厄尔尼诺和气候，本文主要内容关键词为：厄尔尼诺论文,气候论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
南美洲国家秘鲁的太平洋沿岸在1925年3月发生了一场灾难。 这个月份当地风后不是从东面吹来，而是来自西面。从赤道来的大量暖水代替了往常的冷水。于是，海里丰富的浮游生物不见了，吃浮游生物鱼类不见了，吃鱼的鸟类也不见了，秘鲁捕鱼量立刻大减。而且这个过去从不下雨的地方，现在却频繁地突降大量暴雨。大地苏醒了，披上了绿色盛装，河水也能流到海里了。然而不幸的是，与当地干旱气候相适应的粘土质建筑物却遭到了破坏，许多房屋酥软了，全市大约有1／3的房屋倒塌了。受到暴雨洪水的冲蚀，道路也损害了，埋在地里的电线和自来水管也暴露出来。首都利马一时陷入黑暗，缺乏饮水……。
这是秘鲁沿海一次典型的“厄尔尼诺”。
何谓“厄尔尼诺”
“厄尔尼诺”是西班牙语Elnino的音译，其本意有小男孩的意思。由于它最初是秘鲁沿海地区渔民对当地每年圣诞节前后海水季节性增温的称呼，自此现在一般都译作“圣婴”或“耶酥之子”。秘鲁沿海这种一年一度的海水季节性增温，一般到三四月份开始自然消失。但在此暖水期间，渔民们捕不到鱼，不得不在家歇着。他们就把这种海水季节性升温现象称为“厄尔尼诺”。
但气象学和海洋学意义上的“厄尔尼诺”，则是指整个赤道东太平洋和中太平洋洋面反常地持续升温，海区海水温度超过常年平均值0.5℃，并持续半年以上的异常现象。
在正常年份，赤道太平洋地区海水本是西暖东冷的。因为这里常年吹强劲的偏东风（称为“信风”或“贸易风”），把东太平洋表层暖水赶到西太平洋堆积（因而洋面高度平均也约比东太平洋高出1米）， 水温可以高到28～30℃以上。而东太平洋则由于表层暖水被吹走，深层冷水涌入补充，海水温度一般只有24～26℃左右（南美洲沿岸的秘鲁冷洋流对当地低海温也有一定贡献）。因此一旦赤道东风强度减弱，甚至转而吹西风，东部和中部太平洋就会因深层冷水上升流减弱（以至停止）以及西太平洋暖水东返而升温。这就是“厄尔尼诺”的成因的简明解释。
正常年份中，西太平洋由于海温高，气流上升，气压降低，印尼、菲律宾、澳大利亚东部地区等赤道太平洋西岸地区雨水充沛；而秘鲁等赤道太平洋东岸地区，由于海温低，气压升高，气流下沉，因而降水极少。于是在赤道太平洋地区形成了一个东西向垂直环流圈：气流从西太平洋升起，升到高空后东流，到达东太平洋后下沉，然后再以东风（“信风”）西返西太平洋。这就是著名的瓦克环流圈。而在“厄尔尼诺”年份，由于西太平洋降温，东太平洋升温，因而西太平洋因降温气流在上升，上升气流减弱而降水变少，印尼、澳大利亚等地易于出现干旱和森林火灾；而东太平洋因升温气压下降（注1）、 上升气流增强的结果，使得这个一向缺雨的地方却下起了大到暴雨。所以，“厄尔尼诺”灾害之所以发生，实际上是因为赤道太平洋海温分布的改变，即冷热源的移动，导致了瓦克环流向东移动的结果。这好比冬季在房间内生炉子，室内空气的流动状态完全决定于炉子的位置，而在小小房间里气流哪里升哪里降不会引起什么影响。可是在自然界中，持续上升气流意味着降水、暴雨；而持续下沉气流则表现为晴朗、干旱。垂直气流区域的这一改变，影响可就大了。
而且，地球大气环流是一个有机的整体。“厄尔尼诺”年瓦克环流圈位置的异常，必然也“牵一发而动全身”，通过其他环流圈的调整，影响世界其他地区（约可达地球面积的3／4）的气候异常。这种影响称为“厄尔尼诺”的“间接影响”，以区别于“厄尔尼诺”对赤道太平洋周边的直接影响。间接影响比较复杂，同是“厄尔尼诺”年，它的影响情况（包括趋势）可以很不相同。
