第七章厄尔尼诺与温盐环流.ppt
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第七章ENSO与温盐环流7.1大气环流与南方涛动大气环流与南方涛动7.2厄尔尼诺及其影响厄尔尼诺及其影响7.3温盐环流温盐环流7.1大气大气环流与南方涛流与南方涛动一、行星风系一、行星风系二二、大气活动中心与季风环流大气活动中心与季风环流三三、沃克环流沃克环流四四、大气涛动大气涛动三圈环流的模式图:
平均经圈环流大气活动中心海平面气压图上巨大的高气压和低海平面气压图上巨大的高气压和低气压系统气压系统。
是大气环流中是大气环流中较稳定较稳定的部分。
其位置和强度变化的部分。
其位置和强度变化对大范围环流和天气变化有巨大影响对大范围环流和天气变化有巨大影响。
其。
其形成形成与与下垫面特征关系密切。
北半球海陆交替分布,大下垫面特征关系密切。
北半球海陆交替分布,大气冷热源受下垫面影响而气冷热源受下垫面影响而有明显季节变化有明显季节变化,大气,大气活动中心在北半球随季节变化很大;在南半球变活动中心在北半球随季节变化很大;在南半球变化较小。
通常以中心所在地命名。
化较小。
通常以中心所在地命名。
大气活动中心11月月77月月北北半半球球永久性永久性活动中心活动中心副极地低压副极地低压冰岛低压冰岛低压阿留申低压阿留申低压冰岛低压冰岛低压阿留申低压阿留申低压副热带高压副热带高压北大西洋副高北大西洋副高北太平洋副高北太平洋副高北大西洋副高北大西洋副高北太平洋副高北太平洋副高半永久性半永久性活动中心活动中心大陆大陆西伯利亚高压西伯利亚高压北美高压北美高压印度低压印度低压北美低压北美低压南南半半球球永久性永久性活动中心活动中心副热带高压副热带高压南太平洋高压、南大西洋高压、南太平洋高压、南大西洋高压、印度洋高压印度洋高压半永久性半永久性活动中心活动中心大陆大陆澳大利亚澳大利亚低压低压澳大利亚高压澳大利亚高压季风环流(Monsooncirculation)沃克环流(WalkerCirculation)沿沿着着赤道太平洋海面上赤道太平洋海面上发展发展的的东西东西向向顺时针顺时针的垂直的垂直大气环流系统大气环流系统英国气象学家英国气象学家沃克爵士在沃克爵士在19201920年代年代最早提出的最早提出的理论理论沃克环流(WalkerCirculation)沃克环流正常情况低层大气低层大气太平洋上的信风沿赤道自东向西吹送,将暖海水热太平洋上的信风沿赤道自东向西吹送,将暖海水热能堆积至西太平洋印尼一带的上层海水。
能堆积至西太平洋印尼一带的上层海水。
此区暖水受热蒸发上升至大气中,使对流活动更易此区暖水受热蒸发上升至大气中,使对流活动更易产生。
产生。
上层大气上层大气风沿着赤道太平洋自西向东吹送,在东太平洋出现风沿着赤道太平洋自西向东吹送,在东太平洋出现下沉气流,导致该区干燥少雨。
下沉气流,导致该区干燥少雨。
大气涛动大气涛动不同大气活动中心的变化之间的联系。
不同大气活动中心的变化之间的联系。
沃克(沃克(Walker)在)在19241924年正式提出三大涛动(大气活动中心的气压变化相反年正式提出三大涛动(大气活动中心的气压变化相反关系)的名称:
关系)的名称:
北大西洋涛动北大西洋涛动(NAO:
NorthAtlanticOscillation)冰岛低压与北大西洋高压冰岛低压与北大西洋高压北大西洋涛动强北大西洋涛动强,表明两个活动中心之间的气压差大,北,表明两个活动中心之间的气压差大,北大西洋中纬度的西风强,为大西洋中纬度的西风强,为高指数环流高指数环流。
墨西哥湾暖流及墨西哥湾暖流及拉布拉多寒流均增强,西北欧和美国东南部因受强暖洋流拉布拉多寒流均增强,西北欧和美国东南部因受强暖洋流影响,出现暖冬;而由寒流控制的加拿大东岸及格陵兰西影响,出现暖冬;而由寒流控制的加拿大东岸及格陵兰西岸却非常寒冷。
岸却非常寒冷。
北大西洋涛动弱北大西洋涛动弱,表明两个活动中心之间的气压差小,北,表明两个活动中心之间的气压差小,北大西洋上西风减弱,为大西洋上西风减弱,为低指数环流低指数环流。
