厄尔尼诺现象与拉尼娜现象l海气相互作用与气候海气相互作用与气候l（1 1） 海气相互作用概念：海气相互作用概念：海洋与大气边界面上的海洋与大气边界面上的热量、动量、物质等的交换以及这些交换对大气、海洋热量、动量、物质等的交换以及这些交换对大气、海洋各种物理特性的影响，称为海气相互作用。各种物理特性的影响，称为海气相互作用。 l（2 2） 海洋对大气的作用：海洋对大气的作用： l1 1）给大气提供热量和水汽）给大气提供热量和水汽：全球地球表面是大气的全球地球表面是大气的全球地球表面是大气的全球地球表面是大气的主要的直接热源，海洋吸收了到达地球表面的太阳总辐主要的直接热源，海洋吸收了到达地球表面的太阳总辐主要的直接热源，海洋吸收了到达地球表面的太阳总辐主要的直接热源，海洋吸收了到达地球表面的太阳总辐射量的射量的射量的射量的70707070左右，左右，左右，左右，热量影响气温分布，驱动大气运动，热量影响气温分布，驱动大气运动，水汽产生相变，生成云雨；水汽产生相变，生成云雨；l海洋不仅是地球的水库，还是大气中水汽和陆地水海洋不仅是地球的水库，还是大气中水汽和陆地水的主要来源。世界海洋每年蒸发总量达的主要来源。世界海洋每年蒸发总量达 45 45 万万 km3km3，其其中约中约 90% 90% 的水汽直接在海洋上空凝结，并以降水的形式的水汽直接在海洋上空凝结，并以降水的形式返回海洋，其余约返回海洋，其余约1010的水汽由大气输送到陆地上空，的水汽由大气输送到陆地上空，凝结降落，再通过河川径流返回海洋。凝结降落，再通过河川径流返回海洋。l2 2）调节大气中）调节大气中COCO2 2的含量，影响地球气候的变化。的含量，影响地球气候的变化。l（3 3）大气对海洋的作用：形成风海流）大气对海洋的作用：形成风海流l1 1）北半球：低纬度洋面，海水围绕副热带高压作顺）北半球：低纬度洋面，海水围绕副热带高压作顺时针方向流动；时针方向流动； l2 2）北半球：高纬度洋面，海水绕副极地低压作逆时）北半球：高纬度洋面，海水绕副极地低压作逆时针方向流动。针方向流动。厄尔尼诺和拉尼娜1 1）厄尔尼诺现象）厄尔尼诺现象：西班牙语：西班牙语“EL NinoEL Nino”原原意为意为“圣婴圣婴”表示在有的年份圣诞节前后，沿南表示在有的年份圣诞节前后，沿南美厄瓜多尔、秘鲁沿岸有一支微弱且向南移动的美厄瓜多尔、秘鲁沿岸有一支微弱且向南移动的暖海流，使这一带海温异常偏高，造成山洪暴发暖海流，使这一带海温异常偏高，造成山洪暴发的现象。的现象。l后来气象科学家将赤道太平洋中部和东部海后来气象科学家将赤道太平洋中部和东部海洋几千公里范围内出现的表层水温持续异常增温洋几千公里范围内出现的表层水温持续异常增温（连续（连续 6 6 个月高于多年平均温度个月高于多年平均温度 0.5 0.5以上）以上）的现象（暖水事件），称为厄尔尼诺现象的现象（暖水事件），称为厄尔尼诺现象。l厄尔尼诺现象平均厄尔尼诺现象平均3-43-4年出现一次，每次持续半年出现一次，每次持续半年。厄尔尼诺年间，瓦克环流东移，使西太平洋的澳年。厄尔尼诺年间，瓦克环流东移，使西太平洋的澳大利亚、印尼、菲律宾等地本来多雨地区，降雨量大大利亚、印尼、菲律宾等地本来多雨地区，降雨量大幅度减少，同时发生干旱。幅度减少，同时发生干旱。