ENSO简介

  1. 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. 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. 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)。
Organization, WMO)已把它提升为影响当今世界 天气和气候异常的三大因子之首(其余两个因子是人 类活动造成的大气温室效应和森林破坏)。
主要内容
第一节 海洋的基础背景知识 第二节 ENSO含义 第三节 ENSO形成机制及其对气候
的影响
第一节 海洋的基本背景知识
一.海洋对大气的重要性 二.海水温度分布的主要特征
(El Niñ o / Southern Oscillation)

ENSO实际上就是El Niñ o和Southern Oscillation
的简称。
ENSO事件不仅仅作为一个事件发生, 而且还是周而复始的一种循环,其周期大约 2~7年,故又称ENSO循环。 厄尔尼诺和拉尼娜则是ENSO循环过程 中冷暖两种不同位相的异常状态。
就形成一个闭合的东西向环流圈,称为沃克环流。
沃克环流图
赤道附近东西向之垂直大气环流结构与海面水温分布
(来源: Peixoto andຫໍສະໝຸດ BaiduOort, 1992)
沃克环流把南方涛动和赤道太平洋的海 表温度联系在一起。
El Niñ o现象
正常年:海水向西移动, 海洋低层低温富有营养盐 的涌升流上升补充。 厄尔尼诺期间:使海水向 西的力量减弱,反而使表
大规模的洋流的形成与大气环流直接相关。
表层洋流分布规律
信 风
信风(trade wind,也称为贸易风)在赤道两
边的低层大气中,北半球吹东北风,南半球
吹东南风,这种风的方向很少改变,它们年
年如此,稳定出现,很讲信用,这是trade
wind在中文中被翻译成 “信风”的原因。
信风在航海中的作用
哥伦布第一 次去美洲时,向西 横渡大西洋 … 经过 37 天 … 发现了美洲
暖水向东回流到东太平洋,秘鲁渔场消失→鱼鸟大量死亡
海表面温度距平(SSTA)
海表面温度(Sea Surface Temperature, SST)与正常年的偏差,称为海表面温 度距平(Sea Surface Temperature
Abnormal, SSTA)。
厄尔尼诺盛期(1997.12-1998.2)热带太平洋海表面温 度距平(红色为异常偏暖区,蓝色为异常偏冷区)。 图中赤道东太平洋甚至偏高4℃以上。
计划的核心成员国。 下图为在赤道太平洋布放了庞大的“TAO”阵列浮 标,建立了实时立体监测体系,为ENSO研究提供了丰 富的资料,使得ENSO预测成为可能。
(ENSO观测系统)
From Tropical Atmosphere & Ocean
ENSO的监测内容
ENSO监测主要包括:各区的海温指数、SOI指 数、信风指数和沃克指数等。 海表面温度:海表面温度是衡量气候变率的重 要指标,是ENSO监测和诊断最基本的变量。
南方涛动-Southern Oscillation
英国数学家沃克爵士(Sir. Gilbert
Walker )
气压跷跷板:热带东太平洋与热带
东印度洋气压场反相变化的跷跷板 现象(南方涛动现象)。
达尔文岛
塔希提岛
南方涛动(South Oscillation)
达尔文与塔希提岛的气压负相关 (图中数值100)
达尔文岛(红色)和塔希提岛(绿色)海平面气压距平的演变
南方涛动指数(SOI):塔希提(Tahiti)岛与达尔文
(Darwin)岛之间的气压差。
气象学家沃克发现:
1. 当南方涛动指数较高时,东、西太平洋气压 差值增大,赤道地区盛行偏东风; 2. 当该指数较低时,则东风较弱,在西太平洋 地区甚至会出现西风。 厄尔尼诺期间,东南太平洋气压明显减弱,
二、海水温度分布的主要特征
1、海水表层温度分布
全球海表面年平均温度
(单位:℃,等值线间隔:3℃)
海表面温度的分布特征
海表面温度成条带状,沿纬度增加而逐渐减小。 一般来说,低纬度海区的水温,高于高纬度海区的
水温。同一海区的水温,夏季高些,冬季低些。
同纬度海区,有暖流流经的海区水温要比有寒流流 经的海区高。 太平洋西暖东冷。
而地球系统中的水分循环更离不开海洋。
海洋和大气相互作用:主要指水和热的交换
海洋与大气的相互作用
可以说,如不考虑海洋的存在和发生在海洋 中运动状态的变化,是模拟不出气候的平均 状态来的。另一方面,海流(洋流)又是在 大气风应力驱动下运动的,海洋和大气在气 候异常变化的时间和空间尺度上是相互作用 和相互依存的。
