4.1ENSO南方涛动解析
气候学——第五章 ENSO系统
二、厄尔尼诺
El Nino是西班牙语，原意是“圣婴”，现用来指发生在 厄瓜多尔南部和秘鲁北部沿岸海面温度异常升高的现象。
第一次直接记录EL Nino事件是在1795年。一般平均每3— 4年就有一年春、夏（指南半球）海温上升特别强，造成比多 年平均高许多的正距平。通常11月或12月海温正距平最高， 1982—1983年1月在南美沿岸曾出现高达9ºC的正距平。一般厄 尔尼诺的正距平区可从南美沿岸沿赤道向西，直达或越过日界 线。
三、沃克环流
在赤道东太平洋亦为赤道冷水上翻区，故该区 的冷水域并非只是冷水的平流造成的。但这个冷水 域是赤道地区最强的，并因此而形成了著名的赤道 干旱带。在日界线以东0—10ºS范围内年降水量仅 500mm,但在西太平洋赤道附近年降水量在2000mm 以上，10ºN及10ºS附近两个半球的热带辐合带年降水 量高达5000mm。西太平洋从日界线往西到菲律宾是 所谓“暖池”，与赤道东太平洋的冷水域形成强烈 的温度对比。
1969年毕耶克尼斯（Bjerknes)首先指出这种东西向对比
的重要性。且认为赤道太平洋上空可能存在一个纬向环流圈。 赤道东太平洋冷水域上空大气是下沉运动，西太平洋印度尼西 亚海洋大陆上空大气对流强烈，以上升运动为主，而地面为东 风信风，高空对流层上层为西风，这样就形成一个闭合的东西 向环流圈。由于Bjerknes认为这个环流圈与南方涛动有密切的 关系，为了纪念南方涛动的作者，而把这个纬向环流圈称为沃 克环流。后来，人们把这个概念推广到沿整个赤道纬圈，指出 在印度洋上空有一个方向相反的纬向环流，东部上升，西部下 沉，而在大西洋上空有一个类似太平洋的纬向环流，此外，在 非洲上空可能还有一个小的闭合环流。
关于ENSO事件及其对中国气候影响研究的综述
关于ENSO事件及其对中国气候影响研究的综述一、概述ENSO事件，即厄尔尼诺南方涛动事件，是太平洋赤道带海洋和大气相互作用失去平衡而产生的一种气候现象。
它主要表现为赤道东太平洋海水温度的异常变化，以及与之相关的海洋环流和大气环流的调整。
这一气候现象不仅影响太平洋地区的气候，而且通过大气环流的调整，对全球气候产生重要影响。
中国，作为世界上最大的发展中国家，其气候系统受到多种因素的影响，其中ENSO事件的影响尤为显著。
ENSO事件通过改变中国上空的大气环流，进而影响降水、温度等气候要素，从而对中国的农业生产、水资源管理、能源供应等方面产生深远影响。
对ENSO事件及其对中国气候影响的研究，不仅有助于深化对气候系统变化规律的认识，而且对于提高中国应对气候变化的能力，保障国家经济社会可持续发展具有重要意义。
近年来，随着气候变化问题的日益突出，国内外学者对ENSO事件及其对中国气候影响的研究也日益深入。
研究内容涵盖了ENSO事件的成因、发展机制、预测预报，以及对中国降水、温度等气候要素的影响等方面。
同时，随着观测手段和数据处理技术的不断进步，对ENSO事件及其影响的监测和评估能力也在不断提高。
尽管取得了显著进展，但ENSO事件及其对中国气候影响的研究仍面临诸多挑战。
例如，如何准确预测ENSO事件的发生和发展趋势，如何全面评估其对中国气候的影响程度，以及如何有效应对其带来的不利影响等，都是需要进一步研究和探讨的问题。
ENSO事件及其对中国气候影响的研究是一个复杂而重要的课题。
未来，随着气候变化问题的进一步加剧和人们对气候系统认识的不断深入，这一领域的研究将更加深入和广泛，为应对气候变化、保障国家可持续发展提供重要的科学支撑。
1. ENSO事件简介ENSO，即厄尔尼诺南方涛动，是热带太平洋地区海水温度与大气环流之间相互作用引发的一系列气候现象。
这一现象的显著特征表现为厄尔尼诺和拉尼娜两种异常状态。
