水文學(xué)第4章第5節(jié)

厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象主要內(nèi)容海水溫度分布與洋流厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象厄爾尼諾與拉尼娜形成原因厄爾尼諾與拉尼娜的環(huán)境效應(yīng)厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象海水溫度分布及洋流沃克環(huán)流.正常狀況下赤道太平洋東西兩岸溫度有何不同？為什么？水平海溫從圖可知，海表面溫度成條帶狀，沿緯度增加而逐漸減小。一般來說，低緯度海區(qū)水溫高于高緯度海區(qū)水溫。同一海區(qū)水溫，夏季高些，冬季低些。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象海水溫度分布及洋流沃克環(huán)流厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象海水溫度分布及洋流沃克環(huán)流同緯度地區(qū)，有暖流經(jīng)過的海區(qū)水溫要比有寒流經(jīng)過的高厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象海水溫度分布及洋流沃克環(huán)流沃克環(huán)流厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象海水溫度分布及洋流沃克環(huán)流太平洋中、東側(cè)：晴朗、干燥；海溫低。太平洋西側(cè)：多雨、濕潤(rùn)；海溫高。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象海水溫度分布及洋流沃克環(huán)流受到大氣影響，在海表面向下的幾十米的水層里，風(fēng)浪和海流引起的湍流混合十分強(qiáng)烈，海水溫度變化很小，因此被稱為混合層。到某一高度后，很快遇到一個(gè)比較薄的水層，海水溫度隨深度變化特別劇烈，這一區(qū)域被稱為溫躍層。垂直海溫厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象海水溫度分布及洋流沃克環(huán)流為什么溫躍層深度有這么大的差別呢？厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象形成表層洋流赤道潛流厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象海水溫度分布及洋流沃克環(huán)流鵜鶘鳀魚厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象厄爾尼諾厄爾尼諾一詞源出于西班牙文“ElNino”，原意是“圣嬰”，也可譯作“上帝之子”，因南美沿岸秘魯一帶經(jīng)常在年末，接近圣誕節(jié)時(shí)發(fā)生這種海溫劇升現(xiàn)象，所以才稱為圣嬰。發(fā)生厄爾尼諾時(shí)，由于海水溫度上升，冷水涌升減弱，魚類因?yàn)榈貌坏礁∮紊镒魇澄锒劳?。所以厄爾尼諾現(xiàn)象最早引起南美沿岸居民的注意。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象厄爾尼諾厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象厄爾尼諾太平洋中東側(cè)：干燥少雨洪澇災(zāi)害太平洋西側(cè)：濕潤(rùn)多雨干燥少雨旱災(zāi)沃克環(huán)流減弱“厄爾尼諾”給秘魯沿岸帶來的災(zāi)害（西旱東澇）1982年～1983年緊鄰秘魯、地處太平洋東部的厄瓜多爾，連降暴雨，降水量比常年增加10倍以上，發(fā)生了罕見的大水災(zāi)。位于太平洋西南部的澳大利亞則開始出現(xiàn)曠日持久的干旱天氣，其東部連續(xù)４年沒有下過透雨，為近200年罕見（東澇）（西旱）厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象厄爾尼諾a海洋生態(tài)災(zāi)變；海洋捕魚量減少。b導(dǎo)致全球氣候異常的主要原因之一；c農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象拉尼娜指赤道附近太平洋中東部的海面溫度異常降低的現(xiàn)象。拉尼娜現(xiàn)象（圣女，小女孩）一般出現(xiàn)在厄爾尼諾現(xiàn)象之后。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象拉尼娜厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象拉尼娜太平洋中、東側(cè)：干旱太平洋西側(cè)：洪災(zāi)。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象形成原因沿岸上升流變化

