海洋与大气的作用

海洋和大气间存在着持续的动量、热量和物质的交换，这种彼此互为影响的过程称为“海洋—大气相互作用”。

是现代物理海洋学重大研究课题之一。

它研究的主要内容：海—气界面的热量交换、质量的变化和气体的交换。

在海洋中，由空气垂直涡动所引起的接触热交换是主要的传热形式，其次是对流的接触热交换，接触热交换的结果，是海洋向大气输送热量。

与此同时，由海面向大气蒸发大量水，据统计，仅北太平洋每年就有9.0×1013吨，而全球海洋每年要蒸发掉351200立方公里水。

蒸发这么多的水，需要消耗大量的热量，不仅如此，在由海面蒸发过程中，有大量气体从海洋进入大气，主要是氧和二氧化碳，它们对海洋生物的影响也很大，海—气相互作用的研究对海洋各学科都有很重要的影响。

厄尔尼诺（El Niño Phenomenon）又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象，就是沃克环流圈东移造成的。

正常情况下，热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲，使太平洋表面保持温暖，给印尼周围带来热带降雨。

但这种模式每2—7年被打乱一次，使风向和洋流发生逆转，太平洋表层的热流就转而向东走向美洲，随之便带走了热带降雨，出现所谓的“厄尔尼诺现象”。

原理厄尔尼诺现象发生时，由于海温的异常增高，导致海洋上空大气层气温升高，破坏了大气环流原来正常的热量、水汽等分布的动态平衡。

这一海气变化往往伴随着出现全球范围的灾害性天气：该冷不冷、该热不热，该天晴的地方洪涝成灾，该下雨的地方却烈日炎炎焦土遍地。

一般来说，当厄尔尼诺现象出现时，赤道太平洋中东部地区降雨量会大大增加，造成洪涝灾害，而澳大利亚和印度尼西亚等太平洋西部地区则干旱无雨。

据不完全统计，20世纪以来出现的厄尔尼诺现象已有17次（包括最新一轮1997～1998年的厄尔尼诺现象）。

发生的季节并不固定，持续时间短的为半年，长的一两年。

强度也不一样，1982～1983年那次较强，持续时间长达两年之久，使得灾害频发，造成大约1500人死亡和至少100亿美元的财产损失。

影响首先是台风减少，厄尔尼诺现象发生后，西北太平洋热带风暴（台风）的产生个数及在中国沿海登陆个数均较正常年份少。

其次是中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，中国的夏季风较弱，季风雨带偏南，位于中国中部或长江以南地区，中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，中国北方的干旱和高温十分明显。

第三是中国南方易发生低温、洪涝，在厄尔尼诺现象发生后的次年，在中国南方，包括长江流域和江南地区，容易出现洪涝，近百年来发生在中国的严重洪水，如1931年、1954年和1998年，都发生在厄尔尼诺年的次年。

中国在1998年遭遇的特大洪水，厄尔尼诺便是最重要的影响因素之一。

最后，在厄尔尼诺现象发生后的冬季，中国北方地区容易出现暖冬。

起因在气象科学高度发达的今天，人们已经了解：太平洋的中央部分是北半球夏季气候变化的主要动力源。

太平洋沿南美大陆西侧有一股北上的秘鲁寒流，其中一部分变成南赤道暖流向西移动，此时，沿赤道附近海域向西吹的季风使暖流向太平洋西侧积聚，而下层冷海水则在东侧涌升，使得太平洋西段菲律宾以南、新几内亚以北的海水温度升高，这一段海域被称为“赤道暖池”，同纬度东段海温则相对较低。

对应这两个海域上空的大气也存在
温差，东边的温度低、气压高，冷空气下沉后向西流动；西边的温度高、气压低，热空气上升后转向东流，这样，在太平洋中部就形成了一个海平面冷空气向西流，高空热空气向东流的大气环流（沃克环流），这个环流在海平面附近就形成了东南信风。

但有些时候，这个气压差会低于多年平均值，有时又会增大，这种大气变动现象被称为“南方涛动”。

60年代，气象学家发现厄尔尼诺和南方涛动密切相关，气压差减小时，便出现厄尔尼诺现象。

厄尔尼诺发生后，由于暖流的增温，太平洋由东向西流的季风大为减弱，使大气环流发生明显改变，极大影响了太平洋沿岸各国气候，本来湿润的地区干旱，干旱的地区出现洪涝。

而这种气压差增大时，海水温度会异常降低，这种现象被称为“拉尼娜现象”。

南方涛动(Southern Oscillation),是热带环流年际变化最突出、最重要的一个现象。

主要指发生在东南太平洋与印度洋及印尼地区之间的反相气压振动。

即东南太平洋气压偏高时印度洋及印尼地区气压偏低,反之亦然。

详细解释为：太平洋与印度洋间存在的一种大尺度的气压升降振荡。

当太平洋上气压变高（低）时，印度洋上从非洲到澳大利亚气压变低（高），即两地气压的距平有反向的变化。

其最大正相关中心位于澳大利亚北部至印度尼西亚的低压区；最大负相关中心位于东南太平洋高压区，在东北太平洋亦有一较大的负相关区。

因此塔希提（148°05＇W，17°53＇S）或复活节岛（109°30＇W，29°00＇S）与达尔文（130°59＇E，12°20＇S）两地的海平面气压差的距平值被普遍地用以表示南方涛动的特征指数，称为SOI。

当出现低SOI时，赤道东太平洋海面水温伴随出现异常增暖。

由于低SOI与高ENI（厄尔尼诺指数）相互联系，故称为厄尔尼诺—南方涛动事件。

通常情况下，太平洋沿南美大陆西侧有一股北上的秘鲁寒流，其中一部分变成赤道海流向西移动，此时，沿赤道附近海域向西吹的季风使暖流向太平洋西侧积聚，而下层冷海水则在东侧涌升，使得太平洋西段菲律宾以南、新几内亚以北的海水温度升高，这一段海域被称为“赤道暖池”，同纬度东段海温则相对较低。

对应这两个海域上空的大气也存在温差，东边的温度低、气压高，冷空气下沉后向西流动；西边的温度高、气压低，热空气上升后转向东流，这样，在太平洋中部就形成了一个海平面冷空气向西流，高空热空气向东流的大气环流（沃克环流），这个环流在海平面附近就形成了东南信风。

但有些时候，这个气压差会低于多年平均值，有时又会增大，这种大气变动现象被称为“南方涛动”。

SO是热带印度洋到东南太平洋区域在日界线东西两侧海平面气压反相关的年际振荡，伴随着SO，热带太平洋东西方向的气压梯度距平与纬向风距平做相应振荡。