1、ENSO循环,目录,1、ENSO简述,2、ENSO对全球气候的影响,3、ENSO对中国气候的影响,1.1概念,1.2研究简史,1.3形成机理,3.1降水,3.2气温,3.3台风,4、结语,1、ENSO简述,1.1概念 ENSO指的是影响全球的连续但不规则的大气和海洋循环变化的一种现象。发生在热带大气中的南方涛动(Southern Oscillation)现象与厄尔尼诺(El Nio)/拉尼娜(La Nia)现象有着内在的联系，是与海洋中的厄尔尼诺/拉尼娜现象相对应在热带大气中发生的异常现象。厄尔尼诺（拉尼娜）+南方涛动= ENSO（ENSO实际上就是El Nio和SouthernOscilla
2、tion的简称）,1、ENSO简述,1.1概念 ENSO事件不仅仅作为一个事件发生，而且还是周而复始的一种循环，其周期大约27年，故又称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。 厄尔尼诺也称为ENSO暖事件 拉尼娜也被称为ENSO冷事件,1.1.1厄尔尼诺厄尔尼诺（El Nio）是西班牙语 “圣婴”的意思，用来表示在南美西海岸（秘鲁和厄尔多尔附近）延伸至赤道东太平洋向西至日界线附近的海面温度异常增暖的现象,1、ENSO简述,1、ENSO简述,厄尔尼诺盛期（1997.12-1998.2）热带太平洋海表面温度距平（红色为异常偏暖区，蓝色为异常偏冷区）。图中
3、赤道东太平洋甚至偏高4以上。,1、ENSO简述,1.1.2拉尼娜 拉尼娜（La Nia）现象，西班牙意为“小女孩”，正好与意为“圣婴”相反，也称为“反El Nio”是指赤道中东太平洋海表温度大范围持续异常偏冷的现象。,拉尼娜盛期（1988.12-1989.2）热带太平洋海表面温度距平（红色为异常偏暖区，蓝色为异常偏冷区）。图中赤道中东太平洋甚至偏低约23之间,1、ENSO简述,1.1.3南方涛动 Southern Oscillation指南太平洋副热带高压与印度洋赤道低压这两大活动中心气压变化的负相关关系，即南太平洋副热带高压比常年增高时，印度洋赤道低压就比常年低，两者气压的变化有“跷跷板”现
4、象，故称为南方涛动。,达尔文岛,塔希提岛,1、ENSO简述,1.2研究简史第一阶段：对ENSO的认识，人们经历了一段漫长的历史。在20世纪的大部分时间里，人们一直将厄尔尼诺和南方涛动作为两种独立的事件来研究。1895年，秘鲁地理学家维克多埃吉古伦( Victor Eguiguren)就发现了秘鲁北部沿岸城市遭受的暴雨、洪涝和被称为厄尔尼诺的沿岸洋流存在着某种联系，差不多在同一时期，大洋彼岸的澳大利亚气象学家查尔斯托德(Charles Todd) 也注意到，“季风衰退”会导致印度和澳大利亚北部许多地方同时发生旱灾，他猜测两地之间可能通过大气存在某种联系。这些学者在ENSO的前期研究中虽然已察觉到
5、了一些内在联系，但还未触其本质。,1、ENSO简述,1.2研究简史第二阶段：1899年，季风和雨水未能按时“登陆”南亚次大陆，致使印度遭受了严重的旱灾，饥荒使数百万人丧生，传教士将这场灾难称为印度的“大天谴”。 当时统治印度的英国殖民政府指派了剑桥大学的数学家吉尔伯特沃克( Gilbert Walker) 担任印度的季风预报工作，沃克爵士运用统计学方法综合分析了达尔文、坎顿岛、圣地亚哥等气象台数十年的气压观测资料，并发现印度洋和太平洋海平面之间存在一个秋千摆动式的气压振荡，他于1924年将其命名为“南方涛动”，但限于当时的研究背景，沃克也未能发现“南方涛动”与“厄尔尼诺”之间的内在关系。,1、
