9.1 ENSO
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ashrae90.1-2010中文
ASHRAE90.1-2010是什么？它又有什么重要性？我们先来了解一下。
1. ASHRAE90.1-2010概述ASHRAE90.1-2010是由美国暖通空调与制冷工程师学会（ASHRAE）制定的标准，旨在规范建筑的能源效率。
该标准涵盖了建筑的照明、暖通空调、制冷和建筑外壳等方面，旨在提高建筑的能源利用率，减少能源消耗。
2. ASHRAE90.1-2010的重要性ASHRAE90.1-2010的颁布对于建筑行业以及能源管理具有重要意义。
1) 提高建筑能源效率该标准针对建筑的各个方面制定了严格的能源利用要求，推动建筑行业向能源高效、环保方向发展，有利于减少能源消耗，降低能源成本。
2) 促进技术创新ASHRAE90.1-2010对建筑设备、系统和材料提出了一系列要求，推动了相关技术的创新和进步，促进了整个行业的发展。
3) 减少环境影响通过提高建筑能源效率，ASHRAE90.1-2010有助于降低建筑对能源的依赖，减少对环境的影响，有利于可持续发展。
3. ASHRAE90.1-2010标准内容了解ASHRAE90.1-2010的内容能够更好的理解标准的具体要求和应用范围。
1) 照明系统标准对建筑照明系统的设计、安装和运行提出了相关要求，包括照明效果、灯具选择、照明控制等方面。
2) 暖通空调系统标准规定了暖通空调系统的设计参数、节能措施、运行要求等，以提高系统的能效比和性能。
3) 建筑外壳ASHRAE90.1-2010对建筑外墙、屋顶、窗户等部分的保温隔热性能、透光系数等进行了规范，旨在减少能耗。
4. ASHRAE90.1-2010的应用范围了解标准的应用范围有助于建筑设计、施工和运营管理人员更好地遵守标准、提高建筑的能源效率。
1) 新建建筑标准适用于新建的建筑，规定了新建建筑在设计和施工过程中的能源利用要求。
2) 老建筑改造对于已存在的建筑改造和扩建项目，标准也对其进行了相应的能源利用要求，鼓励对老建筑的能效改造。
海南岛9—10月暴雨日数与ENSO的关系研究
海南岛9—10月暴雨日数与ENSO的关系研究作者：张天圣赵蕾莫云音蔡英缨来源：《农业灾害研究》2023年第09期摘要利用海南岛18个市县国家气象观测站日降水资料，NCEP/NCAR逐月资料和美国NOAA中心ERSSTV4的逐月海温资料，研究了海南岛秋季暴雨日数与前期海温的关系，结果表明：当前期（7—8月）出现拉尼娜（厄尔尼诺）事件时，西太平洋副高偏北（偏南），南海副高偏弱（偏强），沃克环流偏强（偏弱），印缅槽偏强（偏弱），热带印度洋、孟加拉湾进入南海偏西风偏强（偏弱），有利于（不利于）海南岛秋季暴雨形成。
拉尼娜年时，当海南岛上空低值系统偏强（偏弱），赤道印度洋、孟加拉湾进入南海气流偏强明显（不明显），贝湖附近高压脊偏强（偏弱），则暴雨日数偏多（正常）。
厄尔尼诺年时，（1）当海南岛上空高压系统控制，贝湖附近高压脊偏弱，则暴雨日数偏少；（2）当西南地区到中南半岛北部为短波槽影响，海南岛处于槽前，东亚大槽偏强，有短波槽配合，则暴雨日数正常；（3）当沃克环流偏弱不明显，巴士海峡、南海北部对流活动活跃，受低值系统和偏东气流影响，暴雨日数偏多。
关键词前期海温；暴雨日数；Niño3.4区海温；沃克环流中图分类号：P426 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）09–0-04长期以来，许多科学研究发现，海洋和大气间有着密切的相互作用，而且这种作用对气候的影响非常明显。
在过去的几十年，气象学者就ENSO事件对东亚大气环流和中国区域降水的影响进行了大量研究。
张光智等[1]认为赤道中东太平洋海温的异常能够影响南方涛动和Walker环流的变化，从而影响到东亚夏季风环流的变化，在厄尔尼诺当年我国夏季主要雨带偏南，而拉尼娜当年我国夏季主要雨带偏北[2]。
李天然等[3]指出冬季发生ENSO事件后，次年华南夏季降水偏少。
Huang等[4-5]发现，在厄尔尼诺发展年夏季华南易出现干旱。
宗海锋等[6]指出厄尔尼诺（拉尼娜）年，华南盛夏（7—8月）降水偏少（多）。
ENSO事件对我国季节降水和温度的影响
ENSO事件对我国季节降水和温度的影响气候变化是全球面临的重大挑战之一，而ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）被认为是世界上最重要的气候现象之一。
ENSO事件对于我国的季节降水和温度具有重要的影响，本文将对其影响机制及其对我国的影响进行详尽阐述。
一、ENSO事件简介ENSO是指赤道东太平洋地区海水温度的变化。
ENSO事件通常包括三个阶段：正常年（La Niña）、厄尔尼诺年（El Niño）和转换期（Neural）。
