《气候学》考前答疑材料

《气候学》考前答疑材料辅导教师周碧2010.7考试范围王绍武等编写的《现代气候学概论》2005年10月，气象出版社教材第一章至第十章章（P1-P230）相关知识点。

重点第一、五、九章难点第五、八章题型：共五道大题，包括判断、选择（不定项）、名词解释、简答和论述题。

归纳总结1 气候与天气（第一章第一节）天气是指某地瞬时的大气活动状态。

气候是气象要数的平均，它的三要素包括月平均气温、月总降水量及月平均气压。

气候在描述方法上用统计平均的手段来表征气候的特征。

2 气候系统成员组成（第一章第一节）所谓"气候系统"就是指大气圈和水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈之间相互作用的整体。

气候系统是一个非常庞大、非常复杂的物理系统，它的每一个子系统都具有十分不同的物理性质，并通过各种各样的物理、化学和生物过程同其它子系统联系起来，共同决定地球气候的特征。

* 大气圈气候系统的主体部分* 海洋圈海洋是气候系统的热量储存库* 冰雪圈指大陆冰盖、冰川、海冰、永动土及季节性雪盖* 岩石圈亦指陆面* 生物圈植被的影响较大，其中，森林砍伐是造成CO2浓度增加的原因之一3 气候变化与气候变率（第一章第一节）世界气象组织将表现气候状态的基本时段规定为30年。

（以1961-1990年30年平均值为标准，建议从现在开始逐步改用1971-2000年平均值）。

30年的气候要素统计平均值既表现了当前的气候特征，又可与不同的以30年为一统计时段的气候相互比较。

各个30年统计时段气候的统计平均值之间的差异称为气候变化，即气候平均状况随时间的变化；在30年内各个年份之间的气候差异称为气候变率。

4 世界气候计划（第一章第三节）气候计划（WCP）是第一次世界气候大会的一个重要成果，它下面这有四个子计划世界气候研究计划(WCRP)、世界气候影响计划(WCIP)、世界气候应用计划(WCAP)及世界气候资料计划(WCDP)，揭开了全球性气候研究的序幕。

5 什么是反馈机制？试举例说明正/负反馈（第一章综合知识点）所谓反馈，就是将一个系统的输出回输到输入端，从而对系统的运行过程进行调节和控制。

如果反馈过程能够使系统的运行得到进一步的发展，称为正反馈；反之，称为负反馈。

正反馈：水汽-辐射反馈低层大气对红外辐射的不透明度基本决定于大气中水汽的绝对含量。

在相对湿度保持不变的条件下，气温上升使水汽含量增加，从而增加对地表射出长波辐射的吸收，结果是低层大气的温度进一步上升。

因此，气温与水汽的耦合作用使气候系统产生不稳定。

负反馈：云量-地面气温反馈地面气温随着吸收更多太阳辐射而升高，将促使地面蒸发加剧，从而导致大气中水汽含量增加，促使云得到发展，云量的增加使入射到地表的太阳辐射减少，地面温度随之降低，这是负反馈的例子。

6 ENSO系统（第五章第二节）厄尔尼诺和南方涛动的总称；Southern Oscillation是由Walker和Bliss在1932年命名的，用它来描述热带东太平洋地区和热带印度洋地区气压场反向变化的跷跷板现象。

通常用南太平洋的塔希堤岛和澳大利亚的达尔文岛的海平面气压差来表示南方涛动的振动和位相指数（SOI）。

厄尔尼诺时涛动为负位相；拉尼娜时涛动为正位相；沃克在世界天气研究中早已指出SO与南美及印度气温为负相关，即厄尔尼诺时SO为负，南美及印度气温高。

SO与降水相关更高一些。

正相关最大在澳大利亚、印度尼西亚、马来西亚到印度一带，再向西可延伸到非洲东部。

赤道中太平洋，南美为负相关，即厄尔尼诺时，从澳大利亚向西北到印度一带均干旱，而赤道中太平洋到南美则多雨。

(1)对Walker环流的影响正常情况下, Walker环流圈，其上升支位于主要积云对流活动区的印度尼西亚上空。

El Nino事件发生的情况下,主要增暖区的西边,也就是在日界线附近及其西面地区将有异常积云对流的强烈发展,因此在El Nino期间主要降水区由印度尼西亚地区东移到了那里。

