厄尔尼诺和拉尼娜.doc

厄尔尼诺和拉尼娜——追踪海洋和大气的涛动（摘自中国气象网）目前，大多数人都听说过厄尔尼诺，而只要听说过的人都知道它与某种异常天气有关。不过，“异常”这个词的定义因地区不同变化很大。对居住在印度尼西亚、澳大利亚、东南非的人来说，厄尔尼诺意味着严重的干旱和致命的森林火灾。厄瓜多尔、秘鲁、加利福尼亚的人则认为厄尔尼诺会带来暴风雨，然后引发严重洪水和泥石流。在全世界范围内，强厄尔尼诺事件不但造成几千人的丧生，还会使成千上万人流离失所、数十亿美元损失。而在美洲东北沿岸的居民认为厄尔尼诺会使冬天变得更温暖（可节省取暖费），飓风季节相对平静。厄尔尼诺（西班牙语为“圣婴”）这个名称最早起源于十九世纪末秘鲁沿岸的渔民中间，指季节性的向南流动的暖洋流入侵，取代了往常他们捕鱼时向北流动的冷洋流，这种现象一般发生在圣诞节前后。如今，厄尔尼诺不再指局地性的洋流的季节性变化，而是指ENSO现象中的一部分。厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）指的是影响全球的连续但不规则的大气和海洋循环变化的一种现象。厄尔尼诺指中东太平洋地区海洋表面异常增温并与低层大气相互作用，它能产生较为显著的天气影响。与之相对应，自1985年起，中东太平洋地区海表异常变冷的现象被称为“拉尼娜”（小女孩）。厄尔尼诺与拉尼娜相互转变需要大约四年的时间。最近十年，科学家们开始致力于解开海洋与大气之间的错综复杂的关系，这使人们有可能了解这种不规则天气振荡的机理以及它对全球气候的影响。虽然气象学家长期以来都利用全球大气的观测资料来做每天的天气预报，但在全世界海洋的许多地方相对缺少资料的问题。直到太平洋中有自动观测的定点浮标列阵和人造卫星才得以解决。但是，技术的进步并不是唯一的关键所在。正如以下的文章所述，气象学家和海洋学家各自对大气和海洋经过数年的基础研究后，最终联合了起来。这两个研究领域的完美结合使得气象学家和海洋学家构造出了模拟和预报与ENSO有关的大范围的气候变化的理论模式。例如，科学家已经能提前几个月给易受厄尔尼诺影响的人群发出厄尔尼诺来临的警报，从而让他们利用这段宝贵的时间来采取措施以减缓极其坏的影响。尽管厄尔尼诺的预报已经取得了巨大的成功，但相对于将气候预报作为我们已经习以为常的日常天气预报的一部分这个长期目标而言，只是迈出了第一步。天气一直是人类的一个关注重点，但我们却无法驾驭它。为此，几代人都努力地去观测、并与以往天气比较进而做出预报。然而，做预报需要大量不同地区的天气状况的信息并需要具有将这些信息进行远距离传输的工具。在十九世纪后半叶，电报的发明使气象资料有可能从大范围分散的测站快速收集起来，所以，一些国家成立了气象部门。二十世纪期间，尤其从1957年第一颗人造卫星发射后，比较成熟的全球观测网发展了起来。如今，卫星、商用飞机、海上船舶都可以用于观测。另外，高层大气的资料可以通过全球各气象测站一日两次施放的探空气球来获取，海洋中的定点浮标也可以测得海洋深达数百米的温度。尽管在高科技，包括复杂的计算机模式的帮助下，我们可以提前数天比较准确地预报出天气，然而，气候学家怎么才能提前几个月预报出ENSO的厄尔尼诺位相的建立呢？问题的解决有赖于了解大气和海洋的相互作用是如何经过一段时间后表现出来的。从根本上讲，许多理论都认为驱动气候长期变化的动力是热带太平洋的加热和冷却。海风就是个众所周知的例子。在晴朗的下午，大陆要比海洋增温快；陆地上的空气加热并抬升，海洋表面上的冷空气流向海岸取代热空气。在高层，热空气流向海洋并冷却下沉，于是一个循环就形成了。这种原理在整个地球都适用。一年中，赤道得到的太阳直射光线比中纬度和极地都要多，因此，赤道海洋比其它海域吸收的热量要多得多。赤道海洋上空的空气被海水加热后膨胀上升（带着热量），流向极地；相反，副热带和极地的高密度冷空气流向赤道，取代了那里的热空气。换言之，大气和海洋的相互作用就像一个地球的热机。这种热量的连续再分配，再加上受地球自西向东转动的影响，产生出了高空急流和盛行向西吹的信风。然后，风随地球的旋转带动了大尺度的洋流，如北大西洋的墨西哥湾流、南太平洋的洪堡海流、南、北赤道洋流。在热带海洋处，东风获得了海上的水汽并将之从世界的一个地方带到另一个地方然后下沉。例如，海洋-大气的动力作用使南美太平洋沿岸地区一般比较干燥，而在太平洋海盆另一侧的印度尼西亚和新几内亚却有着茂密的丛林。信风向西吹带动热带海洋的上层暖水。当暖水在西太平洋堆积时，东太平洋的深层海水便涌升至表面。正如研究人员逐步认识到的那样，如果他们获取了热带太平洋某些海域的次表层温度，就能提前几个月预报出信风。相反，如果知道了信风的特点，海表温度也能预报出来。厄尔尼诺问题首先是在大气研究中提出的。二十世纪初，英国数学家、印度气象台台长SirGilbertWalker利用已有的气象资料在大气科学研究中做