什么是厄尔尼诺现象?
“厄尔尼诺”一词来自西班牙语,意为“厄尔尼诺”。19世纪初,在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语国家,渔民发现每隔几年,即10年6月至次年3月,会有一股暖流沿海岸南移,使表层海水温度显著升高。秘鲁寒流原本盛行于南美洲的太平洋东岸。随寒流而动的鱼类使秘鲁渔场成为世界三大渔场之一。但当这股暖流出现时,喜欢冷水的鱼类会大量死亡,导致渔民遭受灭绝。因为这种现象往往在圣诞节前后最为严重,遭受自然灾害而束手无策的渔民称之为上帝之子——圣婴。后来在科学上,这个术语被用来表示秘鲁和厄瓜多尔附近数千公里的东太平洋海面温度异常变暖。发生这种情况时,大范围的海水温度可比正常情况高3 ~ 6摄氏度。太平洋广大水域水温上升,改变了传统的赤道洋流和东南信风,导致全球气候异常。
厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸海面水温异常升高,海水水位上升,一股暖流南下。它将东太平洋的冷水变成了温水,导致海啸和风暴,导致一些地区干旱,另一些地区降雨量过多。
厄尔尼诺的整个过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期,一般持续一年左右,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,人们已经明白太平洋中部是北半球夏季气候变化的主要动力源。通常在南美大陆西侧的太平洋上有一股向北的秘鲁寒流,一部分变成赤道流向西移动。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,而低层冷海水在东侧上升,使菲律宾以南、新几内亚以北的太平洋西部海温上升。这部分海域被称为“赤道暖池”,同纬度东部的海水温度相对较低。两个海域上空的大气也有温差。东部气温低气压高,冷空气下沉后向西流动。西部气温高,气压低。热空气上升后,转向东方。这样,太平洋中部就形成了一个大气环流(沃克环流),海平面的冷空气向西流动,高空的热空气向东流动。这种环流在海平面附近形成了东南风。但有时,这种压差会低于多年平均值,有时还会增加。这种大气变化现象被称为“南方涛动”。20世纪60年代,气象学家发现厄尔尼诺与南方涛动密切相关,当气压差减小时,厄尔尼诺出现。厄尔尼诺之后,由于暖流变暖,太平洋自东向西流动的季风大大减弱,显著改变了大气环流,极大影响了太平洋沿岸国家的气候。原本潮湿的地区干旱了,干旱地区发生了洪水。当这种压差增大时,海水温度会异常下降,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,发现厄尔尼诺现象不仅出现在南美洲等国家的沿海地区,而且遍及东太平洋赤道沿线的所有海域和太平洋周边国家。在某些年份,甚至印度洋沿岸也会受到厄尔尼诺引起的气候异常的影响,发生一系列自然灾害。总的来说,它使南半球的气候更热更干燥,使北半球的气候更冷更潮湿。
近年来,科学家对厄尔尼诺现象提出了一些新的解释,即厄尔尼诺可能与海底地震、海水盐度变化、大气环流变化有关。厄尔尼诺现象周期性出现,大约2 ~ 7年一次。从65438年到0997年的20年间,厄尔尼诺分别在76 ~ 77年、82 ~ 83年、86 ~ 87年、91 ~ 93年和94 ~ 95年发生了5次。1982-1983期间发生的厄尔尼诺现象是本世纪以来最严重的一次,它在全世界造成了约1500人死亡和80亿美元的财产损失。进入20世纪90年代后,随着全球变暖,厄尔尼诺现象出现越来越频繁。