（1）正常情況下赤道太平洋海區(qū)的大氣環(huán)流與洋面斜溫層

在環(huán)流正常的年份，赤道以南的熱帶太平洋地區(qū)，在盛行東南信風(fēng)平均風(fēng)速作用下，表層暖水向西流動(dòng)，并在赤道太平洋西部堆積，赤道太平洋海平面高度呈西高東低的形勢(shì)（赤道太平洋西岸海面高出東岸約40cm）。赤道太平洋西部斜溫層（表面暖水層）厚約200m，赤道太平洋東部斜溫層厚僅50m左右。200m0050m40cm斜溫層平均風(fēng)厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象形成原因沿岸上升流變化050m0200m40cm15cm20cm弱風(fēng)斜溫層20m赤道東部斜溫層變厚，赤道太平洋東、西部海面水位差減小到5cm。赤道太平洋西部斜溫層變薄到180m厄爾尼諾事件厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象形成原因沿岸上升流變化

東南信風(fēng)增強(qiáng)的年份,赤道以南東南信風(fēng)把表層暖水向赤道太平洋西部輸送，在赤道太平洋西部堆積，那里的海面就不斷抬升（10cm），積累大量位能，斜溫層加厚到220m，赤道太平洋東部表層暖海水向大洋中部流動(dòng)，引起海面下降（5cm），斜溫層變薄到30m，赤道太平洋西岸海面高出東岸海面約55cm。赤道太平洋東部冷水上翻增強(qiáng)，海洋表層水溫明顯下降，沿岸氣候變干。0m50m0m200m-20m20m40cm10cm-5cm強(qiáng)風(fēng)斜溫層拉尼娜事件厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象形成原因沿岸上升流變化沃克環(huán)流——厄爾尼諾現(xiàn)象——拉尼娜現(xiàn)象太平洋東、西側(cè)氣壓差值減小太平洋東、西側(cè)氣壓差值增大（1）厄爾尼諾事件對(duì)陸地氣候和農(nóng)業(yè)的影響

①厄爾尼諾事件對(duì)環(huán)赤道太平洋地區(qū)氣候的影響厄爾尼諾事件對(duì)環(huán)赤道太平洋地區(qū)氣候的影響非常顯著。在厄爾尼諾年，從赤道太平洋中部到南美西岸多雨，并引發(fā)洪水、泥石流，而印度尼西亞、澳大利亞、印度次大陸、東南非和巴西東北部均出現(xiàn)干旱，引起嚴(yán)重的森林火災(zāi)。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象環(huán)境效應(yīng)①厄爾尼諾事件對(duì)環(huán)赤道太平洋地區(qū)氣候的影響1998年的厄爾尼諾事件中1998年的厄爾尼諾事件中孟加拉國(guó)遭受洪水的地區(qū)澳大利亞的灌木林火災(zāi)厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象①厄爾尼諾事件對(duì)環(huán)赤道太平洋地區(qū)氣候的影響厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象②厄爾尼諾事件對(duì)較遠(yuǎn)地區(qū)陸地氣候和農(nóng)業(yè)的影響——?！?dú)庾饔玫倪b相關(guān)