同时,Walker环流也出现了明显的异常,其上升支由印度尼西亚地区东移到了日界线附近。

正常情况下, Walker环流圈，其上升支位于主要积云对流活动区的印度尼西亚上空。

（2）对西太平洋副热带高压的影响首先，同El Nino年ITCZ位置偏南相匹配，西太副高的位置在El Nino年一般也偏南，而La Nina 年西太副高位置偏北。

关于西太平洋副高强度的分析研究表明，在El Nino年夏季西太副高往往偏强。

对ENSO事件响应的区域的分类7 按受ENSO影响的大小，全球可分为3类地区（第五章第一节）第一类：受ENSO影响的核心地区：包括澳大利亚、印度尼西亚、秘鲁、智利；第二类：受ENSO影响，但关系较弱，包括印度、巴西、非洲南部、中国；第三类：受ENSO影响很弱的地区，包括美国、日本、西欧、前苏联及西非；8 ENSO与全球气候异常（第五章第三节）由于ENSO的发生造成了大气环流，尤其是热带大气环流的严重持续异常，因而给全球范围带来明显的气候异常。

（1）距SST正距平区较近的中南美太平洋沿岸地区，由于赤道地区东西向垂直环流圈的异常，原来在南美东岸的环流上升支西移到了南美西岸，因而积云对流活动在秘鲁沿岸地区极为强烈，造成哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁等地的持续大雨。

但El Nino事件的发生又往往造成南亚、印度尼西亚和东南非洲的的大范围干旱。

（2）El Nino事件的发生使中高纬度西风加强，阿留申低压往往比正常时强(气压值低)，因而常给北美西岸地区造成频繁的强风暴活动，使得暴风雨和风暴浪潮的影响较为严重。

澳大利亚在1982-1983年发生了近百年来最严重的干旱，受旱面积超过澳大利亚总面积的一半，澳洲东部及北部几乎都发生了不同程度的干旱，有些地方的月降雨量还不到平均值的30%。

这次干旱被认为同1982-1983年的强El Nino事件有关。

因为已有的研究表明南方涛动指数同澳大利亚的降水量有很好的正相关关系，特别是在澳大利亚东南部地区。

这表明澳大利亚的降水受到ENSO的严重影响，El Nino往往造成澳大利亚，特别是澳大利亚东南部地区的干旱。

对20世纪以来的资料分析表明，El Nino事件与南美洲东南部的降水也有很好的关系，绝大多数(约90%)El Nino都给该地区造成多雨，而且几次夏季（11-2月）的主要洪涝都发生在El Nino期间。

可以认为ENSO同全球许多地方的气候异常都有关系，研究ENSO对全球气候异常的影响以及ENSO的演变，无疑将对气候的预测预报有重要的意义9 ENSO对中国夏季气候异常的影晌（第五章第三节）El Nino事件造成的大气环流异常，尤其是热带大气环流的异常，对中国夏季气候有重要的影响。

