厄爾尼諾現象雖發生在距離我國比較遙遠的東太平洋,并不對我國的天氣氣候產生強烈的直接影響,但它仍然會通過大氣環流的變化來影響中國,所以不少氣象學家認為,厄爾尼諾的出現與否是影響中國天氣氣候異常的一個強信號。 不過,我國的天氣氣候變化還要受其因素的影響,不應簡單地把任何氣候異常都歸結為受厄爾尼諾的影響,也不能說厄爾尼諾發生后必然對中國氣候產生某種特定的影響。 一般情況下厄爾尼諾現象發生時,西太平洋海溫偏低,西太平洋副高勢力強。
以下是近年來有關厄爾尼諾對中國天氣氣候影響研究成果的簡要匯集。
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暖冬
冬季,亞洲大陸受強大的西伯利亞冷高壓控制,而海洋上相對暖和得多,氣壓相對較低,空氣從高壓部分流到低壓部分,從大陸流向海洋,因而我國大部盛行來自高緯度的西北氣流,常有寒潮和冷空氣天氣過境,氣候寒冷而干燥。冬季風的強弱是導致我國冬季冷暖的直接原因。研究表明,厄爾尼諾發生年的冬季,東亞極鋒鋒區位置往往較常年偏北,冷空氣活動也偏北、偏弱,而南方暖氣團勢力相對較強。據統計,近50年80%的厄爾尼諾年中國出現了暖冬。因此,在厄爾尼諾發生時我國出現暖冬的機率較大。
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干旱和洪澇:長江中下游暴雨成災
我國是典型的大陸性季風氣候國家,降水主要集中在西南和東南季風盛行的夏季。來自海洋的暖濕氣流可以深入到內陸地區,產生豐沛的降水。我國東部的雨帶具有明顯的季節性和向北推移的特點。
一般情況下
5月,副高的位置偏南,我國雨帶維持在華南地區;
6月中旬到7月,副高向北推移,跳到長江流域,長江中下游地區出現大范圍持續多雨天氣,這就是著名的江淮梅雨;
7月中旬,副高再次北跳,雨帶移到黃河流域,長江中下游處于副高控制下,進入伏旱期;8月中旬,副高達到最北的位置,東北、華北、河套進入雨季。
8月下旬副熱帶高壓開始向南撤退,東部地區的雨季相繼結束。
由此可見,副熱帶高壓對我國氣候起著舉足輕重的作用。如果副高在一個地方停留的時間過長或者過短,比常年偏強或者偏弱,都會造成我國東部地區旱澇異常。厄爾尼諾年的夏季,由于赤道東太平洋海溫升高、哈得來環流加強,導至太平洋副熱帶高壓強度增強;但西太平洋海溫降低,大氣對流活動減弱,卻使副高位置偏南。研究表明,西太平洋副高對厄爾尼諾的響應要落后幾個月,因而往往厄爾尼諾發生第二年這種相關關系更加顯著一些。另外,受環流形勢的影響,冷空氣活動比較偏南,加之夏季風偏弱,暖濕氣流北上勢力不強,因此冷暖空氣交匯產生的季風雨帶也隨之偏南,從而使長江中下游地區多雨以至發生洪澇,黃河及華北一帶少雨并形成干旱。據歷史數據統計,近50年來的大多數厄爾尼諾年中國夏季主要雨帶都出現在淮河以南地區。比如1969年長江中下游梅雨持續時間較長,6月下旬至7月中旬多次出現大雨或暴雨,發生嚴重洪澇。1983年夏季,長江流域梅雨強度與1969年相當,部分地區降水量比常年偏多5成到一倍半。強厄爾尼諾的1997年,夏季主要多雨帶出現了長江以南地區,而北方出現了持續高溫少雨天氣,為50年來最干旱的年份之一。長期干旱使得水資源嚴重減少,黃河下游發生了累計220多天的斷流事件。1998年受到厄爾尼諾的滯后影響,加之其他因素的綜合作用,使長江流域發生了本世紀以來僅次于1954年來的特大洪水。此外,研究表明,在厄爾尼諾的秋冬季,我國東部容易出現北少南多的降水分布型。即北方大部地區降水比常年偏少,南方大部地區降水比常年偏多。
3
東北冷夏
統計表明,在厄爾尼諾年的夏季,我國東北地區冷空氣活動勢力往往加強,導至我國東北夏季氣溫異常偏低,形成低溫冷害,造成糧食減產。1951年以來,東北地區曾多次出現夏季低溫冷害,特別是1954、1957、1969、1972、1976等均為范圍較大的嚴重低溫冷害年,除了1954年為拉尼娜事件外,其余都是厄爾尼諾年。不過,厄爾尼諾和東北冷夏并不是一一對應的關系,比如厄爾尼諾極強的1997年,東北夏季反而異常偏高,說明厄爾尼諾可能并不是東北冷夏的唯一影響因素。
