厄尔尼诺不仅给南美沿岸人民生活带来巨大灾难,也往往酿成全球性的灾难性气候异常,如连续出现的世界范围的洪水、暴风雪、旱灾、地震等,报纸上概称为"厄尔尼诺现象(事件)",科学家们则把那些季节升温十分激烈,大范围月平均海温高出常年1度以后的年份才称为厄尔尼诺年。1982年-1983年,通常干旱的赤道东太平洋降水大增,南美西部夏季出现反常暴雨,厄瓜多尔、秘鲁、智利、巴拉圭、阿根廷东北部遭受洪水袭击,厄瓜多尔的降水比正常年份多15倍,洪水冲决堤坝,淹没农田,几十万人无家可归。在美国西海岸,加州沿海公路被淹没,内华达等五个州的洪水和泥石流巨浪高达9米。在太平洋西侧,澳大利亚由于干旱引起灌木林大火,造成多人死亡;印度尼西亚的东加里曼丹发生森林大火,并殃及马来西亚和新加坡;大火产生的烟雾使马来西亚空运中断,三个州被迫实行定量供水,新加坡的炎热是三十五年来最严重的。据统计,本次厄尔尼诺事件在世界范围造成的经济损失约为200亿美元。范围可达整个热带太平洋东部至中部。现在,厄尔尼诺一词已被气象学家和海洋学家专门用来指赤道中、东太平洋海水的大范围异常增温现象。一些专家学者的研究表明,厄尔尼诺与印度、东南亚、印度尼西亚、澳大利亚等地的干旱,赤道中太平洋岛屿、南美洲太平洋沿岸厄瓜多尔、秘鲁、智利、阿根廷等国的异常多雨有着密切的关系,与西北太平洋、大西洋热带风暴的减小、日本及我国东北的夏季低温,我国的降水等也有一定的相关性。

1997年3月起,热带中、东太平洋海面出现异常增温,至7月,海面温度已超过以往任何时候,由此引起的气候变化已在一些地区显露出来。多种迹象表明,赤道东太平洋的冷水期已经结束,开始向暖水期转换。科学家们由此认为,新一轮厄尔尼诺现象开始形成,并将持续到1998年。也正是从这一刻起,地球上的气候开始乱了套。

在南部非洲,厄尔尼诺带来了自1997来最严重的干旱,并使大约500万人口面临饥荒的威胁;在西太平洋地区,厄尔尼诺抑制了降雨,使印度尼西亚和巴布亚新几内亚陷入了干旱并引起森林火灾;东太平洋沿岸国家智利、秘鲁、厄瓜多尔、阿根廷、乌拉圭和巴西东部暴风雨和雪成灾。智利全国13个大区有9个遭受水灾,灾民超过5.1万。在阿根廷和智利边境地区,安第斯山区积雪最深达4米,公路被阻,人员被围。在厄瓜多尔沿海地区,更是山洪暴发,通讯中断,成千上万人无家可归。引起这一海洋生物灾难的是秘鲁寒流北部海区的一股自西向东流动的赤道逆流--厄尔尼诺暖流,它一般势力较弱,不会产生什么影响。在厄尔尼诺现象发生的年份,它的活力增强,在受南美大陆的阻挡之后,就会掉头流向南方秘鲁寒流所在的地区,使这里的海水温度骤然上升3℃~6℃。原来生活在这一海区的冷水性浮游生物和鱼类由于不适应这种温暖的环境而大量地死亡,以鱼类作食物的海鸟、海兽因找不到食物而相继饿死或另迁它处。灾难最严重的几天,秘鲁首都利马外港卡亚俄海面和滩地上到处是鱼类、海鸟及其它海洋动物的尸骸。死亡的动物尸体腐烂产生硫化氢,致使海水变色,臭气熏天,使泊港舰船的水下船壳变黑,并随着雾气或吹向大陆的海风泼向港口附近的建筑物和汽车,在它们表面也涂上了一层黑色,就像是有人用油漆漆过一样。当地人便把这件厄尔尼诺的"涂鸦"之作称为"卡亚俄漆匠"。

厄尔尼诺现象发生时,由于海温的异常增高,导致海洋上空大气层气温升高,破坏了大气环流原来正常的热量、水汽等分布的动态平衡。这一海气变化往往伴随着出现全球范围的灾害性天气:该冷不冷、该热不热,该天晴的地方洪涝成灾,该下雨的地方却烈日炎炎焦土遍地。一般来说,当厄尔尼诺现象出现时,赤道太平洋中东部地区降雨量会大大增加,造成洪涝灾害,而澳大利亚和印度尼西亚等太平洋西部地区则干旱无雨。据不完全统计,本世纪以来出现的厄尔尼诺现象已有17次(包括最新一轮1997~1998年的厄尔尼诺现象)。发生的季节并不固定,持续时间短的为半年,长的一两年。强度也不一样,1982~1983年那次较强,持续时间长达两年之久,使得灾害频发,造成大约1500人死亡和至少100亿美元的财产损失。