正常年时，赤道东太平洋海表温度正常，气候也相对稳定。
而厄尔尼诺年则是海水表面温度显著提高的年份。
ENSO事件的持续时间通常为几个月到两年不等。
二、ENSO对降水的影响ENSO事件会导致我国季节降水量发生变化。
依据历史资料分析，ENSO事件与我国东部地区季风降水的时期际变化具有密切的干系。
在厄尔尼诺年，我国东部地区的降水量通常偏少。
这是因为ENSO事件会改变赤道太平洋正常的对流活动，抑止夏季风形成和北上。
相反，La Niña年则屡屡伴随着东部地区的降水量较多，这是因为La Niña事件会加强夏季风，造成暖湿气流南下，为我国东部带来丰沛的降水。
除了季节降水量的变化外，ENSO事件还会对我国降水时空分布产生影响。
在冬季，厄尔尼诺事件往往会导致南方的降水增加，北方的降水缩减。
这是因为ENSO事件使得副热带高压强度减弱，从而影响了北方的冬季降水。
而La Niña事件则会导致南方降水缩减，北方降水增加。
这种时空分布的差异性会对全国的农业生产、水资源管理等产生重要影响。
三、ENSO对温度的影响ENSO事件也对我国的温度产生一定的影响。
在El Niño事件中，厄尔尼诺年是我国北方地区温度较高的年份。
这是因为ENSO事件会导致大气环流的改变，从而影响到我国的气温。
而La Niña事件则通常伴随着北方地区的温度较低。
另外，ENSO事件对于湖泊和河流水温也有影响，从而对水产养殖和渔业资源有一定的影响。
台风的结构、形成和路径
9.1 热带气旋研究和业务预报的进展
（1）由于卫星探测，计算机技术和其他观测技术的进展以 及外场观测试验的实施，对于热带气旋的结构和强度变 化有了更深入的认识，这包括环境影响、强对流系统作 用与海气边界层交换等方面。环境影响包括风速垂直切 变、中纬度长波槽以及热带气旋与中纬度环流系统相互 作用、台风变性成温带气旋等。对流运动往往引起台风 的非对称结构，从而对结构和强度变化产生影响。 （2）继续改进台风生成和路径的中短期数值预报，目前24小时 路径预报误差已经接近70-80公里。另外，通过热带气旋 发生频率与ENSO，QBO，MJO，非洲东风波和西非降雨等关 系的研究，提出了热带气旋的季节预报方法，并进行试验 性的预报。
台风源地与频数
11%
3% 10% 36% 16%
10%
3%
11%
无台风
图9.1 1971-2001年全球热带气旋间的生成位置（Emanuel，2008）
源自于热带深处的风暴，一开始总是往西移动，在行经一段距离后再 往极地移动，这种现象在南半球尤其明显
图9.2a 十年间的热带气旋路径（北半球：1992至2000年）；9.2b 1851-2006年热带气旋路 径与强度 （Emanuel，2008；NASA）
（Willoughby，1998）
图9.6b 台风眼区周围的环流示意图
图9.7成熟的台风中次级环流的示意图。空气在边界层（区域4 ）实际上是呈螺旋状进 入眼中（区域5 ）。以后沿常M面在眼壁云中（区域1）上升，以后在外区 （区域2和3） 缓慢下沉并干燥化(Emanuel, 1988)
台风眼是台风最显著的特征之一，在眼区中心，气压最低。台风眼的平均直 径为45km左右，最小的为10～20公里，大的可达100～150km。台风眼区的温度比 周围暖得多，可达10几度，台风眼对于造成台风中极低的气压和极强的风速是非 常重要的。眼中的最低气压与高空下沉的空气和压缩增温有关，而高空下沉又是 由对流层下层的水平辐散和对流层上部的水平辐合造成。在稳定的轴对称模式中， 径向风方程可用梯度切向风写成：
季风-气候变化
亚洲冬季风起源于西伯利亚高压。当高压 离开源地向南爆发时在其东侧和南侧可产生 很强的北风和东北风，这就是冬季风。这种 强北风和东北风的产生很大程度上与非地转 运动有关。当东北季风向南流向南海及印尼 一带时，可形成冷涌，最后流入到赤道区的 赤道槽内，加强那里的对流和降水。
图9.1 （a）1971-2000冬季平均850hPa平均风场；（b） 5个冬季（1980～1984年12月～2月）850hPa经向风为 北风时的出现频率
(二)大气透明度的变化 到达地表的太阳辐射的强弱，要受大气透明度的影响。 火山活动对大气透明度的影响最大，火山爆发喷出的灰尘 能强烈地反射和散射太阳辐射，而对地面发出的长波辐射 没有显著影响。据计算，火山尘埃散射太阳辐射的能力比 散射地面长波辐射大30倍，尘埃反射太阳辐射的作用比大 气分子强得多。 此外，太阳黑子活动具有一定的周期性，例如太阳 黑子11年周期称为太阳活动周。
气候及气候变化
大气科学学院
•名词解释 •Enso 气候学 水循环 季风 •气候系统5个子系统 • 太阳辐射 东亚夏季风系统的成员 •为什么说气候系统的提出被称为是20世纪 •气候学的革命。 •简述气候变化的概念和一些证据 •如果如果你是中国政府的代表，如何和其他联合 国成员国来进行气候变化的谈判?