由于科学技术的发展和世界各国的重视,科学家们通过采用预报模式、海洋观测和卫星侦察、海气耦合等一系列科学研究活动,加深了对这种气候异常的认识。首先,认识到厄尔尼诺现象的物理过程是海洋与大气相互作用的结果,即海洋温度的变化与大气有关。因此,20世纪80年代以后,科学家们把厄尔尼诺现象称为“安索”。其次,热带海洋变暖不仅发生在南美洲的智利海域,在东太平洋和西太平洋也有发生。无论发生在哪里,都会迅速导致明显的全球气候异常。这是气候变化的最强烈信号,将导致严重的自然灾害,如世界许多地区的干旱和洪水。
从6-8月我国主要雨带位置来看,75%的厄尔尼诺年,夏季雨带位于长江和淮河流域。形象地说,热带大气环流的低频振荡可以比作热带的心跳。厄尔尼诺事件的发生就像热带地区的心脏病发作,使得有规律的低频振荡异常。
上述厄尔尼诺现象发生时,遍及中、东、太平洋,表层水温正距平高达3℃以上。海水温度的强劲上升导致水中浮游生物大量减少,这打击了秘鲁的渔业生产,并导致厄瓜多尔和其他赤道太平洋地区的洪水或干旱。这种厄尔尼诺现象被称为厄尔尼诺事件。一般认为,连续三个月的海表温度正距平在0.5℃以上,可以认为是一次厄尔尼诺事件。相反,如果南美沿岸连续3个月海表温度负距平在0.5℃以上,则认为是反厄尔尼诺事件,也称为拉尼娜事件。目前,根据气象学家的研究,普遍认为厄尔尼诺事件的发生对世界许多地区的气候灾害具有预兆意义,因此对它的监测已成为气候监测中的一项重要内容。
厄尔尼诺对中国气候影响严重:首先,台风减少。厄尔尼诺发生后,西北太平洋热带风暴(台风)数量和登陆我国沿海的数量均较常年偏少。
其次,我国北方地区夏季易高温干旱。通常在厄尔尼诺年,我国夏季风较弱,季风雨带偏南,位于我国中部或长江以南。中国北方地区夏季经常出现干旱和高温。1997年强厄尔尼诺发生后,我国北方干旱高温非常明显。
第三,中国南方容易低温和洪水。厄尔尼诺之后的一年,我国南方地区,包括长江流域和江南地区,容易发生洪涝灾害。我国百年一遇的特大洪水,如1931、1954、1998,都发生在厄尔尼诺后的一年..厄尔尼诺是影响1998年中国特大洪水的重要因素之一。最后,厄尔尼诺现象后的冬季,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,我国冬季出现高温的概率较大,次年我国南方夏季降水容易偏多,而我国北方经常出现大范围干旱。
据史料记载,自1950年以来,全球共发生了13次厄尔尼诺现象。其中发生在1997并持续到今天的那起最为严重。主要表现在:从北半球到南半球,从非洲到拉丁美洲,气候变得怪异而不可思议。凉处似火,暖春时节突然下雪。雨季来了不下雨,旱季洪水泛滥。
科学家认为,厄尔尼诺现象的发生与人类自然环境恶化有关,是全球温室效应加剧的直接结果,也是人类对自然索取过多而不注重环境保护的结果。
根据近百年来对太阳活动变化规律与厄尔尼诺关系的研究,科学家发现,从太阳黑子减少到谷值的时期是厄尔尼诺的多发期,有两到三次厄尔尼诺发生。
65438年至0997年春夏之交开始沸腾的赤道“气候水壶”厄尔尼诺,来的猛,发展的快,强度大,危害重,为百年之首。被人民日报等新闻机构评为国际十大新闻,受到中国及其他国家高层决策者、环境和经济学家的密切关注。
