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海洋科普 | 海洋中居然有这样一对“小可爱”,小女孩脾气还不小......
来源: | 作者:秘书处 | 发布时间: 2021-04-01 | 67 次浏览 | 分享到:
作者:龙上敏(河海大学海洋学院)   来源:《知识就是力量》杂志

海洋是地球生命的起源地,同时也孕育了丰富多样的自然现象,其中发生在中东太平洋的厄尔尼诺和拉尼娜分别被称为海洋中的“小男孩”和“小女孩”,它们一旦淘气起来,会对气候系统产生非常大的影响,引起全球范围内的洪涝、干旱、异常增暖或降温等事件。那么“小男孩”和“小女孩”究竟是何方神圣?为什么它们发生在赤道,却可以影响全球的气候呢?
厄尔尼诺与拉尼娜诞生记
秘鲁是南美洲太平洋沿岸国家,由于秘鲁寒流是强大的上升性寒流,能够把海底的淤泥上泛到海面,从而给浮游生物带来营养物质,大量繁殖的浮游生物又成为了鱼虾的饵料,使这里形成了世界上著名的秘鲁渔场。
19世纪时,南美洲太平洋沿岸渔民发现,每隔几年的10月到次年3月都会出现自北向南的暖流,使得秘鲁沿岸海水比正常时候偏暖很多,造成秘鲁渔场中喜欢冷水的鱼类大量死亡。由于这种情况在圣诞节前后最为严重,因此当地渔民称之为“小男孩”或“圣婴”,秘鲁渔场也因此成为厄尔尼诺现象的发源地。
厄尔尼诺发生时海表温度偏暖;拉尼娜发生时海表温度偏冷

自然界的事物总是成双成对地出现,有“小男孩”就会有“小女孩”。发生在赤道太平洋中部和东部的海水异常偏冷事件就被称为拉尼娜(西班牙语中“小女孩”之意),它与厄尔尼诺现象正好相反,也称为“反厄尔尼诺”或“冷事件”。  
当赤道中东太平洋海域,海表温度高出常年平均值0.5℃时,即进入厄尔尼诺状态,这种状态持续6个月以上便形成一次厄尔尼诺事件,反之则是拉尼娜事件。
你方唱罢我登场
正常情况下,中东太平洋表面海水被太阳晒热后,会在向西的信风作用下吹向太平洋西部,使得暖水在西部堆积下沉,因此西部海平面要比东部高将近60厘米。暖水堆积也使得海盆西部气温较高、大气垂直上升。海盆东部海水被向西输运造成水体亏空后,会由下层的冷海水上升而填补,进而冷却海表,导致东太平洋气温较低、大气垂直下沉。因此在太平洋上空,形成西上东下、低空东风而高空西风的东西向闭合环流圈,被称作沃克环流。
正常状况下的海洋和大气状况

厄尔尼诺发生时的海洋和大气状况

拉尼娜发生时的海洋和大气状况

当沃克环流变弱时,自东太平洋向西堆积的暖水变少,由于太平洋西部海水变冷、东部海水变暖,就形成了厄尔尼诺现象。而当沃克环流变得异常强烈,西部海水变得更暖、东部海水变得更冷,就形成了拉尼娜现象。与“小男孩”相比,“小女孩”发生的次数相对较少,持续时间也较短,但二者又相互依存。当厄尔尼诺还在尽情展示着它的巨大威力时,拉尼娜可能已经悄无声息地开始孕育,然后在厄尔尼诺消退后接替上场。
“小女孩”发脾气了
正常情况下赤道地区温度高,空气上升,而极地地区温度低,空气下沉,高空产生自北向南的风场。在地球旋转的作用下,由赤道向北极运动的风场不断右偏,在中纬度形成环绕地球一圈的西风带急流。极地的冷空气因此被西风急流牢牢束缚在北极圈附近。赤道和北极的温度差异越大,西风带就越强,对极地冷空气的束缚也就越强。
正常情况时极地冷涡与西北带

拉尼娜时西北带容易减弱,冷空气南下,形成寒潮

当拉尼娜现象发生时,赤道地区变冷,如果遇上北极也异常增暖,那么赤道和北极的温度梯度就会减弱,使得西风带减弱,从而不能有效束缚极地冷空气。这样盘踞在西伯利亚地区的冷空气就会频繁南下侵入中国(即发生寒潮事件),从而导致中国冬春季节的极端寒冷天气,而在其他地区则会伴随南方暖空气向北的移动。
厄尔尼诺对中国的影响


拉尼娜对中国的影响

厄尔尼诺和拉尼娜主要通过调整全球天气系统(即“大气桥”或“遥相关”),从而对千里之外的东亚、南亚、非洲、北美大陆上的国家和地区造成重大灾害性影响,如发生大暴雨、干旱、极端高温、严寒和超强热带气旋(或飓风)等。2020年12月底至2021年1月初,席卷全国的重大寒潮过程就被认为与拉尼娜状态有关,因为拉尼娜一旦达到一定强度就容易诱发寒潮事件。
厄尔尼诺和拉尼娜尽管发生在赤道太平洋,却可以给千里乃至万里之外的国家和地区带来巨大影响。虽然科学家们在预报它们的发生时间和强度等方面取得了一定进展,但离全面掌握其演变规律还有很大差距,有待未来更多的探索。
(责任编辑 / 陈天昊  美术编辑 / 周游)

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