气候温暖、降水偏少
侏罗纪时期
3. 归纳地质时期气 候的特点。
波动变化，冷暖干湿交 替，变化周期长短不一
震旦纪大冰期
时间范围：距今6亿年前。
气候特征： 气候寒冷，全球大陆都覆盖着大面积
的冰盖和山地冰川，留下了大规模的 冰碛层。
寒武纪—石炭纪大间冰期
时间范围：距今约6亿～2.7亿年，历时3.3亿年。 气候特征：气候变暖，冰川后退，雪线上升。 寒武纪： 气候增暖且干湿气候带明显。 石炭纪： 温和湿润气候。
ENSO
ENSO 监测简报（第38期中文版）2009年10月27日El Nino 事件将持续到2009/2010年冬季一、近期ENSO 演变分析1）海表温度分布特征自2009年6月赤道中东太平洋进入El Niño 状态以后，赤道中东太平洋海温持续偏暖, 各主要NINO 监测区海表温度距平指数维持在0.5℃以上，并缓慢上升（图1）。
从10月（24天）赤道太平洋海表温度距平分布特征看，赤道中东太平洋地区海表温度偏高0.5℃以上，正距平中心值超过1.5℃(图2)。
与前期相比，在赤道中太平洋海图1 NINO Z 、NINO 3.4区海表温度距平指数（℃）和南方涛动指数（SOI ）演变 （其中2009年10月SSTA 指数、SOI 指数分别为前24天资料）图2 2009年10月（24天）海表温度距平（℃）分布2）次表层海温2009年6月以来，赤道中东太平洋次表层大部为异常暖水所控制，并在赤道东太平洋地区持续抬升，有利于后期赤道中东太平洋海温继续维持偏暖状态（图3）。
进入10月以来，赤道太平洋次表层异常暖水稳定维持在中太平洋地区，表明El Niño处于发展状态，但赤道东太平洋南美沿岸地区次表层异常暖水较前期有所减弱（图略）。
图3 2009年6月（左）和2009年9月（右）赤道太平洋次表层平均海温距平（℃）深度-经度剖面3）南方涛动南方涛动指数（SOI，见图1）自El Niño事件开始后表现为上下波动特征，反映出热带太平洋大气对海洋响应并不稳定，但10月份（24天）SOI指数为-1.2，大气表现出明显的El Niño特征。
4）850hPa风场和对流活动2009年6月以来，赤道西太平洋至日界线附近区域对流活动偏强，而赤道东太平洋地区对流活动偏弱（图4）。
相应，在对流层低层850hPa,赤道西太平洋及东太平洋大部受西风异常影响，信风明显减弱。
9月中旬以来，赤道西太平洋地区西风距平再次增强并明显东传，有利于赤道中东太平洋地区后期继续维持偏暖状态（图5）。
气象数据集组织命名规定
气象数据集组织及命名规定（试用稿）2006年5月前言为方便气象科学数据管理，满足气象资料共享系统建设和业务发展需求，结合各种气象数据集制作和共享服务特点，依据《气象资料的分类编码及命名规范》，制定了《气象数据集组织及命名规定》。
《气象数据集组织及命名规定》是数据集制作人员在进行数据集组织、制作时的参考性文件，各种数据集组织拆分及命名应按照规定执行。
目录1. 总则 (1)1.1 大类 (1)1.2 公共属性 (2)1.3 私有属性 (2)1.4 数据集代码命名规则 (2)1.5 数据文件命名规则 (3)2. 地面气象资料 (4)2.1 数据集组织 (4)2.2 数据集代码命名 (4)2.3 文件命名 (4)3. 高空气象资料 (5)3.1 数据集组织 (5)3.2 数据集代码命名 (5)3.3 文件命名 (5)4. 海洋气象资料 (6)4.1 数据集组织 (6)4.2 数据集代码命名 (6)4.3 文件命名 (6)5. 气象辐射资料 (6)5.1 数据集组织 (6)5.2 数据集代码命名 (6)5.3 文件命名 (7)6. 农业气象资料 (7)6.1 数据集组织 (7)6.2 数据集代码命名 (7)6.3 文件命名 (7)7. 数值分析预报产品 (7)7.1 数据集组织 (7)7.2 数据集代码命名 (7)7.3 文件命名 (8)8. 大气成分及相关资料 (8)8.1 数据集组织原则 (8)8.2 数据集代码命名 (8)8.3 文件命名 (8)9. 历史气候代用资料 (8)9.1 数据集组织原则 (8)9.2 数据集代码命名 (9)9.3 文件命名 (9)10．气象灾害资料 (9)10.1 数据集组织原则 (9)10.2 数据集代码命名 (9)10.3 文件命名 (9)11．天气雷达资料 (9)11.1 数据集组织原则 (9)11.2 数据集代码命名 (9)11.3 文件命名 (10)12．气象卫星资料 (10)12.1 数据集组织原则 (10)12.2 数据集代码命名 (10)12.3 文件命名 (10)13．科学试验和考察资料 (11)13.1 数据集组织原则 (11)13.2 数据集代码命名 (11)13.3 文件命名 (11)14．气象服务产品资料 (11)14.1 数据集组织 (11)14.2 数据集代码命名 (12)14.3 文件命名 (12)1. 总则本规定依据《气象资料分类编码和命名规范》（以下简称：规范）制定的，其中数据集代码、文件代码、数据标识符、要素代码均按照规范的相关规定执行。
ENSO简介
南方涛动－Southern Oscillation
英国数学家沃克爵士（Sir. Gilbert Walker ）