同前几次一样,新一轮的厄尔尼诺现象也影响到了中国。最明显的表现是它能使来自东南部海洋上的夏季风强度减弱,造成夏季降雨带的位置偏南,出现南方暴雨成灾、北方旱象严重的异常现象。6~8月期间,北方大部分地区都出现异常高温,首都北京这一时期天气闷热异常,使得空调器的销售出现空前兴旺的景象。我国往年夏季高温所在地区长江中下游一带,重庆、武汉、南昌、南京四大"火炉"却有两个"熄火"。地处北方的山东等省份因持续高温,出现了罕见的旱灾,黄河山东利津水文站断流达222天,严重影响了工农业生产和人民的生活。与此同时,南方许多地区的雨量大大高于往年。据报道,澳门1997年全年前8个月的降雨量超过了过去40年的年平均降雨量;香港的降雨量也打破了有史以来的降水纪录,“七一”香港回归那天,持续不断的大雨自始至终伴随着隆重的交接仪式,令人印象深刻。总的来看,在厄尔尼诺现象的作用下,全国大部分地区冬季的温度比正常年份高,南涝北旱现象比较明显。

圣婴之后有“女婴” 

在深入探索厄尔尼诺与气候变化的关系的过程中,科学家又发现了与其性格相反的拉尼娜(LA NI?A)现象。有人称之为圣婴的邪恶妹妹"女婴",虽然威力不及圣婴,但也会给人类造成相当伤害。拉尼娜现象也是每隔几年出现一次,是东太平洋沿着赤道酝酿出的不正常低温气流,导致气候异常。其发生频率比厄尔尼诺现象低,上一次较强的情况发生在1988~1989年间。1988年夏,北美的大干旱烤焦了从加里福尼亚到佐治亚的大片土地,使谷物收成减产了1/3。美国西部森林火灾不断,著名的黄石国家公园一度被大火所吞。随后飓风又从加勒比海上空呼啸而过,侵害多数的中美洲国家,仅尼加拉瓜一国的损失就达数百万美元,致使500多人死亡,成千上万的人无家可归。

1998年5月厄尔尼诺现象才告结束,全球气候尚未恢复正常,拉尼娜现象又出来为患。令不少地方分别出现严寒、冬暖、风雪、干旱和暴雨等灾害。从世界范围来看,拉尼娜现象在南部非洲引起暴风雨和洪灾,在肯尼亚和坦桑尼亚引起干旱,在菲律宾和印度尼西亚酿成洪灾,在南美洲的南部地区则是异常的潮湿天气,与厄尔尼诺引起的现象正好相反。

究竟是什么造成了厄尔尼诺现象呢?科学家对此一直众说纷纭,难有定论。

一般认为,厄尔尼诺现象是太平洋赤道带大范围内海洋与大气相互作用失去平衡而产生的一种气候现象。在东南信风的作用下,南半球太平洋大范围内海水被风吹起,向西北方向流动,致使澳大利亚附近洋面比南美洲西部洋面水位高出大约50厘米。当这种作用达到一定程度后,海水就会向相反方向流动,即由西北向东南方向流动。反方向流动的这一洋流是一股暖流,即厄尔尼诺暖流,其尽头为南美西海岸。受其影响,南美西海岸的冷水区变成了暖水区,该区域降水量也大大增加。厄尔尼诺现象的基本特征是:赤道太平洋中、东部海域大范围内海水温度异常升高,海水水位上涨。

近年来,一些科学家对厄尔尼诺现象的成因提出了不同的看法。

探索厄尔尼诺

在探索厄尔尼诺现象形成机理的过程中,科学家们发现了这样的巧合:20年代到50年代,是火山活动的低潮期,也是世界大洋厄尔尼诺现象次数较少、强度较弱的时期;50年代以后,世界各地的火山活动进入了活跃期,与此同时,大洋上厄尔尼诺现象次数也相应增多,而且表现十分强烈。根据近百年的资料统计,75%左右的厄尔尼诺现象是在强火山爆发后一年半到两年间发生的。这种现象引起了科学家的特别关注,有科学家就提出,是海底火山爆发造成了厄尔尼诺暖流。

近年来更多的研究发现,厄尔尼诺事件的发生与地球自转速度变化有关,自50年代以来,地球自转速度破坏了过去10年尺度的平均加速度分布,一反常态呈4~5年的波动变化,一些较强的厄尔尼诺年平均发生在地球自转速度发生重大转折年里,特别是自转变慢的年份。地转速率短期变化与赤道东太平洋海温变化呈反相关,即地转速率短期加速时,赤道东太平洋海温降低;反之,地转速率短期减慢时,赤道东太平洋海温升高。这表明,地球自转减慢可能是形成厄尔尼诺现象的主要原因。  分析指出,当地球自西向东旋转加速时,赤道带附近自东向西流动的洋流和信风加强,把太平洋洋面暖水吹向西太平洋,东太平洋深层冷水势必上翻补充,海面温度自然下降而形成拉尼娜现象。当地球自转减速时,“刹车效应”使赤道带大气和海水获得一个向东惯性力,赤道洋流和信风减弱,西太平洋暖水向东流动,东太平洋冷水上翻受阻,因暖水堆积而发生海水增温、海面抬高的厄尔尼诺现象。