印度尼西亚和澳大利亚的气压升高。
拉尼娜期间的情况正好相反。
二、沃克环流(Walker Circulation)
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“暖池”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
大陆上空大气对流强烈,大气以上升为主,这样
厄尔尼诺也称为ENSO暖事件; 拉尼娜也被称为ENSO冷事件。
三、 ENSO监测与指标
上世纪80年代初,世界气象组织(WMO)等组织
为研究ENSO现象及其对气候的影响,制定了为期10年
(1985~1994)的“热带海洋和全球大气”(Tropical
Ocean & Global Atmosphere,TOGA)计划,我国是该
赤道太平洋海水温度垂直分布
温跃层又称斜温层
温跃层把热带海洋分隔成上下两个不同
热力性质的海水层,上层为暖水层,而下层 则为冷水层。赤道太平洋东部20℃等温线一 般位于50m深处,但向西逐渐倾斜,在赤道 太平洋西部一般位于200m深处。因此,温 跃层也被气象和海洋学家称为斜温层。
三、洋流和信风
洋流是海洋表层的水,常年比较稳定地沿着一 定的方向作大规模的流动,洋流又称为海流 (Ocean current)。 洋流是海洋水体运动的主要形式。
三.洋流和信风
一、海洋对大气的重要性
海洋覆盖了全球面积的71%。由于海水和空气的
物理属性差别很大,例如海水的热容量约为空气
的3100倍,即1立方厘米的海水降低温度1℃所放
出的热量,可以使3100立方厘米的空气增高温度
1℃。因此海洋的热容量要比大气大得多,海洋
温度微小变化能使得大气温度发生强烈的响应,
一、ENSO形成机制
2. 低压 ( L ) → 西风
正常状况-大气场
1. 高压 ( H ) → 东北信风、东南信风 3. 在赤道120E处汇集幅合上升
4. 印尼、新几内亚地区热带雨林气候—对流旺盛
太 平 洋 西 侧
太 平 洋 东 侧
正常状况-海洋场
1. 东太平洋沿岸形成涌升流,温跃层深度约为50米;
3. 相随于信风沿赤道吹东风,太平洋东侧下层
冷海水涌升到海表面。
暖 池
热带西太平洋是全球海温最高的海域,常年维持
着28℃以上的高温,全球大约90%的暖海水集中
在这里,故称西太平洋暖池(Western Pacific Warm Pool)。该区海温异常制约着亚太区域乃 至全球的气候变化,是大气热量主要供应地。由 于太阳辐射、热量交换、自东向西信风吹送等的 作用,大量暖水逐渐积蓄在暖池区,致使该区海 表面温度比东太平洋高出3℃~9℃。
北美的暴雨和洪水
世界天气、气候异常的三大因子
1997年-1998年由于“天灾”给全世界造成了百多亿
美元以上的经济损失和7000多人的死亡。
“老天爷”为何狂躁不安?专家们比较一致的看法由
于赤道东南太平洋地区形成了近几百年来持续时间最
长的一次厄尔尼诺现象,由此而引起了世界天气、气
候异常。世界气象组织( World Meteorological
全球海面水温的年平均分布(℃)
第二节 ENSO含义
一.厄尔尼诺和拉尼娜现象 二.ENSO含义
三.沃克环流
四.ENSO的监测与指标
一、什么是厄尔尼诺现象?
厄尔尼诺(El Niñ o)现象,又称圣婴现象,是
指赤道中东太平洋附近的海表温度持续异常增
暖现象。
El Niñ o在西班牙语中意为“圣婴”,也可译作
一、什么是拉尼娜现象?
拉尼娜(La Niñ a)现象,是指赤道中东太平 洋海表温度大范围持续异常偏冷的现象。
La Niñ a在西班牙意为“小女孩”,正好与意
为“圣婴”相反,也称为“反El Niñ o ”。
拉尼娜现象
因东风强盛,涌 升流强劲使东赤 道太平洋海水温 度比长期平均值
低。
拉尼娜盛期(1988.12-1989.2)热带太平洋海表面温 度距平(红色为异常偏暖区,蓝色为异常偏冷区)。 图中赤道中东太平洋甚至偏低约2-3℃之间。
层海水向东移,低层营养
盐的涌升流不会上升。
1960s 美国气象家雅各布· 皮叶克 尼斯(Jacob Bjerknes)发现:
南方涛动与厄尔尼诺事件和拉尼娜事件
Jacob Bjerknes将厄尔尼诺(El Niñ o)与
南方涛动(Southern Oscillation)合并为
ENSO(音:恩索)。 厄尔尼诺+南方涛动= ENSO

2、海温的垂直分布
170E
2004年6月沿赤道太平洋次表层月平均海温深度-经度剖面
1、请判断三 个测站纬度 的高低,并 说明理由?