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跷跷板 现象（南方涛动现象）。
达尔文岛
塔希提岛
南方涛动（South Oscillation）
达尔文与塔希提岛的气压负相关 （图中数值100）
主要内容
第一节 海洋的基础背景知识 第二节 ENSO含义 第三节 ENSO形成机制及其对气候 的影响
第一节 海洋的基本背景知识
一．海洋对大气的重要性 二．海水温度分布的主要特征 三．洋流和信风
一、海洋对大气的重要性
海洋覆盖了全球面积的71%。由于海水和空气的 物理属性差别很大，例如海水的热容量约为空 气的3100倍，即1立方厘米的海水降低温度1℃ 所放出的热量，可以使3100立方厘米的空气增 高温度1℃。因此海洋的热容量要比大气大得多， 海洋温度微小变化能使得大气温度发生强烈的 响应，而地球系统中的水分循环更离不开海洋。
表层洋流与赤道潜流
西
东
冷水上翻
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。
秘鲁渔场的成因示意图
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；
（ENSO观测系统）
From Tropical Atmosphere & Ocean
ENSO的监测内容
ENSO监测主要包括：各区的海温指数、SOI指 数、信风指数和沃克指数等。
海表面温度：海表面温度是衡量气候变率的重 要指标，是ENSO监测和诊断最基本的变量。 赤道中、东太平洋被划分为以下4个ENSO监测 区（下图），各海区海表面温度的距平值即表 示各海区海表温度特征的指数。
第五b章enso及其对中国气候影响系统llp2010
征相一致，如1982-1983年和1986-1987年就是例外。
ENSO事件的差异性（分类）
大量的观测研究表明,不同年代际背景下的ＥＮSＯ事件存在显著的 差异,主要表现在: 1)ＥＮＳＯ事件演变的差异性。 Rasmusson等对20世纪50年代到70年代的几次ENSO的海表温度距平 和海平面风场作了合成分析,指出SST正距平首先出现在南美西部沿岸, 然后沿赤道向西扩张,这一过程反映了ENSO演变的典型特征,即为西传型。 20世纪80年代,2次ENSO事件(1982/1983,1986/1987),特别是 1982/1983年的事件,不仅在强度上而且在时间的演变上与典型的ＥＮＳ Ｏ事件不同:ＳＳＴ正距平首先在日界线以西出现,然后向东传播到南美 沿海,这一过程被命名为东传型。 根据Wang（2004）对历史El Niño发生特征的总结，1976年之前的 El Niño 首先表现为东太平洋增暖，1976-1996期间的El Niño 首先表现 为西太平洋增暖，1997/1998年El Niño 表现为东-西太平洋同时增暖， 而2002/2003年El Niño事件非常独特，首先表现为中太平洋增暖（图1） 的。因此，有必要认识在这种不同El Niño发生背后所包含的动力学原因。 对于2002/2003年El Niño事件，我们的XBT断面观测揭示了非常强的西 太平洋次表层冷却（尤其在西北太平洋），配合海面风场的结构，以利 于加深我们对于El Niño爆发过程的认识。
什么是厄尔尼诺现象？
厄尔尼诺（El Niñ o）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。
El Niñ o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
ENSO事件的差异性（分类）
大量的观测研究表明,不同年代际背景下的ＥＮSＯ事件存在显著的 差异,主要表现在: 1)ＥＮＳＯ事件演变的差异性。 Rasmusson等对20世纪50年代到70年代的几次ENSO的海表温度距平 和海平面风场作了合成分析,指出SST正距平首先出现在南美西部沿岸, 然后沿赤道向西扩张,这一过程反映了ENSO演变的典型特征,即为西传型。 20世纪80年代,2次ENSO事件(1982/1983,1986/1987),特别是 1982/1983年的事件,不仅在强度上而且在时间的演变上与典型的ＥＮＳ Ｏ事件不同:ＳＳＴ正距平首先在日界线以西出现,然后向东传播到南美 沿海,这一过程被命名为东传型。 根据Wang（2004）对历史El Niño发生特征的总结，1976年之前的 El Niño 首先表现为东太平洋增暖，1976-1996期间的El Niño 首先表现 为西太平洋增暖，1997/1998年El Niño 表现为东-西太平洋同时增暖， 而2002/2003年El Niño事件非常独特，首先表现为中太平洋增暖（图1） 的。因此，有必要认识在这种不同El Niño发生背后所包含的动力学原因。 对于2002/2003年El Niño事件，我们的XBT断面观测揭示了非常强的西 太平洋次表层冷却（尤其在西北太平洋），配合海面风场的结构，以利 于加深我们对于El Niño爆发过程的认识。
什么是厄尔尼诺现象？
厄尔尼诺（El Niñ o）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。