厄尔尼诺期间，赤道东太平洋海域的海水温度异常升高，而拉尼娜期间则相反，该海域的海水温度异常降低。
厄尔尼诺与南方涛动
厄尔尼诺与南方涛动厄尔尼诺是一个自然现象，它与南方涛动密切相关。
本文将解释厄尔尼诺和南方涛动的概念、原因、影响以及两者之间的关系。
一、厄尔尼诺厄尔尼诺是指太平洋热带地区海洋表面温度的异常升高，通常发生在每2至7年间。
厄尔尼诺现象一般持续数月至一年左右，对全球气候系统产生深远影响。
1. 厄尔尼诺的原因厄尔尼诺的形成是由于热带太平洋海水温度异常升高。
通常，太平洋海洋表面风会由东向西吹，将温暖的表层海水推向亚洲一侧。
然而，当东风变得较弱或消失时，暖水就会向东移动，积聚在中太平洋。
这种异常的暖水扰动会导致厄尔尼诺现象的发生。
2. 厄尔尼诺的影响厄尔尼诺现象对全球气候系统产生广泛影响。
在厄尔尼诺期间，热带太平洋地区会出现降水量下降、干旱增加的情况。
而在其他地区，尤其是赤道两侧的南美洲和东南亚地区，降水量会明显增加，导致水灾和洪涝。
此外，厄尔尼诺还会对大气环流模式和风暴路径产生影响。
二、南方涛动南方涛动是指太平洋热带地区短时间内海洋表面风场和海温的变化，通常持续几个月至一年。
南方涛动包括厄尔尼诺和拉尼娜两种现象，而这两种现象组成了所谓的厄尔尼诺南方涛动（ENSO）。
1. ENSO与厄尔尼诺和拉尼娜ENSO是厄尔尼诺和拉尼娜现象的总称。
厄尔尼诺和拉尼娜是ENSO的两个阶段。
厄尔尼诺是热带太平洋温度异常升高的阶段，而拉尼娜则是温度异常下降的阶段。
2. ENSO的影响ENSO对世界各地的气候和天气产生深远影响。
厄尔尼诺阶段会导致热带地区干旱，而拉尼娜阶段则会增加热带地区的降水量。
ENSO还会对全球温度和降水分布、风暴路径和海洋生态系统等产生显著的影响。
三、厄尔尼诺与南方涛动的关系厄尔尼诺与南方涛动密切相关，它们是ENSO现象的两个阶段。
厄尔尼诺是南方涛动的暖位相，而拉尼娜则是南方涛动的冷位相。
厄尔尼诺和拉尼娜之间的转变是通过南方涛动引起的。
当南方涛动使得东南太平洋的海水变暖时，厄尔尼诺现象就会开始。
相反，当南方涛动导致东南太平洋海水变冷时，拉尼娜现象就会出现。
厄尔尼诺南方涛动指数(ENSO)
此图像来自 1997 年 12 月，显示正常的海洋表面温度的变化。鲜艳的红颜色 （水温比正 常值温暖） 东太平洋指示厄尔尼诺现象的存在。
One of the most prominent aspects of our weather and climate is its variability. This variability ranges from small-scale phenomena such as wind gusts, localiz
海洋表面温度监测沿赤道的四个区域:
•
Niño 1 (80°-90°W and 5°-10°S)
•
Niño 2 (80°-90°W and 0°-5°S)
•
Niño 3 (90°-150°W and 5°N-5°S)
•
这两个图（右）显示此 corrolation。此页最上方的图显示正常厄尔尼诺 3.4 水温的变化。 底部图显示为同一时期的南方涛动指数。当在塔希提岛的压力低于澳大利亚达尔文，厄尔尼 诺 3.4 温度高于正常，厄尔尼诺现象 ENSO 暖事件就发生了 。
Conversely, when the pressure in Tahiti is higher than Darwin, Australia the temperature in Niño 3.4 is lower than normal and La Niña is occurring; the cool episode of ENSO.