“厄尔尼诺”对我国的影响也是间接影响。它一直是我国科学家一个热门的研究课题。据初步研究，影响还是比较明显的。一般说来，“厄尔尼诺”年的夏季我国东部易发生比较严重的旱涝。但又因“厄尔尼诺”出现迟早而表现不同。如“厄尔尼诺”出现较早，我国中部（江淮地区）多雨易涝；而出现较迟的年份则长江流域及以南则易因雨成灾。据统计，“厄尔尼诺”年中、西、北太平洋上形成的台风数目偏少，因而登陆我国的台风也偏少。例如1997年在我国登陆台风只有4个， 几乎比常年少了一半。此外，“厄尔尼诺”年中东亚较多出现凉夏和暖冬。日本、朝鲜和我国东北凉夏尤其显著。1969年，1972年和1976年， 这3个使我国东北粮食总产都减少百亿斤以上的凉夏（夏季冷害）都是赶上“厄尔尼诺”年。不过，1997年的“厄尔尼诺”我国东北恰恰出现了破纪录的热夏。历史上1957～1958年和1991年～1995年的“厄尔尼诺”年登陆台风均表现偏多。这些也都说明“厄尔尼诺”对我国（间接）影响的复杂性和不确定性。类似情况还有印度。绝大多数“厄尔尼诺”年印度夏季雨量偏少以至干旱，但1997年印度气象局长却宣布本年度“雨量十分正常”。
本世纪最强的“厄尔尼诺”
据统计，从1470年至1987年一共发生了93次“厄尔尼诺”。1950年～1998年间发生了14次。它们是：1951年、1953年、1957年～1958年、1963年、1965年～1966年、1968年～1969年、1972年、1976年、1982年～1983年、1986年～1987年、1991年～1992年、 1993 年、 1994 年～1995年、1997年～1998年。平均每2～7年发生一次，每次持续半年至一年半。
美国和法国共管的TOPEX—POSEIDONBG卫星于1997年5月份观测到两个约15～20厘米高、相当于美国陆地百积大小的波峰区从西太平洋向东推进，当第二个波峰区到达东海岸后，东、中赤道太平洋“厄尔尼诺”指标区的海温比常年偏高1.4℃。美国和日本在6月10日同时发布“厄尔尼诺”形成的消息。
6月20日秘鲁政府因暴雨洪水灾害首先宣布该国的9个省处于紧急状态。随后宣布这类情况的还有厄瓜多尔和智利等。印尼则遭受50年来最严重的干旱，菲律宾的水稻和澳大利亚的小麦大幅度减产。更严重的是：印尼的严重干旱使烧火开荒造成的火灾失控，受灾面积达到200 万公顷。大火燃烧的浓烟笼罩东南亚，仅印尼就有2000万人健康受到影响。被称为“20世纪最大的生态灾难”，“世纪大火”。世界气象组织研究报告指出：“亚洲，非洲和拉丁美洲许多国家都受到‘厄尔尼诺’影响造成的严重水、旱灾害和森林火灾”。
1997年9月， 美法共管的卫星观测到赤道太平洋海水增温范围东西长10000公里，南北宽2000公里，面积已比5月刚形成时扩大了3倍。 这次波及范围已超过了1982年～1983年那次。11月底，卫星观测表明“厄尔尼诺”指标区海温比常年平均偏高3.78 ℃（局部地区达9 ℃）， 比1982年～1983年那次还高0.18℃，从而使1997年～1998年的“厄尔尼诺”成为本世纪最强的一次。1997年12月以后“厄尔尼诺”进入消退期，但1998年2月暖水面积仍有一个半美国陆地那么大。 预计这次“厄尔尼诺”将于今年5月以后消失。但在消失以前， 仍有可能引起世界有些地区气候异常。
由于“厄尔尼诺”连续造成世界性严重灾害，1997年12月26日联合国决定成立跨机构的工作小组，以协调各有关机构工作。工作内容有两个：一是由世界气象组织主持观测、研究和预报“厄尔尼诺”和它对气候以及水文等方面的影响。二是协调有关国家在经济、社会等方面的减灾行动。
“厄尔尼诺”使1997年成为世界最暖年
除了造成世界上许多地区旱涝、高温、严寒等灾害以外，“厄尔尼诺”对世界上其他许多方面也有重要影响。这里举出几个例子。