l2 2）拉尼娜现象）拉尼娜现象：拉尼娜拉尼娜拉尼娜拉尼娜（La NinaLa NinaLa NinaLa Nina）是西班牙语是西班牙语是西班牙语是西班牙语 “圣女圣女圣女圣女” 的音译，又称的音译，又称的音译，又称的音译，又称“反厄尔尼诺反厄尔尼诺反厄尔尼诺反厄尔尼诺”，是是是是指赤道指赤道指赤道指赤道太平洋中部和东部海洋表层水温持续异常降温（连续太平洋中部和东部海洋表层水温持续异常降温（连续太平洋中部和东部海洋表层水温持续异常降温（连续太平洋中部和东部海洋表层水温持续异常降温（连续 6 6 6 6 个月低于多年平均温度个月低于多年平均温度个月低于多年平均温度个月低于多年平均温度 0.5 0.5 0.5 0.5 以下）的现象。以下）的现象。以下）的现象。以下）的现象。（冷水事件）。（冷水事件）。（冷水事件）。（冷水事件）。（2 2） 厄尔尼诺与拉尼娜的形成厄尔尼诺与拉尼娜的形成1 1 1 1）在正常情况下：）在正常情况下：）在正常情况下：）在正常情况下：赤道太平洋海面盛行赤道东风，而东南太平洋赤道太平洋海面盛行赤道东风，而东南太平洋则吹东南信风，则吹东南信风，大洋东侧表层的暖海水被吹送到西大洋东侧表层的暖海水被吹送到西太平洋，太平洋，其下层的冷海水则不断向上补充表层流失其下层的冷海水则不断向上补充表层流失的暖海水，结果使西太平洋海平面上升，热量聚积。的暖海水，结果使西太平洋海平面上升，热量聚积。西太平洋海平面通常比东部高西太平洋海平面通常比东部高40 40 cmcm，表层海水年平表层海水年平均温为均温为2929，而东部沿岸受下层上涌冷海水的影响，而东部沿岸受下层上涌冷海水的影响，仅有仅有2424左右，东西两侧相差左右，东西两侧相差3 366。2 2）异常情况下：）异常情况下：当洋流运动异常或大气环流变化而导致当洋流运动异常或大气环流变化而导致赤道东风赤道东风和东南信风减弱时和东南信风减弱时，赤道太平洋海面西高东低的温度分，赤道太平洋海面西高东低的温度分布将会被破坏，布将会被破坏，赤道逆流增强，西太平洋温暖的海水向赤道逆流增强，西太平洋温暖的海水向东延伸，从而使东太平洋补充表层的下层冷海水减少，东延伸，从而使东太平洋补充表层的下层冷海水减少，表层海水温度上升，形成表层海水温度上升，形成厄尔尼诺厄尔尼诺。而当而当赤道东风和东南信风增强时，东太平洋更多赤道东风和东南信风增强时，东太平洋更多表层的暖海水被吹送到西太平洋，导致更多的下层冷海表层的暖海水被吹送到西太平洋，导致更多的下层冷海水补充上表层，表层海水温度因而下降，结果使太平洋水补充上表层，表层海水温度因而下降，结果使太平洋东西两侧表层海水的温差加大，形成东西两侧表层海水的温差加大，形成拉尼娜拉尼娜。东风异常加强下，表东风异常加强下，表层暖水向西输送西太层暖水向西输送西太平洋海面抬升，东太平洋海面抬升，东太平洋表层海水辐散，平洋表层海水辐散，冷水强烈上涌。冷水强烈上涌。在平均风速下，沿在平均风速下，沿赤道太平洋洋面呈赤道太平洋洋面呈西高东低西高东低形势。形势。表层暖水向东流，东太平表层暖水向东流，东太平洋海平面升高，冷水上涌洋海平面升高，冷水上涌减弱，原来干旱气候变成减弱，原来干旱气候变成多雨，出现洪水泛滥。西多雨，出现洪水泛滥。西太平洋出现干旱。太平洋出现干旱。