6-厄尔尼诺与地球圈层耦合10春8574MB
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2019年3月 沙尘暴迁移
• 拉尼娜（La Nina）原意为“圣女”，也称 为 “反厄尔尼诺”，代表厄尔尼诺现象之 后出现赤道东太平洋上温度异常变冷，西 太平洋沿岸暴雨成灾的现象。
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
世人谈虎 色变
Here comes El Nino!!
2020/6/14
中国也深受其害
叶叔华：人类对地球的新认识，《科学》，2019，51（1）
• 在太平洋西部有一个叫暖池的地方，地幔对流非 常显著，地幔的温度比地面高得多，由于那里存 在一个大裂缝，地幔的热气通过裂缝而散发出来 ，影响了海水的温度。这可能是形成原因之一。
• 也可能是地球自转速度变化而引起，当自转加快 时，地球内部物质向赤道集中，造成了此处能量 的富集，影响了海水温度。
• 地质学家： 杜乐天 （2019）提出厄尔尼诺可能与西太平洋洋脊三 联点附近的地幔流体大规模放气作用有关。
• 地理学家： 觉得地质学家提出的思路有理。但目前限于人类对地监 测手段有限（在海面下安置的监测设备数量很少，高空 卫星无法及时了解水下动态），尚需在今后改进。
2020/6/14
天文学家讨论形成机理
2020/6/14
水汽
• 大气中的水汽源于海洋、湖泊、江河、沼泽、 潮湿地面及植物表面的蒸发或蒸腾作用。
• 含量随时间、空间和其它影响条件而变。 容积变化范围在0-4％之间。
• 一般在低纬地区水汽大于高纬地区，沿海大于 内陆，夏季大于冬季。
• 水汽含量沿垂直方向迅速减小： 在1.5-2km高度处只有地面附近的1／2， 在5km高度只有地面的1／10。
• ③上述两种推论的协同模式（共同发展或一主一次）。 • 总之是要寻求固、液、气三个“基素”的耦合点。希望
从一些全球现今可见的现象探索全球整体的基本动力源 及2其020/6/作14 用方式的过程，浅见在所难免，………。
2020/6/14
思考题
• 1.大气污染的成因和监测标准？ • 2.北京的绿色奥运目标、现实差距和解决措施？ • 3.试从反气旋理论分析火烧赤壁、草船借箭的可
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2.大气的运动
大气的运动既有垂直方向，也有水平方向。 前者可形成大气环流，后者则形成气旋和风。 大气的运动是在气压梯度的驱动下发生和维持的。
2020/6/14
2020/6/14
外围区 大风区 中心区
• 2019年夏，江南暴雨成灾， 北方则苦旱无雨。 • 2019年夏，长江、松花江和 嫩江出现严重洪涝灾害，估 计损失3000亿元。
2020/6/14
2020/6/14
沃克环流
南美
东南 亚
潮湿 多雨
热 源
冷
西部
源
干旱
少雨
赤道南侧东南信风盛行
正 常
暖海水 高海面
冷海水 上涌
年
南
2020/6/14
东南亚 上升气流
• 叶叔华：人类对地球的新认识。上海：《科学》，2019 ，51（1）。
• 马宗晋、高祥林、杜品仁，全球表层系统研究的思考。 地学前缘，2019，13（6）：96-101。
• 陈曦、王成善、黄永建，古新世-始新世极热事件与地 球系统的自我调节：Gaia理论的应用。地学前缘， 2019，13（6）：171-176。
• 据此重新研究
证明存在“奇”、“偶”地震幕交替活动
共生机理探讨
• 如果上述El Nino信号与地震丛(全球地震2年左右远距
离集中发生现象)活动确有优势共生因缘，其共生机理 分析可有三种推想：
• ①洋脊脉动式张裂引起地震、地热和天然气上涌，海水 升温>5℃（单方面以地壳张裂为主因的机制）；
• ②赤道风驱动热洋流向东聚集在南美西侧洋脊北区，引 起海水的减压，诱导了地壳的微拱张和地震（海水减压 动力模式）；
大气的组成
大气中存在着空气的对流运动、湍流运动和 分子扩散，在约100km高度以下气体因此均匀混 合而成为均匀层。此高度以上称为非均匀层。
均匀层中的大气可以看作是由： 干洁大气 水汽 气溶胶质粒子
三部分组成。
2020/6/14
干洁大气
• 前3位合占总容量的99.9%。干洁大气的分子量 为28.966。在自然条件下都呈气体状态。
能气候背景。 • 4.何谓厄尔尼诺和拉尼娜现象?它们的识别标志
是什麽?对人类造成那些气候灾害? • 5.怎样从海-气相互关系角度探讨厄尔尼诺的形
成机制?为什麽说固体地球的自身运动也参与了 厄尔尼诺现象的形成过程?