許多觀測(cè)事實(shí)證明，厄爾尼諾事件通過?！?dú)庾饔玫倪b相關(guān)，還對(duì)相當(dāng)遠(yuǎn)的地區(qū)，甚至對(duì)北半球中高緯度的環(huán)流變化亦有一定的影響。1982~1983年的厄爾尼諾事件使秘魯、厄瓜多爾遭受到嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，但美國(guó)卻經(jīng)歷了一個(gè)暖冬，美國(guó)因此節(jié)省的能源價(jià)值達(dá)5億美元以上。印尼、澳大利亞、印度半島則經(jīng)歷了嚴(yán)重的干旱、非洲也經(jīng)歷了干旱。據(jù)研究當(dāng)厄爾尼諾出現(xiàn)時(shí)，將促使日本列島及我國(guó)東北地區(qū)夏季發(fā)生持續(xù)低溫，并在有的年份使我國(guó)大部分地區(qū)的降水有偏少的趨勢(shì)。在厄爾尼諾事件發(fā)生的第二年，我國(guó)東部地區(qū)往往發(fā)生嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，如1998年長(zhǎng)江、松花江流域的大洪水。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象②厄爾尼諾事件對(duì)較遠(yuǎn)地區(qū)的陸地氣候和農(nóng)業(yè)的影響厄爾尼諾年1957195819651969197219731978前一年當(dāng)年翌年0.2-1.6-1.0-1.6-1.00.8-0.1-0.9-0.1-0.4-0.90.6-1.1-2.00.3-2.00.30.30.7-1.7-0.7我國(guó)東北地區(qū)，特別是黑龍江省無霜期短，低溫對(duì)農(nóng)業(yè)有顯著的限制作用。如果夏季氣溫偏低會(huì)造成農(nóng)業(yè)的大幅度減產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1955~1981年間，黑龍江省發(fā)生過5次低溫冷害，發(fā)生這些低溫冷害的年份，恰好都是厄爾尼諾事件年。厄爾尼諾年與黑龍江省氣溫（低溫冷害年）的關(guān)系厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象②厄爾尼諾事件對(duì)較遠(yuǎn)地區(qū)陸地氣候和農(nóng)業(yè)的影響厄爾尼諾事件與遼寧省水稻產(chǎn)量關(guān)系也很密切。統(tǒng)計(jì)表明，厄爾尼諾年往往是遼寧省水稻減產(chǎn)年。1964~1979年16年間，遼寧省水稻有3次大幅度減產(chǎn)年，全部出現(xiàn)在厄爾尼諾事件年。拉尼娜事件年往往是遼寧省水稻豐收年。其余為正常年景。厄爾尼諾年水稻產(chǎn)量變率（%）拉尼娜年水稻產(chǎn)量變率（%）196519691972197614-26-23-15196419681971197518201027厄爾尼諾事件與遼寧省水稻產(chǎn)量變率的關(guān)系厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象③厄爾尼諾事件對(duì)全球平均氣溫的影響

厄爾尼諾事件年全球平均氣溫偏高

拉尼娜事件年全球平均氣溫偏低厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象（2）厄爾尼諾事件對(duì)海洋水文環(huán)境和漁業(yè)生產(chǎn)的影響

秘魯、厄瓜多爾沿岸海域分布一種上層水小型魚—鳀魚（Engraulisjaponicus），成年鳀魚體長(zhǎng)75～170mm，重5～20g。鳀魚是一類水禽—瓜諾鳥（鸕鶿、塘鵝、鵜鶘等）的重要食物來源。鵜鶘鳀魚

赤道東太平洋海域的秘魯、厄瓜多爾沿岸盛行洋流為上升流。冷水形成上升流的從海底帶上來豐富的磷酸鹽，使秘魯沿海浮游生物、魚類大量繁殖，形成秘魯漁場(chǎng)。秘魯寒流使秘魯漁場(chǎng)的漁業(yè)捕撈對(duì)象以冷水性魚類為主。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象（2）厄爾尼諾事件對(duì)海洋水文環(huán)境和漁業(yè)生產(chǎn)的影響

