厄尔尼诺

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吸血鸟

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鸟博士 @ 起源进化 | 2009/1/27 | 3,220次阅读

厄尔尼诺

摘要

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)。

厄尔尼诺 简介

     厄尔尼诺

科技名词定义
中文名称:厄尔尼诺 英文名称:El Nin~o;El Nino;El Nio;El Ni~Do (西) 定义1:赤道太平洋冷水域中海温异常升高的现象。 所属学科: 地理学(一级学科) ;气候学(二级学科) 定义2:赤道中东太平洋海面温度异常升高的现象。 所属学科: 海洋科技(一级学科) ;海洋科学(二级学科) ;海洋气象学(三级学科) 定义3:赤道东太平洋冷水域中海温异常升高现象。这种周期性的海洋事件产生的异常热量进入大气后影响全球气候。 所属学科: 生态学(一级学科) ;全球生态学(二级学科) 定义4:西班牙语,意为“圣婴”。赤道东太平洋水域水温度异常增高现象。 所属学科: 水产学(一级学科) ;水产基础科学(二级学科)
                                                                 【本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 】

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。[1]

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”。

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。

厄尔尼诺 名称由来

     厄尔尼诺海洋中

“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四大渔场之一,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 特征

     厄尔尼诺

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。

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。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。 

厄尔尼诺 起因

     中国沿海

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。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”。

厄尔尼诺 活动周期

    

科学家的最新研究成果表明,在全球各地导致破坏性干旱、暴风雨和洪水的罪魁祸首——厄尔尼诺气候现象的活动周期为200年。

气象专家预言,目前这股不太剧烈的厄尔尼诺可能致使冬天延长,增加美国南部的暴风雨,并使中西部地区比较干旱。 但是,美国国家海洋和大气管理局的专家表示,这次的厄尔尼诺现象将比1997至1998年的弱一些;那一次的厄尔尼诺导致成千上万人死亡,并造成世界直接经济损失达数十亿美元。 [2]

“厄尔尼诺现象”一般每隔2-7年出现一次。但是,20世纪90年代后,这种现象却出现得越来越频繁了。不仅如此,随周期缩短而来的,是“厄尔尼诺现象”滞留时间的延长。这一现象引起了科学家的注意,虽然对“厄尔尼诺现象”的探索还在进行中,但科学家们普遍认为,“厄尔尼诺现象”的频频发生与地球温暖化有关,其变化的迹象表明,“厄尔尼诺现象”并不仅仅是天灾。[3]

厄尔尼诺 影响

     影响范围  

气候影响

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。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。

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。

 

经济影响

厄尔尼诺现象的出现对世界渔业捕捞的打击最为严重,尤其是太平洋东岸的秘鲁。

秘鲁渔场是世界著名的海洋渔场,其可捕鱼面积约占世界的百分之零点零六,而捕鱼量占世界海洋捕鱼量的百分之十六。当厄尔尼诺现象发生后,海水温度高,海水中的大量浮游生物出现死亡现象。随之而来的是大量鱼群以及专食鱼类的鸟类也相继发生死亡。

鱼主要用途是用来加工成鱼粉,作为牲畜饲料大量出口,『厄尔尼诺』现象发生后,由于鱼大量减产,鱼粉供应不足,只好以大量粮食来补充,结果造成世界性的粮价上涨,影响了一些国家的经济发展。最近,巴西气象局宣布,今年逐步形成的『厄尔尼诺』现象将使全球最大的咖啡生产国和出口国巴西下一年度的咖啡产量锐减,国际咖啡价格将因此而坚挺;日本气象厅预计,日本将会出现冬暖夏冷现象;太平洋地区的谷物收成也将受到影响,澳大利亚当局也不得不重新审视他们显得过于乐观的小麦产量的预测。在印度、印度尼西亚和越南的水稻产区,往年这一现象出现时小麦产量将近减产百分之十至百分之十五。 [4]

厄尔尼诺 研究

     研究状况

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。

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。

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 新厄尔尼诺

    

美国研究人员2009年7月2日公布的研究成果显示,太平洋中部赤道海域近年来以准周期的形式出现一种新型厄尔尼诺现象,在其形成的年份里,北大西洋形成了比正常年份更多的飓风。

这项研究由佐治亚理工学院的彼得·韦伯斯特等人完成,他们通过卫星数据、热带风暴记录以及气候模型得出了这一结论。相关研究成果刊登在新一期美国《科学》杂志上。

普通厄尔尼诺现象出现在东太平洋,在其形成的年份里,大西洋上形成的飓风一般少于正常年份。而这种新型厄尔尼诺现象出现在太平洋中部赤道海域,在其形成的年份里,北大西洋上形成的飓风比正常年份多。不过,这种新型厄尔尼诺现象更容易预测,因此有助于科研人员更准确地预测北大西洋飓风的形成以及这些飓风如何影响墨西哥湾以及中美洲。

研究人员还分析说,在拉尼娜现象出现的年份,北大西洋飓风比正常年份要多,但拉尼娜现象近年来似乎也在发生变化。韦伯斯特等人将作进一步研究,分析厄尔尼诺现象和拉尼娜现象发生变化的原因。

拉尼娜现象也称反厄尔尼诺现象,指太平洋东部和中部赤道海域的水温大范围持续异常变冷,这一现象发生时也会引发全球性气候异常。

厄尔尼诺 发生历史

    

长期以来,科学家一直追踪着“厄尔尼诺”。他们发现,“厄尔尼诺”事件与“拉尼娜”(即反“厄尔尼诺”)事件循环交替发生,两次间隔通常为2到7年,但却没有严格的周期性。1950年以来全球共发生了14次“厄尔尼诺”事件,分别发生在1951年、1953年、1957至1958年、1963年、1965至1966年、1968至1969年、1972年、1976年、1982至1983年、1986至1987年、1991至1992年、1993年、1994至1995年、1997至1998年。“厄尔尼诺”事件一般持续一年,短的仅半年,1950年以来最长的一起事件持续了约1年半。 [5]

20世纪90年代以来,“厄尔尼诺”事件频繁发生。虽然每次“厄尔尼诺”事件都有着很多共同的特性,但每次过程又有着它与众不同之处,几乎没有两个过程是完全相像的。如1982至1983年的强“厄尔尼诺”就很出乎科学家的意外,因为它与过去几十年发生的事件都不一样,发生前没有出现当时已经认识到的一些前期征兆;1997年的事件则爆发和发展都异常迅猛。可以说,每一次“厄尔尼诺”的发生都使科学家们增加了对它的新认识。

厄尔尼诺 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,许多灾害的发生同人类的活动有密切的关系。“天灾八九是人祸”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。

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