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第28章 解密“圣婴”——厄尔尼诺

“厄尔尼诺”一词来源于西班牙语,原意为“圣婴”。19世纪初,在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语系的国家,渔民们发现,每隔几年,从10月至第二年的3月便会出现一股沿海岸南移的暖流,使表层海水温度明显升高。南美洲的太平洋东岸本来盛行的是秘鲁寒流,随着寒流移动的鱼群使秘鲁渔场成为世界4大渔场之一。但这股暖流一出现,性喜冷水的鱼类就会大量死亡,使渔民们遭受灭顶之灾。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后,于是遭受天灾而又无可奈何的渔民将其称为上帝之子——圣婴。后来,在科学上此词语用于表示在秘鲁和厄瓜多尔附近几千千米的东太平洋海面温度的异常增暖现象。当这种现象发生时,大范围的海水温度可比常年高出3℃~6℃。太平洋广大水域的水温升高,改变了传统的赤道洋流和东南信风,导致全球性的气候反常。

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,而另一些地区又降雨过多的异常气候现象。

探寻厄尔尼诺的规律

厄尔尼诺现象示意图

厄尔尼诺的全过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期,历时一般1年左右,大气的变化滞后于海水温度的变化。

在气象科学高度发达的今天,人们已经了解,太平洋的中央部分是北半球夏季气候变化的主要动力源。通常情况下,太平洋沿南美大陆西侧有一股北上的秘鲁寒流,其中一部分变成赤道海流向西移动。此时,沿赤道附近海域向西吹的季风使暖流向太平洋西侧积聚,而下层冷海水则在东侧涌升,使得太平洋西段菲律宾以南、新几内亚以北的海水温度渐渐升高,这一段海域被称为“赤道暖池”,同纬度东段海温则相对较低。对应这2个海域上空的大气也存在温差,东边的温度低、气压高,冷空气下沉后向西流动;西边的温度高、气压低,热空气上升后转向东流,这样,在太平洋中部形成了一个海平面冷空气向西流,高空热空气向东流的大气环流(沃克环流),这个环流在海平面附近形成了东南信风。但有些时候,这个气压差会低于多年平均值,有时又会增大,这种大气变动现象被称为“南方涛动”。20世纪60年代,气象学家发现厄尔尼诺和南方涛动密切相关,气压差减小时,便出现厄尔尼诺现象。厄尔尼诺发生后,由于暖流的增温,太平洋由东向西流的季风大为减弱,使大气环流发生明显改变。

20世纪60年代以后,随着观测手段的进步和科学技术的发展,人们发现厄尔尼诺现象不仅出现在南美等国沿海,而且遍及东太平洋沿赤道两侧的全部海域以及环太平洋国家;有些年份,甚至印度洋沿岸也会受到厄尔尼诺带来的气候异常的影响,发生一系列自然灾害。总的来看,它使南半球气候更加干热,使北半球气候更加寒冷潮湿。

近年来,科学家对厄尔尼诺现象又提出了一些新的解释,即厄尔尼诺可能与海底地震、海水含盐量的变化以及大气环流变化等有关。

厄尔尼诺现象是周期性出现的,大约每隔2~7年出现一次。自1997年以来,厄尔尼诺现象分别在1976—1977年、1982—1983年、1986—1987年、1991—1993年和1994—1995年等时段出现过。随着全球变暖,厄尔尼诺现象出现得越来越频繁。

厄尔尼诺现象导致的灾害由于科技的发展和世界各国的重视,科学家们对厄尔尼诺现象通过采取一系列预报模型,海洋观测和卫星侦察,海洋大气偶合等科研活动,深化了对这种气候异常现象的认识。①厄尔尼诺现象出现的物理过程是海洋和大气相互作用的结果,即海洋温度的变化与大气相关联。所以在20世纪80年代后,科学家们把厄尔尼诺现象称之为“安索”现象。②热带海洋的增温不仅发生在南美智利海域,而且也发生在东太平洋和西太平洋。它无论发生在哪里,都会迅速导致全球气候的明显异常。它是气候变异的最强信号,会导致全球许多地区出现严重的干旱和水灾等自然灾害。

