气候形成的下垫面因素.ppt

厄尔尼诺年份当厄尔尼诺出现的时候，就会出现一系列的海—气反常现象，东太平洋信风减弱甚至消失，东太平洋赤道以南的冷水区消失，西太平洋赤道地区的热水向东扩散。第31页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三厄尔尼诺年份的大气环流和洋流上升暖气流下降暖气流冷水流反方向的洋流和信风暖水流厄尔尼诺洋流气旋第32页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三在东风加强的时期，赤道东太平洋地区海水上翻加强，表面海水温度降低。由于水温低于气温，空气层结稳定，对流不宜发展，赤道东太平洋地区降雨偏少，气候偏干；而赤道西太平洋海水温度异常偏高，降水异常多，这就是拉尼娜事件。可是每隔数年，东向信风减弱，西太平洋冷水上翻现象消失，表层暖水向东回流，导致赤道东太平洋海平面上升，海面水温升高，秘鲁、厄瓜多尔沿岸由冷洋流转变为暖洋流。下层海水中的无机盐类营养成分不再涌向海面，导致当地的浮游生物和鱼类大量死亡，大批鸟类亦因饥饿而死，形成一种严重的灾害。与此同时，原来的干旱气候转变为多雨气候，甚至造成洪水泛滥，这就是厄尔尼诺。第33页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三拉尼娜与厄尔尼诺科学家们定义：赤道中东太平洋区的表层海水温度与多年平均值偏高连续6个月超过0.5度，就称为一次厄尔尼诺现象。与此相反，我国科学家把这个海域的表层海水温度与多年平均值偏低连续6个月低于0.5度时，称为一次拉尼娜现象，或反厄尔尼诺现象。由于这两种异常的自然现象在发生的时间上常常一先一后，所以科学家们也称其为“一对孪生兄妹”。第34页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三为什么增温0.5℃就算异常了呢？海水的比热大、吸收太阳辐射能力强，因此广阔的大洋通常被视为大气的重要热库。100米深的海水温度变化0.1℃所用的热量，足以使上面5000米厚度的大气层温度提高6℃。赤道太平洋水域占全球海域1/4，因此那里的海温异常变暖，立即会影响大气环流的强度与方向。第35页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三厄尔尼诺对气候的影响1、直接导致中、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。2、厄尔尼诺引起非洲东南部和巴西东北部的干旱，加拿大西部、美国北部暖冬及美国南部冬季潮湿多雨。3、与日本及我国东北的夏季低温、日本和我国的降水等也具有一定的相关性。4、厄尔尼诺常常抑制西太平洋热带风暴生成，但使得东北太平洋飓风增加。第36页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三拉尼娜对气候影响1、拉尼娜的气候影响与厄尔尼诺大致相反，但影响程度及威力较厄尔尼诺小。2、拉尼娜出现时印度尼西亚、澳大利亚东部、巴西东北部、印度及非洲南部等地降雨偏多，但在赤道太平洋东部和中部地区、阿根廷、赤道非洲、美国东南部等地易出现干旱。3、拉尼娜年，我国容易出现冷冬热夏，即冬季气温较常年偏低，夏季偏高。另外，在西太平洋和南海地区生成及登陆我国的热带气旋个数，拉尼娜年比常年多。第37页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三“瓦克环流”赤道太平洋地区存在西暖东冷、对比明显的水温分布。西部海温高，被加热的大气上升，到达高空后转向东；而东部海温低，空气被冷却下沉，到达海面后转向西（即东南信风），由此在赤道上空形成一个完整的纬向垂直环流圈，被气象学家称为“瓦克环流”。第38页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三正常年份的大气和海洋暖水冷水瓦克环流第39页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三瓦克环流第40页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三厄尔尼诺年份的大气环流暖水冷水瓦克环流破坏第41页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三瓦克环流破坏第42页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三发生拉尼娜现象时沃克环流与低纬度信风的关系拉尼娜是指赤道东太平洋地区海水水温比正常年份偏低、冷水区比正常年份偏大的现象，又被称为反厄尔尼诺现象。第43页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三南方涛动（1）概念：指热带太平洋、印度洋之间大气质量的一种大尺度起伏振荡，主要是赤道东太平洋的气压异常现象。气压偏低是海面气温偏高的结果，即厄尔尼诺现象，反之亦然。可见它们密切相关，合称“厄尔尼诺/南方涛动”（ENSO）。在低纬北太平洋也有类似的现象，称北方涛动。总称低纬度涛动，周期3—7年。第44页，讲稿共71页，2023年5月2日，星期三南方涛动涛动指数SOI南方涛动最显著的是印度尼西亚和东太平洋地区。涛动指数SOI=Pr-PD，这里Pr代表赤道东太平洋海平面气压