6、ENSO简述,1.2研究简史第三阶段：20世纪60年代，加利佛尼亚大学洛杉矶分校的气象学家雅各布比尔克尼斯( Jacob Bjerknes) 教授，经过长期研究发现赤道太平洋上空的大气中存在着一种环流模式，这种环流模式会形成一种控制海温的正反馈机制，这一重大发现让比尔克尼斯首创性地将厄尔尼诺和南方涛动两种现象结合起来研究。这一机制得到后续研究者的证实和补充，并形成了一套完善的“比尔克尼斯正反馈”理论，该理论奠定了当前海气耦合研究的理论基础。同时，为了纪念沃克爵士在ENSO研究中做出的卓越贡献，比尔克尼斯教授还将其发现的这种大气环流模式命名为“沃克环流”。基于此背景，在随后的研究中海洋和气象学界
7、将二者看作一个有机整体，开创了厄尔尼诺/南方涛动动力学研究的新领域。,1、ENSO简述,1.3形成机理 在正常年份，西太平洋板块消减带由于受到挤压，洋壳下的岩浆上涌，使表层海水温度较其它地区高，科学家将这一区域称之为“暖池”，这片水域蕴含着巨大的热能，其中一部分散发到了大气中，热空气达到饱和并上升，然后在气压梯度力的作用下向东移动，当它来到南美洲的海岸时开始变得寒冷、干燥，遂下降到海平面，转而形成向西吹拂的赤道信风，在信风的控制下，表层海水被吹向海盆的西部，东西海平面形成了几十厘米的高度差。在厄尔尼诺形成期间，赤道太平洋的形势发生了逆转，向西吹拂的信风减弱了，间或掉头返回，这种情形使得庞大的暖
8、池水域从太平洋西部向中部和东部迁移，秘鲁海岸附近的海水继续出现上涌现象，只是浮到表面的海水更加温暖，养分也日渐稀少，海水中蕴含的热能导致大气云层的形成，从而酿成了席卷沿岸沙漠的暴风雨，厄尔尼诺就此诞生，由于海面温度发生了变化，高空相应的大气压随之改变也就形成了南方涛动现象。ENSO的每一次出现在持续时间，形成强度和破坏力方面都是不相同，往往能给人类带来毁灭性的影响。,1、ENSO简述,1.3形成机理,厄尔尼诺年份,1、ENSO简述,当信风发生张驰（减弱）时，海水向东流，这导致沿南美沿岸的温跃层加深，海平面高度上升，海面变暖，出现El Nio的征兆。而在西太平洋海平面高度下降，温跃层上升。,1、
9、ENSO简述,1.3形成机理,拉尼娜年份,1、ENSO简述,1.3形成机理,强信风情况，这造成强赤道上翻和南赤道流，西太平洋有暖水积累，温跃层加深。同时赤道东太平洋（尤其秘鲁沿岸）海温降低。出现La Nia的征兆。,2、ENSO对全球气候的影响,厄尔尼诺年份 对全球气候影响最显著的区域是低纬度地区,尤其是对热带太平洋地区的影响最为直接和强烈。不仅使得南美沿岸的厄瓜多尔、秘鲁和智利等国的降水显著增加,而且巴西南部、巴拉圭、乌拉圭等国以及阿根廷北部降水和美国南部的冬季降水也显著偏多。如1982年底到1983年上半年,厄瓜多尔、秘鲁连降暴雨,发生史无前例的洪水,洪水和泥石流造成各国死亡300余人。又
10、如,1997年6月,智利北部两天的降雨量竟相当于过去21a降水量的总和。 在西太平洋和印度洋一带,由于海温下降、大气对流活动减弱,则降水减少,印度、印度尼西亚、澳大利亚等国家发生持续干旱,同时在非洲东南部、中美洲和巴西东北部等地也常出现少雨干旱。如1997年,菲律宾、印度尼西亚发生了严重的干旱。此外,在厄尔尼诺年,太平洋和大西洋地区发生的台风和热带风暴都比常年偏少,加拿大西南部和美国北部出现暖冬,东亚(包括中国东北、日本北部和朝鲜等地)夏季易于出现低温,北美大平原和墨西哥湾等地降水增多。,2、ENSO对全球气候的影响,拉尼娜年份对气候的影响与厄尔尼诺年份大致相反,与赤道东太平洋异常降温和信风加
11、强相联系,但其强度和影响程度不及厄尔尼诺。拉尼娜发生时,西太平洋及其岛屿和沿岸地区雨量增多,印度尼西亚、菲律宾、澳大利亚东部、巴西东北部、非洲南部等地对流活动加强,风暴和降雨增多;而在赤道太平洋中、东部地区却更加干旱少雨,而且西太平洋地区台风和大西洋飓风活动明显增多。,3、ENSO对中国气候的影响,3.1降水 厄尔尼诺年,由于赤道西、东太平洋海表温差减小,纬向Walker环流减弱,东太平洋经向Hadley环流增强。但西太平洋海温偏低,Hadley环流减弱,大气对流活动减弱,西太平洋副高势力较常年增强、位置偏南,导致东亚夏季风偏弱,主要雨带和风带也偏南。因此形成夏秋季南涝北旱的降雨分布型,即北方