秘魯沿海鳀魚的種群數(shù)量非常大。根據(jù)秘魯生物學(xué)家的測(cè)算，秘魯沿海鳀魚的最大可持續(xù)產(chǎn)量為950萬噸，其中當(dāng)?shù)氐墓现Z鳥約需捕食200萬噸，漁業(yè)捕撈量為750萬噸。秘魯漁場(chǎng)鳀魚的產(chǎn)量居世界第一位。1997年我國(guó)海洋漁業(yè)（包括捕撈業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)）的魚類、蝦蟹類和貝類的總產(chǎn)量為2014萬噸，其中捕撈業(yè)產(chǎn)量1321萬噸，捕撈業(yè)魚類產(chǎn)量939萬噸。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象鳀魚——韓國(guó)江原道北部東海岸出現(xiàn)了鳀魚群涌向海邊的“半水半魚”景觀，吸引了很多居民和游客韓國(guó)江原道北部束草市青湖洞、固城郡土城面天津里等地海灘上，從9月初起就有鳀魚群被沖上沙灘。正值周末的9日、10日，游客們?cè)谏碁焓吧匣畋膩y跳的鳀魚也成了一道風(fēng)景。鳀魚可以撒上鹽，腌制成咸魚醬，或是晾干后炒成小菜來吃。鳀魚是受青花魚群或鲅魚群的追逐而被攆至海岸，又被海浪沖上沙灘的。除鳀魚外，居民們還不時(shí)地?fù)频仅阳~苗。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象（2）厄爾尼諾事件對(duì)海洋水文環(huán)境和漁業(yè)生產(chǎn)的影響厄爾尼諾事件年，赤道太平洋東部海域東南信風(fēng)減弱，引起秘魯沿岸的上升流（底層冷水上翻）減弱；同時(shí)赤道太平洋西部積累的位能釋放，使表層暖水向東回流，赤道太平洋東部海面升高，表層水溫上升，表層海水磷酸鹽含量降低，大量的鳀魚向深?；蚱渌^(qū)遷徙，大量的瓜諾鳥因食物缺乏而死亡。這曾給秘魯?shù)慕?jīng)濟(jì)、漁業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響。瓜諾鳥的鳥糞（瓜諾）含有豐富的氮、磷元素，曾經(jīng)是19世紀(jì)歐洲、美國(guó)絕好的農(nóng)田肥料，也是秘魯當(dāng)時(shí)很有價(jià)值的出口商品。20世紀(jì)，瓜諾在秘魯經(jīng)濟(jì)中的重要地位下降。但自20世紀(jì)50年代起，大規(guī)模捕撈鳀魚加工成魚粉、魚油，使秘魯發(fā)展成為世界漁業(yè)大國(guó)。魚粉當(dāng)時(shí)主要出口滿足北美家禽養(yǎng)殖業(yè)的需要，魚油主要供應(yīng)秘魯國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象（2）厄爾尼諾事件對(duì)海洋水文環(huán)境和漁業(yè)生產(chǎn)的影響自20世紀(jì)50年代早期秘魯官方正式開放鳀魚捕撈業(yè)開始，到隨后的50年代中期及50年代末，官方統(tǒng)計(jì)的鳀魚捕撈量幾乎年年翻番。在秘魯捕魚業(yè)中，企業(yè)家們和漁民們很少關(guān)心厄爾尼諾及其對(duì)開發(fā)中的鳀魚資源的可能影響。1960年代末是秘魯漁業(yè)的全盛時(shí)期，當(dāng)時(shí)漁業(yè)賺取的外匯占整個(gè)秘魯外匯收入的三分之一。美元、英鎊、法郎及德國(guó)馬克等硬通貨，對(duì)于秘魯這樣的發(fā)展中國(guó)家是極其重要的。沒有硬通貨，就購(gòu)買不了急需的外國(guó)商品和技術(shù)。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象1925年，厄爾尼諾事件使秘魯沿岸海域表層水溫升高，當(dāng)年捕魚量減少一半以上。經(jīng)過這次厄爾尼諾事件后2~3年，海洋生物才繁殖到原有水平。1971年，秘魯捕魚量超過1000萬噸，居世界第一位。1972年爆發(fā)厄爾尼諾事件，捕魚量下跌至477萬噸。1982年再次爆發(fā)厄爾尼諾事件，秘魯捕魚量竟未達(dá)到180萬噸。