历史记录显示,自1949年至1990年的40余年间共发生10次厄尔尼诺现象,平均3.5年一次,而90年代以来的最近几年里竟出现了4次(1991年~1992年、1993年、1994年~1995年、1997年~1998年),实属历史罕见。而且,90年代以来太平洋海温长期持续偏高,时起时伏的厄尔尼诺现象伴随着全球气温持续异常,自然灾害特别是气候巨灾频发。这表明,近年来厄尔尼诺现象的发生有加快、加剧的趋势。是谁在助长“圣婴”、“女婴”作恶?

人们已经认识到,除了地震和火山爆发等人类无法阻止的纯粹自然灾害之外,许多灾害的发生多多少少同人类的活动有关。“天灾**是人祸”这个道理已被越来越多的人所认识。那么肆虐全球的厄尔尼诺现象是否也受到人类活动的影响呢?近些年厄尔尼诺现象频频发生、程度加剧,是否也同人类生存环境的日益恶化有一定关系?有科学家从厄尔尼诺发生的周期逐渐缩短这一点推断,厄尔尼诺的猖獗同地球温室效应加剧引起的全球变暖有关,是人类用自己的双手,助长了“圣婴”作恶。当然,要证明全球变暖对厄尔尼诺现象是否起了作用还需大量科学佐证。但厄尔尼诺现象频繁发生的结果,也可能产生一个更温暖的世界,这样,是厄尔尼诺现象引起全球变暖,还是全球变暖加快厄尔尼诺现象的发生,就陷入了一个先有鸡还是先有蛋的怪圈。

人类最终彻底走出“厄尔尼诺”怪圈,也许就取决于人类自己对自然的态度.1998年2月3日至5日,来自世界各国的100多名气象专家聚集曼谷,研讨对付“厄尔尼诺”的良策。科学家们认为,在预测厄尔尼诺现象方面,人类已取得了长足的进步。不少因“厄尔尼诺”造成的灾害得到了较为准确和及时的预测,使人类能够未雨绸缪。科学家发出了这样的呼吁:拯救大自然,也就是拯救人类自己。

厄尔尼诺现象形成的原因(7)

什么是厄尔尼诺现象?

近年来,各类媒体越来越关注这样一个气候学名词:厄尔尼诺。众多气候现象与灾难都被归结到厄尔尼诺的肆虐上,例如印尼的森林大火、巴西的暴雨、北美的洪水及暴雪、非洲的干旱等等。它几乎成了灾难的代名词!

  可是厄尔尼诺究竟是什么呢?用一句话来说:厄尔尼诺是热带大气和海洋相互作用的产物,它原是指赤道海面的一种异常增温,现在其定义为在全球范围内,海气相互作用下造成的气候异常。

  厄尔尼诺现象是发生在大气环流和海洋环流之间的强耦合事件的例子。大气环流(风)施加于海洋的应力是海洋环流的主要驱动力,同时,正如我们所看到的那样,来自海洋的热量,特别是蒸发作用对大气环流有极大的影响。

  厄尔尼诺的简化模型表明了能量在海洋中传播过程中的不同波动的作用。在这个简化模型中,海洋中的被称为罗斯贝波的波动,从赤道附近的异常暖的海面向西传播。当它达到海洋的西边界时会被反射成一种不同的波,称为开尔文波,这种波向东传,它起着抵消或改变原来的暖海温距平符号的作用,并引发降温事件出现。整个厄尔尼诺事件中这半个循环所需时间是由这些波传播的速度决定的,它大约需要2年。

  这一现象本质上由海洋动力学驱动,与之相应的大气变化是由海表面温度确定的(反过来大气的变化会加强海洋温度分布型),而海表面温度分布是由海洋动力学决定的,因而用上面的简化模型表示的厄尔尼诺现象本质上是可预报的。

厄尔尼诺的起因

厄尔尼诺已成为当今妇孺皆知的“气象怪物”,不少人对它颇有神秘之感。而厄尔尼诺一词的原意也确实给人以神秘的想象,它是西班牙语“上帝之子”或“圣婴”之意。但现在的气象上的含意已完全没有这些意思了。它表示一系列的海--气反常现象,主要有以下几方面,(1)东太平洋赤道以南海域冷水区的消失,(2)太平洋赤道地区东南信风的消失,(3)西太平洋赤道地区的热水向东部扩散,(4)由上述三种现象引起的一系列气候反常。从厄尔尼诺出现伴随的三种现象可知,在非厄尔尼诺时期应出现与上述三种现象相反的现象,即(1)东太平洋赤道以南海域有一片冷水区,(2)太平洋赤道地区吹着东南风,(3)西太平洋赤道地区堆积着大范围的热水,如能搞清这三种现象的原因,对厄尔尼诺的起因也就不难了解了。