2、你发现海 水温度垂直 变化的什么 规律?
太平洋170E 3个不同纬度的测站水温随深度分布曲线
深层海水温度变化规律
海温随深度增加而递减: 1000m以内,降温快; 1000m以下,变化小。 原因:太阳辐射入海的光能被表层海水吸
2. 西太平洋温跃层深达200米;
赤道中、东太平洋被划分为以下4个ENSO监测
区(下图),各海区海表面温度的距平值即表
示各海区海表温度特征的指数。
4个ENSO监测区
根据 Nino3区( 5N~5S, 160W~90W)海表 面温度距平(SSTA),当该海域月的区域平均 海温距平 ≥ 0.5℃并持续6个月以上,则定义为 一次厄尔尼诺事件;月的区域平均海温距平 ≤ 0.5℃并持续6个月以上,则定义为一次拉尼娜 事件。按此定义,1951~2001 年期间,厄尔尼
“上帝之子”,因为这种赤道中东太平洋持续 异常增暖事件通常在圣诞节前后开始发生。
厄尔尼诺
厄尔尼诺(El Niñ o)是西班牙语 “圣婴” 音
译(上帝之子),原指每年圣诞节前后,沿厄
瓜多尔和秘鲁沿岸出现一股弱暖洋流,取代了
沿岸原有冷海水的现象。
正常状态
(1990年12月)
厄尔尼诺期间
(1997年12月)
新大陆。
第二次绕了一 个大圈,顺着西班
牙和北非西海岸南
下,接近赤道时才 向西横渡大西洋。 却只花了20天。
信风在海气相互作用中所起的作用
在赤道南北两侧东南信风和东北信风的驱动下, 赤道太平洋表层海水自东向西流动,形成表层洋 流。这股洋流将太平洋表层暖的海水输送到西太 平洋堆积,使得西太平洋水位不断上升,热量也 不断积蓄。与表层洋流相对应,在东西向海水压 力差的驱动下,在其下方形成一个与之方向相反 自西向东的赤道潜流。
表层洋流与赤道潜流
西

冷水上翻
在赤道东太平洋,表层暖的海水流走后,迫使
表层以下温度较低的海水上升,以替代流走的
海水,因此在这个地区形成巨大的涌升流,称
为冷水上翻区,使得该海域水温比周围要低。
秘鲁渔场的成因示意图
太平洋海温西高东低的原因?
1. 秘鲁寒流沿着大陆两侧北上,其中一部分在 赤道附近变成南赤道海流后向西移动; 2. 沿低纬海域由东向西吹的信风使赤道附近的 暖水积蓄在太平洋西侧,通常称为暖池;
海气相互作用的产物
——厄尔尼诺
周顺武
南京信息工程大学大气科学学院大气科学系
近年来,各类媒体越来越关注这样一 个名词-厄尔尼诺。众多气候现象与灾难 都被归结到厄尔尼诺的肆虐上,例如印尼
的森林大火、巴西的暴雨、北美的洪水及
暴雨、非洲的干旱等等。
厄尔尼诺几乎成了灾难的代名词!
非洲干旱
澳大利亚干旱
印尼的森林大火
诺事件出现了15次,拉尼娜事件出现了11次。
1951-2001年期间Nino3区海表面温距平
1991年12月太平洋海表面温距平分布
1998年12月太平洋海表面温距平分布
第三节 ENSO形成机制及其 对气候的影响
一.ENSO形成机制 二.ENSO事件对全球气候的影响
三.ENSO事件对我国气候的影响
收,因此海表面温度高于海洋内部。
混合层与温跃层
海洋上层的温度受到大气影响,在海洋表面
向下的几十米的水层里,风浪和海流引起的
湍流混合十分强烈,海水温度的垂直变化很
小,因此被称为混合层。但到某一个高度以
后,很快遇到一个较薄的水层,其海水温度 随深度的变化特别剧烈,这一区域被称之为 温跃层。
混和层
温跃层
相关文档
最新文档