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#科学科普#【睡前科普——厄尔尼诺现象】厄尔尼诺现象的由来——“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和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。

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;如果持续期是五个月或以上,便会称为厄尔尼诺事件。

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,使地球出现大面积干旱,这就是“厄尔尼诺现象”。

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。

定义标准——厄尔尼诺事件是指赤道中、东太平洋海表大范围持续异常偏暖的现象,其评判标准在国际上还存在一定差别。一般将NINO3区海温距平指数连续6个月达到0.5°C以上定义为一次厄尔尼诺事件,美国则将NINO3.4区海温距平的3个月滑动平均值达到0.5°C以上定义为一次厄尔尼诺事件。

为更加充分地反映赤道中、东太平洋的整体状况,目前,中国气象局国家气候中心在业务上主要以NINO综合区(NINO1+2+3+4区)的海温距平指数作为判定厄尔尼诺事件的依据,指标如下:NINO综合区海温距平指数持续6个月以上≥0.5°C(过程中间可有单个月份未达指标)为一次厄尔尼诺事件;若该区指数持续5个月≥0.5°C,且5个月的指数之和≥4.0°C,也定义为一次厄尔尼诺事件。

成因——东南信风减弱。当南半球赤道附近吹的东南信风减弱后,太平洋地区的冷水上泛会减少或停止,从而形成大范围海水温度异常增暖,传统赤道洋流和大气环流发生异常,导致太平洋沿岸一些地区迎来反常降水,另一些地方则干旱严重。

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,分别形成北赤道暖流和南赤道暖流。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泛,水温低于四周,形成东西部海温差。

但是,一旦东南信风减弱,就会造成太平洋地区的冷水上泛减少或停止,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,使沿岸国家遭到巨大损失。

地球自转——研究发现,厄尔尼诺事件的发生与地球自转速度变化有关,自二十世纪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。

地球自转速率短期变化与赤道东太平洋海温变化呈反相关,即地球自转速率短期加速时,赤道东太平洋海温降低;反之,地球自转速率短期减慢时,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。

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,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。

影响——最为确定的影响是,厄尔尼诺事件导致全球降水量比正常年份明显增多。这导致太平洋中东部及南美太平洋沿岸国家洪涝灾害频繁,同时印度、印度尼西亚、澳大利亚一带则严重干旱,世界多种农作物将受影响。

比如1997年至1998年的厄尔尼诺现象,太平洋东部至中部水面温度比正常高出约3至4℃,令长江出现大水,华南地区有持续暴雨,东南亚地区发生大规模的森林大火。这次厄尔尼诺现象紧接1990-1994年发生,频密程度罕见,但规模较小。中国西南五省的旱情也是由厄尔尼诺现象所引起的。

2005年大西洋飓风季就出现罕见四个最高强度的五级飓风,依序分别是:飓风艾蜜莉、飓风卡特里娜、飓风瑞塔、飓风威尔玛,并且造成北美洲和中美洲人员惨重伤亡和房屋财产损失。其中,飓风威尔玛更是有记录以来其中一个最强的北大西洋飓风。

2007年大西洋飓风季又出现两个一样最高强度的五级飓风分别是:飓风狄恩和飓风费理克斯。另外,厄尔尼诺现象有时也会反促成西北太平洋台风数目偏少,但威力超强特殊情形发生。例如:1998年太平洋台风季的台风谢柏 (1998年)以及2010年太平洋台风季的超强台风鮎鱼 (2010年)。

监测——一般认为海水表层温度连续三个月高出平均值0.5摄氏度以上,即可认为是一次厄尔尼诺现象。当前气象学家普遍认为,厄尔尼诺现象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。

测量太平洋塔希提岛和澳大利亚达尔文之间每月气压差别的涨落情况,叫作“南方涛动指数”或“南方振荡指数”(SOI),红色线代表月涨落情况,蓝色代表年度平均涨落情况。如果是负值高峰表示太平洋信风强度减弱,太平洋中部和东部变暖,澳大利亚北部降雨减少,发生厄尔尼诺现象。正值高峰则表示信风增强,澳大利亚北部海域温度增高,比往常更潮湿,发生反厄尔尼诺现象。


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