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第17章 一对矛盾体:厄尔尼诺与拉尼

1986~1987年。

1986~1987年的厄尔尼诺现象,使赤道中、东太平洋海水表面水温比常年平均温度偏高2℃

左右;同时,热带地区的大气环流也相应地出现异常,热带及其他地区的天气出现异常变化;南美洲的秘鲁北部、中部地区暴雨成灾;哥伦比亚境内的亚马孙河河水猛涨,造成河堤多次决口;

巴西东北部少雨干旱,西部地区炎热;澳大利亚东部及沿海地区雨水明显减少;中国华南地区、南亚至非洲北部大范围地区均少雨干旱。

关于厄尔尼诺的起因,众说纷纭,大致可以归纳为以下几种:

(1)地球自转速度大幅度减缓所致地球自转速度变化,分为长期的、季节性的和不规则的变化3种。

不规则变化最为复杂,可以突然变快或变慢;根据1956~1985年间的7次厄尔尼诺,有6次是在地球自转急速变慢的第二年,使赤道附近海水获得了较多的东南向的动量,引起南赤道流减弱,导致北赤道逆流的涌进,暖水大规模南侵,厄尔尼诺发生。

(2)由海底火山爆发和熔岩活动引起秘鲁附近海域正处在加拉帕戈斯断裂带,常有地下岩浆溢出或热液强烈喷发,使深层海水突然升温几百度,加热了南赤道流海水,产生厄尔尼诺;同时,火山爆发伴生大量有害气体,导致海生物大批死亡。据此,一些科学家发现,在20世纪20~50年代期间,是火山活动的低潮期,此时厄尔尼诺也很少出现,强度也较弱;进入60年代后,世界各地火山活动频繁,厄尔尼诺次数也相应增多,强度也明显增大。

根据近百年资料统计,3/4左右的厄尔尼诺发生在强火山爆发的第二年。

这是否纯属巧合,有待于继续验证。

(3)因大气污染,尤其温室气体过量排放,引起温室效应、气候变暖的结果火山爆发长期以来,由于工农业生产的发展,二氧化碳和甲烷等温室气体大量排放,温室效应促进大气变暖。

据近百年统计,全球气温已上升了0.3℃~0.6℃,且有愈来愈快的趋势。

气候变暖导致厄尔尼诺的频繁发生。

这也是许多学者特别关注的方面。

(4)南方涛动的变化,影响了东南信风的强弱,导致南赤道流的异常,引发了厄尔尼诺这是20世纪60年代挪威气象学家皮叶克尼斯首先提出的观点。

他将南方涛动与厄尔尼诺联系起来,把研究的重点放在热带海洋。他在太平洋选取4个区域进行观测,一旦海区内水温上升0.5℃时,即有可能是南方涛动与厄尔尼诺活动的先兆。发现南方涛动指数变化趋势,与厄尔尼诺出现有关。

除上述几种说法外,有的学者还提出厄尔尼诺与大洋暖水团大范围的运动有关,特别与黑潮大弯曲有一定联系,等等。总之,厄尔尼诺的发生,不是单一因素所能解释的。目前,人们对它的认识比过去深入多了,随着研究实验工作的不断深入,厄尔尼诺之谜终将大白于天下。

可怕的“圣婴”。

厄尔尼诺是西班牙语,原意是“圣婴”。19世纪初,秘鲁渔民发现每年10月至次年3月都会出现一支沿厄尔多尔海岸向南流的微弱洋流,它会使南美沿海的海水出现增温,由于这种现象经常发生在圣诞秘鲁渔民节前后,故得此名。

厄尔尼诺又称厄尔尼诺海流,是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。正常情况下,热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲,使太平洋表面保持温暖,给印度尼西亚周围带来热带降雨。但这种模式每2~7年被打乱一次,使风向和洋流发生逆转,太平洋表层的热流就转而向东走向美洲,随之便带走了热带降雨,出现所谓的“厄尔尼诺现象”。

厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸的海面水温异常升高,海水水位上涨,并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域,结果引起海啸和暴风骤雨,造成一些地区干旱,另一些地区又降雨过多的异常气候现象。

1.幽灵般的厄尔尼。

1997年春夏之交,一次新的厄尔尼诺又卷土重来。这次事件一爆发,就显示出其来势凶猛、发展迅速和强度特大等特点。暴风雪、飓风、暴雨、洪涝、干旱、高温、酷暑等异常气象袭击着五大洲。为此,世界气象组织专门发表了一项调研报告称,1997年3月开始的厄尔尼诺即太平洋热带地区海面温度异常增高的范围和它导致的全球气候异常的范围,都超过1982~1983年,创100多年来的最高纪录。太平洋东部至中部水面温度比正常高出约3℃~4℃,令中国长江出现大水,华南地区持续暴雨,东南亚地区发生大规模的森林大火。