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熱帶風暴偏少
西北太平洋和南海是全球熱帶水域上生成熱帶氣旋最多、發展最強的地區,我國也是受熱帶氣旋影響最大的國家之一。熱帶風暴伴隨著狂風暴雨常常給我國東南沿海地區造成嚴重災害,給人們的生命財產造成重大損失,但是在我國南方伏旱季節,它又是南方降水的重要來源。
西北太平洋大部分熱帶氣旋都是熱帶輻合帶的低云或者云團發展起來的,而在厄爾尼諾年赤道東太平洋變暖時,熱帶西北太平洋則變冷,大氣穩定度增加,不利于積云對流在熱帶太平洋地區的發展,熱帶風暴和臺風的數量也就相應的會減少,登陸我國的數量也會比常年偏少。從近50多年的統計情況來看,西北太平洋平均每年有29個熱帶氣旋發展成熱帶風暴或者臺風,其中平均有7個左右在我國沿海登陸。而在大多數厄爾尼諾年,熱帶風暴和臺風有20~26個,登陸數僅為3-5個,比多年平均明顯偏少。看來,厄爾尼諾與熱帶風暴的活動可能確有一定關系。
以上文字和圖編輯自中國天氣網
5
沃克環流
它是赤道海洋表面因水溫的東西面差異而產生的一種緯圈熱力環流。
英國氣象學家沃克在20世紀20年代發現,赤道太平洋水溫分布是西高東低,西邊的印尼與澳洲東部沿岸一帶,因海溫高氣壓低而有旺盛上升氣流,氣流升至高空轉向東與西方。東太平洋海溫低氣壓高,向東流的氣流在中至東太平洋的廣大高氣壓區內向下沉降,到達海面再轉向西,成為東南信風。這是熱帶太平洋上空大氣循環的主要動力之一。在正常情況下較干燥的空氣在東太平洋較冷的洋面上下沉,然后沿赤道向西運動,成為赤道信風的一部分,當信風到達西太平洋時,受到較暖洋面的影響而上升再向東運行,如此形成了一個封閉的環流。這就是沃克環流。沃克環流的上升支和熱帶太平洋西部暴雨頻繁、臺風活躍和云層厚密有關。至于東邊遠處的沉降支則為該區帶來干燥晴朗的天氣。沃克環流的強弱變化是判斷厄爾尼諾和拉尼娜現象的重要依據(如下圖所示)。
當沃克環流減弱時,海洋溫度分布發生巨大變化,大氣也會進行相應的調整。中、東太平洋氣壓隨著海溫的上升而下降,西太平洋氣壓隨著海溫的下降而上升,熱帶太平洋兩側氣壓變小,導致赤道東風減弱和向東撤退,同時,隨著西太平洋暖水區向東移動,沃克環流的上升支和下沉支的位置也發生偏移,對流活動的中心移至中太平洋上空,中、東太平洋上升氣流大大加強,降水顯著增加;而西太平洋上升氣流明顯減弱,變成少雨區,形成大范圍干旱。也就形成了厄爾尼諾現象。(如下圖所示)。
當沃克環流增強時,東太平洋會變得更冷,赤道西太平洋海溫可能會進一步升高,東西太平洋氣壓差也進一步增大,西太平洋也會更多雨,而東太平洋則更加少雨。這時候拉尼娜現象也就發生了。
國際上沃克環流增強和減弱的標準:連續3個月以上太平洋東部和中部赤道海域的月均溫高于平均值0.5℃以上,也就是一次厄爾尼諾現象。如果赤道中、東太平洋海域的表層海水溫度連續6個月比平時低0.5℃,也就是拉尼娜現象。
沃克環流的增強和減弱仍然是當代科學之謎。一般有兩種說法:
一是自然因素。赤道信風、地球自轉、地熱運動等都可能與其有關。
二是人為因素。即人類活動加劇氣候變暖,也是赤道暖事件劇增的可能原因之一。
沃克環流的增強和減弱規律:大約每隔3至7年沃克環流便會減弱一次,也就出現厄爾尼諾現象,活動期通常延續一年以上,其間還間隔的出現沃克環流增強的現象,也就是拉尼娜現象。
當沃克環流減弱時,也就是厄爾尼諾現象發生的時候對我國的影響主要表現有:
(1)夏季主雨帶偏南,北方大部少雨干旱。
(2)長江中下游雨季大多推遲。
(3)秋季我國東部降水南多北少,易使北方夏秋連旱。
(4)全國大部冬暖夏涼。
(5)登陸我國臺風偏少。除了上述一般規律外,也有一些例外情況。因為制約我國天氣氣候的因素很多,如大氣環流、季風變化、陸地熱狀況、北極冰雪分布、洋流變化乃至太陽活動等。
當沃克環流增強時也就是發生拉尼娜現象的時候對我國的影響基本相反:
(1)熱帶氣旋增多,即在西北太平洋生成和登陸我國的熱帶氣旋增多。
(2)我國東北春夏易出現干旱,氣溫偏高。
(3)我國南方易發生干旱,華北洪澇。
(4)冬季較寒冷,寒潮多發,南方易出現凍雨、風雪。
來源|中國氣象頻道、中國氣象網等 地理蹊整理