  厄尔尼诺出现伴随着的海--气异常,只是在近30年来才逐渐清楚的,最早的厄尔尼诺仅仅是与东太平洋冷水区的消失相联系。在一般年份东太平洋赤道以南海域有一大片冷水区,这些冷水是从海洋深处翻出来的,为什么这里能上翻冷水,我们下面讨论。这些上翻的冷水带有大量的营养物,引来大量的鱼虾来这里觅食和产卵,无疑,这对当地渔民而言是丰年。冷水区一旦消失,鱼虾不来了,既使来了因水温偏高,造成鱼虾的大量死亡,这对当地的渔民来讲,无疑是灾年。冷水区的消失都开始于圣诞节前后,当地人认为,这是上帝让他的儿子给人间制造的不幸,所以把这一现象称“上帝之子”或简称“圣婴”。现在的人谁也不认为厄尔尼诺现象与上帝有什么联系,仅仅反映气象中的一些现象,或者认为是气象学中的一个具有特定含量新名词。现在人们关注的已远不是厄尔尼诺出现导致的某些现象,而是它对气候、生态可能造成的影响,更多的人在研究厄尔尼诺的起因问题。

  一、厄尔尼诺的起因及形成过程

  我们先把厄尔尼诺形成的主要原因告诉大家,然后再逐一地加以解释,(1)全球气温的上升,(2)春季西风带的加强,(3)沃克环流回归点的东移,(4)安第斯山对回归的沃克环流

南方向运动,到达东太平洋南回归线附近下降。它在这里下降的原因有(1)受安第斯山的阻挡。这里安第斯山高6000米上下,对沃克环流的东进,无疑是一巨大的阻力,(2)受南美大陆上升气流的阻挡,这里属于热带和亚热带地区,有较强的上升气流。沃克环流在下降的过程受科里奥利力的作用使气流问西偏移,气流的中心位置降落在东太平洋的复活节岛附近。因气流在下降的过程带有很大的冲击力、把东太平洋赤道以南大片表面洋水吹向西去。同时又把这里深部的冷水上翻,于是在这里出现一片冷水区。沃克环流下降后要回到它的发源地,这就在太平洋赤道地区形成一股东南风,人们称之为“东南信风”。这股东南信风又把太平洋赤道上的表面洋水吹向西去。(3)而西太平洋赤道地区是由成千上万个岛屿和半岛组成的弧形构造,西部基本上是封闭的,从东部吹来的洋水在这里堆积,在一般年份这里的海平面比东太平洋冷水区高60厘米左右。堆积的水可达1万亿立方米。又因这里的水不能流动,有较强的蓄热作用,所以这里成为太平洋最热的水域。在一般年份这里比中太平洋高2℃左右,比东太平样冷水区高6℃左右。这就是非厄尔尼诺时期太平洋出现的三种现象的原因。(1)东太平洋赤道附近的冷水区,(2)太平洋赤道上的东南信风,(3)西太平洋赤道地区堆积的热水。

  上述三种现象的消失就是厄尔尼诺的出现,我们看看厄尔尼诺是怎样形成的。现在大家都公认的现象是,厄尔尼诺年一定是气温偏高年,这是为什么?气温上升,大气必然向外膨胀,这是热力学基本法则,大气向外膨胀,所有的大气环流的高度也将上升。大气平均温度升高0.1℃可使大气平均向外膨胀20-30米。对于赤道附近的大气向外膨胀值要比平均值高数倍。沃克环流的高度升高后将超过安第斯山,已具备跨越安第斯山继续东进的条件,但在南美大陆上升气流的阻挡下。又难以东进。全球大气每年冬春季节西风带强盛,在强盛的西风带的推动下,使得已具备跨越安第斯山的沃克环流得以东进。但已是强弩之末,很快地在南美大陆上空下降,下降后再返回它的发源地时,立即受到安第斯山的阻挡,这时的沃克环流全部降落在南美大陆。因沃克环流带有大量的水汽,使得这里经常出现暴雨成灾狂风大作的反常天气。这是“上帝之子”下凡后给人间带来的第一个灾害。与此同时,在安第斯山西侧的东太平洋海域的冷水区消失,太平洋赤道地区的东南信风也消失,堆积在西太平洋赤道的热水向东部回流,这就是厄尔尼诺的出现,上面已经讲过,这种现象一定开始于春季。经过四个月左右,这股热水流到东太平洋,于是整个太平洋赤道地区都热了起来,厄尔尼诺达到高峰期,这时的季节必然是夏季,此时,东西太平洋的海平面也趋于一致。