从20世纪70年代开始,厄尔尼诺现象变得越来越频繁,每4~5年出现一次。至1997年的20年来厄尔尼诺现象分别在1976~1977年、1982~1983年、1986~1987年、1991~1993年和1994~1995年出现过5次。

在1982~1983年,厄尔尼诺持续了将近两年,赤道东太平洋的海水增温达3~7℃。这次厄尔尼诺的影响几乎遍及全世界,它使地球上的海洋及大气系统受到严重干扰。欧洲南部、非洲东部和南部、厄尔尼诺现象引起的森林大火印度南部和斯里兰卡、菲律宾和印度尼西亚、前苏联的亚洲部分、澳大利亚、拉丁美洲的墨西哥、巴西东北部、美国的夏威夷,以及我国的华北和西北都遭受了几十年,甚至上百年未遇的严重旱灾;而西欧的法国、联邦德国、美国西部、古巴,南美洲的厄瓜多尔、秘鲁、玻利维亚、巴拉圭、阿根廷、巴西南部及我国江南等地均先后遭受多年未遇的暴雨洪水袭击。此外,尚有遍布全球举不胜举的台风、冰雹、龙卷风、雪灾、冻灾等气象灾害。

1982~1983年的那次厄尔尼诺造成全世界约1500人死亡,直接经济损失达200亿美元以上。

进入21世纪以后,随着全球变暖,厄尔尼诺现象出现得越来越频繁。近年来,厄尔尼诺现象曾经在以下年份出现:2002~2003年、2004~2005年、2006~2007年、2009~2010年。

2.愈演愈烈的厄尔尼。

虽然1997年3月以前,赤道东太平洋海温还处于偏冷状况,但此时的热带海洋和大气中已经显露出厄尔尼诺即将来临的征兆:1996年12月和1997年2月,赤道西太平洋上空信风强度明显减弱,引起了赤道西太平洋暖水向东传输。在1997年2月和5月,两股暖流先后干涸的水库到达太平洋东侧南美沿岸,这使得南美沿岸和赤道东太平洋地区海面温度急剧上升,3月份时南美沿岸海面温度比正常时期高出1℃以上,5月份赤道东太平洋海面温度大范围异常偏高1℃~3℃。厄尔尼诺特征强度不断加强,从赤道太平洋西经0°~90°区域内的平均海温来看,6月份已比正常海温高出了2℃以上,8月份开始则高出了3℃

以上;从11月起,这一区域的海温变化程度已经超过20世纪最强的1982~1983年厄尔尼诺的峰值。

1997年12月的最新监测结果,赤道东太平洋部分海域海温偏高超过5℃,西经150°~90°区域内海温偏高3.9℃,而1982~1983年厄尔尼诺期间该区域异常最大时的月平均海面温度为3.6℃。

随着这次厄尔尼诺的暴发,引起全球许多地区的气候异常,许多国家和地区暴雨频繁、洪涝成灾;

同时另一些国家和地区则高温少雨,遭受着严重干旱。

在太平洋东海岸,智利北部1993年6月两天的连续降雨量竟相当于过去21年的总降水量,并引发了近十年来最严重的洪水,使得全国13个大区中有9个大区被列为重灾区。阿根廷和智利的边境地区出现特大暴风雪,一些地区积雪深度超过4米,茫茫大雪造成公路暴雨引起的洪涝灾害阻断,大批车辆和人员被困。7月上旬,厄瓜多尔沿海连日瓢泼大雨,造成山洪暴发,大片农田和香蕉园被淹没,许多道路、桥梁被冲毁,通信和交通中断,许多房屋浸泡在齐腰深的洪水之中,成千上万人无家可归。8月,智利北部和中部又持续降大暴雨,一些地区4天之内雨量竟高达正常年降水量的10倍,暴雨引起的洪灾使得上万人无家可归,20万人与外界隔断;安第斯山区连续一个多星期的暴风雪造成2万人被围困,至少8人被冻死,19个村庄与外界失去联系,秘鲁南部损失十分严重。8月中旬,阿根廷、乌拉圭部分地区暴雨成灾,很多人被洪水夺去生命。10月中、下旬,巴西南部、阿根廷北部和乌拉圭南部连降倾盆大雨,一些河流决堤,洪水和泥石流使得至少2万人弃家出逃。

