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极端天气--厄尔尼诺和拉尼娜(课件)

当信风持续加强时,赤道太
平洋东侧表面暖水被刮走,深层 的冷水上翻作为补充,海表温度 进一步变冷,形成拉尼娜。
厄 尔 尼 诺 年


正常年份


2·ENSO系统
赤道太平洋海温变化与全球大气环流尤其是热带大气环 流密切相关。英国气象学家瓦克把热带东太平洋与热带 西太平洋气压场存在的气压变化相反的跷跷板现象称为 南方涛动(简称SO)现象。在厄尔尼诺期间,东南太平 洋气压明显减弱,西太平洋的气压增强。拉尼娜期间的 情况正好相反。鉴于厄尔尼诺与南方涛动之间的密切关 系,气象上把两者合称为ENSO(音“恩索”)。这种全 球尺度的气候振荡被称为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。因 此厄尔尼诺也称ENSO暖事件,拉尼娜也称ENSO冷事件。
在厄尔尼诺现象的作用下,全国大部分地区冬季的温 度比正常年份高,南涝北旱现象比较明显。 厄尔尼诺使来自东南部海洋上的夏季风强度减弱, 造成夏季降雨带的位置偏南,出现南方暴雨成灾、北 方旱象严重的异常现象。6~8月期间,北方大部分地 区都出现异常高温,首都北京这一时期天气闷热异常, 夏季高温所在地区长江中下游一带,重庆、武汉、南 昌、南京四大"火炉"却有两个"熄火"。地处北方的山东 等省份因持续高温,出现了罕见的旱灾,南方许多地 区的雨量大大高于往年,十一月左右全国大范围降温 导致南方平均温度比常年低了十多度冬天早了十五天, 东北及北方比常年平均温度低了大约十五度冬天早了 一个月。*淮河洪涝,1998年夏季长江流域的特大暴雨 洪涝
概念:
厄尔尼诺现象
情况下,赤道太平洋海面盛行偏 东风,大洋东侧表层暖的海水被 吹送到西太平洋,西太平洋水位 不断上升,热量也不断积蓄,使 得西部海平面通常比东部高40厘 米,年平均海温西部约为29℃。 当某种原因引起信风减弱时,西 太平洋暖和的海水迅速向东延伸, 太平洋西侧的海水温度下降,东 侧的海水温度上升,海表面温度 持续异常增暖。
厄尔尼诺和拉尼娜 成因及影响
一·海水温度分布及洋流 二·厄尔尼诺概述 三·厄尔尼诺发生成因及其生命期和基本特征 四·厄尔尼诺对气候的影响 五.厄尔尼诺对棕榈油、大豆的影响
一·海水温度分布及洋流
1·海表面温度水平分布特征
从图可知,海表面温度成条带状,沿纬度增加而 逐渐减小。 一般来说,低纬度海区水温高于高纬度海区水温。 同一海区水温,夏季高些,冬季低些。 同纬度地区,有暖流经过的海区水温要比有寒流 经过的高。
赤道太平洋海表水温的分布,由于秘鲁冷洋流沿海岸北上, 同时信风使沿岸海水上翻,又冷水向西流时,因爱克曼辐 散漂流吸引深层海水向洋面上翻,结果表现出一冷流从南 美沿岸伸向中太平洋;而在西太平洋、印度尼西亚与澳大 利亚附近为一海水高温区。
在正常年份,赤道区空气以较强的信风自东太平洋流向西 太平洋,并在印尼—澳大利亚北部一带海水高温区上升, 至高空部分空气返流回东太平洋,在海水低温区下沉,这 样就形成皮耶克尼斯(J.Bjerknes)所命名的瓦克环流。因 地形作用,沿赤道区存在着多个瓦克环流,在ENSO年,因 偏东信风强度大减,甚至可出现偏西风,原瓦克环流变弱, 空气上升区与下沉区的位置可发生很大变化,从而造成赤 道太平洋上的气候异常,原多雨的印尼与澳大利亚北部及 中非一带出现干旱,而原少雨的中太平洋上各岛屿及南美 沿岸出现雨涝。
其他原因
火山喷发与厄尔尼诺 根据近百年的资料统计,75%左右的厄尔尼诺现象是在强火山爆发后一年半
到两年间发生的。这种现象引起了科学家的特别关注,有科学家就提出,是海底 火山爆发造成了厄尔尼诺暖流。
地球自转与厄尔尼诺 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变化有关,自
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。地转速率短期变化与赤道东太平洋海温变 化呈反相关,即地转速率短期加速时,赤道东太平洋海温降低;反之,地转速率 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。
2020/2/25