El Niñ o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
短期气候预测课件 第9章预测评分
3级合计随机预报正确的概率为0.09+0.16+0.09＝0.34 随机预测准确率随预测对象划分级数的增多而减小。
我国提出SS评分技巧（正负距平2级预测的技巧评分）
ss＝ Na－N N N
N 参加评定的总站数 Na 预报准确的站数 N为 基于某种无技巧期望能预报准确的站数
预报正确是指距平符号（＋，－）报对，预报和实 况出现零距平均视为正距平）
用百分率表示比较直观，当预报和实况完全一致的时候预报评 分为100
历年汛期（6-8月）降水预测评分（实线）和5年滑动平均曲线 （虚线）
预测评分
85 80 75 70 65 60 55 50 45 40
1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
3.距平相关系数 (ACC)
使用月或者季降水距平百分率和平均气温距平计算距 平相关系数
ACC
预测结果
N
(Rf Rf )(R0 R0）
i1
N
N
(Rf R0）2 (R0 R0 )2
i1
i1
观测值
N对应评估的总站数－固定时刻整个预报空间场多站点预报评 估
空间相关
ACC反映了预报与实况距平场的空间分布接近程度。 观测
也适用于单站—计算某一段时间的技巧分
随机预测正确次数的确定
例 1.3级预报随机预报准确率
预报
1级 p1 :0.3 2级 p2 :0.4 3级 p3:0.3
观测
1级 f1: 0.3
(0.09)
0.12
0.09
2级 f2: 0.4
0.12
(0.16)
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• 1997-98年北欧冬季异常寒冷 • 世界最大的森林的亚马逊河流遇到百年来最干 旱的一个冬天和夏天 • 97年中国夏季南凉北热 • 98年夏季中国华南、江南、西南、东北、西北 部百年一遇的特大洪水
• 这些都与El Nino 和 La Nina 有关
1997年WMO日内瓦会议： 造成全球气候异常的3个主要因素
• 现在的含义：扩展为在赤道中东太平洋 更大范围内海水表面温度异常增高现象
2.El Nino 的定量标定
• 几大关键区 • EL Nino • La Nina • ENSO
几 大 关 键 海 区
1. 太平洋暖池： 0-5N , 135E-150E 2. 黑朝暖流区： 30-40N,135E-155E 3. 赤道东太平洋： 0-10S, 110W-80W 4. 热带西太平洋暖池：0-15N, 125E-145E 5. 菲律宾周围海区：10-20N,110E-140E 6. Nino W海区： 0-10N ,140E-180E 7. Nino 3： 5N-5S, 150W-90W 8. Nino 4: 5N-5S, 160E-150W 9. Nino 1区： 5S-10S,85W-90W 10. Nino 2区： 0S-5S, 85W-90W
• 2、热带太平洋观测系统
• TOGA计划 • 任务观测El Nino
热带大气海洋列阵
• 3、1997-1998年El Nino 事件的监测结 果分析
观测系统的未来发展
第五节 El Nino de 要素分布 及其变化
• 1、ENSO 循环 • 2、ENSO时间序列
• 3、ENSO的时空结构
80-1998年的El Nino 年份有： 1997-1998，1994-1995，1993
1991-1992
1986-1987 1982-1983
南方涛动指数
近120年期间的El Nino 历史序 列为：
• 1864，1868，1871，1877-1878，1884， 1888，1891，1896，1899，1902，1905， 1911-1912，1918，1925-1926，1930， 1940-1941，1951，1953，1957-1958， 1963，1965-1966，1969，1972-1973， 1976，1979，1982-1983，1986-1987， 1991-1992，1993，1994-1995，19971998
• 这对于向东传送的Kelvin模式是有利的， 水平的海水表面温度平流必定不重要， 并且海洋的调节时间尺度与局地海水表 面温度改变的时间尺度相较是较长的。
• ENSO期间热带的重要特征有： • 1.在东、中太平洋准静止的海水表面温度 距平； • 2.ENSO始时，和正的海水表面温度距值 相关的信风减弱的了； • 3.沿着赤道，东太平洋斜温层thermocline) 加深，西太平洋斜温层变浅。 • 4.在ENSO事件达到最强之前，东、中太 平洋深斜温层开始回到正常气候值。
ENSO
• 一个问题的两个方面:El Nino 和南方涛 动的合称。 • 大气中： • 海洋中：
• Nino 指数
• SO 图
第二节 ENSO 对人类社会的影响
• 世界气候灾变
• 其他灾变
• 中国气候异常 • 台风和暴雨
第三节 El Nino 年谱
• 按仪器记录排列：
Nino 3.4区，最大正距平值超过2C，定 一次El Nino 。