在印度洋西岸,东非的埃塞俄比亚、苏丹、肯尼亚、索马里等国家自1997年10月以来降雨量相当于正常雨量的10倍,从而多次引发严重洪水,造成至少2000人死亡,数十万人被迫离开家园。

在暴雨洪灾袭击上述地区的同时,处于热带西太平洋地区的菲律宾发生了非常严重的干旱:与常年相比,5个大水库水位明显降低,农作物播种被推迟。同时,印度尼西亚也发生了非常严重的干旱,农田干枯,主要经济作物咖啡豆的产量受到严重影响;伊里安查亚省有大量人口死于饥荒和疾病,饮食困难。同时,气候过于干燥还引发了大范围严重森林火灾,后果不堪设想。而澳大利亚也遭受干旱,经济损失严重,农作物减产。巴布亚新几内亚河流干涸,庄稼枯萎,农作物大面积减产,人民饱受饥饿之苦。

在拉丁美洲,洪都拉斯、海地、巴拿马中部、巴西北部也发生了严重干旱。巴拿马首都巴拿马城、哥伦比亚北部沿海地区连续数日出现干旱造成的严重后果异常高温天气。

在南非,9月下旬刚一入夏,便连遭热浪袭击。一些地区出现创历史纪录的高温天气,最高气温达40℃,高温热浪使得草场大火不断发生,损失惨重。

厄尔尼诺也使美国气候发生异常,美国许多地区的降雨量达到往年同期的3~4倍。

此次厄尔尼诺也在很大程度上影响了中国的气候。1997年,西北太平洋及南海地区生成的热带气旋和台风数比正常年偏少,其中登陆我国的只有4个,比正常年偏少一半左右。这与我国气象学家关于厄尔尼诺发生时在西北太平洋及南海地区生成的台风数和登陆我国的台风数较少的研究结果是一致的。我国北方大部分地区降水明显偏少,以新疆东部、陕西、河南、山西、河北、甘肃东部、山东大部、吉林中部旱情最为严重。据统计,北方受旱面积超过3亿亩,仅河北省受旱面积就达3898万亩,绝收面积498万亩。河南省受旱面积4400万亩,绝收384万亩。黄河断流132天,断流距离长达672千米,断流8次,为200年来之最。昔日黄河滔滔,今日不见流水。中国南方,6月份湖南遭受历史未见的特大暴雨袭击,农田被淹,街道积水;7月份珠江流域出现20年一遇的洪水;贵州西南遭受大暴雨袭击,致使盘县发生特大山体滑坡;湖北省先有几十年不遇的大旱,后有7月中旬的大暴雨,45个县市受灾,部分地区山洪暴发,平原湖区严重涝灾,受灾农田936万亩。

1997年8月18日,百年不遇的狂风、暴雨、大潮洗劫浙江台州、温州、宁波、舟山等地,9711号台风像千万只疯狂的猛兽,顷刻间把鱼米之乡蹂躏得满目疮痍,惨不忍睹:拔起树木、刮倒民房;低洼地带一片汪洋,街道公路成为湍急的河流;10米高的恶浪把集装箱纷纷扬扬散落在百米之外的河沟山地,脱缆的渔船被冲到二层楼上……这场台风无情地吞掉了浙江100多亿元人民币。

台风给人们带来的痛苦和损失是极为残酷和巨大的。另外,使人难熬的就是盛夏中国华北、西北东部、东北、黄淮地区高温肆虐、酷热难耐的如火天气。不少地方气温高于35℃的高温日数超过30天,如石家庄达39天,济南37天,郑州31天,西安57天,其范围之大、持续时间之长,为历史所罕见。北京的高温日数虽然有20天,但7月4~18日持续半个月之久的高温、少雨、晴热天气,给人们留下的印象是不会轻易抹去的。

拉尼娜现象,又称反圣婴现象,是一种和厄尔尼诺现象相反的现象,因此用西班牙语中“厄尔尼诺”的阴性名词“拉尼娜”来代表。厄尔尼诺是“男孩”的意思,拉尼娜则是“女孩”的意思。

厄尔尼诺现象是太平洋中东部海水温度变暖,而拉尼娜现象则是太平洋中东部海水异常变冷的情况。

拉尼娜现象表面为东太平洋明显变冷,同时也伴随着全球性气候紊乱,总是出现在厄尔尼诺现象之后。东北信风将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部,致使西部比东部海平面增高将近60厘米,西部海水温度增高,气压下降,潮湿空气积累形成台风和热带风暴,东部底层海水上翻,致使东太平洋海水变冷。