ENSO南方涛动资料
150°W
120°W Nino3区
90°W
0°
Nino4区
0°
Nino2区 5°S Nino1区 10°S
③ 东赤道太平洋SST：在0°～10°S，180°～90°W区域 的平均海表水温。 ④ 区域平均海温持续12个月以上为正距平，且海温正距平的 峰值达到1 ℃或连续3个月区域平均海温正距平超过1℃，即 可视为一次厄尔尼诺发生. ⑤ 国际上通常使用的:将NINO3区海表温度距平指数至少连续 6个月≥0.5℃（≤-0.5℃）定义为一次厄尔尼诺（拉尼娜） 事件。
南方涛动(SO)
太平洋与印度洋间存在的一种大尺度的气压升降振荡。 当太平洋上气压变高（低）时，印度洋上从非洲到 澳大利亚气压变低（高），即两地气压的距平有反 向的变化。这种“跷跷板”现象大约3-7年重现。 南方涛动是四季气压场上都存在的现象，强度随季 节的改变变化不大；
太平洋
大西洋
印度洋
雅加达年平均气压距平值与全球各地相应气压值的相关场
第四章
海气相互作用
4.1 ENSO事件与长期天气预报
4.2 印度洋海温变化对气候的影响
4.1 ENSO事件与长期天气预报
ENSO事件是一种在年际尺度上的热带太平洋大尺度海
气相互作用的现象，主要体现为热带太平洋和大气环 流的年际气候异常,并可以影响全球气候环境的变化。
ENSO
El Nino
Southern Oscillation
指标：
评判标准在国际上还存在一定差别。
① 美国国家环境预测中心：用四个区的平均海温反映 El Nino
5° N
5° S
80°W
② 美国气候分析中心： 目前美国以NINO 3.4区海表温 度距平的3个月滑动平均值连续 5次≥0.5℃（≤-0.5℃）定义为一 次厄尔尼诺（拉尼娜）事件。
“厄尔尼诺 南方涛动”及其天气影响
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详情参见第五期欢银来找茬|厄尔尼诺专题“厄尔尼诺-南方涛动”及其天气影响1. “厄尔尼诺”与“南方涛动”厄尔尼诺是指赤道东太平洋海表温度周期性升高的现象（如图1所示），这一现象最早被居住在厄瓜多尔和秘鲁太平洋沿岸的渔民注意到。
由于此类海表温度异常事件通常出现在西方的圣诞节前后达到最大强度，因此又被当地居民称为“圣婴”（西班牙语为“El Niño”，一般音译为“厄尔尼诺”）。
每当厄尔尼诺降临，较暖的表层海水抑制了来自低层海洋的营养物质向表层海洋输送，从而导致南美洲太平洋沿岸的天然渔场明显减产。
每当此时，有经验的渔民们会趁机休养生息，对航海与打渔设备进行修缮，并与家庭成员欢度节日，同时等候下一个捕捞季的到来。
图1. 厄尔尼诺事件出现时海表温度（Sea Surface Temperature, SST）异常值（单位：摄氏度）的全球分布。
暖色表示东太平洋的海表温度温度偏暖。
与厄尔尼诺相反，赤道东太平洋也会出现海表温度偏冷的现象，此类事件被称为“圣女”（西班牙语为“La Nina”，一般音译为“拉尼娜”）。
由于拉尼娜出现时，产生的影响几乎与厄尔尼诺相反，因此也有人将它称为“反厄尔尼诺”。
近代的气象观测数据表明，厄尔尼诺并非赤道太平洋中的孤立事件，而是全球性大气-海洋耦合变率“厄尔尼诺与南方涛动”（El Niño and Southern Oscillation，ENSO）在海洋中的信号之一，通常将El Niño与La Nina分别成为ENSO的暖位相与冷位相。
