场特征的合成分析等可将厄尔尼诺发展过程大致归纳为预兆位相、发展位相、成熟位相和恢复位相四个阶段。
(1) 预兆位相(2-5月)
此时段的特征是沃克环流的上升支开始东移,与哈德莱环流相联系的ITCZ在东太平洋开始向南移,这类现象都与赤道东太平洋海温变暖有关。赤道信风开始减弱;秘鲁、厄瓜多尔沿海海温异常升高。当出现最大正距平中心1.6℃以上,热带幅合带(ITCZ)移到最低纬度时,厄尔尼诺事件开始。
(2) 发展位相(6-10月)
在预兆位相中出现的东太平洋沿海海温升高现象,从5-6月开始明显的向西扩展,到10月份以后,整个热带太平洋出现异常的海面温度升高的现象。这个阶段,在中太平洋出现强对流现象,OLR出现负值。
(3) 成熟位相(12-2月)
此时,整个热带太平洋地区出现海温异常增暖,信风异常减弱。地面及850hPa(135-170°W,5°S-5°N)西风正异常,高层200hPa(160°W-110°W,5°S-5°N)东风正异常。即底层东风减弱,高层西风减弱,说明沃克环流减弱。
(4) 恢复位相(5-7月)
赤道东太平洋海温明显下降,正距平中心下降到1℃以下,并西移到170°W-160°W之间。南美沿岸的海温出现负距平。 4.厄尔尼诺现象的成因
至今,全球科学界对厄尔尼诺现象形成的原因尚未达成共识,一种比较普遍的看法是: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,使沿岸国家遭到重大损失。
厄尔尼诺形成的前兆包括:印度洋、印尼与澳洲气压上升,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,当秘鲁附近的暖空气上升,则当地沙漠下雨。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干旱的地方降雨。 5. 新厄尔尼诺
近些年来,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系。
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模型、海洋观测和卫星侦察、海洋大气耦合等科研活动,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”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。它无论发生在哪儿时,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到8月主要雨带位置来看,在百分之七十五的厄尔尼诺年内,夏季雨带位置在江、淮流域。形象地说,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像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半度以上,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半度,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。 三.ENSO对我国气候的影响 1. ENSO对我国夏季气候异常的影响
ENSO事件造成的大气环流异常,尤其是热带大气环流的异常,对我国夏季气候有着重要的影响。例如,西太平洋热带高压的异常既对西太平洋台风活动有重要影响,又直接同我国东部的汛期降水的变化有关。 2. ENSO对西太平洋台风活动的影响
台风是影响我国的主要灾害性天气系统之一,尤其是在夏半年对我国天气气候的影响很大。据有关资料分析表明,西太平洋(包括我国南海海域)台风活动同ENSO都有着极其明显的关系。平均而言,在厄尔尼诺年西太平洋台风数偏少,而在La Nina年,西太平洋台风数明显偏多,并且在厄尔尼诺年,登陆我国大陆的台风数也偏少或者偏多。
由于大气和海洋热状况的年变化,使得台风活动也具有季节性,一般而言,7月份到11月份为台风的多发季节。资料分析表明,在台风活动的季节性变化特征还明显地显示出ENSO的影响。
基于台风形成的一些条件,资料分析表明,在厄尔尼诺和厄尔尼诺情况下,西太平洋热带大气环流状况以及该地区海温状况都有明显的差异。首先,厄尔尼诺情况下,沃克环流将发生异常,使得西太平洋台风源区有异常的下沉运动,对流活动受到抑制,不利于台风的形成。其次,西太平洋台风中的相当多数是从幅合带中低压活云团发展起来的。由于厄尔尼诺事件使得西太平洋副高位置偏南,热带幅合带的位置也偏南。以上因素都不利于台风的发展。第三,西太平洋台风的形成同西太平洋海水温度有一定的关系,若海温低于28度,则台风难于在海域形成。而在厄尔尼诺年,西太平洋都出现海温负距平,这当然不利于台风的形成。第四,根据台风发展的CISK机制,大气稳定度参数对扰动的不稳定发展有重要影响,而台风源区大气稳定度的计算表明,厄尔尼诺年该地区稳定度偏大,因而对台风形成不利。 3. ENSO对我国东北低温的影响
东北是我国主要的粮食产地之一,该地区纬度较高,作物生产期较短,因此夏季低温是一种重要的气候灾害。而资料分析表明,我国东北地区的夏季低温同ENSO有着密切的关系。在厄尔尼诺年夏季,黑吉辽三省1911年到1984年期间的气温均有持续负距平,而在La Nina年夏季,均为持续正距平。由此可认为,在厄尔尼诺年夏季,我国东北气温往往偏低;而在厄尔尼诺年夏季,我国东北气温多偏高。
现代研究表明,东北夏季低温的发生同厄尔尼诺所造成的大气环流异常有着密切关系。当然影响我国东北夏季低温的原因不止于此,并非厄尔尼诺(年夏季东北都出现低(高)温,只是说ENSO是一个重要因素,比较容易导致东北夏季的温度异常。
4. ENSO对我国东部汛期降水的影响
资料研究表明,在厄尔尼诺年,我国大部分地区的降水量偏少,则出现多雨的可能性偏大。但是,我国东部地区地域广阔,长江和黄河中下游地区的汛期降水又常有相反的变化情况,从近40年的资料可以看到,长江中下游地区的汛期降水量同ENSO之间没有明显的关系,并非大多数厄尔尼诺年该地区降水量就偏少,也不是大多数La Nina年该地区降水量就偏多。然而,华北地区的汛期降水量与ENSO却有着较好的关系,厄尔尼诺年华北汛期降水量偏少,La Nina年华北汛期降水量偏多。
四. 总结
我国位于世界最大的大陆—亚欧大陆的东部,世界最大的大洋—太平洋的西岸,是世界最典型的季风气候区。很大程度上,我国的气候变化受到全球气候变化的影响,其特殊位置也决定了我国受厄尔尼诺和拉尼娜的影响比较大,但它们的影响也只是间接的,且很多时候我国的气候异常与二者无关。我们既可以试图用全球变化去解释我国的气候异常,也可以用厄尔尼诺和拉尼娜去解释,因为我国的气候是各种因素综合作用下的产物。
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