  当厄尔尼诺达到高峰时,堆积在西太平洋赤道地区的多余的热水也所剩无几,沃克环流的源动力也大为减弱,进入南美大陆上空的沃克环流开始西退,厄尔尼诺开始减弱。如果沃克环流退回的路程与原东进的路程相等,于是在东太平洋赤道海域又恢复了原来同-海域的冷水区,但由于沃克环流源头的热量比原来减少很多,所以沃克环流退回的路程往往是比原东进的路程还远,这样,冷水区将问西扩大,这就是拉尼娜现象。一次厄尔尼诺消失后必然出现拉尼娜,可以说,拉尼娜是厄尔尼诺的“副产物”。图1d表示的就是拉尼娜出现的原因。拉尼娜一般发生在夏秋之交,因为这时全球大气东风加强、西风带减弱。这也为沃克环流的西退提供了一些动力。

  在厄尔尼娜形成的四个条件中,安第斯山起着-种独特的作用。在气温不高的年份,它挡住了沃克环流的东进。在气温偏高的年份,它挡住了沃克环流的回归,这是地理因素对气候影响的典型事例之一。安第斯山北起北纬10附近,南至南纬50附近。全长约9000千米、一般高度在3000米上下,最高处处在6000米左右,主要位于南回归线附近,这里正是沃克环流经过之处。可以说,厄尔尼诺现象的形成也是大自然多种因素的巧合。

  1997年的厄尔尼诺是有记录以来最强的一次,持续的时间长,受害的区域广,危害的区域广,危害的程度大,其原因除全球性气温持续偏高外,地方性因素起的作用也不能忽视。东南亚地区自80年代以后,工业高速发展,海、陆、空也遭受全面的空前的污染,使该地区的温室效应不断增强,这也为沃克环流提供了更多动力,使它长时间东进不归,持续一年之久,从1997年春直到1998年夏。1998年7、8月份出现拉尼娜,也是预料之中的,因为持续一年之久的厄尔尼诺使得沃克环流的源头失去太多热量。1998年尽管是一个高温年,但仍然出现了拉尼娜。可见拉尼娜的出现与全球性气温关系不大,更多的取决于沃克环流源头的热能的提供情况,如果在印度尼西亚发生较强的火山活动,一定会出现拉尼娜。拉尼娜的出现原因,给我们提供一个有益的启示,如果能人为地降低西太平洋的温度,也有可能避免厄尔尼诺的出现。

  二、厄尔尼诺对气接的影响及厄尔尼诺预防的可能

  上面谈到的厄尔尼诺出现的三个主要现象:东太平洋冷水区消失,太平洋赤道地区东南信风消失和西太平洋堆积的热水向东回流,这三种现象的出现都是使占全球面积1/3的太平洋热了起来,本来厄尔尼诺出现的首要条件就是全球气温的上升,这样一来,全球更热了。所以厄尔尼诺年给人最深的印象就是热浪袭人。厄尔尼诺年气候异常的主要原因也是气温上升引出的一系列结果。受害最重的地区就是太平洋和环太平洋地区,由于太平洋东南信风的消失和西太平洋热水东流、使得太平洋赤道地区变得不仅风平浪静、而且炎热、干旱,雨林枯萎,1997年的印尼森林大火,与此有密切关系。由于太平洋的高温、使得太平洋和环太平洋地区的副热带高压向南纬推进,原来副热带高压在纬度30度附近,厄尔尼诺年可向北推进到35-40度的地区、像我国的黄河流域和华北地区正位于这样的纬度上,所以在厄尔尼诺年这里降水减少闷热天气明显增多,尤其是在夏季,而春季降水会有所增加,因为春季我国华北地区冷空气南下频繁、与副热带高压交汇的机会增加,所以降水较多。

  此外,受厄尔尼诺之害的另一个地区是南美大陆的中纬和低纬地区,因沃克环流在安第斯山东侧的南美大陆下降,给这里带来大量的狂风暴雨。因沃克环流带有大量的水汽。这是形成暴雨的有利条件、又因沃克环流的下降,形成强烈的地区性温度梯度,这是形成狂风的有利条件。

  厄尔尼诺消失后拉尼娜的出现对气候的影响是否像有些人认为的那样强烈,值得探讨。例如,有人把我国去年夏秋季节长江中上游和嫩江流域出现的洪水归于拉尼娜的影响,这未免夸大了拉尼娜的作用,拉尼娜的主要表现是东太平洋冷水区扩大。在浩瀚的太平洋边缘增加一点冷水,影响到万里以外的我国嫩江地区,这是难以令人置信的。拉尼娜对气候如果说有影响,应主要表现在“冷”的方面,而1998年的气候主要表现在“热”的方面。像我国黑龙江省降水增多,都出现与“热年”。1998年的气候与1997年的气候差不多,均属“热年”。按统计资料表明,在同样的季节,温度偏低的年份,我国华北地区降水增多,但在1998年夏秋之交,正当拉尼娜出现时,我国华北地区气温明显偏高、降水明显减少,这显然不像是受拉尼娜影响的表现。1997年的厄尔尼诺是有记录以来最强的,首先是持续的时间长,从1997年春到1998年夏,在夏秋之交出现拉尼娜。这对太平洋西岸的气候产生不了多大影响,1998年的气候异常,主要是厄尔尼诺起的作用。