例如，西太平洋副热带高压的异常既对西太平洋台风活动有重要影响，又直接同中国东部的汛期降水的变化有关。

1. ENSO与西太平洋台风活动台风是影响中国的主要灾害性天气系统之一，尤其是在夏半年，对中国天气气候影响很大。

资料分析表明，西太平洋(包括中国南海)台风活动同ENSO有极明显的关系。

平均而言，在El Nino年，西太平洋台风数较常年偏少；La Nina年，西太平洋台风数较常年明显偏多。

并且在El Nino (La Nina)年，登陆中国大陆的台风数也偏少(多)。

台风异常(El Nino年偏少，La Nina年偏多)也主要发生在7-11月份。

El Nino事件多开始于春季，而台风异常的出现约落后3-4个月时间，这在一定意义上也反映了ENSO是导致西太平洋台风异常的重要原因。

南海台风发生数的异常主要出现在10月和11月。

（2）原因基于台风形成的一些基本条件，资料分析表明在El Nino和La Nina情况下，西太平洋热带大气环流状况以及该地区海温状况都有明显差异。

首先，在El Nino情况下Walker环流将发生异常，使得西太平洋台风源区(130o-160oE)有异常的下沉运动，对流活动受到抑制，不利于台风的形成。

其次，西太平洋台风中的相当多数是从辐合带中的低压或云团发展起来的，由于El Nino事件使得西太平洋副高位置偏南，热带辐合带的位置也偏南，这些都不利于台风的发展。

第三，西太平洋台风的形成同西太平洋海水温度有一定关系，若海温低于28℃，则台风难于在该海域形成。

而在El Nino年，西太平洋都出现海温负距平，这当然对台风的形成不利。

第四，根据台风发展的机制，大气稳定度参数对扰动的不稳定发展有重要影响。

而台风源区大气稳定度的计算表明，E1 Nino年该地区稳定度偏大，因而对台风形成也不利。

总之，El Nino造成了种种不利于西太平洋台风形成的环境条件，因而台风偏少。

2. ENSO与中国东北低温（1）现象资料分析表明中国东北的夏季低温同ENSO有密切的关系：El Nino年夏季，沈阳、长春和哈尔滨三个地区气温为持续负距平，中国东北气温往往偏低；La Nina年夏季，均为持续正距平，中国东北气温多偏高。

在1899～1988年期间，东亚地区包括苏联远东、日本北部、朝鲜及我国东北夏季(6～8月)平均气温距平达到-0.5℃的共出现22年，其中有13年出现在厄尔尼诺的0年，6年在+1年，3年在-1年，只有1908年的低温与厄尔尼诺无任何关系。

由此看来，东亚夏季低温与ENSO也不是一一对应的关系。

但也不是毫无关系可言，同样从气温与ENSO的关系来看，我国亦属于第二类地区。

（2）原因中国东北地区(实际还包括朝鲜和日本海地区)夏季低温的发生同El Nino所造成的大气环流异常有密切关系。

在El Nino年夏季中国东北地区上空500hPa高度场上有一个负距平中心存在，因此在El Nino 年夏季那里有比较频繁的低压槽活动，使东北地区气温较常年偏低。

影响中国东北夏季低温的原因是多方面的，并非El Nino(La Nina)年夏季东北都出现低(高)温，只是说ENSO比较容易导致东北夏季的温度异常。

但是也有El Nino年夏季气温偏高和La Nina 年夏季气温偏低的情况发生，也还有夏季低温(高温)而并没有El Nino (La Nina)事件发生的情形。

3. ENSO与中国东部的汛期降水（1）现象关于ENSO对中国东部汛期降水的影响，已有研究认为在EI Nino(SOI低)年我国大部分地区的降水量偏少，而SOI高的年份，出现多雨的可能性较大。

但是，中国东部地域也很广阔，长江和黄河中下游地区的汛期降水又常有相反的变化情况。

研究ENSO同中国东部降水的关系，分地区(例如华北地区和长江中下游地区)而论比较恰当。

从近40年的资料分析得出，长江中下游地区的汛期降水量同ENSO之间没有明显的关系，并非大多数El Nino年该地区降水量就偏少，也不是大多数La Nina年该地区降水量就偏多。

然而，华北地区的汛期降水量与ENSO却有较好的关系,El Nino年华北汛期降水量容易偏少(负距平平均占77%)；La Nina年华北汛期降水量容易偏多(正距平平均占71%)。