Fig.1 The division of El Nino/La Nina key areas on equatorial Pacific Ocean
El Nino:
• Nino 3 区海温持续3-6个月以上比该区 多年平均海温高出1C以上，即：海温正 距平高于1C. • 海温暖位相
La Nina
• 一是由Gill(1985)提出的缓慢向西传播的 “Rossby”模式，更完整的理论由 Hirst(1986)阐述。 • 另一理论是由Philander等人(1984)和 Yamagata(1985)提出的就像是Kelvin形式 的向东传送。Hirst(1988)证明在年际尺度 和相似的边界条件下，这两个模式将传 送能量和持续再发展。
• 目前，对于上述特征最好的诠释为ENSO 的延迟振荡理论，由Suarez和 Schopf(1988)及Battisti和Hirst(1989)提出。 • ENSO的延迟振荡机制包含与局地海气交 互作用的时间尺度相似的海洋调节时间 尺度。
• 此外，延迟振荡机制假设：海洋东半部 的动力调节影响海水表面温度，相对的 改变随后输送至表面混合层的水温。
• 对于解释ENSO现象，这两个完全相反的 大气海洋不稳定耦合模式是不引人注目 的，有三点理由：
• 第一、热带太平洋为一东西非对称的状态(东 太平洋较冷)。 • 第二、观测到的海水表面温度距平值似乎不 是有系统的传送。 • 最后，经由观测，局地的海气交互作用时间 尺度和热带海洋动力调节的时间是相似的。 经由浮标站的数据和后面的仿真分析发现， 在ENSO期间，使用海洋大环流模式，次表 面温度距平和涌升距平对于海水表面温度的 改变是一重要的过程。
• Suarez和Schopf(1988)及Battisti和 Hirst(1989) 的延迟振荡模式均假设大气 海洋模式是驻留且陷在东半洋。
• 后来的理论也提出了ENSO期间，海洋记 忆扮演的角色，然而，预期热带太平洋 气候系统应为可预测的，前后约一年时 间。
• ENSO的延迟振荡理论显然与ENSO事件 一致，且与GFDL(Geophysical Dynamics Laboratory)的结果一致。但也有许多问题 存在。
(引自Trenberth 和Shea,1987)
SOI
南方涛动指数
• 东太平洋与印度洋地面气压的差值。 目前最常用的南方涛动指数（SOI）是 塔希提（法 17S,150W）和达尔文（澳 12S,130E）之间的标准海平面气压差。 • SOI 负表示东太平洋气压低于印度洋气 压 • SOI 正表示东太平洋气压高于印度洋气 压
• 不同年份的El Nino事件在同一地区造成 不同的灾害（如旱涝） • 说明El Nino影响还有相当的不确定性。 • 加强研究
专著：
• 巢纪平 ：厄尔尼若和南方涛动动力学 • S.G. Philande： 厄尔尼若.拉尼娜.南 方涛动 • 余志豪：厄尔尼若
第二节 厄尔尼若的由来
20世纪最后几年地球的诸多异常
第六节El Nino 的生命期及其特征
• 1、正常的季节变化，见图20
• 2、El Nino 的“锁相”性
• 3、合成的El Nino
• 4、20世纪80年代以来的El Nino
• 5. El Nino 的不规律再现
• El Nino 的生成原因
• 热带太平洋低频变异活动的大多数理论， 主要着重在了解支持不同的大气海洋耦 合模式的条件。而有两种完全相反的大 气耦合模式被提出，
第九章 热带海洋与大气相互作用
一、 概述
• 研究预测地球气候在短期或1-2年内是否 发生异常灾害，目前较为共识的方法之 一： 监测和预测热带中东太平洋地区是 否发生EL Nino。
• 强讯号 • ENSO • 研究历史
研究历史
• 1972-1973年 • 1982-1983年 • 1984年 WMO制定实施了为期10年（1985-1994 年）的国际合作计划，即“热带海洋和全球大 气计划” ：TOGA计划，针对El –Nino • 所获资料支持、促进世界范围的El Nino研究， 取得重要成果 • 建立完美模式 • 业务预测系统
• 那么，观测的结果支持延迟振荡理论到 什么程度呢？Kessler(1990)检验风应力数 据、海水表面温度距平值、及由VOS XBT数据分析上层海洋热力结构的变异，
• 他指出，斜温层的变异与延迟振荡理论 预期一致(Wakata和Sarachik(1991)也得到 相同结论)。
• Mantua和Battisti赞同Li和Clarke(1994)的 结论，他们证明以“延迟振荡理论”来解 释海温增暖的结束，但是海温减低的终 止通常不是由海洋调节过程来达成。
• Nino 3区海温负距平，秘鲁沿岸非但没 有自北向南的反向暖流，反而是正常的 自南向北的冷流变得更强，更冷。 • 海温冷位相
SO：南方涛动
• SO :南方涛动是由Walker和Bliss(1932) 命名的，用它来描述热带东太平洋地区 和热带印度洋地区气压场反相变化的翘 翘板现象。这种现象大约3~7年会重复发 生。
第7节 El Nino 的发生原理
• 1 热带太平洋大气和海洋的气候平均状态
• 2 El Nino 形成的皮叶克尼斯假说