E E风加强风加强暖池暖池表水面表水面暖池暖池E E风风水温水温23-2523-25水温水温29-3029-30表水面表水面E E风减弱风减弱中中、东东气气流流上上升升 暖池东移暖池东移厄尔尼诺现象厄尔尼诺现象拉尼娜现象拉尼娜现象 正常年份正常年份 （瓦克环流）（瓦克环流）（3 3）厄尔尼诺和拉尼娜引发气候异常）厄尔尼诺和拉尼娜引发气候异常当厄尔尼诺发生时，热带中、东太平洋海温迅当厄尔尼诺发生时，热带中、东太平洋海温迅速升高，主要降水区由印度尼西亚地区东移至日界线速升高，主要降水区由印度尼西亚地区东移至日界线附近，直接附近，直接导致该海域和南美太平洋沿岸哥伦比亚、导致该海域和南美太平洋沿岸哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁等地异常厄瓜多尔和秘鲁等地异常多雨多雨。厄尔尼诺还会抑制西。厄尔尼诺还会抑制西太平洋和北大西洋热带风暴生成，使得东北太平洋飓太平洋和北大西洋热带风暴生成，使得东北太平洋飓风增多。风增多。另一方面，厄尔尼诺事件又使另一方面，厄尔尼诺事件又使热带西太平洋降热带西太平洋降雨减少，造成南亚、印度尼西亚、马来西亚、东南亚雨减少，造成南亚、印度尼西亚、马来西亚、东南亚和澳大利亚等地大范围的严重和澳大利亚等地大范围的严重干旱干旱。厄尔尼诺还会导。厄尔尼诺还会导致加拿大西部、美国北部出现暖冬，使美国南部冬季致加拿大西部、美国北部出现暖冬，使美国南部冬季潮湿多雨。潮湿多雨。厄尔尼诺和拉尼娜期的气候灾变厄尔尼诺和拉尼娜期的气候灾变 自自1864186419981998年年100100多年时间，共发生多年时间，共发生3131次厄尔尼次厄尔尼诺现象，诺现象，1997199719981998年被世界公认为年被世界公认为2020世纪气候异常世纪气候异常最严重的一次。它打乱亚洲季风规律，甚至高纬度部最严重的一次。它打乱亚洲季风规律，甚至高纬度部分国家出现异常灾害性天气。分国家出现异常灾害性天气。 不该下雨地方下雨不该下雨地方下雨 地球上常年不下雨的沙漠或干旱地区，遇到了百地球上常年不下雨的沙漠或干旱地区，遇到了百年暴雨和洪水袭击，影响人们日常工作、生活、甚至年暴雨和洪水袭击，影响人们日常工作、生活、甚至许多人无家可归。许多人无家可归。 例：南美智利、秘鲁、厄瓜多尔等太平洋东岸例：南美智利、秘鲁、厄瓜多尔等太平洋东岸国家，厄尔尼诺的国家，厄尔尼诺的6 6个月时间，向那里的沙漠倾泻了个月时间，向那里的沙漠倾泻了2500mm2500mm以上的雨量，使寸草不生的荒漠成了湖泊密布以上的雨量，使寸草不生的荒漠成了湖泊密布的草原，长满了鲜花。的草原，长满了鲜花。 该下雨地方不下雨该下雨地方不下雨 赤道西太平洋的印度尼西亚等国家和澳大利亚北赤道西太平洋的印度尼西亚等国家和澳大利亚北部及赞比亚、马拉维、莫桑比克、博茨瓦纳、津巴布部及赞比亚、马拉维、莫桑比克、博茨瓦纳、津巴布韦等南非国家，均出现不同程度的严重干旱气候，并韦等南非国家，均出现不同程度的严重干旱气候，并带来灾难。带来灾难。 例：印度尼西亚年雨量例：印度尼西亚年雨量200020004000mm4000mm。19971997年年厄尔尼诺暴发时，往年厄尔尼诺暴发时，往年9 9月开始的雨季推迟月开始的雨季推迟3 3个月才姗个月才姗姗来迟，造成该国姗来迟，造成该国7 7月月1010月间发生了举世关注的森月间发生了举世关注的森林大火，烧毁森林约林大火，烧毁森林约144144万亩，损失高达万亩，损失高达12501250万美元。万美元。 