与厄尔尼诺相对应，南方涛动指的是ENSO在海平面气压中的体现，即澳大利亚Darwin与南太平洋Tahiti岛之间海平面气压差的周期性变化。
一般来说，当El Niño出现时，Darwin观测到的海表气压要高于Tahiti岛的观测值（如图2所示）；当La Nina出现是，情况相反。
ENSO事件对我国季节降水和温度的影响
ENSO事件对我国季节降水和温度的影响ENSO（厄尔尼诺—南方涛动）是指赤道太平洋一种重要的气候现象，其涉及到赤道太平洋海温和大气变化的相互作用。
这一现象周期性地引发全球范围内的气候变化，对我国的季节降水和温度产生显著影响。
本文将深入探讨ENSO事件对我国季节降水和温度的影响，并具体分析其机制和可能带来的影响。
一、ENSO事件简介ENSO事件主要由两种相反的现象组成：厄尔尼诺和拉尼娜。
厄尔尼诺是指赤道太平洋海温持续异常升高，并引起大气环流的反应。
而拉尼娜则是赤道太平洋海温异常下降的现象。
ENSO事件的发展通常以厄尔尼诺或拉尼娜的出现为起点，整个事件周期大约为2至7年。
二、ENSO事件的影响机制ENSO事件的发展通常与海温变化密切相关。
当赤道太平洋东部海域海温升高，厄尔尼诺现象出现；反之，当海温下降，拉尼娜现象出现。
这些海温变化会对大气环流产生显著影响，从而改变全球各地的气候模式。
在ENSO事件中，赤道太平洋的的大气环流通常发生逆转。
即在厄尔尼诺事件中，原本由东向西的赤道反气旋被厄尔尼诺信号削弱或取代，同时亚洲地区出现高压系统减弱的情况。
而在拉尼娜事件中，与之相反的情况出现。
三、ENSO事件对我国季节降水的影响ENSO事件对我国季节降水的影响表现在两个方面：整体降水量和地区分布。
在厄尔尼诺事件中，我国主要地区的多年平均降水量通常减少，尤其是在北方地区。
同时，南方地区的降水常常增加，尤其是在秋冬季节。
拉尼娜事件则会带来相反的影响，北方地区的降水量较多，南方地区的降水量则减少。
四、ENSO事件对我国季节温度的影响ENSO事件同样会对我国的季节温度产生显著影响。
在厄尔尼诺事件中，我国大部分地区的气温偏高，特别是在冬季。
拉尼娜事件则会带来相反的影响，我国大部分地区的气温偏低，尤其是在夏季。
ENSO 事件对我国季节温度的变化主要通过改变大气环流模式实现，进而影响陆地上的气温分布。
五、ENSO事件的具体影响案例ENSO事件对我国季节降水和温度的影响具有周期性和时空上的差异。
厄尔尼诺与南方涛动及其环境影响1
厄尔尼诺与南方涛动及其环境影响1厄尔尼诺与南方涛动及其对环境的影响1 什么是厄尔尼诺现象？厄尔尼诺是海-气耦合中的一个重要现象。
所谓厄尔尼诺,就是在南美洲的秘鲁和厄瓜多尔沿海地带, 在圣诞节前后海水某些年份突然出现增暖的现象。
具体的说, 流经南美沿岸的秘鲁海流, 在几乎与秘鲁海岸平行的东南信风吹送下, 表层海水离岸外流, 深层海水上涌补充, 同时将营养盐类挟至上层, 因而浮游生物繁盛, 吸引大量秘鲁沙丁鱼等冷水性鱼类在此繁衍、栖息,使该地区成为著名的东南太平洋渔场。
可是在某些年份,东南信风暂时减弱, 太平洋赤道逆流的南支越过赤道沿厄瓜多尔沿岸南下, 使厄瓜多尔和秘鲁沿岸水温迅速升高, 冷水性浮游生物和鱼类因不适应新的环境而大量死亡。
由于沿海水温上升在圣诞节即圣子耶稣诞辰前后最为激烈, 秘鲁居民将这种海水温度季节性上升的现象称为厄尔尼诺(厄尔尼诺为西班牙文音译), 意为“圣婴”。
厄尔尼诺现象发生的频率越来越多,从原来7 、8 年发生一次到现在的每3 、4 年发生一次。
厄尔尼诺现象的出现将会给全球气候带来灾难性的影响。