西北欧及美国东南部。
西北欧及美国东南部将出现冷冬,而加拿大东岸及格陵兰西岸则相对温暖。
将出现冷冬,而加拿大东岸及格陵兰西岸则相对温暖。
北太平洋涛动北太平洋涛动(NPO:
NorthPacificOscillation)阿留申低压与北太平洋高压阿留申低压与北太平洋高压南方涛动南方涛动(SO:
SouthernOscillation)印度洋低压与南太平洋高压印度洋低压与南太平洋高压南方涛动指数:
赤道东太平洋海平面气压南方涛动指数:
赤道东太平洋海平面气压-印度尼印度尼西亚海平面气压。
西亚海平面气压。
高指数时期(东高西低),赤道太平洋东部海温高指数时期(东高西低),赤道太平洋东部海温低、副高偏强,降水少;印度尼西亚海温高,东低、副高偏强,降水少;印度尼西亚海温高,东南季风强,印度的季风雨量多且集中。
南季风强,印度的季风雨量多且集中。
低指数时期,则相反。
低指数时期,则相反。
不仅影响印度、印度尼西亚和澳大利亚,还会影不仅影响印度、印度尼西亚和澳大利亚,还会影响非洲撒哈拉沙漠、加拿大等地。
响非洲撒哈拉沙漠、加拿大等地。
北极涛动全球大尺度的大气运动有一定的内在特征,在空间特征上全球大尺度的大气运动有一定的内在特征,在空间特征上往往表现为比较固定的结构,通常称为环流的往往表现为比较固定的结构,通常称为环流的“模态模态”。
北半球中、北半球中、高纬度高纬度大气环流最重要的模态是大气环流最重要的模态是“北极涛动北极涛动”,其主要特征以北极地区为中心而沿纬圈呈环状分布,所,其主要特征以北极地区为中心而沿纬圈呈环状分布,所以又称以又称“环状模态环状模态”。
该模态对对流层(大约该模态对对流层(大约10km以下)大气环流的变化影响最以下)大气环流的变化影响最强,季节上以冬季最活跃。
当北极涛动处于强,季节上以冬季最活跃。
当北极涛动处于正位相正位相时,北时,北半球以半球以纬向型环流纬向型环流为主;为主;负位相负位相时则是时则是经向型环流经向型环流占优。
占优。
北极涛动及其影响是目前国际上全球气候变化研究中一个北极涛动及其影响是目前国际上全球气候变化研究中一个非常重要的领域。
非常重要的领域。
北极涛动对我国气候的影响北极涛动对我国气候的影响l有关研究发现:
当有关研究发现:
当北极涛动处于较强北极涛动处于较强的正位相时,东亚冬季风的正位相时,东亚冬季风减弱,冷空气减弱,冷空气对我国冬季气候的影响也减弱对我国冬季气候的影响也减弱,我国大部分地区气,我国大部分地区气温偏高。
从温偏高。
从20世纪世纪80年代以来的连续暖冬,可能与同期北极涛动年代以来的连续暖冬,可能与同期北极涛动的持续增强有密切关系。
与此同时,强的北极涛动还造成我国日的持续增强有密切关系。
与此同时,强的北极涛动还造成我国日平均气温方差变小,这意味着天与天之间的变化更加平稳。
从平均气温方差变小,这意味着天与天之间的变化更加平稳。
从20世纪世纪50年代以来,我国年代以来,我国150个气象站平均冬季日温度方差减小了个气象站平均冬季日温度方差减小了16.5,北极涛动可能贡献了其中的大约,北极涛动可能贡献了其中的大约20左右。
左右。
l研究还发现北极涛动研究还发现北极涛动对我国长江中下游地区夏季降水量的年际对我国长江中下游地区夏季降水量的年际变化有显著影响变化有显著影响,5月份的北极涛动指数与东亚夏季风指数间有月份的北极涛动指数与东亚夏季风指数间有显著的相关(显著的相关(0.46),当),当5月月AO偏强一个标准差时,长江中下游偏强一个标准差时,长江中下游地区夏季降水平均减少地区夏季降水平均减少8左右。
这为我国汛期降水预测提供了左右。
这为我国汛期降水预测提供了一条重要线索。
(龚道溢等)一条重要线索。
(龚道溢等)南方涛动在对印度季风年际变化的研究中在对印度季风年际变化的研究中,沃克发现沃克发现印度季风的变化和全球天气有某种关联。
他注印度季风的变化和全球天气有某种关联。
