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厄尔尼诺简介（ElNiño）第七章海气相互作用2主要内容第一节背景知识第二节厄尔尼诺简介第三节厄尔尼诺形成的原因第四节厄尔尼诺对天气、气候的影响3近年来，各类媒体越来越关注这样一个名词－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、北美的洪水及暴雨、非洲的干旱等等。厄尔尼诺几乎成了灾难的代名词！北美的暴雨和洪水非洲干旱澳大利亚干旱印尼的森林大火1997年8月印尼加里曼丹岛和苏门答腊岛的森林大火67森林大火持续燃烧了近三个月，被梵毁的热带森林多达1000平方千米，估计损失高达1250万美元。这场大火不仅使印尼的大片林地、耕地和数以万计的珍稀动物惨遭灭顶之灾，而且其产生的有害烟尘及不可避免的酸雨还波及到周边一些国家和地区，在这场“世纪性环保灾难”中，印尼邻国中受害最严重的国家是马来西亚和新加坡，浓烈而令人窒息的烟尘迫使街上行人和中小学生不得不戴上防烟口罩。尽管如此，受烟雾危害而起的呼吸道感染、咽喉疼痛和皮肤不适症患者成倍增加。许多烟雾笼罩地区的大气能见度降至几百米甚至仅有1米左右，交通部门陷于瘫痪。在印尼伊里安查理省，由于火灾阻断交通，有270多人死亡、失踪29人的重大海难空难事故。1998年长江流域发生特大洪涝灾害1998年夏，长江中下游地区连续普降暴雨，洪水猛涨，沿江多数地区水位突破历史最高纪录，数百万军民上堤严防死守，仍然险情迭出，九江长江大堤决口达123小时之久，引起全国上下关注。世界天气、气候异常的三大因子1997年－1998年由于“天灾”给全世界造成了百多亿美元以上的经济损失和7000多人的死亡。“老天爷”为何狂躁不安？专家们较一致的看法由于赤道东太平洋地区形成了近几百年来持续时间最长的一次厄尔尼诺现象，由此引起了世界天气、气候异常。世界气象组织（WorldMeteorologicalOrganization，WMO）已把它提升为影响当今世界天气和气候异常的三大因子之首（其余两个因子是人类活动造成的大气温室效应和森林破坏）。10第一节背景知识一．海洋对大气的重要性二．全球海水温度分布的主要特征三．洋流和信风11一、海洋对大气的重要性（1）海洋的巨大面积和质量：海洋表面积大，约占地球表面71%，因而达到地球表面的太阳辐射能大部分被洋面吸收再转化为其他形式的能量稳定地加热大气。因此，海洋是大气主要热源。一、海洋对大气的重要性（2）海洋面积大，海水质量大约为大气的250倍，海面蒸发约占地表总蒸发的84%，此外，全球约90%的降水在海洋；约10%的降水在陆地。因此，海洋是大气主要水源。海气相互作用：主要指物质（水）和能量（热）的交换海气水热交换方式14一、海洋对大气的重要性（3）海水的辐射特性：海水对太阳的短波辐散具有吸收率高、渗透率高的特性，海水对太阳短波辐散的吸收率在84～95%之间，比陆地高出10～20%；此外，陆地对太阳辐射的吸收仅在地表，而海水可达几十米，因此，有利于热量的存储。15一、海洋对大气的重要性（4）海水巨大的热惯性：由于海水比热大，比土壤，更比空气具有更大的热惯性，海水的热容量约为大气的1200倍，成为巨大的热量“储存器”。海洋巨大的热惯性使得海面温度的变化比陆面温度的变化小得多，因此，海洋对大气温度的变化起着缓冲器和调节器的作用。16如果将100m深的全球海洋的温度降低0.1℃，则释放出来的热量能使全球对流层中的空气温度升高6℃。空气温度airtemperature17一、海洋对大气的重要性（4）海水巨大的热惯性__海水的流动性：海水是一种流体，通过水平和垂直运动，可使海洋获得的热量通过平流和乱流向其他地方和海洋深层传播。因此，热带海洋在调节大气环流和气候变化中起着非常重要的作用。18海水表面温度二、全球海温分布的主要特征海水（Sea）表面（Surface）温度（Temperature）：SeaSurfaceTemperature—SST19海表面温度随纬度变化。