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厄尔尼诺现象对世界气候变化的影响摘要：厄尔尼诺（ElNinoPhenomenon）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。厄尔尼诺现象对世界范围的气候变化有着极大的影响关键词：厄尔尼诺现象；形成；洋流；气候；影响1厄尔尼诺现象的形成1.1厄尔尼诺现象的定义厄尔尼诺（ElNinoPhenomenon）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”。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”。1.2厄尔尼诺现象的特征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[1]，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。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。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[2]。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。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。1.3厄尔尼诺现象形成的原因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，就在太平洋中部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：当东南亚季风区对流层高层异常强的东风急流通过高层北风越赤道气流向南输送东风动量，使得高层澳大利亚至中太平洋散度风东风以及澳大利亚上空的辐射金额下沉运动加强，导致澳大利亚底层冷空气堆积，使澳大利亚至东太平洋的维度热力对比和澳大利亚至太平洋辐散西风增强，通过低层南风越赤道气流向北输送西风动量，抑制赤道太平洋偏东信风，从而使太平洋沃克环流出现异常，导致厄尔尼诺的发生[3]。1.4厄尔尼诺的探索近年来，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。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，所以会导致全球许多地区出现严重的干旱和水灾等自然灾害。当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。2厄尔尼诺现象对中国气候的影响2.1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，副热带高气压带的位置偏南，我国雨带维持在华南地区；6月中旬到7月，副热带高气压带向北推移，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，副热带高气压带再次北跳，雨带移到黄河流域，长江中下游处于副热带高气压带控制下，进入伏旱期；8月中旬，副热带高气压带达到最北的位置，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。如果副热带高气压带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[3]。厄尔尼诺年的夏季，由于赤道东太平洋海温升高、哈得来环流加强，导至太平洋副热带高压强度增强；但西太平洋海温降低，大气对流活动减弱，却使副热带高气压带位置偏南。研究表明，西太平洋副热带高气压带对厄尔尼诺的响应要落后几个月，因而往往厄尔尼诺发生第二年这种相关关系更加显著一些。另外，受环流形势的影响，冷空气活动比较偏南，加之夏季风偏弱，暖湿气流北上势力不强，因此冷暖空气交汇产生的季风雨带也随之偏南，从而使长江中下游地区多雨以至发生洪涝，黄河及华北一带少雨并形成干旱。据历史数据统计，近50年来的大多数厄尔尼诺年中国夏季主要雨带都出现在淮河以南地区。比如1969年长江中下游梅雨持续时间较长，6月下旬至7月中旬多次出现大雨或暴雨，发生严重洪涝。1983年夏季，长江流域梅雨强度与1969年相当，部分地区降水量比常年偏多5成到一倍半。强厄尔尼诺的1997年，夏季主要多雨带出现了长江以南地区，而北方出现了持续高温少雨天气，为50年来最干旱的年份之一。长期干旱使得水资源严重减少，黄河下游发生了累计220多天的断流事件。1998年受到厄尔尼诺的滞后影响，加之其他因素的综合作用，使长江流域发生了本世纪以来仅次于1954年来的特大洪水[4~6]。此外，研究表明，在厄尔尼诺的秋冬季，我国东部容易出现北少南多的降水分布型。即北方大部地区降水比常年偏少，南方大部地区降水比常年偏多据气象历史资料显示，在75%的厄尔尼诺年内，我国夏季雨带位置常在江淮流域。受厄尔尼诺影响，我国长江以南的降雨带会比常年偏多；而随之带来的是厄尔尼诺现象发生后的次年，南方易出现洪涝。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[3、7]。我国1998年夏季长江流域的特大暴雨洪涝与1997~1998年厄尔尼诺现象密切相关。当年厄尔尼诺强大的影响力一直从1997年上半年续待至1998年上半年。98年全球年平均气温达到14.5℃，创下有现代气象记载以来的最高纪录；而我国那年也遭遇了历史罕见的特大洪水，那一年被称为20世纪最强烈的厄尔尼诺现象[8]。2.2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。1987~1996年，黄河下游地区凌汛斯气温持续偏高，是1950年以来最暖的十年，由于气温较常年偏高，导致了下游凌情较常年明显减轻。分析表明，造成暖冬的主要原因是亚洲地区冬季极涡面积小而深厚，中纬度地区盛行纬向环流，东亚槽偏东偏弱，影响下游地区的强冷空气偏少，西太平洋副热带高压偏强，并受厄尔尼诺事件频繁发生所影响。有关研究指出，东南亚气候变化与赤道东太平洋和北太平洋重要洋流区的海表温度有着密切的邀相关。资料和统计结果表明，在1951~1952、1953~1954、1957~1959、1963~1964、1965~1966、1969~1970、1972~1773、1976~1977、1982~1983、1986~1988、1991~1992.、1993~1994、1994~1995的厄尔尼诺时间中，除1969~1970年外，其余12次黄河下游地区气温均较常年偏高，1990年以后的几次厄尔尼诺事件，部分地区冬季气温更是偏高2~7℃。因此可以看出厄尔尼诺事件与黄河中下游地区暖冬现象有着密切的联系[9]。2.3东北冷夏厄尔尼诺与我国东北夏季温度也有一定的关系。统计表明，在厄尔尼诺年的夏季，我国东北地区冷空气活动势力往往加强，导至我国东北夏季气温异常偏低，形成低温冷害，造成粮食减产。1951年以来，东北地区曾多次出现夏季低温冷害，特别是1954、1957、1969、1972、1976等均为范围较大的严重低温冷害年，除了1954年为拉尼娜事件外，其余都是厄尔尼诺年[11]。2.4热带风暴偏少西北太平洋和南海是全球热带水域上生成热带气旋最多、发展最强的地区，我国也是受热带气旋影响最大的国家之一。热带风暴伴随着狂风暴雨常常给我国东南沿海地区造成严重灾害，给人们的生命财产造成重大损失，但是在我国南方伏旱季节，它又是南方降水的重要来源。西北太平洋大部分热带气旋都是热带辐合带的低云或者云团发展起来的，而在厄尔尼诺年赤道东太平洋变暖时，热带西北太平洋则变冷，大气稳定度增加，不利于积云对流在热带太平洋地区的发展，热带风暴和台风的数量也就相应的会减少，登陆我国的数量也会比常年偏少。从近50多年的统计情况来看，西北太平洋平均每年有29个热带气旋发展成热带风暴或者台风，其中平均有7个左右在我国沿海登陆。而在大多数厄尔尼诺年，热带风暴和台风有20~26个，登陆数仅为3~5个，比多年平均明显偏少[12]。2.5其他灾害20世纪80年代以来华北平原或其局部地区的6~7次棉铃虫大发生，就有5~6次（如，1982年、1986年、1992~1993年、1995年、1997年）是发生在厄尔尼诺事件发生后的当年或次年的；华北平原的鼠害在1982年、1986年、1993年（局部地区在1997年）前后的大发生也与厄尔尼诺事件的发生密切相关。1982-1983年的强厄尔尼诺年之后，全国农牧区相继发生了