早在组建之初,江泽民总书记就要求有关部门研究厄尔尼诺事件对中国农业可能产生的影响。国家有关部门邀请专家对此进行咨询,并向中央领导提交了书面报告。专家指出,厄尔尼诺的生态、环境和气候效应及其对世界经济的影响不容忽视,应引起有关部门的高度重视。
早期,人们对东太平洋的暖流感兴趣,并将其命名为“上帝之子”。一是经常发生在圣诞节前后,更重要的是和当地的丰收年有关。1925期间,人们在秘鲁附近目睹了温暖的洋流。当年3月,沙漠地区的降雨量高达400毫米,而前5年的总降雨量不到20毫米,结果沙漠变成了绿洲,几乎整个秘鲁都覆盖着茂密的牧场,羊的数量成倍增加,贫瘠的土地上长出了庄稼...尽管人们也发现许多鸟类已经死亡,海洋生物遭到破坏,但人们仍然相信“厄尔尼诺”给他们带来了一个大丰收的年份。
几十年后,人们对厄尔尼诺现象有了新的认识,尤其是对生态、环境、气候乃至世界经济的影响。科学家们确信厄尔尼诺,尤其是强厄尔尼诺,将给世界经济带来巨大灾难。根据《纽约时报》和《洛杉矶时报》提供的评估材料,秘鲁是受1982 ~ 1983温暖事件影响最大的国家之一。事发前,秘鲁供应的鱼粉占全球的38%,秘鲁的捕捞量从654.38+0982锐减至654.38+0983至654.38+080万吨。美国作为鱼粉的替代品,大豆价格暴涨三倍,饲料价格上涨反过来导致鸡的零售价格飙升;菲律宾的严重干旱导致椰子价格大幅上涨,这也大大增加了制造肥皂和洗涤剂的成本...1997年8月,世界气象组织的一份报告指出,1982 ~ 1983的厄尔尼诺造成全球直接经济损失130亿美元,间接和潜在影响难以估计。
中国科学家研究了从1871到1997的30多次厄尔尼诺事件,认为以热带东太平洋洪水和热带西太平洋干旱为特征的厄尔尼诺对全球的危害大于好处。特别是20世纪90年代以来的4次厄尔尼诺事件,给太平洋沿岸国家造成了巨大损失:澳大利亚发生了几十年来最严重的干旱,粮食连续减产,经济作物严重受损;印度尼西亚和澳大利亚的森林火灾损失惨重,举世瞩目。厄尔尼诺还造成了美国东部罕见的冬季,造成了能源、交通等数百亿美元的经济损失;东亚多国遭遇罕见冷夏,水稻严重减产。中国科学家认为,厄尔尼诺对中国的影响是明显而复杂的,主要表现在五个方面:一是厄尔尼诺夏季主雨带在南方,北方大部多雨干旱;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,容易使北方夏秋干旱;第四,全国大部分地区冬暖夏凉;五是登陆我国的台风较少。除了上述一般规则之外,还有一些例外。因为制约我国天气气候的因素很多,比如大气环流、季风变化、陆地热力条件、北极冰雪分布、洋流变化甚至太阳活动等。?
至于厄尔尼诺的成因,是当代科学的谜团。大多数科学家认为有两大方面:一是自然因素。赤道信风、地球自转、地热运动等。可能都和它有关;第二是人为因素。即人类活动加剧了气候变暖,这也是赤道变暖事件剧增的可能原因之一。
1997 12月见证了20世纪末最严重的厄尔尼诺现象。海水温度的上升往往伴随着南美西海岸赤道带的异常南移,导致秘鲁中北部和厄瓜多尔西海岸在寒流影响下原本干燥的地区暴雨频发,引发洪水和泥石流。厄尔尼诺现象的出现往往使低纬度海水温度的年际变化达到峰值。因此,它不仅对低纬大气环流有重大影响,而且对全球气候的短期振动也有重大影响。百年以上著名的厄尔尼诺年有:1891,1898,1925,1939 ~ 1941,1953,65438。1972 ~ 1976,1982 ~ 1983和1997 ~ 1998。