主要原因：太阳辐射的纬度变化，气温的纬度变化。020温度纬度0303060609090-101030北南全球海表面纬向平均温度随纬度分布（℃）1月（冬季）7月（夏季）全球海表面年平均温度（单位：℃，等值线间隔：3℃）二、全球海温分布的主要特征1、全球海水表层温度（SST）分布22（1）变化规律：从赤道向两极递减（2）影响因素：夏季温度高冬季温度低低纬温度高高纬温度低暖流温度高寒流温度低太阳辐射洋流时间空间全球海表面温度分布23海表面温度的分布特征海表面温度成条带状，沿纬度增加而逐渐减小。一般来说，低纬度海区的水温，高于高纬度海区的水温。同一海区的水温，夏季高些，冬季低些。同纬度海区，有暖流流经的海区水温要比有寒流流经的海区高。太平洋西暖东冷。？242、海水温度的垂直分布2004年6月沿赤道太平洋次表层月平均海温深度－经度剖面170E1、请判断三个测站纬度的高低，并说明理由？2、你发现海水温度垂直变化的什么规律?太平洋170E3个不同纬度的测站水温随深度分布曲线26深层海水温度变化规律海温随深度增加而递减：1000m以内，降温快；1000m以下，变化小。原因：太阳辐射入海的光能被表层海水吸收，因此海表面温度高于海洋内部。27混合层与温跃层海洋上层的温度受到大气影响，在海洋表面向下的几十米的水层里，风浪和海流引起的湍流混合十分强烈，海水温度的垂直变化很小，因此被称为混合层。但到某一个高度以后，很快遇到一个较薄的水层，其海水温度随深度的变化特别剧烈，这一区域被称之为温跃层。28温跃层混和层赤道太平洋海水温度垂直分布29温跃层把热带海洋分隔成上下两个不同热力性质的海水层，上层为暖水层，而下层则为冷水层。赤道太平洋东部20℃等温线一般位于50m深处，但向西逐渐倾斜，在赤道太平洋西部一般位于200m深处。因此，温跃层也被气象和海洋学家称为斜温层。温跃层（斜温层）30赤道太平洋海温垂直分布31三、洋流和信风洋流是海洋表层的水，常年比较稳定地沿着一定的方向作大规模的流动，洋流又称为海流（Oceancurrent）。洋流是海洋水体运动的主要形式。大规模的洋流的形成与大气环流直接相关。32表层洋流分布规律33信风信风（tradewind，也称为贸易风）在赤道两边的低层大气中，北半球吹东北风，南半球吹东南风，这种风的方向很少改变，它们年年如此，稳定出现，很讲信用，这是tradewind在中文中被翻译成“信风”的原因。34三圈环流35信风的形成信风的形成与三圈环流有关，太阳长期照射下，赤道受热最多，赤道近地面空气受热上升，在近地面形成赤道低气压带，在高空形成高气压，高空高气压向南北两方高空低气压方向移动，在南北纬30度附近遇冷下沉，在近地面形成副热带高气压带。此时，赤道低气压带与副热带高气压带之间产生气压差，气流从“副高”流向“赤低”。在地转偏向力影响下，北半球副热带高压中的空气向南运行时，空气运行偏向于气压梯度力的右方，形成东北风，即东北信风。南半球反之形成东南信风。36哥伦布第一次去美洲时，向西横渡大西洋…经过37天…发现了美洲新大陆。第二次绕了一个大圈，顺着西班牙和北非西海岸南下，接近赤道时才向西横渡大西洋。却只花了20天。37信风在海气相互作用中所起的作用在赤道南北两侧东南信风和东北信风的驱动下，赤道太平洋表层海水自东向西流动，形成表层洋流。这股洋流将太平洋表层暖的海水输送到西太平洋堆积，使得西太平洋水位不断上升，热量也不断积蓄。与表层洋流相对应，在东西向海水压力差的驱动下，在其下方形成一个与之方向相反自西向东的赤道潜流。38表层洋流与赤道潜流西东39在赤道东太平洋，表层暖的海水流走后，迫使表层以下温度较低的海水上升，以替代流走的海水，因此在这个地区形成巨大的涌升流，称为冷水上翻区，使得该海域水温比周围要低。冷水上翻西东40赤道太平洋年平均海表面高度和温度信风41秘鲁渔场42秘鲁渔场的成因示意图43太平洋海温西高东低的原因？1.秘鲁寒流沿着大陆两侧北上，其中一部分在赤道附近变成南赤道海流后向西移动；2.