2020/6/14
参考文献
• 刘本培、蔡运龙，地球科学导论。 第六、七章(选读基本概念部分) 第七章3.4节, 196-199页(精读)。
热带气旋
生成于热带洋面，中心气压低于外围 且作水平旋转的气团。是海－气耦合 的复杂产物。
台风结构
2020/6/14
2020/6/14
飓风灾害
• 风速110哩/时吹起 屋顶瓦片（下）。
• 五级飓风荡平房屋 （右）。
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
赤 壁 之 战
• 很可能是源于固体地球、海洋和大气的相互作用 ，这将是21世纪人类需要解决的难题之一。
2020/6/14
1965
1972-73 1976-77
1982-83 1986-87 1991-94
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
空间交替
• 2019-2019： 伊朗、西藏、 苏门答腊、巴 布新几内亚到 中美洲萨尔瓦 多发生8次强 震(M≥7.8级), 警觉到存在环 赤道圆环带。
2020/6/14
2020/6/14
沙尘暴与尘暴
2020/6/14
• 沙尘暴（sand dust storm）与尘 暴（dust storm） 成因不同，性质各 异。
• 治理对象应有区别 :前者治理沙漠， 后者应修复干凅盐
2020/6/14
风成搬运物 微观特征
圆度、分选、组合结构
2020/6/14
北京2019年3月20日
兰州 2020/6/14 2019年3月19日
汉城 2019年3月22日
全国沙尘天气分布图
2019年3月18日17时～3月20日08时
乌鲁木齐
额济纳旗
呼和浩特
赤峰 北京
银川
强沙尘暴 沙尘暴
扬沙
北方地区出现了近十年来范围最广、强度最强、 2020/6/14持续时间最长、影响最大的沙尘暴过程。
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
大气圈是地球最外部的圈层，也是 地球所有各圈层中最活泼的圈层之一。
大气圈是在地球长期演化过程中逐 渐产生的，它的发育和演变又受到地球其 他圈层发育和演变的影响。
大气圈是生命存在的基础之一。大 气污染和全球变暖问题引起普遍关注。
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
厄尔尼诺-拉尼娜命名
• 厄尔尼诺（西班牙文El Nino）原意为“圣 婴”——表示圣诞节前后沿厄瓜多尔海岸 出现一支微弱且向南移动的暖洋流。
• 现在用来表示：在南美秘鲁、厄瓜多尔附 近尺度为几千km的赤道东太平洋上的异常 增温现象。。
2020/6/14
2020/6/14
西太平洋暖池
2020/6/14
海洋水温
西太平洋暖池与火山、地震带
2020/6/14
西太平洋暖池 正处洋壳板块
三联点附近
科学家之间的不同认识
• 气象学家： 在研究厄尔尼诺现象方面处于主流地位。强调现有的 海气耦合理论、实时卫星监测手段、现有的解释模式和 计算公式有效。
减弱 气候干旱
气流反转
西风出现
热 源
减弱
暖洋流 高海面
南美西 部多雨 洪水 成灾
厄
尔
尼
诺
赤道逆流增强
浮游生物、鱼类 和鸟类大量死亡
每隔3 - 4年 ( 最短2年、最长7年），东南信风突然减弱，东太平洋冷水上
2020/6/14
厄 尔 尼 诺 事 件 研 究
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2019年3月 沙尘暴迁移
• 拉尼娜（La Nina）原意为“圣女”，也称 为 “反厄尔尼诺”，代表厄尔尼诺现象之 后出现赤道东太平洋上温度异常变冷，西 太平洋沿岸暴雨成灾的现象。
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
世人谈虎 色变
Here comes El Nino!!
