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
拉
尼
正常年份
娜
年
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。
2020/2/25
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
2020/2/25
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