发生的当年我国北方夏季易发生高温、干旱,通常在厄尔尼诺现 象发生的当年,我国的夏季风较弱,季风雨带偏南,位于我国中 部或长江以南地区,我国北方地区夏季往往容易出现干旱、高温。 1997年强厄尔尼诺发生后,我国北方的干旱和高温十分明显。
厄尔尼诺与拉尼娜对比图
2020/2/25
2、厄尔尼诺对中国气候的影响
2020/2/25
台风活动与ENSO有着 极其密切的关系,平均 而言,在厄尔尼诺(拉 尼娜)年,西太平洋台 风数较常年偏少(多), 而在拉尼娜(厄尔尼诺) 年,登陆我国大陆的台 风数也偏少(多)。
在厄尔尼诺年我国常 常出现暖冬凉夏,特 别是我国东北地区由 于夏季温度偏低,出 现低温冷害的可能性 较大。
厄尔尼诺征兆
印度洋、印尼与澳大利亚气压上 升; 大溪地和太平洋中央、东 面的海面气压下降;
南太平洋的信风减弱或往东面 吹;
秘鲁附近的暖空气上升,令当地 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有干旱的 地方降雨。
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三、厄尔尼诺发生基本成因及其生命期和基本特征
• 1、含义: 赤道附近太平洋中东部海面温度异常升高
• 2、影响:
沃克环流:减弱,甚至相反 大洋东岸:(气候)降水增多,甚至出现洪
涝灾害
(洋流)秘鲁寒流---- 减弱
大洋西岸:干燥少雨,甚至出现旱灾
全球:大气环流异常,对全球气候产生影响
• 3、成因: 东南信风减弱可能是主要原因
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拉尼娜现象----反厄尔尼诺
英文缩写:SOI 根据沃克的南方涛动理论,科学家选取塔希提站(塔希提岛(Tahiti)港
台称为大溪地,是南太平洋中部法属波利尼西亚社会群岛中向风群岛的 最大岛屿。新西兰东北方,夏威夷之南 。 ),代表东南太平洋,选取达 尔文站代表印度洋与西太平洋,应用数理统计的方法将两个测站的海平 面气压差值进行处理后得到了一个用于衡量南方涛动强弱的指数,称为 南方涛动指数(Southern Oscillation Index),用SOI来表示。这个指 数有效地反映了太平洋东西两侧气压增强和减弱的演变情况。当这个指 数为正值时,表明塔希提比达尔文气压偏高的程度超过了正常情况,也 就是东西太平洋气压差增大;当这个指数为负值时,则表明东西太平洋 气压差减小。当负值极其低时,两地的气压则可能已发生了逆转,也就 是达尔文站实际气压超过了塔希提站。
东太平洋地区南方涛动指数的演变曲线
东南太平洋的海平面气压减去东印度洋与西 太平洋的海平面气压的差定义为南方涛动指 数。当赤道太平洋东部海温升高时,南方涛 动指数为负指数。反过来,当赤道太平洋东 部海温降低时,南方涛动指数为正指数。
南方涛动指数
Southern Oscillation Index
南方涛动指数(SOI),气象学上用南太平洋大溪地与达尔文两地的气压差 来衡量,反映了厄尔尼诺现象的活跃程度.
具体关系是:南方涛动指数出现持续性的负值,该年有厄尔尼诺现象。相 反地,如果南方涛动指数出现持续性的正值,该年有反厄尔尼诺现象也就 是拉尼娜现象。
2020/2/25
2013年5月南方涛动指数达到8.4临界值,6月该指数再 度飙升至13.9。根据气象标准,南方涛动指数持续高 于8说明拉尼娜现象形成;若持续低于-8,则厄尔尼诺 现象形成。目前已经连续两个月超过8,若后市该指 标持续如此,则确定拉尼娜现象。根据历史规律上看, 从拉尼娜迹象初现到棕榈油单产提高一般存在3-4个月 的时滞,因此,未来数月棕榈果将出现大幅增产。
2020/2/25
混合层
温跃层
2·海温的垂直分布特征
受到大气影响,在海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,海水温度变化很小, 因此被称为混合层。 到某一高度后,很快遇到一个比较薄的水层,海水温度 随深度变化特别剧烈,这一区域被称为温跃层。
3·信风对赤道太平洋海水结构的维持作用 问题:为什么温跃层深度有这么大的差别呢?
4、信风形成的洋流
形成表层洋流 赤道潜流
沃克环流
• 1、含义:赤道附近大洋东西两岸之间东西方向的热力环流 • 2、成因:信风 海水向西运动 东岸冷海水补充
西岸暖流堆积
气流上升 气流下沉
• 3、意义: 沃克环流的强弱变化是判断
热力环流
厄尔尼诺和拉尼娜现象的重要依据
2020/2/25
厄尔尼诺现象
四、厄尔尼诺对气候的影响
1、厄尔尼诺对全球气候的影响
厄尔尼诺发生时热带中、东太平洋海 温的迅速升高,首先直接导致了中、 东太平洋及南美太平洋沿岸国家异常 多雨,甚至引起洪涝灾害;也使得热 带西太平洋降水减少,造成印度尼西 亚、澳大利亚严重干旱。厄尔尼诺还 常常引起非洲东南部和巴西东北部的 干旱、加拿大西部和美国北部暖冬以 及美国南部冬季潮湿多雨。厄尔尼诺 年夏季常常引起印尼、澳大利亚东部 和印度次大陆及巴西东北部的干旱、 赤道中东太平洋潮湿多雨。
二、厄尔尼 牙文“El Nino”,原意是 “圣婴”,也可译作“上 帝之子”,因南美沿岸秘 鲁一带经常在年末,接近 圣诞节时发生这种海温剧 升现象,所以才称为圣婴。 发生厄尔尼诺时,由于海 水温度上升,冷水涌升减 弱,鱼类因为得不到浮游 生物作食物而死亡。所以 厄尔尼诺现象最早引起南 美沿岸居民的注意。
• 1、含义: 赤道附近太平洋中东部海面温度异常降低
• 2、影响:
沃克环流:增强 大洋东岸:(气候)降水减少,甚至出现旱灾
(洋流)秘鲁寒流水温降低
大洋西岸:洪涝加剧 全球:大气环流异常,对全球气候产生影响
3、与厄尔尼诺的关联性:一般发生在厄尔尼诺现象之后
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