例如，1997 年智利大洪水和印尼森林大火与1998年我国发生的洪涝灾害都与厄尔尼诺现象有关。
由于厄尔尼诺导致全球台风活动异常,我国的台风也比往年同期偏少,致使西太平洋副热带高压长时间停留在我国境内,由于西太平洋副热带高压带来大量暖湿气流,从而导致我国南方及北方部分地区降水比往年同期偏多。
2 厄尔尼诺现象发生的原因诸科学家提出了不同的观点, 各有一定道理, 但是都有不明之处。
鉴于此, 科学家们做了大量的分析研究, 提出了内因、外因结合的观点。
众所周知, 当地球自转加速时, 地球的赤道及其两侧一定范围内要鼓起, 这样地壳受到南北向张应力, 故之易于出现近东西向裂缝, 因此地下热汽、热浆等就易于出来, 大者如火山喷发, 小者为喷泉,更小者为喷气孔。
它们沿赤道分布。
由于东太平洋本身裂谷多, 故易喷出热物质。
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SOI－南方涛动指数
用塔希提(Tahiti,17.5°S,149.6°W)与达尔文(Darwin,12.4°S,130.9°E) 两测 站的标准化月平均海平面气压之差。
SOI>0
表示东太平洋气压高于印度洋。
用塔希提(Tahiti,17.5°S,149.6°W)与达尔文(Darwin,12.4°S,130.9°E) 两测 站的标准化月平均海平面气压之差。
第四章
海气相互作用
4.1 ENSO事件与长期天气预报
4.2 印度洋海温变化对气候的影响
4.1 ENSO事件与长期天气预报
ENSO事件是一种在年际尺度上的热带太平洋大尺度海
气相互作用的现象，主要体现为热带太平洋和大气环 流的年际气候异常,并可以影响全球气候环境的变化。
ENSO
El Nino
Southern Oscillation
⑥ 国家气候中心关于厄尔尼诺(拉尼娜)事件(状态)的监测指标 主要以NINO Z区(亦称NINO综合区，即NINO1+2+3+4区)的 海温距平指数作为判定厄尔尼诺（拉尼娜）事件的依据。 当NINO 综合区海温距平指数≥0.5℃（≤0.5℃），并 预计这种状况能持续3个月及以上时，即认为进入厄尔尼 诺（拉尼娜）状态。 当NINO 综合区海温距平指数≥0.5℃（≤0.5℃）至少 持续6个月（过程中间可有一个月未达标准）则定义为一 次厄尔尼诺（拉尼娜）事件； 如若该区指数≥0.5℃（≤0.5℃）持续5个月，且5个 月的指数之和≥4.0℃（≤－4.0℃）时，也定义为一次 厄尔尼诺（拉尼娜）事件。
南方涛动(SO)
太平洋与印度洋间存在的一种大尺度的气压升降振荡。 当太平洋上气压变高（低）时，印度洋上从非洲到 澳大利亚气压变低（高），即两地气压的距平有反 向的变化。这种“跷跷板”现象大约3-7年重现。 南方涛动是四季气压场上都存在的现象，强度随季 节的改变变化不大；
太平洋
大西洋
印度洋
雅加达年平均气压距平值与全球各地相应气压值的相关场
1、El Nino
厄尔尼诺
现象： 指发生在厄瓜多尔南部和秘鲁北部沿岸海面 温度异常升高的现象。 厄尔尼诺（拉尼娜）事件是指热带中、东太平洋 海表面大范围持续异常偏暖（冷）的现象. 定义： 当东赤道太平洋SST持续出现较大的正距平 时，称为发生了El Nino事件。 现在定义为在全球范围内，海气相互作用下造成 的气候异常。是热带大气和海洋相互作用的产物。
SOI
与 两 站 的 海 平 面 气 压
2004.7
SOI
与 两 站 的 海 平 面 气 压
2009.4
指示意义