沿低纬海域由东向西吹的信风使赤道附近的暖水积蓄在太平洋西侧，通常称为暖池；3.相随于信风沿赤道吹东风，太平洋东侧下层冷海水涌升到海表面。44第二节厄尔尼诺简介一．厄尔尼诺与拉尼娜现象二．沃克环流三．厄尔尼诺的监测与指标45厄尔尼诺厄尔尼诺（ElNiño）是西班牙语“圣婴”音译（上帝之子），原指每年圣诞节前后，沿厄瓜多尔和秘鲁沿岸出现一股弱暖洋流，取代了沿岸原有冷海水的现象。46一、什么是厄尔尼诺现象？厄尔尼诺（ElNiño）现象，又称圣婴现象，是指赤道中东太平洋附近的海表温度持续异常增暖现象。ElNiño在西班牙语中意为“圣婴”，也可译作“上帝之子”，因为这种赤道中东太平洋持续异常增暖事件通常在圣诞节前后开始发生。暖水向东回流到东太平洋，秘鲁渔场消失→鱼鸟大量死亡◆海水溫度圖厄尔尼诺期间（1997年12月）正常状态（1990年12月）ElNiño现象正常年：海水向西移动，海洋低层低温富有营养盐的涌升流上升补充。厄尔尼诺期间：使海水向西的力量减弱，反而使表层海水向东移，低层营养盐的涌升流不会上升。49海表面温度距平海表面温度（SST）与正常年的偏差，称为海表面温度距平（SeaSurfaceTemperatureAbnormal—SSTA）。厄尔尼诺盛期（1997.12-1998.2）热带太平洋海表面温度距平（红色为异常偏暖区，蓝色为异常偏冷区）。图中赤道东太平洋甚至偏高4℃以上。51一、什么是拉尼娜现象（反厄尔尼诺）？拉尼娜（LaNiña）现象，是指赤道中东太平洋海表温度大范围持续异常偏冷的现象。LaNiña在西班牙意为“小女孩”，正好与意为“圣婴”相反，也称为“反ElNiño”。52拉尼娜现象因东风强盛，涌升流强劲使东赤道太平洋海水温度比长期平均值低。53拉尼娜盛期（1988.12-1989.2）热带太平洋海表面温度距平（红色为异常偏暖区，蓝色为异常偏冷区）。图中赤道中东太平洋甚至偏低约2－3℃之间。英国气象学家沃克爵士（Sir.GilbertWalker）气压跷跷板：热带东太平洋与热带东印度洋气压场反相变化的现象（南方涛动）。南方涛动－SouthernOscillation塔希提岛达尔文岛55达尔文岛（红色）和塔希提岛（绿色）海平面气压距平的演变南方涛动指数（SOI）：塔希提（Tahiti）岛与达尔文（Darwin）岛之间的气压差。56气象学家沃克发现：1.当南方涛动指数较高时，东、西太平洋气压差值增大，赤道地区盛行偏东风；2.当该指数较低时，则东风较弱，在西太平洋地区甚至会出现西风。厄尔尼诺（ElNiño）期间，东南太平洋气压明显减弱，印度尼西亚和澳大利亚的气压升高。拉尼娜（LaNiña）期间的情况正好相反。57在东赤道太平洋地区强烈的冷海水上翻，使得其海洋表层温度与西赤道太平洋地区的“暖池”之间形成强烈的对比。在东赤道太平洋冷水域的上空大气强烈下沉，西赤道太平洋印度尼西亚海洋大陆上空大气对流强烈，大气以上升为主，这样就形成一个闭合的东西向环流圈，称为沃克环流。二、沃克环流（WalkerCirculation）58沃克环流59赤道附近东西向之垂直大气环流结构与海面水温分布沃克环流把南方涛动和赤道太平洋的海表温度联系在一起。601960s美国气象家雅各布·皮叶克尼斯（JacobBjerknes）发现：南方涛动与厄尔尼诺事件和拉尼娜事件61皮叶克尼斯将厄尔尼诺（ElNiño）与南方涛动（SouthernOscillation）合并为ENSO（音：恩索）厄尔尼诺+南方涛动=ENSO（ElNiño/SouthernOscillation）ENSO实际上就是ElNiño和SouthernOscillation的简称。62ENSO事件不仅仅作为一个事件发生，而且还是周而复始的一种循环，其周期大约2～7年，故又称ENSO循环。厄尔尼诺和拉尼娜则是ENSO循环过程中冷暖两种不同位相的异常状态。厄尔尼诺也称为ENSO暖事件；拉尼娜也被称为ENSO冷事件。三、厄尔尼诺监测与指标上世纪80