第一，“厄尔尼诺”形成近千万平方公里的暖水面会显著地加热地球大气。因为海水比热远大于大气，100米的海水升温0.1℃，可使海面上5000米厚的大气升温6℃之多。1997年全球平均气温高达16.94℃，比正常年份1961年和1990年高出0.44℃， 比过去最热的1990 年还高出0.08℃，成为有记录以来全球平均气温最高的一年。 世界气象组织的一份报告中认为“厄尔尼诺”对此产生了重要影响。
第二，“厄尔尼诺”明显增温的海区正是世界最主要的渔场之一。例如秘鲁沿海渔场面积只占世界渔场的0.06%，而捕鱼量却占了16%。秘鲁正常年景渔粉产量1000～1200万吨， 但“厄尔尼诺”年却降到150～200万吨以下，而世界鱼粉产量也因此下降约一半。 鱼粉是世界许多国家家禽家畜的重要饲料。由于“厄尔尼诺”已使1997年世界鱼粉价格每吨上涨180美元以上。鱼粉产量的不足，使人们不得不用粮食代替，这也助长了世界粮食价格的上扬。有报道说，日本人抱怨“厄尔尼诺”影响了他们吃豆腐，因为大量大豆被用来代替鱼粉喂禽畜了。
第三，“厄尔尼诺”还引起世界生物灾难。赤道东太平洋由于深海涌升流减弱，无法把营养物质丰富的深层海水带到表层，食物链从始端就开始受到严重破坏。浮游生物大量减少的结果，引起许多鱼类和食鱼的鸟类大量死亡。尸体浮在海面上，甚至使过往船只的船底似涂了一层黑漆。冷水鱼类或死或迁徒的结果，也使海狮海豹等动物大量死亡。另据报道：美国加州圣米格等岛是美洲西岸海兽最多的岛屿， 大约超过12.5万头以上，现在岛上海狮死亡达6000头之多。岛上小海狮小海豹尸体遍地可见，更多的海豹、海狮瘦得皮包骨头。它们的外皮松得像穿在身上的宽大外套。“厄尔尼诺”造成的中、东太平洋海面升高也是一种灾难。原在圣诞岛地面筑巢的大量海鸟被迫抛弃幼鸟背井离乡。
澄清几个误会
第一，“厄尔尼诺”虽然引发了世界许多国家的自然灾害，联合国世界气象组织最近又将“厄尔尼诺”列为造成气候异常“三大因子”（此外还有温室效应和毁灭森林）之首。但是世界上的任何气候异常并不都是“厄尔尼诺”引起的。因为除了赤道东太平洋沿岸的直接影响区以外，其他大都是“厄尔尼诺”的间接影响区。也就是说，在这些地区中自然灾害的发生，“厄尔尼诺”影响只是一个外因，外因是要通过内因（本地区冷热源和大气环流的变化）来起作用的。因此，我们不能把一切当地发生的自然灾害，以至异常天气现象，诸如一个地方冬季雾日多了，一个地方某时气温高了，某处家用电器火灾多了……统统都说成是“厄尔尼诺”影响的结果。
第二，“厄尔尼诺”和世界上其他事物一样，都有两重性，不可能只是绝对的坏事。本文这里不作全面论述，只举几个例子就可说明。阿根廷（秘鲁的西南邻，素有世界粮仓之誉）大气和水文研究所所长研究了本世纪最显著的6次“厄尔尼诺”之后说， 衡量“厄尔尼诺”对阿根廷的影响，主要看农牧业。而这6个“厄尔尼诺”年中， 除了少数地区洪水成灾外，绝大部分地区都因为降水较多而获得农牧业丰收。1982年～1983年阿根廷也是大丰收年。1997年～1998年阿根廷全国粮油总产量可以达到6700万吨，创了历史新记录。这对厄瓜多尔、秘鲁和智利的干旱地区也有类似效果。例如智利一向被称为“不毛之地”的阿塔卡马沙漠竟出现了250多种鲜花争奇斗妍的绚丽景观，吸引了游客前去观光。此外，“厄尔尼诺”虽使秘鲁鱼产量剧降，但秘鲁以南的沿海区域的鱼类、扇贝和虾类等海产品却大幅度增产。
再如“厄尔尼诺”引起的东亚暖冬凉夏现象，都大幅度节省了取暖和降温的能耗。例如，1997年的暖冬使韩国能耗节省了3500 亿韩元（1美元＝1500韩元）。凉夏本对水稻种植不利，但60年代、70年代的凉夏使日本培育出了耐寒水稻，使得夏季比我国哈尔滨还凉的日本北海道也能种植高产水稻。