太平洋上空的大气环流叫做沃尔克环流。当沃尔克环流变弱时,海水吹不到西部,太平洋东部海水变暖,就是厄尔尼诺现象;当沃尔克环流变得异常强烈,就产生拉尼娜现象。

一般拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象接踵而来,出现厄尔尼诺现象的第二年,都会出现拉尼娜现象,有时拉尼娜现象会持续两三年。拉尼娜与厄尔尼诺“性格相反”,随着厄尔尼诺的消失和拉尼娜的到来,全球许多地区的天气与气候灾害也将发生转变。总体说来,拉尼娜的性情并非十分温和,它也可能给全球许多地区带来灾害,其气候影响与厄尔尼诺大致相反,但其强度和影响程度不如厄尔尼诺。

拉尼娜现象会造成全球气候异常。包括使美国西南部和南美洲西岸变得异常干燥,并使澳大利亚、印度尼西亚、马来西亚和菲律宾等东南亚地区有异常多的降雨量,以及使非洲西岸及东南岸、日本和朝鲜半岛异常寒冷。在西北太平洋区,热带气旋影响的区域会比正常偏南和偏西。

虽然人类发现拉尼娜现象已超过500年,但还是无法确切地掌握它的行踪。2008年,拉尼娜现象肆虐,世界上多个国家都遭受了有史以来最为严重的低温、风雪灾害。

仅中国一地,直接经济损失就超过了1500亿元。

2009年2月,中国国家气候中心公布了我国北方地区干旱的最新进展。自2008年10月下旬以来,北方冬麦区的降水量普遍较常年同期减少5~8成,降水量之少为30年一遇,特旱区则达50年一遇。截至2009年1月31日,气象干旱区已波及北京、天津、河北、山西、山东、河南、安徽、江苏、湖北、陕西、甘肃和宁夏等地,河北南部、山西东南部、河南西南部等地一度达到特旱,对当地冬小麦造成较大影风雪灾害响。世界气象组织表示,中国北方遭遇的严重干旱与拉尼娜现象密切相关。

赤道中、东太平洋海温的增暖、信风的减弱与厄尔尼诺有密切的关系,而赤道中、东太平洋海温度变冷、信风的增强与拉尼娜相关。所以,从某个方面来说,拉尼娜是热带海洋和大气共同作用的结果。所谓信风是指低气中从热带地区刮向赤道地区的风,在北半球被称为“东北信风”,南半球被称为“东南信风”。

在很久之前,居住在南美洲的西班牙人利用这恒定的偏东风航行到东南亚开展商务活动。所以,在他们看来,信风就是贸易风。

海洋表层的运动是多种因素综合作用的结果,但主要是受海表面风的影响。在信风的作用下,大量暖水被送到赤道西太平洋地区,到达赤道东太平洋地区的时候暖水就会被刮走,此时暖水主要靠海面以下的冷水进行补充,与西太平洋相比,赤道东太平洋海温稍低。当信风加强的时候,赤道东太平洋深层海水有着更加剧烈的上翻现象,这必然导致海表温度偏低、气流在赤道太平洋东部下沉,但是西部气流有着非常明显的上升运动,对加强信风非常有利,使得赤道东太平洋冷水增多,这就是拉尼娜现象。

海水侵蚀海岸地带的方式,主要有水力撞击及水压作用、磨蚀作用、溶蚀作用等。海蚀作用所造成的地形相当丰富,常见的有海蚀崖、海蚀洞、海蚀平台、海蚀凹壁、海蚀阶地、海蚀柱等,都是在海岸地带常见的地形景观。

海岸的侵蚀作用,主要有波浪、潮汐及海流3种管力。海浪不断地拍打海岸,是塑造海岸地形最重要的因子。潮汐大规模的水面升降现象,与波浪的作用相辅相成。

海蚀主要由波浪作用产生。由于波浪对岩岸岸坡进行机械性的撞击和冲刷,岩缝中的空气被海浪压缩而对岩石产生巨大的压力,波浪携带的碎屑物质对岩岸进行研磨,以及海水对岩石的溶蚀作用等,统称海蚀作用。海蚀多发生在基岩海岸。海蚀的程度与当地波浪的强度、海岸原始地形有关,组成海岸的岩性及地质构造特征,亦有重要影响。

所形成的海蚀地貌有海蚀崖、海蚀台、海蚀穴、海蚀拱桥、海蚀柱等。

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