SO 南方涛动实际是反映了具有行星尺度的热带大 气系统在季节时间尺度上的振荡,这种振荡正是对赤 道太平洋冷海温、暖海温时期交替变化所造成的下垫 面海温场的热力强迫的响应。
当SOI >0 时 （强指数时期）
反映热带西太平洋和东印度洋的低气压与ห้องสมุดไป่ตู้南太平洋的 高气压都比较强；东西方向上气压梯度大，南太平洋上 有较强的东南信风和赤道东风。
当SOI <0时(弱指数时期):
反映热带西太平洋和东印度洋的低气压与东南太平洋的 高气压都比较弱。东西方向上气压梯度弱，南太平洋东 南信风减弱，赤道东风也减弱，甚至会出现西风。
指标：
评判标准在国际上还存在一定差别。
① 美国国家环境预测中心：用四个区的平均海温反映 El Nino
5° N
5° S
80°W
② 美国气候分析中心： 目前美国以NINO 3.4区海表温 度距平的3个月滑动平均值连续 5次≥0.5℃（≤-0.5℃）定义为一 次厄尔尼诺（拉尼娜）事件。
160°E
180°W
赤道东太平洋SST与SOI指数值的负相关系 数在-0.57～-0.75，信度达到99.9%。
南方涛动指数（兰线）与赤道中太平洋海面温度异常（红线）时间序列
负SOI→赤道东太平洋暖水事件及El Nino
正SOI→赤道东太平洋冷水事件及La Nina
南方涛动与El-nino 关系
2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 2008年1月
150°W
120°W Nino3区
90°W
0°
Nino4区
0°
Nino2区 5°S Nino1区 10°S
③ 东赤道太平洋SST：在0°～10°S，180°～90°W区域 的平均海表水温。 ④ 区域平均海温持续12个月以上为正距平，且海温正距平的 峰值达到1 ℃或连续3个月区域平均海温正距平超过1℃，即 可视为一次厄尔尼诺发生. ⑤ 国际上通常使用的:将NINO3区海表温度距平指数至少连续 6个月≥0.5℃（≤-0.5℃）定义为一次厄尔尼诺（拉尼娜） 事件。
类型
典型的EL NINO （按海温增温地域划分类型）
在赤道中东太平洋有大范围增暖，赤道暖池向东扩展 明显，赤道冷舌收缩显著；强对流区和赤道西风向东 扩展十分突出。
发生周期：
厄尔尼诺的发生,发展,消亡及再现通常有一个3-7年非严 格周期的循环过程.
不同时期出现次数不一样：上世纪20年代前较少；40年代之后 较频繁出现，平均周期略长；近40年来平均每隔3.8年出现一次。
SOI Nino 3.4 Nino z
2008年4月
2008年7月
2008年10月
2009年1月
Nino Z、Nino 3.4区海表温度距平指数（℃）和南方涛动指数（SOI）演变
2. Southern Oscillation
南方涛动
早在本上个世纪20～30年代，Walker在研究世界各 地海平面气压变化之间的关系时提出了世界三大涛动的 概念 涛动的定义： 在一个相邻两个地区，一个地区气压上升而另一 个地区的气压则下降。这种两个地区的气压此起彼 伏的变化，就称为“涛动”。 每个涛动系统包括两个相邻的气压变化趋势相 反的大气活动中心或地区。
SOI≥0
SOI ≤0
指示意义
SO与热带地区的气压、降水、气温等有密切联系，
且可影响到两个半球中低纬大气环流变化。所以南方 涛动是一个十分重要的系统，是世界大气环流的重要
组成部分。特别是与著名的厄尔尼诺现象密切相关，
所以一直为气象工作者关注并得到广泛的研究。
南方涛动与太平洋海温关系
-
南方涛动指数与太平洋海温距平之间的同时相关系数