该冷地方不冷反而变热该冷地方不冷反而变热 地中海区域的国家和东欧地区及亚洲一些国家，地中海区域的国家和东欧地区及亚洲一些国家，一向比较凉爽的气候变得热浪滚滚。一向比较凉爽的气候变得热浪滚滚。 例：意大利西西里岛上的锡拉库萨，例：意大利西西里岛上的锡拉库萨，19981998年年7 7月上月上旬旬T T46.646.6。匈牙利首都布达佩斯电车输电线因高温匈牙利首都布达佩斯电车输电线因高温变形无法运行。变形无法运行。 例：乌克兰等东欧国家，空调、电扇被抢购一空。例：乌克兰等东欧国家，空调、电扇被抢购一空。亚洲土耳其、塞浦路斯日亚洲土耳其、塞浦路斯日TmaxTmax分别达分别达4040、33。日本。日本最热地最热地T T40.340.3，较常年高较常年高1010以上。以上。 创气象极值创气象极值 墨西哥出现自墨西哥出现自18811881年年2 2月月8 8日日19981998年年1212月月1313日日116116年中的年中的最大暴风雪（积雪最大暴风雪（积雪40cm40cm）。）。俄罗斯的莫斯俄罗斯的莫斯科科19971997年年1212月月1515日气温降至日气温降至3333，打破了，打破了115115年来年来同期同期27.327.3的最低值；同日俄罗斯的阿尔奴格斯克的最低值；同日俄罗斯的阿尔奴格斯克极端极端TminTmin4242，其北部客米斯共和国低达其北部客米斯共和国低达4545。 南非的约翰内斯堡市、比勒陀利市南非的约翰内斯堡市、比勒陀利市9 9月气温常年月气温常年为为2525以下，以下，19971997年年9 9月月2929日高达日高达30.330.3、35.235.2，造成游泳池人满为患和汽车爆胎等交通事故猛增。造成游泳池人满为患和汽车爆胎等交通事故猛增。 巴基斯坦西北边境省的拉瓦尔品第地区，巴基斯坦西北边境省的拉瓦尔品第地区，19971997年年8 8月月2626日日2727日日24h24h暴雨量为暴雨量为320mm320mm。厄尔尼诺和拉尼娜期的自然灾害厄尔尼诺和拉尼娜期的自然灾害 厄尔尼诺带来海洋生物和食物链破坏厄尔尼诺带来海洋生物和食物链破坏 厄尔尼诺南美沿岸海域因温度异常升高而使原生存厄尔尼诺南美沿岸海域因温度异常升高而使原生存在在冷洋流中的海水性生物冷洋流中的海水性生物（海草、鱼类）大量死亡，腐败（海草、鱼类）大量死亡，腐败鱼类（或海草）尸体使海水变色，形成大量硫化氢，成为鱼类（或海草）尸体使海水变色，形成大量硫化氢，成为海面和空气污染严重的海洋之灾。海面和空气污染严重的海洋之灾。 海洋鸟类海洋鸟类因海洋生物的重新分布出现大量死亡而影响因海洋生物的重新分布出现大量死亡而影响整个食物链。如。秘鲁鳀（整个食物链。如。秘鲁鳀（EngraulisEngraulis ringensringens）数量明数量明显减少使鸟类缺鱼少食而大批死亡。以鸟粪作为工业的企显减少使鸟类缺鱼少食而大批死亡。以鸟粪作为工业的企业遭受致命打击；以秘鲁鳀鱼粉作为动物饲料的企业，改业遭受致命打击；以秘鲁鳀鱼粉作为动物饲料的企业，改用涨价的黄豆（鱼粉代用品）而遭受莫大经济损失；饲料用涨价的黄豆（鱼粉代用品）而遭受莫大经济损失；饲料涨价又使鸡售价增加涨价又使鸡售价增加。 厄尔尼诺带来饥荒厄尔尼诺带来饥荒 19981998年年1 1月，联合国粮农组织（月，联合国粮农组织（UNFAOUNFAO）在罗马发表在罗马发表“粮食展望粮食展望”报告指出：报告指出：19971997年强厄尔尼诺，造成太平年强厄尔尼诺，造成太平洋地区、东南亚、加勒比海、南美等部分粮食产地大幅洋地区、东南亚、加勒比海、南美等部分粮食产地大幅度减产，粮食总产量比度减产，粮食总产量比19961996年下滑年下滑1515，世界粮食储备，世界粮食储备下滑下滑2 2个百分点，并引起了粮价上涨。