沿着南美洲海岸流动的秘鲁洋流是一股寒冷的洋流。受与秘鲁海岸几乎平行的东南信风吹拂,表层海水向近海流动,深层海水上涌补充,同时携带营养物质到上层,于是浮游生物繁盛,吸引了大量秘鲁沙丁鱼等冷水鱼在此繁殖栖息,使这一带成为东南太平洋著名的渔场。但在某些年份,东南信风暂时减弱,太平洋赤道逆流南支越过赤道,沿厄瓜多尔沿海南下,导致厄瓜多尔和秘鲁沿海水温迅速上升,大量冷水性浮游生物和鱼类因不适应新环境而死亡。因为圣诞节前后,也就是圣子耶稣诞生的时候,沿海水温上升最为剧烈,秘鲁居民将这种海水温度的季节性上升称为厄尔尼诺(厄尔尼诺是西班牙语音译,意为厄尔尼诺)。
厄尔尼诺发生时,秘鲁捕捞量严重减少,影响了世界饲料市场供应;鱼类尸体堆积在海边,污染周围海水;沿海地区和岛屿的海鸟因缺乏食物而逃离,这影响了海鸟粪的工业生产,并使工人失业。厄尔尼诺现象不仅给南美洲沿岸人民的生活带来巨大的灾难,还经常导致全球性的灾难性气候异常,如持续的世界性洪水、暴风雪、干旱、地震等。,在报纸上一般称之为“厄尔尼诺现象(事件)”,而科学家称之为季节性变暖非常强烈,大范围内月平均海面温度比正常高1度的那些年。1982 ~ 1983,平时比较干燥的赤道东太平洋降水大增,夏季南美西部出现了一次异常暴雨。厄瓜多尔、秘鲁、智利、巴拉圭和阿根廷东北部遭受洪水袭击,厄瓜多尔降水量比正常年份多15倍。洪水冲垮了大坝,淹没了农田,导致数十万人无家可归。在美国西海岸,加州沿海道路被淹,内华达等5个州的洪水和泥石流高达9米。太平洋西侧,澳大利亚因干旱引发的丛林大火造成多人死亡。印度尼西亚东加里曼丹发生森林火灾,波及马来西亚和新加坡;大火产生的烟雾中断了马来西亚的航空运输,并迫使三个州定量供水。新加坡的高温是35年来最严重的。据统计,本次厄尔尼诺事件在全球范围内造成的经济损失约为200亿美元。从东部到中部可以到达整个热带太平洋。现在,厄尔尼诺一词已被气象学家和海洋学家用来指赤道中东太平洋海水大规模异常变暖现象。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,赤道太平洋群岛、厄瓜多尔、秘鲁、智利、阿根廷等南美太平洋沿岸国家的异常多雨有密切关系,还与西北太平洋和大西洋热带风暴减少、日本和东北地区夏季低温、中国降水有关。
65438年3月至1997年3月,热带中、东太平洋海面异常升高。到了7月,海面温度比以往任何时候都高,由此引起的气候变化在一些地区已经显露出来。诸多迹象表明,赤道东太平洋的冷水期已经结束,开始向温水期转变。科学家认为,新一轮厄尔尼诺现象开始形成,并将持续到1998年。就是从这一刻开始,地球上的气候开始变得混乱。
在南部非洲,厄尔尼诺带来了自1997年以来最严重的干旱,并威胁到约500万人的饥荒。在西太平洋,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干旱,并引发了森林火灾。东太平洋沿岸的国家,智利、秘鲁、厄瓜多尔、阿根廷、乌拉圭和巴西东部,遭受了暴风雪的袭击。智利13个地区中有9个遭受洪灾,灾民超过51000人。在阿根廷和智利边境地区,安第斯山脉积雪最深达4米,道路被封锁,民众被包围。厄瓜多尔沿海地区爆发山洪,通讯中断,数千人无家可归。造成这场海洋生物灾难的,是秘鲁寒流北部海域自西向东流动的一股赤道逆流——厄尔尼诺暖流,总体较弱,不会造成任何影响。