2020/6/14
中国也深受其害
叶叔华：人类对地球的新认识，《科学》，2019，51（1）
• 在太平洋西部有一个叫暖池的地方，地幔对流非 常显著，地幔的温度比地面高得多，由于那里存 在一个大裂缝，地幔的热气通过裂缝而散发出来 ，影响了海水的温度。这可能是形成原因之一。
• 也可能是地球自转速度变化而引起，当自转加快 时，地球内部物质向赤道集中，造成了此处能量 的富集，影响了海水温度。
• 地质学家： 杜乐天 （2019）提出厄尔尼诺可能与西太平洋洋脊三 联点附近的地幔流体大规模放气作用有关。
• 地理学家： 觉得地质学家提出的思路有理。但目前限于人类对地监 测手段有限（在海面下安置的监测设备数量很少，高空 卫星无法及时了解水下动态），尚需在今后改进。
2020/6/14
天文学家讨论形成机理
2020/6/14
水汽
• 大气中的水汽源于海洋、湖泊、江河、沼泽、 潮湿地面及植物表面的蒸发或蒸腾作用。
• 含量随时间、空间和其它影响条件而变。 容积变化范围在0-4％之间。
• 一般在低纬地区水汽大于高纬地区，沿海大于 内陆，夏季大于冬季。
• 水汽含量沿垂直方向迅速减小： 在1.5-2km高度处只有地面附近的1／2， 在5km高度只有地面的1／10。
• ③上述两种推论的协同模式（共同发展或一主一次）。 • 总之是要寻求固、液、气三个“基素”的耦合点。希望
从一些全球现今可见的现象探索全球整体的基本动力源 及2其020/6/作14 用方式的过程，浅见在所难免，………。
2020/6/14
思考题
• 1.大气污染的成因和监测标准？ • 2.北京的绿色奥运目标、现实差距和解决措施？ • 3.试从反气旋理论分析火烧赤壁、草船借箭的可
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2.大气的运动
大气的运动既有垂直方向，也有水平方向。 前者可形成大气环流，后者则形成气旋和风。 大气的运动是在气压梯度的驱动下发生和维持的。
2020/6/14
2020/6/14
外围区 大风区 中心区
• 2019年夏，江南暴雨成灾， 北方则苦旱无雨。 • 2019年夏，长江、松花江和 嫩江出现严重洪涝灾害，估 计损失3000亿元。
2020/6/14
2020/6/14
沃克环流
南美
东南 亚
潮湿 多雨
热 源
冷
西部
源
干旱
少雨
赤道南侧东南信风盛行
正 常
暖海水 高海面
冷海水 上涌
年
南
2020/6/14
东南亚 上升气流
• 叶叔华：人类对地球的新认识。上海：《科学》，2019 ，51（1）。
• 马宗晋、高祥林、杜品仁，全球表层系统研究的思考。 地学前缘，2019，13（6）：96-101。
• 陈曦、王成善、黄永建，古新世-始新世极热事件与地 球系统的自我调节：Gaia理论的应用。地学前缘， 2019，13（6）：171-176。
• 据此重新研究
证明存在“奇”、“偶”地震幕交替活动
共生机理探讨
• 如果上述El Nino信号与地震丛(全球地震2年左右远距
离集中发生现象)活动确有优势共生因缘，其共生机理 分析可有三种推想：
• ①洋脊脉动式张裂引起地震、地热和天然气上涌，海水 升温>5℃（单方面以地壳张裂为主因的机制）；
• ②赤道风驱动热洋流向东聚集在南美西侧洋脊北区，引 起海水的减压，诱导了地壳的微拱张和地震（海水减压 动力模式）；
大气的组成
大气中存在着空气的对流运动、湍流运动和 分子扩散，在约100km高度以下气体因此均匀混 合而成为均匀层。此高度以上称为非均匀层。
均匀层中的大气可以看作是由： 干洁大气 水汽 气溶胶质粒子
三部分组成。
2020/6/14
干洁大气
• 前3位合占总容量的99.9%。干洁大气的分子量 为28.966。在自然条件下都呈气体状态。
能气候背景。 • 4.何谓厄尔尼诺和拉尼娜现象?它们的识别标志
是什麽?对人类造成那些气候灾害? • 5.怎样从海-气相互关系角度探讨厄尔尼诺的形
成机制?为什麽说固体地球的自身运动也参与了 厄尔尼诺现象的形成过程?