个百分点，并引起了粮价上涨。 南半球的干旱和酷热，导致粮食大饥荒现象，首先南半球的干旱和酷热，导致粮食大饥荒现象，首先出现在贫穷落后国家。出现在贫穷落后国家。 如：如：1999719997年世界年世界2929个受饥荒国家中，个受饥荒国家中，1818个在非洲，个在非洲，亚洲、东欧各亚洲、东欧各5 5个，拉美个，拉美1 1个。致使众多南非人在干旱蝗个。致使众多南非人在干旱蝗虫增多之时，壮胆以蝗虫充饥救命。虫增多之时，壮胆以蝗虫充饥救命。 厄尔尼诺还带来瘟疫等传染病厄尔尼诺还带来瘟疫等传染病和印度尼西亚和印度尼西亚森林大火带来的森林大火带来的空气污染、森林减少空气污染、森林减少灾难，及巴灾难，及巴西、非洲东部和太平洋地区因干旱气候带来出口西、非洲东部和太平洋地区因干旱气候带来出口农产品（食糖、可可、咖啡、茶叶等）大幅度减农产品（食糖、可可、咖啡、茶叶等）大幅度减产，造成了产，造成了经济损失惨重经济损失惨重。（4 4）厄尔尼诺对我国气候的影响）厄尔尼诺对我国气候的影响使来自东南部海洋上的夏季风强度减弱，造成夏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、北方干季降雨带的位置偏南，出现南方暴雨成灾、北方干旱少雨的异常现象；旱少雨的异常现象；长江中下游地区进入梅雨期偏晚；长江中下游地区进入梅雨期偏晚；东部地区秋季容易出现北少南多的降雨分布；东部地区秋季容易出现北少南多的降雨分布；容易出现暖冬；容易出现暖冬；在西北太平洋和南海地区生成的热带气旋或台风在西北太平洋和南海地区生成的热带气旋或台风数量偏少。数量偏少。 厄尔尼诺与中国气候厄尔尼诺与中国气候 带来自带来自19861986年以来（除年以来（除19971997年外）的年外）的1717次次暖冬气候。暖冬气候。暖冬不一定由厄尔尼诺现象引起，但暖冬发生时一般暖冬不一定由厄尔尼诺现象引起，但暖冬发生时一般出现厄尔尼诺现象（出现厄尔尼诺现象（19831983年初，年初，19981998年初，年初，20022002年初年初春季出现新一轮厄尔尼诺）。春季出现新一轮厄尔尼诺）。 带来夏季北热南凉气候现象带来夏季北热南凉气候现象 三大火炉的南京、武汉日三大火炉的南京、武汉日TmaxTmax3636（常年日常年日Tmax40Tmax40），），火炉二个熄火；广州、香港火炉二个熄火；广州、香港19971997年年7 7月月1313日日日日TmaxTmax22.8 22.8 （凉气袭人，西瓜无人问津）。酷热凉气袭人，西瓜无人问津）。酷热中心移至冀中南、鲁西、豫北、晋南、陕西关中等黄河一中心移至冀中南、鲁西、豫北、晋南、陕西关中等黄河一线日线日TmaxTmax39394141，济南济南7 7月月4 4日日日日TmaxTmax3838，北京月北京月1313日日日日TmaxTmax38.2 38.2 ，天津天津39.9 39.9 ，冰城哈尔滨，冰城哈尔滨353536 36 。 