[轉貼]厄爾尼諾

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年來，各類媒體越來越關注這樣一個氣候學名詞--厄爾尼諾。眾多氣候現象與災難都被歸結到厄爾尼諾的肆虐上，例如印尼的森林大火、巴西的暴雨、北美的洪水及暴雪、非洲的乾旱、等等。它幾乎成了災難的代名詞！     可是厄爾尼諾究竟是什麽呢？用一句話來說：厄爾尼諾是熱帶大氣和海洋相互作用的產物，它原是指赤道海面的一種異常增溫，現在其定義在於全球範圍內，海氣相互作用下造成的氣候異常。
厄爾尼諾（El Nino）
   在海面溫度分佈中，東太平洋赤道海域的水溫低於西太平洋赤道海域。其原因一方面是由於有沿南美大陸西岸北上的秘魯寒流；另一方面則是由於赤道低緯海域的東南信風，相隨於信風的赤道湧升，及南美大陸由於信風的海水輸送而不斷把底層冷水上翻，結果秘魯一帶海域盡管在低緯度，但海面水溫大多在20攝氏度以下。
   赤道東太平洋海面的低溫每年在聖誕節前後的2～3月，南美西海岸厄瓜多爾和秘魯沿海一帶的海域發生季節性水溫上升的現象，水溫上升的範圍小，時間短，通常於3月份海面水溫下降。由於水溫上升，當地海洋漁業生產形成季節性的間歇，當地居民把這種範圍不大，時間不長的季節性海面水溫上升現象稱為厄爾尼諾現象。但是這種東太平洋赤道海域季節性水溫上升的現象每隔幾年就有一次異常發展，水溫正距平遍及整個東太平洋赤道海域。現在人們把東太平洋赤道海域這種每隔幾年就有一次水溫上升異常發展的現象稱為厄爾尼諾事件（或厄爾尼諾），以區別于秘魯沿海一帶每年發生的季節性水溫上升現象。在討論海-氣相互作用中提及的厄爾尼諾現象即為這種水溫上升異常發展的現象。         
   確定厄爾尼諾事件的定義，過去曾採用奇卡馬港（Chicama，7°42'S，79°7W的水溫為代表；近年來Angell（1981）採用0°~10°S,180°~90°W範圍內平均海表水溫（SST）代表赤道東太平洋海面熱狀況，這已被大多數學者所接受。
   厄爾尼諾事件的發生、發展分為前兆階段、異常發展階段、成熟階段、慚複常態等四個發展過程。
   前兆階段，沃克環流上升支東移至140°~180°E之間，且同時降水增多，達爾文港氣壓上升，l80°以西的信風由異常強盛轉為減弱，海面水溫在南美沿岸一帶開始增溫，降水增多，但範圍不大。而此時印度尼西亞降水卻開始減少。這是EL Nino出現的必要條件。其充分條件是哈得萊環流加強，赤道輻合帶（ITCZ）南移至赤道甚至赤道以南（這種南移與信風減弱、海面溫度度異常增高及赤道東部溫躍層加深有關）。由歷次厄爾尼諾事件可見，所有這些變化，即海面溫度達到季節變化最大值，東南信風的強度處于季節變化的最大值以及熱帶輻合帶的季節性遷移到最低緯度，實際上在年初就已開始。因此，初期的厄爾尼諾現像是海面溫度季節性循環的一種加強。由1950～1977年厄爾尼諾的平均的海面溫度距平分佈可見在3～5月，南美西部已經增溫達1.0°C,此時正是該地區海面季節性增溫時期，較大增溫的控制範圍還在沿海附近。
   異常發展階段，上述的異常狀況進一步發展，赤道東太平洋海溫異常以每秒50～100cm的速度向西擴展，1.0°C的增溫已擴展到180°W，最大的平均增溫達1.4°C以上，到10月份大部分熱帶太平洋都處于異常高溫區。此時，赤道太平洋的中、東部海面溫度正距平達0.8～1.0以上此時，信風減弱，赤道輻合帶進一步南移。