2020/6/14
参考文献
• 刘本培、蔡运龙，地球科学导论。 第六、七章(选读基本概念部分) 第七章3.4节, 196-199页(精读)。
热带气旋
生成于热带洋面，中心气压低于外围 且作水平旋转的气团。是海－气耦合 的复杂产物。
台风结构
2020/6/14
2020/6/14
飓风灾害
• 风速110哩/时吹起 屋顶瓦片（下）。
• 五级飓风荡平房屋 （右）。
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
赤 壁 之 战
• 很可能是源于固体地球、海洋和大气的相互作用 ，这将是21世纪人类需要解决的难题之一。
2020/6/14
1965
1972-73 1976-77
1982-83 1986-87 1991-94
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
空间交替
• 2019-2019： 伊朗、西藏、 苏门答腊、巴 布新几内亚到 中美洲萨尔瓦 多发生8次强 震(M≥7.8级), 警觉到存在环 赤道圆环带。
2020/6/14
2020/6/14
沙尘暴与尘暴
2020/6/14
• 沙尘暴（sand dust storm）与尘 暴（dust storm） 成因不同，性质各 异。
• 治理对象应有区别 :前者治理沙漠， 后者应修复干凅盐
2020/6/14
风成搬运物 微观特征
圆度、分选、组合结构
2020/6/14
北京2019年3月20日
兰州 2020/6/14 2019年3月19日
汉城 2019年3月22日
全国沙尘天气分布图
2019年3月18日17时～3月20日08时
乌鲁木齐
额济纳旗
呼和浩特
赤峰 北京
银川
强沙尘暴 沙尘暴
扬沙
北方地区出现了近十年来范围最广、强度最强、 2020/6/14持续时间最长、影响最大的沙尘暴过程。
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
大气圈是地球最外部的圈层，也是 地球所有各圈层中最活泼的圈层之一。
大气圈是在地球长期演化过程中逐 渐产生的，它的发育和演变又受到地球其 他圈层发育和演变的影响。
大气圈是生命存在的基础之一。大 气污染和全球变暖问题引起普遍关注。
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14
厄尔尼诺-拉尼娜命名
• 厄尔尼诺（西班牙文El Nino）原意为“圣 婴”——表示圣诞节前后沿厄瓜多尔海岸 出现一支微弱且向南移动的暖洋流。
• 现在用来表示：在南美秘鲁、厄瓜多尔附 近尺度为几千km的赤道东太平洋上的异常 增温现象。。
2020/6/14
2020/6/14
西太平洋暖池
2020/6/14
海洋水温
西太平洋暖池与火山、地震带
2020/6/14
西太平洋暖池 正处洋壳板块
三联点附近
科学家之间的不同认识
• 气象学家： 在研究厄尔尼诺现象方面处于主流地位。强调现有的 海气耦合理论、实时卫星监测手段、现有的解释模式和 计算公式有效。
减弱 气候干旱
气流反转
西风出现
热 源
减弱
暖洋流 高海面
南美西 部多雨 洪水 成灾
厄
尔
尼
诺
赤道逆流增强
浮游生物、鱼类 和鸟类大量死亡
每隔3 - 4年 ( 最短2年、最长7年），东南信风突然减弱，东太平洋冷水上
2020/6/14
厄 尔 尼 诺 事 件 研 究
2020/6/14
2020/6/14
2020/6/14