带来南涝北旱天气带来南涝北旱天气19971997年华南春季雨季，广州北部年华南春季雨季，广州北部的从化、花都、清远三市发生暴雨，的从化、花都、清远三市发生暴雨，5 5月月8 8日日10h10h雨量雨量400mm400mm以上，清远市以上，清远市915mm915mm（接近江南、苏南年总量），迄今接近江南、苏南年总量），迄今14001400多年历史的多年历史的“岭南三大古刹岭南三大古刹”飞来禅寺飞来禅寺5 5分钟内分钟内倒塌为一片废墟。倒塌为一片废墟。 7 7月东北、华北雨量较正常少月东北、华北雨量较正常少5 59 9成，造成黄河断流成，造成黄河断流时间早、持续时间长、断流区域上溯至河南开封市附近。时间早、持续时间长、断流区域上溯至河南开封市附近。长江梅雨不突出，苏北梅雨量减少长江梅雨不突出，苏北梅雨量减少7 79 9成，苏南偏少成，苏南偏少5 57 7成，淮河以南偏少成，淮河以南偏少2 26 6成。成。 带来台风减少和异常台风天气带来台风减少和异常台风天气19971997年厄尔尼年厄尔尼诺使登陆影响我国的台风仅诺使登陆影响我国的台风仅4 4个，较常年少一半（常个，较常年少一半（常年台风形成年台风形成2828个以上，登陆影响只是其中一部分）。个以上，登陆影响只是其中一部分）。但迟来的台风一般路径复杂，易形成异常台风天气但迟来的台风一般路径复杂，易形成异常台风天气并造成较大损失。并造成较大损失。 例：例：97119711号台风恰逢农历天文大潮，风、雨、号台风恰逢农历天文大潮，风、雨、潮潮“三碰头三碰头”，在浙江台州温岭市登陆，带来，在浙江台州温岭市登陆，带来1212级级以上大风和以上大风和200200400mm400mm暴雨，造成江海和江堤大多暴雨，造成江海和江堤大多漫顶、海塘决口、山洪暴发、海潮猛涨，椒江、临漫顶、海塘决口、山洪暴发、海潮猛涨，椒江、临海、黄岩、三门等城区进水（有的达海、黄岩、三门等城区进水（有的达2m2m）。）。厄尔尼诺和拉尼娜的发生频率厄尔尼诺和拉尼娜的发生频率厄尔尼诺是一种全球区域性和周期性发生的海洋厄尔尼诺是一种全球区域性和周期性发生的海洋异常现象。异常现象。2020世纪世纪8080年代以来，厄尔尼诺更是频繁发生，年代以来，厄尔尼诺更是频繁发生，一般一般3 37 7年一次，每次持续时间一年左右。年一次，每次持续时间一年左右。拉尼娜发生的次数较少，在过去拉尼娜发生的次数较少，在过去100100年里，拉尼年里，拉尼娜总共才发生过娜总共才发生过4 4次，最近的一次发生在次，最近的一次发生在19981998年末。年末。 沃克环流（纬向环流）沃克环流（纬向环流）赤道地区大洋的东侧是下层冷海水上升作用最赤道地区大洋的东侧是下层冷海水上升作用最为强烈的地区。在东赤道太平洋地区强烈的冷海水上为强烈的地区。在东赤道太平洋地区强烈的冷海水上翻，使得其海洋表层温度与西赤道太平洋地区的翻，使得其海洋表层温度与西赤道太平洋地区的“暖暖地地”之间形成强烈的对比。在东赤道太平洋冷水域的之间形成强烈的对比。在东赤道太平洋冷水域的上空大气强烈下沉，西赤道太平洋印度尼西亚海洋大上空大气强烈下沉，西赤道太平洋印度尼西亚海洋大陆上空大气对流强烈，大气以上升为主，这样就形成陆上空大气对流强烈，大气以上升为主，这样就形成一个闭合的东西向环流圈，称为沃克环流。一个闭合的东西向环流圈，称为沃克环流。沃克环流是赤道地区海气作用的产物，并通沃克环流是赤道地区海气作用的产物，并通过大气的动力影响到世界其它地区，整个赤道均存在过大气的动力影响到世界其它地区，整个赤道均存在沃克环流。沃克环流。