海气相互作用

§3.环流异常与气候变化
★厄尔尼诺与拉尼娜的形成
◆在正常情况下，赤道太平洋海面盛行赤道东风， 而东南太平洋则吹东南信风，大洋东侧表层的暖海 水被吹送到西太平洋，其下层的冷海水则不断上翻 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，西太平洋海平面通常比东部高出约 40cm，表层海水年平均温度为29℃；而东部沿岸受 下层上涌冷海 水的影响，仅 24℃左右，东 西两侧相差 3～6℃。
§2.海洋～大气之间的相互影响
4、洋流对大气层结的影响 在暖海水表面一般是水温高于它上面的气温， 海面向空气提供的显热和潜热都比较多，不仅使 空气增温，且使气层处于不稳定状态，有利于云 和降水的形成。热带气旋大多源自低纬度暖洋流 表面即系此故。 在冷洋流表面，空气层结稳定，有利于雾的形 成而不易产生降水。
§2.海洋～大气之间的相互影响
3、海水的辐合与辐散 由于大气风场的不均匀分布，风海流会产生海 水质量的辐合辐散，尤其在海岸附近，在侧边界 的作用下，这种辐合辐散作用尤为明显。 例如在热带、副热带大陆西岸（东风带），因 离岸风的作用，把表层海水吹离海岸造成海水质 量的辐散，引起深层海水上翻，而深层海水水温 比表层水温低，因此在上翻区海水水温要比同纬 度其它海表的平均水温低。相反，如果风向改变， 海水质量在此辐合，引起海水下沉，海面水温将 显著增高。
§2.海洋～大气之间的相互影响
这种海洋-大气“接力式”的经向热量输送是 维持高低纬地区能量平衡的主要机制，调节了高 低纬度间的热量平衡。
6、海陆间的热量传输
大气环流和洋流对海陆间的热量传输有显著作 用。
•冬季海洋是热源，大陆是冷源，中高纬地区盛行 西风，大陆西岸是迎风海岸，又有暖洋流经过， 故环流由海洋向大陆输送的热量甚多，提高了大 陆西岸的气温。
§2.海洋～大气之间的相互影响
5、赤道与极地间的热量输送
大气环流对热量的输送有平均经圈环流输送和 大型涡旋输送两种。
•在30～70oN地带潜热的向极输送以大型涡旋输送 为主，平均经圈环流次之；
•在低纬度则主要由信风的定常输送来完成，即 平均经圈环流输送。 在总的经向环流热量输送中，洋流的作用占了 33%，大气环流的作用占67%； •低纬度洋流的输送超过大气环流的输送；30oN以 北，大气环流的输送超过了洋流的输送。
§2.海洋～大气之间的相互影响
1、海洋对大气的影响 全球10m深海水的总质量就相当于整个大气圈的 质量。到达地表的太阳辐射能有70％之多被海洋 所吸收，且将其中85％左右的热能储存在大洋表 层，这部分能量又以长波辐射、蒸发潜热和湍流 显热等方式输送给大气。海洋还通过蒸发作用， 向大气提供大约86％的水汽来源。
§2.海洋～大气之间的相互影响
•夏季，大陆是热源，海洋是冷源，这时大陆上的 暖气团在大陆气流作用下向海洋输送热量。这时 大陆通过大气环流向海洋输送热量，但输送值远 比冬季海洋向大陆的输送量要小。
§3.环流异常与气候变化
1、沃克环流（Walker Circulation）
◆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。在赤道东太平洋地区强烈的冷海 水上翻，使得其海洋表层温度与赤道西太平洋地 区的“暖池”之间形成强烈的对比。 在赤道东太平洋冷水域的上空大气强烈下沉， 赤道西太平洋印度尼西亚上空大气对流强烈，空 气以上升运动为主；海面上气流由东太平洋流向 西太平洋，高空相反，这样就形成一个垂直方向 闭合的东西向（纬向）环流圈，称为沃克环流。
§3.环流异常与气候变化
◆当洋流运动异常或大气环流变化而导致赤道东风 和东南信风减弱时，赤道太平洋海面西高东低的温 度分布将会被破坏，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上翻 冷海水减少，表层海水温度上升，形成厄尔尼诺。
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§3.环流异常与气候变化
◆而当赤道东风和 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 多的下层冷海水补 充到上表层，表层 海水温度因而下降 更多，结果使太平 洋东西两侧表层海 水温差加大，形成 拉尼娜。
§3.环流异常与气候变化
热带太平洋海面年平均温度分布
◆沃克环流是赤道地区海气相互作用的产物，并通 过大气的动力作用影响到世界其它地区。实际上， 整个赤道区域都存在着“沃克环流”。
§3.环流异常与气候变化
2、厄尔尼诺(El Nino)与拉尼娜(La Nina) ◆El Nino是西班牙语“圣婴”的音译，原指在有 些年份的圣诞节前后，沿厄瓜多尔和秘鲁沿岸会 出现一股弱的暖洋流，取代了沿岸原有冷海水的 现象。现在，厄尔尼诺是指大范围的海洋异常现 象，即赤道太平洋中部和东部海洋表层水温持续 异常增温（连续6个月高于多年平均温度0.5℃以 上）的现象。 ◆La Nina是西班牙语“圣女”的音译，又称“反 厄尔尼诺”，是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6个月低于多年平均温 度0.5℃）的现象。
这种热量、水汽的输送，既影响了大气的温度 分布，又是驱使大气运动的能源，在大气环流的 形成和变化中具有极为重要的作用。
§2.海洋～大气之间的相互影响
海洋是大气环流运转的能量和水汽供应的最主 要源地和储存库，同时也是CO2的巨大贮存库，海 洋通过调节大气中的CO2含量也在影响着气温和大 气环流过程。 2、大气对洋流的影响 海洋是从大气圈的下层向大气输送热量和水汽， 而大气运动所产生的风应力又可以向海洋上层输 送动量，使海水发生流动，形成风生洋流，即风 海流。世界洋流分布与地面风向分布密切相关。
海气相互作用
1、海气相互作用的概念
2、海洋～大气间的相互影响 3、环流异常与气候变化
§1. 海气相互作用的概念
海洋与大气之间通过一定的物理过程相互影响、 相互作用，组成一个复杂的耦合系统。 •海洋对大气的主要作用是给予大气热量与水汽， 为大气运动提供能源； •大气主要通过向下的动量输送（风应力），产生 风生洋流和海水的上下翻涌运动； •海洋与大气在大气环流的形成、分布和变化上共 同影响着全球的气候。 海洋与大气之间热量、动量、物质的交换，以 及这种交换对大气、对海洋各种物理特性的影响 及改变，称为海气相互作用。