• 3 ENSO 循环的形成机理 • 3.1 不稳定理论 • 3.2 “延迟振子”理论
• 然而由延迟振荡理论来看"观测"的Kelvin 振幅和风应力的关系是减小：事实上， ENSO并非接近周期性。相同的结果由 Nagai等人(1992)提出，他们是以大气海 洋大环流耦合模式，对热带太平洋变异 进行诊断分析所得。
■ 平時，太平洋海面水溫以赤道西太平洋最高（圖左邊深紅色的地方， 1990年12月），水溫往東和往高緯度遞減（顏色變淺，甚至是黃色）。
• 厄尔尼若（首要因素） • 温室气体排放
• 森林毁坏
1.圣婴的由来
• 海洋现象：耶稣之子——圣婴 • 最初文献：1891年秘鲁利马地球物理协 会主席Luis Carrana的公报
秘鲁沿岸正常年份：自南向北的冷洋流 秘鲁沿岸异常年份：自北向南的暖洋流
• 以后的研究：
每隔几年增暖异乎寻常的强，同时： 继续研究发现：
按历史记录的旱涝排列
• 年轮
• 花粉
• 冰川 • 冰芯
李崇银
• El Nino:气源自动力学• La Nina:
• 这些都与El Nino 和 La Nina 有关
1997年WMO日内瓦会议： 造成全球气候异常的3个主要因素
• 现在的含义：扩展为在赤道中东太平洋 更大范围内海水表面温度异常增高现象
2.El Nino 的定量标定
• 几大关键区 • EL Nino • La Nina • ENSO
几 大 关 键 海 区
1. 太平洋暖池： 0-5N , 135E-150E 2. 黑朝暖流区： 30-40N,135E-155E 3. 赤道东太平洋： 0-10S, 110W-80W 4. 热带西太平洋暖池：0-15N, 125E-145E 5. 菲律宾周围海区：10-20N,110E-140E 6. Nino W海区： 0-10N ,140E-180E 7. Nino 3： 5N-5S, 150W-90W 8. Nino 4: 5N-5S, 160E-150W 9. Nino 1区： 5S-10S,85W-90W 10. Nino 2区： 0S-5S, 85W-90W
• 2、热带太平洋观测系统
• TOGA计划 • 任务观测El Nino
热带大气海洋列阵
• 3、1997-1998年El Nino 事件的监测结 果分析
观测系统的未来发展
第五节 El Nino de 要素分布 及其变化
• 1、ENSO 循环 • 2、ENSO时间序列
• 3、ENSO的时空结构
80-1998年的El Nino 年份有： 1997-1998，1994-1995，1993
1991-1992
1986-1987 1982-1983
南方涛动指数
近120年期间的El Nino 历史序 列为：
• 1864，1868，1871，1877-1878，1884， 1888，1891，1896，1899，1902，1905， 1911-1912，1918，1925-1926，1930， 1940-1941，1951，1953，1957-1958， 1963，1965-1966，1969，1972-1973， 1976，1979，1982-1983，1986-1987， 1991-1992，1993，1994-1995，19971998
• 这对于向东传送的Kelvin模式是有利的， 水平的海水表面温度平流必定不重要， 并且海洋的调节时间尺度与局地海水表 面温度改变的时间尺度相较是较长的。
• ENSO期间热带的重要特征有： • 1.在东、中太平洋准静止的海水表面温度 距平； • 2.ENSO始时，和正的海水表面温度距值 相关的信风减弱的了； • 3.沿着赤道，东太平洋斜温层thermocline) 加深，西太平洋斜温层变浅。 • 4.在ENSO事件达到最强之前，东、中太 平洋深斜温层开始回到正常气候值。
ENSO
• 一个问题的两个方面:El Nino 和南方涛 动的合称。 • 大气中： • 海洋中：
• Nino 指数
• SO 图
第二节 ENSO 对人类社会的影响
• 世界气候灾变
• 其他灾变
• 中国气候异常 • 台风和暴雨
第三节 El Nino 年谱
• 按仪器记录排列：
Nino 3.4区，最大正距平值超过2C，定 一次El Nino 。
Fig.1 The division of El Nino/La Nina key areas on equatorial Pacific Ocean
El Nino:
• Nino 3 区海温持续3-6个月以上比该区 多年平均海温高出1C以上，即：海温正 距平高于1C. • 海温暖位相
La Nina
• 一是由Gill(1985)提出的缓慢向西传播的 “Rossby”模式，更完整的理论由 Hirst(1986)阐述。 • 另一理论是由Philander等人(1984)和 Yamagata(1985)提出的就像是Kelvin形式 的向东传送。Hirst(1988)证明在年际尺度 和相似的边界条件下，这两个模式将传 送能量和持续再发展。
• 目前，对于上述特征最好的诠释为ENSO 的延迟振荡理论，由Suarez和 Schopf(1988)及Battisti和Hirst(1989)提出。 • ENSO的延迟振荡机制包含与局地海气交 互作用的时间尺度相似的海洋调节时间 尺度。