他注意到意到东南太平洋的副热带高压和印度洋赤道低东南太平洋的副热带高压和印度洋赤道低压这两大气活动中心之间气压变化的负相关关压这两大气活动中心之间气压变化的负相关关系系。
即东南太平洋气压偏高时印度洋及印尼地。
即东南太平洋气压偏高时印度洋及印尼地区气压偏低;反之亦然的区气压偏低;反之亦然的“跷跷板跷跷板”现象现象。
19281928年在向皇家气象学会提交的一篇论文中,年在向皇家气象学会提交的一篇论文中,沃克将这种沃克将这种“跷跷板跷跷板”现象定义为南方涛动现象定义为南方涛动(SouthernOscillationSouthernOscillation)。
)。
南方涛动黄点位置是东太平洋黄点位置是东太平洋塔希提岛,代表东太塔希提岛,代表东太平洋副热带高压;平洋副热带高压;红点是达尔文港,代红点是达尔文港,代表印度低压;表印度低压;沃克发现两地之间的沃克发现两地之间的气压有明显的负相关气压有明显的负相关关系。
关系。
以达尔文港气压变化为基准,将太平洋各地的气压变化与其做统计而得出的相关系数分布图,正值代表正相关,负值代表负相关。
7.2厄尔尼诺及其影响一、厄尔尼诺一、厄尔尼诺(ELNinoELNino)南美西海岸(秘鲁和厄瓜多尔附近)延伸至赤道东太平南美西海岸(秘鲁和厄瓜多尔附近)延伸至赤道东太平洋向西至日界线(洋向西至日界线(180180)附近的海面温度异常增暖现象。
)附近的海面温度异常增暖现象。
拉尼娜拉尼娜与厄尔尼诺相反与厄尔尼诺相反,赤道太平洋东部海面温度异常偏低的赤道太平洋东部海面温度异常偏低的现象称为逆厄尔尼诺或反厄尔尼诺现象称为逆厄尔尼诺或反厄尔尼诺,与与ELNinoELNino相对应称为相对应称为LaLaNina,Nina,意为意为”女婴女婴”.二二、厄尔尼诺事件的发展过程厄尔尼诺事件的发展过程三三、厄尔尼诺成因厄尔尼诺成因四四、厄尔尼诺影响厄尔尼诺影响五五、恩索事件恩索事件(ENSOENSO)海洋的主要热源是太阳辐射,上层水温比较高。
一般,海水的水温高则密度小,所以,海洋有明显的分层上层暖水和下层冷水间有一明显界面,叫斜温层。
50m200m暖池印尼和西太平洋新几内亚地区潮湿多雨的雨林气候太平洋东部地区晴朗少云气候世界上最干燥的地区之一鱼类、鸟类资源丰富沃克环流斜温层异常增温热带沙漠开花热带雨林着火在秘鲁南北狭长、宽度仅为在秘鲁南北狭长、宽度仅为30-13030-130公公里的浜海区,地面广泛分布着流动的里的浜海区,地面广泛分布着流动的沙丘,属于沙丘,属于热带沙漠气候热带沙漠气候。
该地区年。
该地区年平均气温超过平均气温超过2525,年降水量不足,年降水量不足5050毫米,南部低于毫米,南部低于2525毫米,气候炎热干毫米,气候炎热干旱。
但有的年份降水量突然成倍增长,旱。
但有的年份降水量突然成倍增长,沙漠中会长出较茂盛的植物,并能开沙漠中会长出较茂盛的植物,并能开花结果。
这种现象被称为花结果。
这种现象被称为沙漠开花沙漠开花。
5N5S150w90w尼诺3区海温至少6个月连续偏高0.5摄氏度.频繁出没的厄尔尼诺自18世纪以来,厄尔尼诺现象频繁发生,在18世纪大约出现了4次较显著的厄尔尼诺现象,分别是1726、1753、1770和1791年19世纪,出现了12次较显著的厄尔尼诺现象,分别是1804、1814、1828、1845、1864、1871、18771878、1884、1887、1891、1896和189920世纪前半期,11次,分别为1902、1905、1911、1918、1923、1925、1926、1930、1932、1939和194120世纪后半期,分别为1953、19571958、1963、19651966、1969、19721973、1976、19821983和19861987,进入90年代以来,厄尔尼诺现象几乎连年发生。
由此可见,厄尔尼诺并不是一种新生事物,它是一种长期的自然现象;也不仅仅是海洋异常现象,而且还是全球气候变化的因素之一。
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- 第七 厄尔尼诺 环流