  下面顺便介绍一个较有兴趣的问题,1998年夏美国宇航局宣布,由于厄尔尼诺的出现,使得地球自转在过去一年来减慢了千分之一秒。对于不了解真相的人以为这是厄尔尼诺本身的原因使地球自转变慢了。其实这是气温上升使地球自转变慢了。上面我们谈过,尼诺出现的首要原因是气温上升,气温上升则大气向外膨胀;气温下降则大气向内收缩,这是热力学的基本法则。大气膨胀则转动惯量增大,转动惯量增大则自转体自转速度减慢,这是动力学的基本法则。花样滑冰运动员很懂得这个法则,当他们伸开双臂时,在冰上的旋转速度就减慢,当他们抱紧双臂时,在冰上的旋转速度就加快,就是这个道理。大气活动可以使地球自转变慢,也可以使地球自转加快。地球自转速度的变化,是地学研究的重要问题之一,地球自转的变化对大气活动有哪些影响,目前还不了解。

  现在厄尔尼诺出现的频次是3-5年一次,随着全球气温的升降,厄尔尼诺出现的频次也在变化,例如:在50-60年代,那时的平均气温比现在低0.4℃左右,厄尔尼诺出现的频次是5-7年一次,到2020年以前,平均气温至少将比现在上升0.4℃,那时厄尔尼诺出现频次将增至2-3年一次。若气温还持续上升,比现在升高0.8℃,厄尔尼诺将每年出现一次,即每年春季都要出现厄尔尼诺,夏秋之季消失,接着出现拉尼娜。从大气能量的角度看,厄尔尼诺的出现不过是大气为维持其能量收支平衡的一种自我调整过程,当大气的能量收入大于支出时就要发生大气向外膨胀,厄尔尼诺随之出现。大气通过向外膨胀释放出多余的能量,以达到新的平衡。大气中二氧化碳浓度的增加或减少,是大气能量收支变化的主要原因。近30年来,大气中二氧化碳的浓度以加速度的形式增加着,所以气温也以加速度的形式上升,在过去的30年,平均气温上升0.4℃,在未来的20年就可上升0.4℃。只要人类不把二氧化碳排放量降下来,气温的上升就不可逆转。在人类没有取得比石油、天然气、煤炭等更廉价和更容易使用的能源之前,二氧化碳的排放量不会降下降,这是人们追求最大利润的需要,也是生存和发展的需要。那些有关环境的宣言、号召和呼吁等在现实生活中显得太有气无力了。现在看来,在未来40年内,不排放二氧化碳的新能源取代现在的碳氢能源的可能性甚微;人类应当做好气候变得更坏的准备。

  可以确切地说,随着全球气温的上升,在未来40年内,厄尔尼诺出现的频次将越来越快,全球生态,尤其是环太平洋地区的生态受厄尔尼诺之苦,将苦不堪言。那么人类有没有可能让厄尔尼诺不出现呢?从理论上和实践上看,有这个可能性,下面我们就来谈谈这个问题。

  厄尔尼诺的出现主要是一个大气环流在做怪的结果;大气环流是一个极为脆弱的天气系统极易受到周围环境变化的影响,这也是各地气候变化万千的重要原因之一。拉尼娜的出现,给我们一个极有益的启示,如果能用人工方法。把西太平洋赤道地区的水温降下来,就可以使东进的沃克环流退回来。这就可以避免厄尔尼诺的出现;西太平洋赤道地区面积约一千万平方公里,这里水面温度约30℃,比中太平洋高2℃左右,如果能将西太平洋赤道地区近一千万平方公里的水面温度平均下降2℃,就可以制止任何程度的厄尔尼诺现象出现。降温的办法也不难实现,只要把深部的海水提取出来,喷洒在海面上就可以达到此目的。海洋100米深处水温约为16℃,1000米深处水温约4℃。以1000米深处的水为例,1毫升1000米深处的海洋水,至少可使10毫升30℃的水,温度下降2℃,每秒取水106立方米,连续三个月,就可以使西太平洋赤道地区1千万平方公里水面温度至少平均下降2℃,这就完全可以把这个即将问世的“上帝之子”窒息在胎内。从海洋深处取水,并不需要太多的能量,把一个下端开口的输水管伸入海洋深处,用水泵从上面提水,在提水量相等的条件下,从1米深处提出水和从1000米深处提出水,所需要的能量相等,这个道理不难理解。另外,在提水量相等的条件下,输水管越粗越节省能量,但输水管太粗,会增加投资费用。用口径12米的输水管,用1000千瓦的水泵,每秒至少可提水100立方米,管中水位仅比海面下降1米。具体提水措施可以这样:把1万艘排水量1000吨的货船,分布在西太平洋的海面上,船上有水泵,船下安有输水用的软管,伸入海洋深处。从年初启动水泵至3月底结束,这就可以完全确保厄尔尼诺不再出现。估计一艘船连同有关设备在内,需资金1000万美元,1万艘需1000亿美元。这笔资金看起来很庞大,但和厄尔尼诺造成的损失和灾害相比,并不算大。据有关部门估计,1997-1998年的厄尔尼诺造成的直接经济损失,可达近千亿美元,更不用说对生态造成的损害,用金钱是无法衡量的。一次性投入1000亿美元,可长期解除厄尔尼诺之害,这是值得的。这笔钱由谁来出?首先应考虑由受厄尔尼诺之害最重的国家和地区共同担负,其次是那些制造温室效应最重的国家和地区担负。全人类也都应该关注这个改造气候、造福全人类的宏伟工程。人类给生态制造的灾难太多了,应当为拯救生态做出有益的投入了。

厄尔尼诺和拉尼娜

很早以前,人们就发现有的年份,赤道东太平洋的水温异常地升高。历史上最早记载厄尔尼诺可追溯到1541年,每隔几年就会出现一次。

  以往厄尔尼诺一直被认为是一种地区性的现象。随着科学的发展,对厄尔尼诺的监测和研究逐渐受到重视。到本世纪60年代科学家发现厄尔尼诺与太平洋上大气活动和一些地区的气候异常有着密切的关系。这样一种大规模的海洋和大气相互作用状况,引起了地球科学家们的高度关注,尤其是在气象学界,已经成为当今研究形成气候异常的突破点。我国处在太平洋西岸,厄尔尼诺对气候的影响不可忽视,对这一问题的研究也越来越受到重视。

  但是厄尔尼诺出现的季节有早晚;持续时间有长短;暖水区域有大小;偏暖程度有强弱,等等,问题非常复杂。这些年来对它的研究虽取得了一些结果,可是迄今关于厄尔尼诺的成因还没有搞清楚。其与某地区的气候异常的关系也仅仅还是一些统计相关的分析,它们之间的物理原因远未揭露。近来,由于去年刚发生了半个世纪以来最强的厄尔尼诺,有些传媒把一些地区的旱涝天气或别的自然灾害,都归因于厄尔尼诺现象,这只是一种宏观的模糊推论。科学家们将更加奋发地去揭示厄尔尼诺的秘密。

  拉尼娜(La Nina)指的是厄尔尼诺现象的反相。即赤道东太平洋海温较常年偏低。这里本来就是海洋寒流的活动区。其与正常年份相比,只是海温偏低程度的差别,而不是冷暖性质的对立。一般来说拉尼娜的影响和破坏力没有厄尔尼诺严重。对它的研究也不及厄尔尼诺多。

  拉尼娜常发生于厄尔尼诺之后,但也不是每次都这样。厄尔尼诺与拉尼娜相互转变需要大约四年的时间。

  陌生的拉尼娜

  近两个月来,赤道东太平洋地区海洋、大气的各种监测数据表明,厄尔尼诺现象正在迅速向“拉尼娜”现象转化。拉尼娜”的字面意思是“女孩”,它也被称为“反厄尔尼诺”现象,总是出现在厄尔尼诺现象之后。

  据美国圣迭戈斯克里普斯海洋中心的电脑模型显示,目前海面以下的寒冷海水正由东南亚朝南美流去,并将迅速上升至海面,使赤道附近的表面海水转冷。5月份,在东太平洋的一些监测区内,海洋水温骤降了8℃,信风加强。美国海洋热带研究所指出,位于赤道附近、低于正常水温的区域如今已扩展到东西长3000海里、南北宽数百海里。尽管这片水域只是很少的一部分,但是这片水域仍在扩大,略低于表面以下的一个巨大的冷水层源源不断地向这片水域补充冷水。

  美国气象预报中心负责人哈里。范登多认为,形成拉尼娜的条件很可能在今年晚些时候成熟,有些迹象已经在向这方面发展。有关专家指出,拉尼娜现象对气候的影响很难预测,因为它不像厄尔尼诺现象那样简单。美国国家海洋和大气管理局认为,拉尼娜现象可能使美国东南部冬天的温度比正常时期高,而西北部比正常时期低。英国的科学家认为,拉尼娜现象将使北美洲的西部地区、南美洲及非洲东部地区面临干旱威胁,而可能给东南亚、非洲东南部和巴西北部造成水灾。中国国家气候中心专家认为,拉尼娜的危害不会有厄尔尼诺那样大。关于拉尼娜现象对我国气候的影响,他认为,影响我国气候的因素很多,现在还很难估计具体影响。

  拉尼娜来者不善

  据新华社消息国家海洋环境预报中心的专家日前说,继去年延续至今年上半年的“厄尔尼诺”之后,目前正在形成的“拉尼娜”现象也将对我国气候产生一定影响,有关地方和部门必须高度警惕其可能引发的各种灾害。

  在赤道中、东太平洋,表层海水温度比一般年份异常偏高时,被称为“厄尔尼诺”(圣婴),而表层海水温度比一般年份异常偏低时,被称为拉尼娜(圣女),又被称为反“厄尔尼诺”现象。我国科学家认为,如果赤道中、东太平洋海域的表层海水温度连续6个月比平时低0.5℃,就是一次拉尼娜事件。