• 此外，延迟振荡机制假设：海洋东半部 的动力调节影响海水表面温度，相对的 改变随后输送至表面混合层的水温。
• 对于解释ENSO现象，这两个完全相反的 大气海洋不稳定耦合模式是不引人注目 的，有三点理由：
• 第一、热带太平洋为一东西非对称的状态(东 太平洋较冷)。 • 第二、观测到的海水表面温度距平值似乎不 是有系统的传送。 • 最后，经由观测，局地的海气交互作用时间 尺度和热带海洋动力调节的时间是相似的。 经由浮标站的数据和后面的仿真分析发现， 在ENSO期间，使用海洋大环流模式，次表 面温度距平和涌升距平对于海水表面温度的 改变是一重要的过程。
• Suarez和Schopf(1988)及Battisti和 Hirst(1989) 的延迟振荡模式均假设大气 海洋模式是驻留且陷在东半洋。
• 后来的理论也提出了ENSO期间，海洋记 忆扮演的角色，然而，预期热带太平洋 气候系统应为可预测的，前后约一年时 间。
• ENSO的延迟振荡理论显然与ENSO事件 一致，且与GFDL(Geophysical Dynamics Laboratory)的结果一致。但也有许多问题 存在。
(引自Trenberth 和Shea,1987)
SOI
南方涛动指数
• 东太平洋与印度洋地面气压的差值。 目前最常用的南方涛动指数（SOI）是 塔希提（法 17S,150W）和达尔文（澳 12S,130E）之间的标准海平面气压差。 • SOI 负表示东太平洋气压低于印度洋气 压 • SOI 正表示东太平洋气压高于印度洋气 压
• 不同年份的El Nino事件在同一地区造成 不同的灾害（如旱涝） • 说明El Nino影响还有相当的不确定性。 • 加强研究
专著：
• 巢纪平 ：厄尔尼若和南方涛动动力学 • S.G. Philande： 厄尔尼若.拉尼娜.南 方涛动 • 余志豪：厄尔尼若
第二节 厄尔尼若的由来
20世纪最后几年地球的诸多异常
第六节El Nino 的生命期及其特征
• 1、正常的季节变化，见图20
• 2、El Nino 的“锁相”性
• 3、合成的El Nino
• 4、20世纪80年代以来的El Nino
• 5. El Nino 的不规律再现
• El Nino 的生成原因
• 热带太平洋低频变异活动的大多数理论， 主要着重在了解支持不同的大气海洋耦 合模式的条件。而有两种完全相反的大 气耦合模式被提出，
第九章 热带海洋与大气相互作用
一、 概述
• 研究预测地球气候在短期或1-2年内是否 发生异常灾害，目前较为共识的方法之 一： 监测和预测热带中东太平洋地区是 否发生EL Nino。
• 强讯号 • ENSO • 研究历史
研究历史
• 1972-1973年 • 1982-1983年 • 1984年 WMO制定实施了为期10年（1985-1994 年）的国际合作计划，即“热带海洋和全球大 气计划” ：TOGA计划，针对El –Nino • 所获资料支持、促进世界范围的El Nino研究， 取得重要成果 • 建立完美模式 • 业务预测系统
• 那么，观测的结果支持延迟振荡理论到 什么程度呢？Kessler(1990)检验风应力数 据、海水表面温度距平值、及由VOS XBT数据分析上层海洋热力结构的变异，
• 他指出，斜温层的变异与延迟振荡理论 预期一致(Wakata和Sarachik(1991)也得到 相同结论)。
• Mantua和Battisti赞同Li和Clarke(1994)的 结论，他们证明以“延迟振荡理论”来解 释海温增暖的结束，但是海温减低的终 止通常不是由海洋调节过程来达成。
• Nino 3区海温负距平，秘鲁沿岸非但没 有自北向南的反向暖流，反而是正常的 自南向北的冷流变得更强，更冷。 • 海温冷位相
SO：南方涛动
• SO :南方涛动是由Walker和Bliss(1932) 命名的，用它来描述热带东太平洋地区 和热带印度洋地区气压场反相变化的翘 翘板现象。这种现象大约3~7年会重复发 生。
第7节 El Nino 的发生原理
• 1 热带太平洋大气和海洋的气候平均状态
• 2 El Nino 形成的皮叶克尼斯假说
• 3 ENSO 循环的形成机理 • 3.1 不稳定理论 • 3.2 “延迟振子”理论
• 然而由延迟振荡理论来看"观测"的Kelvin 振幅和风应力的关系是减小：事实上， ENSO并非接近周期性。相同的结果由 Nagai等人(1992)提出，他们是以大气海 洋大环流耦合模式，对热带太平洋变异 进行诊断分析所得。
■ 平時，太平洋海面水溫以赤道西太平洋最高（圖左邊深紅色的地方， 1990年12月），水溫往東和往高緯度遞減（顏色變淺，甚至是黃色）。
• 厄尔尼若（首要因素） • 温室气体排放
• 森林毁坏
1.圣婴的由来
• 海洋现象：耶稣之子——圣婴 • 最初文献：1891年秘鲁利马地球物理协 会主席Luis Carrana的公报
秘鲁沿岸正常年份：自南向北的冷洋流 秘鲁沿岸异常年份：自北向南的暖洋流
• 以后的研究：
每隔几年增暖异乎寻常的强，同时： 继续研究发现：
按历史记录的旱涝排列
• 年轮
• 花粉
• 冰川 • 冰芯
李崇银
• El Nino:气源自动力学• La Nina: