| 单词 | 厄尔尼诺与南方涛动 |
| 释义 | 【厄尔尼诺与南方涛动】 拼译：ElNiňo and southern oscilatiocn，ENSO： 地球上的大气和海洋是相互耦合的地球流体。地球流体在不时地运动变化着，在热带地区它存在着时间尺度为3年量级的振荡变率。由于振荡的非常不规则，热带地区地球流体中的有关变量谱可具有从2a到10a那么宽的谱峰。有时亦称此种热带地球流体的变率为低频振荡，它基本构成了地球上气候的季节和年际变化，与人类的生存环境密切相关。 热带地球流体的这种低频振荡，反映在海洋中就是厄尔尼诺现象。在南美洲的秘鲁和厄瓜多尔沿海(或赤道东太平洋)，有的年份在圣诞节前后会出现表层海水增暖现象，或者表层海水温度(SST)出现持续异常正距平，当地人称此种现象为厄尔尼诺，这是西班牙语“圣婴”的意思。厄尔尼诺这种海洋异常现象每隔3～5a出现1次，可持续la左右时间。厄尔尼诺最早见于科学文字记载的是秘鲁格郎查(Luis Grarranya，1891)从海流角度指出了这个现象。直到20世纪60年代，海洋学家才认识到在厄尔尼诺期间秘鲁沿海的异常暖表层水可离岸伸展数千公里，并且它仅仅是整个热带太平洋表层异常状况的一个方面。跟海洋学家发现厄尔尼诺现象相独立的，气象学家在大气中也发现了热带地球流体低频振荡的反映，这就是所谓的南方涛动。接近19世纪末，黑特勃郎松(Hidebrandsson，1897)注意到澳大利亚悉尼的大气压力起伏是与阿根廷布宜诺斯艾利斯反位相的。数年后罗克尔(Lockyer，1902)父子确认了此现象，并估计大概有3．8a的振荡周期，是全球范围的现象。这表明横越太平洋大气中的海平面气压具有此起彼伏的跷跷板现象。沃克(Gilbert walker，1923，1924，1928)称这种起伏为南方涛动。亦是在20世纪60年代以前，人们并未发现南方涛动与热带太平洋海温变化(即厄尔尼诺现象)之间的关系。海洋学家和气象学家按照他们各自的研究，发现热带地球流体低频振荡在海洋中的反映(即厄尔尼诺现象)和在大气中的反映(即南方涛动)之后，直到60年代中皮雅克尼斯(J．Bjerkens，1966，1969)创新地揭示出厄尔尼诺与南方涛动之间存在的内在关系。于是人们愈益认识到，这两类分别发生在大气和海洋中的异常现象，实际上是热带大尺度海洋和大气相互作用的结果，费兰德尔(S．Philander，1983)统称这两类现象为ENSO(ElNino and Southern Oscilation)。地球上海洋和大气中这两类异常现象，即ENSO的出现，将会严重地影响地球气候和生态环境。通常状况下，ENSO事件常伴随发生澳洲、印度和非洲的干旱，南美的洪水，美国冬季的强风暴和东亚的一系列气候异常。从历史发展来说，正是1877年印度大灾害的干旱和严重饥荒以及1899年季风中断现象，促使沃克去研究大气中的南方涛动问题，仅仅是他没意识到1877和1899年亦是海洋中出现厄尔尼诺的年份。ENSO对人类构成一系列的影响，其中包括生命的丧失，谷物的欠收，渔业资料的枯竭等。从20世纪70年代以来，ENSO对人类生存环境的影响更为严重，所以引起了联合国有关组织及有关国家的农业、能源、水利、渔业、海洋和气象等部门的关切。以1982～1983年的ENSO为例而言，它是20世纪最严重的一次ENSO事件。1983年8月2日纽约时报和1983年8月17日洛杉矶时报刊登了1982～1983年ENSO对世界范围经济影响的详细估计。1982～1983年ENSO期间，全球估计丧生2000人，财产损失8万亿美元。受ENSO灾害最重的国家可能是秘鲁。在1972年的ENSO爆发前，秘鲁供应鱼肉占世界的38%，这是家畜的动物饲料。仅仅在两年中它的捕获量从10．3×106t锐减到1．8×106t。没有鱼作为食物，造成大量海鸟死亡。在美国作为鱼肉代用品的黄豆价格超过了1972年的3倍。饲料价格的高涨，反过来又促使鸡的零售价格增加。所以，ENSO对人类经济生活的影响由此可见一斑。ENSO现象可用众多的科学指标来定量确定它。例如，常采用纬度0°～10°S，经度180°～90°W区域的平均海表水温的持续异常来表征厄尔尼诺现象，采用塔希堤(Tahiti，17°53′S，145°5′W)和达尔文(Darwin，12°20′S，130°59′E)之间的海平面气压差来定义南方涛动，并记作SOI所以，ENSO现象可用正的海温距平加上负的SOI来显示。