厄尔尼诺现象发生的那一年,它的生命力增强了。被南美大陆阻挡后,会掉头流向南方秘鲁寒流所在的地区,使这里的海水温度突然升高3℃ ~ 6℃。曾经生活在这片海域的冷水浮游生物和鱼类因为不适应这种温暖的环境而大量死亡。以鱼为食的海鸟和海洋动物因找不到食物而饿死或转移到其他地方。在灾难最严重的日子里,秘鲁利马外港卡亚俄的海面和海滩上布满了鱼类、海鸟和其他海洋动物的残骸。动物尸体腐烂产生硫化氢,使海水变色发臭,使港内船只的水下船体变黑,并随着吹向大陆的雾或海风溅到港口附近的建筑物和汽车上,使其表面涂上一层黑色,好像有人用油漆涂过一样。当地人把这种厄尔尼诺涂鸦称为“卡亚俄画家”。
厄尔尼诺现象发生时,海表温度异常升高导致海洋上空大气温度升高,破坏了大气环流中热量和水汽正常分布的动态平衡。这种海气变化往往伴随着全球范围内的灾害性天气:忽冷忽热,晴天的地方被淹,雨天的地方被烈日烤焦。一般来说,厄尔尼诺现象发生时,赤道太平洋中东部的降雨量会大大增加,引发洪水,而澳大利亚、印度尼西亚等西太平洋则干旱少雨。据不完全统计,本世纪以来共发生了17次厄尔尼诺现象(包括最近一轮的1997 ~ 1998次厄尔尼诺现象)。季节不固定,半年到一两年不等。强度也不一样。从1982到1983的那次很强,持续了两年,灾害频发,造成约1500人死亡,至少100亿美元的财产损失。与前几次一样,新一轮厄尔尼诺现象也影响了中国。最明显的表现就是可以削弱来自东南海洋的夏季风强度,导致夏季降雨带位置偏南,造成南方暴雨,北方严重干旱的异常现象。6-8月期间,北方大部分地区出现极端高温,首都北京在此期间天气异常闷热,使得空调的销售出现了前所未有的繁荣。往年中国酷暑所在的长江中下游地区,重庆、武汉、南昌、南京四大“火炉”出现两次“熄火”。由于山东等北方省份持续高温,发生了罕见的干旱。黄河山东省利津水文站断流222天,严重影响工农业生产和人民生活。与此同时,南方很多地方的降雨量也比往年多了很多。据悉,澳门1997前8个月的降雨量超过了过去40年的年均降雨量。香港的降雨量也打破了历史上的降水量记录。7月1日香港回归当天,连绵不断的大雨伴随着自始至终的隆重交接仪式,令人印象深刻。总的来说,在厄尔尼诺的影响下,全国大部分地区冬季气温较常年偏高,南涝北旱现象较为明显。
厄尔尼诺之后,有一个“女婴”。在探索厄尔尼诺与气候变化关系的过程中,科学家发现了拉尼娜现象,这与她的个性相悖。有人称之为厄尔尼诺的恶姐“女婴”。虽然没有厄尔尼诺那么厉害,但也会对人类造成相当大的伤害。拉尼娜现象也是每隔几年发生一次,是太平洋东部赤道沿线酝酿的异常低温气流,导致气候异常。其频率低于厄尔尼诺,上一次强形势发生在1988 ~ 1989之间。1988年夏天,北美的干旱烤焦了从加利福尼亚到佐治亚的大片土地,使粮食减产1/3。美国西部森林大火不断,著名的黄石国家公园一度被大火吞噬。随后,飓风在加勒比海咆哮,侵袭了大多数中美洲国家。仅尼加拉瓜就损失了数百万美元,造成500多人死亡,数千人无家可归。厄尔尼诺现象在1998年5月结束,全球气候还没有恢复正常,拉尼娜现象又出来了。多地出现了严寒、暖冬、雪灾、干旱、暴雨等灾害。从全球范围来看,拉尼娜导致南部非洲的风暴和洪水,肯尼亚和坦桑尼亚的干旱,菲律宾和印度尼西亚的洪水,以及南美洲南部异常潮湿的天气,这与厄尔尼诺导致的现象正好相反。什么导致了厄尔尼诺现象?科学家们对此一直众说纷纭,很难得出结论。