总之，“厄尔尼诺”虽然改变了世界许多地区的气候，造成了灾害。但这种改变也产生和孕育着新的有利条件和机遇。对善于利用者而言，它们都是财富。
第三，进入90年代以来，“厄尔尼诺”节奏加快，强度亦偏强。特别是90年代几乎年年出现（仅1996没有）。因此引起世人惊诧，以为是温室效应等人类活动所造成。这是对“厄尔尼诺”的第三个误会。实际上，虽然“厄尔尼诺”的形成原因目前科学界确实还没有一致的看法，但多数气象学家和海洋学家都一致认为这是海洋和大气互相作用的结果，是地球气候系统中的一个正常现象。把“厄尔尼诺”出现频率加快原因简单地归结为人类活动所致，是没有足够科学依据的。中科院黄荣辉院士等就持上述观点。因为“厄尔尼诺”已有很久的历史，或快或慢的情况也是常有的事。其次，对于这种时间尺度为几年，空间尺度为几千万平方公里的气候异常，一般来说，是人类目前影响能力所不及的。
“厄尔尼诺”曾经被预报出来
目前世界上预报“厄尔尼诺”主要是利用数值模式（此外还有统计和经验办法）。“厄尔尼诺”的数值预报其实和其他时间尺度较长的气候问题的预报是一样的。“厄尔尼诺”的预报主要是海温场的预报。所谓数值模式，就是科学家们把大气和海洋的物理状态和运动变化规律归纳成为若干个微分方程。但是因为地球大气和海洋之间不仅互相联系，而且互有影响（反馈），因此还要把两者联结起来组成“大气——海洋耦合模式”。计算（预报）时，把开始时刻的大气和海洋状态（要素数值）输进已经储存模式的计算机，经反复计算就可以得出一个计算时段的平均天气状态。然后计算机会自动把大气模式的计算结果代进海洋模式，反复计算后得出同样长度的计算时段的平均海洋状态。这样反复迭代计算，一直可以算到（预报到）几个月以至1 年后的大气和海洋状态。如果一旦赤道太平洋东风减弱到一定程度，中、东赤道太平洋海温上升到“厄尔尼诺”指标值以上， “厄尔尼诺”便开始形成了。 上述1997年～1998年“厄尔尼诺”的消失时间和1998年7月～9月“拉尼娜”（LANINA）（注2）的出现，也都是这样计算（预报）出来的。
在美国，用这种海气耦合模式计算出来的预报（也包括其他气候异常）已成为业务性预报。每月发布一次。通过联网送到终端用户（政府决策者，水利、农业和卫生防疫部门），以使可能受“厄尔尼诺”或其他灾害影响的地区做好准备减少损失。利用这种模式美国曾成功地预报出1986年～1987年、1991年～1992年两次“厄尔尼诺”。不过，还是这个模式，1997 年～1998 年的“厄尔尼诺”却又没有报出来。 而且，1993年，1994年～1995年的“厄尔尼诺”，可以说世界上没有一个模式曾预报出来。由此可见，“厄尔尼诺”还是一个需要长期攻关的课题。但前景无疑是乐观的，而且进展实际上还是比较快的。
注1 ：实际上“厄尔尼诺”年份中西太平洋低气压的升压和东南太平洋高气压的降压，以及与正常年份中相反的情况，这种有规律的此起彼伏现象，好比小孩子玩的“跷跷板”一样。我国科学家在二三十年代就已经发现了，并称之为南方涛动（South Osci-Ilation）。由于实际上南方涛动和“厄尔尼诺”是一件事物表现出来的两个方面，现在通常把它们合起来称为“恩索”（ENSO）。EN代表“厄尔尼诺”，SO是南方涛动，各取了其中两个字母。
注2：“拉尼娜”，LANINA，反厄尔尼诺。 即赤道东太平洋比常年更冷，西太平洋比常年更暖。这虽也是一种气候异常，但一般不会引起大的灾害。这是因为“拉尼娜”时瓦克环流圈即上升气流区和下沉气流区的位置并没有发生移动，只是强度加强。东太平洋因东风更强，海温更低气压更高，降水更少；西太平洋则水温更暖，气压更低、雨量更多，即南方涛动的“跷跷板”的运动方向和正常年一样，只是“跷”得更高些罢了。