一般认为,海温连续3个月正距平在0.5℃以上,即可认为是一次厄尔尼诺事件。气象学家的研究普遍认为,厄尔尼诺事件的发生对全球不少地区的气候灾害有预兆意义,所以对它的监测已成为气候监测中一项重要的内容。

厄尔尼诺带来的灾害

据历史记载,自1950年以来,世界上共发生13次厄尔尼诺现象。其中1997年发生的那一次最为严重。主要表现在:从北半球到南半球,从非洲到拉美,气候变得古怪而不可思议,该凉爽的地方骄阳似火,温暖如春的季节突然下起大雪,雨季到来却迟迟滴雨不下,正值旱季却洪水泛滥。

从1997年3月起,热带中、东太平洋海面出现异常增温,至7月,海面温度已超过以往任何时候,由此引起的气候变化在一些地区显露出来。多种迹象表明,赤道东太平洋的冷水期已经结束,开始向暖水期转换。科学家们由此认为,新一轮厄尔尼诺现象开始形成,并持续到1998年。也正是从这一刻起,地球上的气候开始乱了套。

干旱——厄尔尼诺的“杰作”

厄尔尼诺现象发生时,由于海温的异常增高,导致海洋上空大气层气温升高,破坏了大气环流原来正常的热量、水汽等分布的动态平衡。这一海气变化往往伴随着出现全球范围的灾害性天气:该冷不冷,该热不热,该天晴的地方洪涝成灾,该下雨的地方却烈日炎炎、焦土遍地。一般来说,当厄尔尼诺现象出现时,赤道太平洋中东部地区降雨量会大大增加,造成洪涝灾害,而澳大利亚和印度尼西亚等太平洋西部地区则干旱无雨。据不完全统计,20世纪出现的厄尔尼诺现象有17次(包括最新一轮1997—1998年的厄尔尼诺现象)。发生的季节并不固定,持续时间短的为半年,长的一两年。强度也不一样,1982—1983年那次较强,持续时间长达2年之久,使得灾害频发,造成大约1500人死亡和至少100亿美元的财产损失。

1982—1983年,通常干旱的赤道东太平洋降水大增,南美西部夏季出现反常暴雨,厄瓜多尔、秘鲁、智利、巴拉圭、阿根廷东北部遭受洪水袭击,厄瓜多尔的降水比正常年份多15倍,洪水冲决堤坝,淹没农田,几十万人无家可归。在美国西海岸,加州沿海公路被淹没,内华达等5个州的洪水和泥石流巨浪高达9米。在太平洋西侧,澳大利亚由于干旱引起灌木林大火,造成多人死亡;印度尼西亚的东加里曼丹发生森林大火,并殃及马来西亚和新加坡;大火产生的烟雾使马来西亚空运中断,3个州被迫实行定量供水,新加坡的炎热是35年来最严重的。据统计,本次厄尔尼诺事件在世界范围造成的经济损失约为200亿美元,范围可达整个热带太平洋东部至中部。

我国1998年夏季长江流域的特大暴雨洪涝就与1997—1998年厄尔尼诺现象密切相关。当年厄尔尼诺强大的影响力一直从1997年上半年续待至1998年上半年。1998年全球年平均气温达到14.5℃,创下有现代气象记载以来的最高纪录;而我国那年也遭遇了历史罕见的特大洪水,那一年被称为20世纪最强烈的厄尔尼诺现象。