12、地区尤其华北地区夏秋季降水和年降水比常年减少,而江南地区降水比常年增多;并且在厄尔尼诺年的冬季,东亚冬季风也减弱,而青藏高原南侧的南支西风很强、扰动活跃,引起青藏高原上大量降雪和华南地区降水偏多。 拉尼娜年则相反,赤道东太平洋海温降低,西太平洋暖池势力增强,Hadley环流增强,西太平洋副高势力减弱但位置比常年偏北,夏季风(东南季风和西南季风)势力也较常年增强,对我国天气气候的影响主要表现在夏季汛期的主要降雨带北移,有利于华北、黄河中游一带的降雨;冬季风也较常年强,青藏高原南侧的南支西风偏弱、扰动少,使得冬季中国大陆降水比常年偏少。,3、ENSO对中国气候的影响,3.2气温 在厄尔尼诺年,我国
13、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,因此,我国北方地区夏季往往容易出现干旱、高温。如1997年强El Ni no发生后,我国北方的干旱和高温十分明显。但是,在El Ni no年,我国东北地区常常发生明显的夏季低温,东北地区的6次严重夏季低温年(1954年、1957年、1964年、1969年、1972年和1976年) 。但从20世纪80年代以后,由于全球气候变暖,海洋水温升高,尽管厄尔尼诺事件频率加快,东北地区发生夏季低温的频度却在降低。此外,在厄尔尼诺现象发生后的冬季,东亚大槽强度比常年偏弱,东亚极锋锋区位置较常年偏北,不利于寒潮爆发,冷空气活动减弱,中国东部大部分地区温度
14、相对常年偏高,容易出现暖冬,如1950年以来的15次厄尔尼诺事件中有14次是暖冬,占93%。总之,在厄尔尼诺年份,中国容易出现冬暖凉夏。 在拉尼娜年份,我国东北地区如沈阳、长春和哈尔滨等地夏季气温往往较常年偏高,出现热夏;而冬季,因冬季风和东亚大槽强度比常年偏强,寒潮活动频繁,东亚地区尤其黄河流域大部、长江中下游及我国东南沿海一带出现冷冬的可能性较大。,3、ENSO对中国气候的影响,3.3台风 中国是世界上台风登陆最多的国家。据统计,1949年到1997年,亚太地区7 9月的登陆台风有753个,而在中国登陆的就有347个,占40%多。目前广东是中国登陆台风最多、强度最大、形成灾害最严重的省份,
15、而海南、台湾、福建也是台风登陆重点地区。 中国登陆台风次数与台风源地海水温度有一定关系。厄尔尼诺年,由于西太平洋海温比常年偏低,空气对流活动减弱,而且横贯在太平洋上的副热带高压位置偏南,紧靠着副热带高压南侧的热带辐合带的位置也偏南,因此,厄尔尼诺现象发生后,西北太平洋(包括南海)热带风暴的发生个数及在我国沿海登陆个数均比常年减少。 反之,在拉尼娜期间,西太平洋台风数及登陆我国的台风数较常年偏多。,3、ENSO对中国气候的影响,3.3台风由表可知,在厄尔尼诺年,西太平洋台风数和登陆中国的台风数分别平均为26.1个和6.7个,较正常年份少;而拉尼娜年则偏多,平均分别为30.5个和9.3个。,4、结语,大自然的变化随时都在发生，天气系统更是瞬息万变，因此，科学的研究也是永无止境的，天气系统的变化与人类的关系十分密切，做好预测和监控、及时准确地向人们提供相关信息，减少气候灾害的损失是科学研究的意义所在。当前，ENSO 已经是一个全球公认的气候现象，它的诞生和消退都不以人的意志为准，但人类可以通过科学研究、通过监控和预测找到它活动的发展规律，进而有效的进行防范灾难，减少这种极端天气给人类带来的损失，ENSO现象仍然会长期存在，所以对它的研究将会一直持续下去。,Thank you!,