（2）厄爾尼諾事件對(duì)海洋水文環(huán)境和漁業(yè)生產(chǎn)的影響厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象（2）厄爾尼諾事件對(duì)海洋水文環(huán)境和漁業(yè)生產(chǎn)的影響與秘魯?shù)膰?guó)家利益密切相關(guān)的是，厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)，在高死亡、低繁殖等一系列因素的作用下，保證魚類種群正常延續(xù)所必需的鳀魚總量開始減少。鳀魚總量的變化，又造成海鳥食物缺乏，因饑餓而死的海鳥，數(shù)量可達(dá)幾十萬甚至數(shù)百萬只之多，具體數(shù)量隨厄爾尼諾事件的大小和強(qiáng)度而定。美國(guó)紐約自然歷史博物館的動(dòng)物學(xué)家RobertCushmanMurphy，幾十年一直研究秘魯沿岸的瓜諾鳥。1954年，在瓜諾管理公司提交給政府的一份報(bào)告中，他曾指出：毫無疑問，鳀魚業(yè)的發(fā)展必將導(dǎo)致瓜諾鳥群的衰亡。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象（3）拉尼娜事件的環(huán)境效應(yīng)拉尼娜（LaNina）事件是指厄爾尼諾事件的反相。即赤道東太平洋海溫較常年偏低。這里本來就是海洋寒流的活動(dòng)區(qū)。其與正常年份相比，只是海溫偏低程度的差別，而不是冷暖性質(zhì)的對(duì)立。我國(guó)科學(xué)家認(rèn)為，如果赤道中、東太平洋海域的表層海水溫度連續(xù)6個(gè)月比平時(shí)低0.5℃，就是一次拉尼娜事件。一般來說拉尼娜的影響和破壞力沒有厄爾尼諾嚴(yán)重。對(duì)它的研究也不及厄爾尼諾多。

拉尼娜常發(fā)生于厄爾尼諾之后，但也不是每次都這樣。厄爾尼諾與拉尼娜相互轉(zhuǎn)變需要大約四年的時(shí)間。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象厄爾尼諾首先是臺(tái)風(fēng)減少。厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生后，西北太平洋熱帶風(fēng)暴（臺(tái)風(fēng)）的產(chǎn)生個(gè)數(shù)及在我國(guó)沿海登陸個(gè)數(shù)均較正常年份少。

對(duì)我國(guó)的影響厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象厄爾尼諾其次，北方夏季易發(fā)生高溫、干旱。通常在厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生的當(dāng)年，我國(guó)的夏季風(fēng)較弱，季風(fēng)雨帶偏南，位于我國(guó)中部或長(zhǎng)江以南地區(qū)，我國(guó)北方地區(qū)夏季往往容易出現(xiàn)干旱、高溫。1997年強(qiáng)厄爾尼諾發(fā)生后，我國(guó)北方的干旱和高溫十分明顯。第三，在厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生后的冬季，我國(guó)北方地區(qū)容易出現(xiàn)暖冬。對(duì)我國(guó)的影響厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象厄爾尼諾最后，次年，南方易發(fā)生低溫、洪澇。在厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生后的次年，在我國(guó)南方，包括長(zhǎng)江流域和江南地區(qū)，容易出現(xiàn)洪澇，近百年來發(fā)生在我國(guó)的嚴(yán)重洪水，如1931年、1954年和1998年，都發(fā)生在厄爾尼諾年的次年。我國(guó)在1998年遭遇的特大洪水，厄爾尼諾便是最重要的影響因素之一。

對(duì)我國(guó)的影響①拉尼娜事件的環(huán)境效應(yīng)——對(duì)我國(guó)陸地氣候的影響從1950年至今，已經(jīng)發(fā)生11次拉尼娜事件。在拉尼娜事件中，赤道太平洋中、東部東南信風(fēng)比常年偏強(qiáng)，海水溫度偏低，云量減少，海平面氣壓比常年偏高，在赤道西太平洋西部海域海水溫度比常年偏高，對(duì)流活動(dòng)加強(qiáng)，云量增多，降水偏多，海平面氣壓偏低。位于太平洋西邊界的黑潮也比常年增強(qiáng)。拉尼娜發(fā)生時(shí)，由于大氣環(huán)流以及副熱帶高壓的變化，影響我國(guó)的夏季風(fēng)明顯增強(qiáng)，強(qiáng)勁的夏季風(fēng)將大量暖濕空氣帶到內(nèi)陸，使我國(guó)北方地區(qū)夏季降水增多。厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象②拉尼娜事件的環(huán)境效應(yīng)——臺(tái)風(fēng)、海冰災(zāi)害增強(qiáng)拉尼娜發(fā)生期間，由于西太平洋的“赤道暖池”溫度偏高，使熱帶風(fēng)暴能量充足，因而臺(tái)風(fēng)發(fā)生的個(gè)數(shù)比常年要多，在我國(guó)沿海