根据对近100年来太阳活动变化规律与厄尔尼诺现象关系的研究,科学家发现太阳黑子减少期到谷值期是厄尔尼诺现象的多发期,并有2~3次厄尔尼诺现象发生。

科学家们把那些季节升温十分激烈,大范围月平均海温高出常年1℃以后的年份才称为厄尔尼诺年。

厄尔尼诺的成因

至于厄尔尼诺形成原因,则是当代科学之谜。大多科学家认为不外乎2大方面:①自然因素。赤道信风、地球自转、地热运动等都可能与其有关。②人为因素。即人类活动加剧气候变暖,也是赤道暖事件剧增的可能原因之一。

在探索厄尔尼诺现象形成机理的过程中,科学家们发现了这样的巧合:20世纪20年代到50年代,是火山活动的低潮期,也是世界大洋厄尔尼诺现象次数较少、强度较弱的时期;20世纪50年代以后,世界各地的火山活动进入了活跃期,与此同时,大洋上厄尔尼诺现象次数也相应增多,而且表现十分强烈。根据近100年的资料统计,75%左右的厄尔尼诺现象是在强火山爆发后1.5~2年间发生的。这种现象引起了科学家的特别关注,有科学家就提出,是海底火山爆发造成了厄尔尼诺暖流。

近年来更多的研究发现,厄尔尼诺事件的发生与地球自转速度变化有关,自20世纪50年代以来,地球自转速度破坏了过去10年尺度的平均加速度分布,一反常态呈4~5年的波动变化,一些较强的厄尔尼诺年平均发生在地球自转速度发生重大转折年里,特别是自转变慢的年份。地转速率短期变化与赤道东太平洋海温变化呈反相关,即地转速率短期加速时,赤道东太平洋海温降低;反之,地转速率短期减慢时,赤道东太平洋海温升高。这表明,地球自转减慢可能是形成厄尔尼诺现象的主要原因。

当地球自西向东旋转加速时,赤道带附近自东向西流动的洋流和信风加强,把太平洋洋面暖水吹向西太平洋,东太平洋深层冷水势必上翻补充,海面温度自然下降而形成拉尼娜现象。当地球自转减速时,“刹车效应”使赤道带大气和海水获得一个向东惯性力,赤道洋流和信风减弱,西太平洋暖水向东流动,东太平洋冷水上翻受阻,因暖水堆积而发生海水增温、海面抬高的厄尔尼诺现象。

近些年来,厄尔尼诺现象的发生有加快、加剧的趋势。是谁在助长“圣婴”作恶?

人们已经认识到,除了地震和火山爆发等人类无法阻止的纯粹自然灾害之外,许多灾害的发生同人类的活动有密切的关系。“天灾八九是人祸”这个道理已被越来越多的人所认识。那么肆虐全球的厄尔尼诺现象是否也受到人类活动的影响呢?近些年厄尔尼诺现象频频发生、程度加剧,是否也同人类生存环境的日益恶化有一定关系?有科学家从厄尔尼诺发生的周期逐渐缩短这一点推断,厄尔尼诺的猖獗同地球温室效应加剧引起的全球变暖有关,是人类用自己的双手,助长了“圣婴”作恶。当然,要证明全球变暖对厄尔尼诺现象是否起了作用还需大量科学佐证。但厄尔尼诺现象频繁发生的结果,也可能产生一个更温暖的世界,这样,是厄尔尼诺现象引起全球变暖,还是全球变暖加快厄尔尼诺现象的发生,就陷入了一个先有鸡还是先有蛋的怪圈。

人类最终彻底走出“厄尔尼诺”怪圈,也许就取决于人类自己对自然的态度。1998年2月3~5日,来自世界各国的100多名气象专家聚集曼谷,研讨对付“厄尔尼诺”的良策。科学家们认为,在预测厄尔尼诺现象方面,人类已取得了长足的进步,不少因“厄尔尼诺”造成的灾害得到了较为准确和及时的预测,使人类能够未雨绸缪。知识点暖流暖流:水温高于周围海水的海流。通常自低纬流向高纬,水温沿途逐渐降低,对沿途气候有增温、增湿作用。

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