一般认为,厄尔尼诺是太平洋赤道带海洋与大气相互作用不平衡引起的气候现象。在东南信风的影响下,南半球太平洋的海水被风吹向西北方向流动,使得澳大利亚附近的水位比南美洲西部高出约50厘米。当这种影响达到一定程度时,海水就会反方向流动,即从西北流向东南。这种反方向流动的洋流就是暖流,也就是厄尔尼诺暖流,止于南美西海岸。受此影响,南美西海岸的冷水区变成了温水区,该地区的降水量也大大增加。厄尔尼诺现象的基本特征是:赤道太平洋中东部海水温度异常升高,海水水位上升。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。在探索厄尔尼诺现象形成机制的过程中,科学家们发现了这样一个巧合:20世纪20年代至50年代是火山活动的低潮期,世界海洋中厄尔尼诺现象发生的频率较低,强度较弱;自20世纪50年代以来,世界各地的火山活动进入活跃期。与此同时,海洋中厄尔尼诺现象的数量也相应增加,表现非常强劲。根据近百年的统计,约75%的厄尔尼诺现象发生在强火山喷发后一年半至两年。这一现象引起了科学家们的特别关注,有科学家提出海底火山爆发导致了厄尔尼诺暖流。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的变化有关。自20世纪50年代以来,地球自转速度破坏了10年尺度上的平均加速度分布,呈现出4-5年的无特征波动变化。一些强厄尔尼诺事件发生在地球自转速度发生重大转折的年份,特别是自转变慢的年份。地转速度的短期变化与赤道东太平洋海温的变化呈负相关,即当地转速度短期加速时,赤道东太平洋海温降低;相反,当地转速度在短时间内减慢时,赤道东太平洋海温增加。这说明地球自转缓慢可能是厄尔尼诺现象形成的主要原因。指出当地球自转由西向东加速时,赤道带附近由东向西流动的洋流和信风加强,把太平洋的暖水吹到西太平洋,东太平洋的深层冷水必然翻上来补充,海面温度自然下降,产生拉尼娜现象。当地球自转变慢时,“刹车效应”使赤道带的大气和海水获得一个向东的惯性力,赤道洋流和信风减弱,西太平洋的暖水向东流动,东太平洋的冷水受阻,造成暖水堆积导致海水变暖、海面升高的厄尔尼诺现象。历史记录显示,在1949年至1990年的40余年间,共发生了10次厄尔尼诺事件,平均3.5年一次,但自20世纪90年代以来的近几年,共发生了4次厄尔尼诺事件(191年至198年)。而且20世纪90年代以来,太平洋海温长期偏高,间歇性厄尔尼诺现象伴随着持续的全球气温异常,自然灾害特别是气候巨灾频繁发生。这说明近年来厄尔尼诺现象的发生有加速和加剧的趋势。是谁在鼓动“圣婴”“女婴”作恶?人们已经意识到,除了地震、火山爆发等纯自然灾害外,许多灾害或多或少都与人类活动有关。“天灾十有八九是人祸”的道理已经被越来越多的人所认识。那么正在全球肆虐的厄尔尼诺现象是否也受到人类活动的影响呢?近年来,厄尔尼诺现象的频繁发生和加剧与人类生存环境的恶化有关。一些科学家从厄尔尼诺周期逐渐缩短的事实推断,肆虐的厄尔尼诺与全球温室效应加剧导致的全球变暖有关。是人类用自己的双手助长了“厄尔尼诺”的作恶。当然,需要大量的科学证据来证明全球变暖是否在厄尔尼诺现象中发挥了作用。然而,厄尔尼诺的频繁出现也可能导致世界变暖。这样,无论是厄尔尼诺导致全球变暖,还是全球变暖加速厄尔尼诺的发生,都会陷入先有鸡还是先有蛋的怪圈。人类最终完全走出“厄尔尼诺”循环,可能取决于人类对自然的态度。