从早先的海洋学观点来看，厄尔尼诺是由热带太平洋上海面风变化所引起的。但是，又是什么原因导致海面风场的年际振荡呢?依先前气象学家的研究来看，与南方涛动相联系的海面风场的年际变化又是跟热带海面温度变化相关。其实，热带太平洋的海温年际变化引起了南方涛动，而海温变化又是由与南方涛动相联系的海面风振荡所引起的，这是一种互为因果的海洋和大气相互作用过程。所以说ENSO是海洋大气相互作用后的一种不规则低频振荡现象。有关ENSO形成的原因，迄今尚无一致的结论。联合国气象组织(WMO)正在大量集中人力物力执行TOGA热带海洋和全球大气计划，即从1985～1994年间重点研究ENSO的形成原因。以热带太平洋海温变化方式的不同，特塞尔和华莱士(Deser和Wallace，1987、1990)将ENSO现象分成两大类。一类是海温正距平最先从东太平洋南美沿岸出现，然后向西延伸扩展到中、西太平洋整个海盆区域。历史上大多数ENSO属于这一类。雷斯孟松(Rasmusson，1982)等将这一类ENSO特征进行了合成分析。另一类，以1982～1983年的强ENSO为例，1986～1987年和1991～1992年等等，海温正距平首先出现在中、西太平洋，然后向东传播扩展到整个太平洋区。20世纪80年代初期以前，人们试图探索和解释ENSO现象的成因。1969年皮雅克尼斯(J．Bjerknes)认为由于东太平洋赤道信风减弱，引起厄尔尼诺现象。1975年怀特基(K．Wyrtki)指出，前期西太平洋赤道东风带的持续增加，造成太平洋洋面西高东低倾斜而产生向东的返流，遂形成东太平洋的厄尔尼诺。1976年，赫尔伯特(H．Hurlburt)提出开尔文(Kelvin)波和罗斯贝(Rossby)波对典型的厄尔尼诺期间东部和热带太平洋区域的海水交换具有重要意义。1981年陈烈庭认为东南和东北太平洋两个副热带高压的减弱可分别引起东南和东北信风的减弱，导致赤道洋流和赤道东部冷水上翻减弱，从而使赤道东太平洋海温升高。80年代初期以后，对ENSO成因的研究逐渐构成了ENSO动力学。它主要探讨ENSO这种准周现象的物理机制，以及ENSO时空尺度选择和扰动的传播及发展等问题。(1)对ENSO循环准周期问题的研究，多数研究工作均认为ENSO循环是海－气耦合系统中的一种振荡。麦克夸瑞尔(McCreay，1984)利用非线性的海气耦合简单模式做模拟实验，指出海洋中存在两种平衡态，一种是冷平衡态，一种是暖平衡态，海气系统的年循环阻碍其达到这两个平衡而形成年际振荡。安德生(D．Anderson，1985)利用简单模式模拟得到一种常规振荡，斯柯夫(P．Schopf，1988)等将非线性海气耦合模式进行积分得到了3～5年时间尺度的ENSO振荡，并认为这是非线性系统中的自维持振荡。寿拜克(S．Zebiek，1987)等强调耦合系统动力学上是线性的，热力学是非性线的，成功地模拟出3～5a的准周期振荡，而且可提前1～2a将将ENSO报出来。由于所用耦合模式无外强迫作用，ENSO循环是海气耦合系统的本征模。(2)对于ENSO时空尺度选择问题。斯柯夫(1988)认为ENSO的长时间尺度发展演变的原因是海气耦合不稳定作用。寿拜克(1987)提出年循环对ENSO循环的重要性，而巴底斯蒂(D．Battisti，1988)认为热带太平洋东西边界的反射作用，对ENSO循环的影响较大。(3)海气耦合系统线性波动特征研究。赫尔斯德(A．Hirst，1986)，余志豪和杨(J．Young，1989，1990)等研究指出，在ENSO循环中开尔文波模和罗斯贝波模起了重要作用。TOGA计划展示了ENSO研究未来的热点问题。首先进行大规模外场试验，取得大量前所未有的海气耦合系统的资料后进行观测分析研究，最终期望建立季节和年际气候变化的业务预报模式，以及与之相应的观测系统和资料处理系统。【参考文献】：1 Wgrtki K．Abstract of International TOGA Scientiffic Conference，Hawaii USA，1990，7∶16～202 张向东．ENSO动力学中若干问题研究．南京大学大气科学系博士论文，1990，7∶16～20(南京大学博士生导师余志豪教授撰) |
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