  国家海洋环境预报中心宋学家研究员和王彰贵研究员说,从1950年至今,已经发生9次拉尼娜现象。在拉尼娜事件中,赤道中、东太平洋信风比常年偏强,海水温度偏低,云量减少,海平面气压比常年偏高,在赤道西太平洋海域海水温度比常年偏高,对流活动加强,云量增多,降水偏多,海平面气压偏低。位于太平洋西边界的黑潮也比常年增强。拉尼娜发生时,由于大气环流以及副热带高压的变化,影响我国的夏季风明显增强,强劲的夏季风将大量暖湿空气带到内陆,使我国北方地区夏季降水增多。

  拉尼娜发生期间,由于西太平洋的“赤道暖池”温度偏高,使热带风暴能量充足,因而台风发生的个数比常年要多,在我国沿海登陆的台风也要相应增多。台风的移动路径将向西增加。冬季黄、渤海的海冰冰情往往有所偏重。专家说,拉尼娜造成的自然灾害损失往往要低于“厄尔尼诺”。

  拉尼娜现象影响我国气候

  “拉尼娜”是西班牙语“圣女”的意思,指赤道附近东太平洋水温反常下降的一种现象,其引起的气候变化特征恰好与赫赫有名的“厄尔尼诺”相反,并同厄尔尼诺一起成为当前预报全球气候系统异常的最强信号。

  国家气候中心研究员赵振国认为,今年,在拉尼娜现象影响下,赤道东太平洋水温偏低,东亚经向环流异常,造成入春以来我国北方地区偏北气流盛行,而东南暖湿气流相对较弱。于是,北方强寒潮大风频繁出现,而降雨量却持续偏少,气温也居高不。

  据统计,今春北方地区风沙天气频繁,3到4月一共出现了12次大范围扬沙和沙尘暴天气,影响范围包括西北、华北、东北西部、黄淮地区,甚至波及到了江准地区,5月份西北地区又出现了3次区域或局部地区沙尘暴天气,其频率之高、范围之广,为近50年同期所罕见。气候专家陈峪说,西北地区近50年来沙尘事件频数呈现出逐年增加的趋势。国家气候中心高级工程师陆均天说,从公元300年以来,我国一共出现过5个沙尘事件频发期,每个周期持续90年左右,近10年来沙尘事件又呈现出明显增加的趋势。

  谈到沙尘暴出现的原因,陈峪认为,沙尘暴的形成及其规模取决于环境、气候两大冈素,从环境上讲,日益严重的荒漠化问题不容忽视。但“无风不起浪”,从气候上讲,今年北方地区自2月份开始,气温回升较快,偏高幅度达2至3摄氏度,造成土壤解冻时间提前,干土层大量出现。这时,雨季尚未来临,在拉尼娜现象影响下,北方地区连续出现大风天气,土借风势,沙尘暴随即形成。

  北方的高温少雨,也是人们的一个热门话题,今年3到5月,全国平均气温创下1961年以来的同期最高,特别是北方地区气温持续偏高。从2月开始,长江以北大部地区降水持续偏少,连续4个月总降水量不足100毫米,华北、西北地区不足50毫米,较常年同期偏少5成以上,特别是2到4月,北方地区平均降水量仅23毫米,为建国以来最少。高温再加上少雨,使北方地区土壤墒情快速下降,形成了90年代以来最严重的春旱。

  赵振国说,1992年以来,除1998年外,其它年份2到4月北方降水量一直在多年平均值以下,特别是去年6月至今,北方地区降水持续偏少,土壤底层墒情已经很差。这时,在拉尼娜现象影响下,我国北方地区偏北气流盛行,而东南暖湿气流相对较弱,再加上冷暖空气配合不利,此消彼长,一直没能在北方地区形成理想的降雨条件,由此出现了持续少雨干旱的天气。

  在北方抗旱的时候,长江以南局部地区却是暴雨频繁。对此,陆均天指出,南方的暴雨天气是局部强对流天气的结果,从大范围流域性来讲,降水量尚属正常。

  陆均天在谈到我国整体气候特征和发展趋势时说,从近年来全球气候的走势看,普遍表现出多样化趋势,这主要是在全球气候变暖的大背景下,厄尔尼诺和拉尼娜现象交替作用的结果。在这种环境中,我国不可能成为风平浪静的“世外桃源”。他说,国家气象部门正密切关注今后的大气气候变化,及时预报,尽可能减少灾害性气候带来的损失。

厄尔尼诺现象形成的原因(8)

厄尔尼诺现象的大气物理特征

作者:江旅冰

作者机构:郑州师专地理与环境科学系

来源:中学生数理化(八年级物理)

ISSN:1003-2215

年:2007

卷:000

期:009

页码:54-55

页数:2

正文语种:chi

摘要:@@ 随着世界异常气候的频繁出现,厄尔尼诺现象一词也时常出现在我们的视野中,并深刻影响着全球气候的变化.

本文来源:https://www.czhuihao.cn/wendang/155664/

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