   成熟階段，由11月到翌年1月，熱帶太平洋溫度異常高溫進一步發展，增溫最大平均達1．6°C以上，整個熱帶太平洋海面溫度異常溫暖，溫暖區較之前一階段更加擴大。此時，信風格外微弱，熱帶輻合帶較常年更加南移，哈得萊環流加強，中部太平洋降水異常增多。這時，正是厄爾尼諾的成熟、鼎盛時期，在赤道太平洋海洋將大量的熱量輸送到大氣中去。
   恢復常態階段，180°W以東的各種異常現象逐漸減弱，且減弱的方式與發展階段極為相似，海溫負距平和強信風首先在東南熱帶太平洋出現，然後向西傳播，在厄爾尼諾開始的一年後，整個熱帶太平洋又恢復正常狀態為止。而在日界線以西，恢復常態的歷程與其以東不盡相同，160°W附近的萊恩島（Line）上的降水減少，風由東向風變為西向風，溫躍層深度變深。這些現象均發生在12月到翌年1月，對不同的厄爾尼諾現象總在同一個月內恢復正常狀態，這是很有意思的。
   上述分析可知，厄爾尼諾年，東赤道太平洋海表水溫的正距平均由2～3月開始到翌年3月止，即大約維持一年多，最大正距平出現在11月～12月間，正距平強度平均為1　左右，而在個別年份，個別地區，月平均海面水溫距乎要大得多，可達4°~6°C其空間范圍南、北約15個緯度〔10°S～5°N），發展最盛時，東西可控制90個經度以上〔90°~180°W）。海水溫度正距乎可達的水深，據最新的探測結果表明在水面之下1000m深處仍有反映。如在1000m深處，1981年赤道附近海水溫度在14°~15°C之間，但是在1982年則上升到20°C以上，即升高了5°C，可見水溫變化之強烈。眾所周知，海水的熱容量比空氣大1200倍，100m深的海水溫度變化0.1°C所釋放的熱量即足以便其上空的空氣柱增溫6°C顯然當距平達到幾攝氏度時，只從熱力影響看，這個影響就很大，更何況1000m處海溫仍有變化，足見這個過程所具有的熱力潛力是十分驚人的。
   上述厄爾尼諾發生、發展的過程，是平均分析得到的，而每次厄爾尼諾現象又有其各自的不同特點。如1982～1983年的厄爾尼諾現象就與上述過程有較大差異，從而形成了1982～1983年厄爾尼諾現象的特殊性。
   對厄爾尼諾發生的頻率尚有一些不同看法，Anggell（l981）整理了自1864年以來赤道海溫〔SST）的時間序列，在1864～1983年間共36個暖水年，其時間間隔1～6年不等，平均為3.37米。每10年至少有兩次高溫年，但分佈不均勻。各個作者考慮角度不同，給出厄爾尼諾年也有差異。不過1925，1930，1940～1943，1957～1958，1965，1972年等強厄爾尼諾年大體上還是相同的。從近30年資料看，平均每隔大約3．8年厄爾尼諾出現1次。
   由上面的敘述可知，太平洋赤道地區的三種現像是相互聯系、相互影響，互為因果的；直至目前仍很難說明誰是因，誰是果。在本世紀60年代，熱帶太平洋東部海溫的年際變化與南方濤動之間的密切聯系為人們所認識。尤其Bjerknes（1966，1969，1972）一系列的研究，清楚地把廣闊浩渺的東赤道太平洋的海溫的年際變動與赤道附近緯向分量（沃克環流）、赤道太平洋大範圍降水狀態等與南方濤動有關的變化聯系起來。強有力地証明瞭赤道太平洋海溫和北半球西風帶之間的聯系（遙相關），標志著從著眼於對南方濤動的統計分析轉移到物理學上的診斷研究。因此，近年來在討論熱帶海氣相互作用時，常把南方濤動、厄爾尼諾、沃克環流綜合在一起分析，因為在厄爾尼諾事件發生的同時有東南太平洋副熱帶氣壓下降，西太平洋赤道海域氣壓則上升的南方濤動擺動現象，相應的赤道地區東西向環流也減弱。因此，現在已把單純的厄爾尼諾事件擴充為厄爾尼諾南方濤動（ENSO）。
   上述分析可以清楚地看出，ENSO現像是海洋一大氣相互作用的一種表現，解釋ENSO現象的形成，顯然必須是海－氣雙向耦合的，但至今還沒有這樣的完整的理論。