海洋系統科學導論-7 海氣交互作用--聖嬰現象

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1 海洋系統科學導論-7 海氣交互作用--聖嬰現象
播放Discovery製作的E1 Nino影片，介紹聖嬰及反聖嬰事件的發生及對全球及人類發展的可能影響。 簡述聖嬰/反聖嬰二名詞的起源。 以簡單環論陳述聖嬰/反聖嬰的發生及對氣候的影響。 聖嬰/反聖嬰可能對人類（甚或個人）的利與害。 成功大學物理系 許瑞榮 2011/11/08

2 參考資料 Google: 聖嬰現象ppt ..... 單元5 聖嬰現象 - 回全國通識網
get.nccu.edu.tw:8080/getcdb/handle/getcdb/223291?tb... - 頁庫存檔 您公開 +1 了這個項目。 復原 05 聖嬰現象revised.ppt (Microsoft Powerpoint,3.92 MB). 講義投影片。預覽畫面與原始檔案有 聖嬰現象.zip (01,03,10(時,分,秒)). 請使用Internet Explorer瀏覽器 ... [PPT]  PowerPoint Presentation ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/ /.../02-2.ppt 檔案類型: Microsoft Powerpoint - 快速檢視 由 許晃雄 著作 聖嬰. 反聖嬰. 聖嬰現象. 「聖嬰」一詞源自西班牙文El Niño，英文翻譯為Christ Child， 意為上帝之子. 南美秘魯 ... 若低於氣候標準平均值 0.5°C 時則視為反聖嬰現象。 ... 台大海洋研究所范光龍教授 台大大氣科學系許晃雄教授

3 1. 聖嬰現象(El Niño) 聖嬰現象(El Niño)與反聖嬰現象(La Niña)是兩種效應相反的太平洋海面年際變化氣候異常。於十九世紀末，南美秘魯西岸沿海的漁民注意到在每隔3～5年，沿岸海水溫度上升，漁獲量減少，此現象在耶誕節前後最為明顯，當地漁民將此現象稱為“El Niño”，即西班牙文「小男孩」之意，英文翻譯為 Christ Child，意為上帝之子，這現象多在聖誕節前後發生，因此有人將它譯為〝聖嬰現象〞 。 經過氣候學家長期觀察，發現存在一種與聖嬰現象恰好相反的氣候異常，於1985年命名為“La Niña，即西班牙文「小女孩」，與聖嬰現象相對應，中文譯為反聖嬰現象。

4 El Niño定義 以赤道南北緯 5°，西經90°至150°間為觀測範圍(即 Nino 3 區域)，並使用5個月海面溫度之移動平均值作計算。
若高於氣候標準平均值 0.5°C 時視為聖嬰現象， 若低於氣候標準平均值  -0.5°C 時則視為反聖嬰現象。

5 2. El Niño聖嬰的形成 要從大氣環流說起... 洪秀雄

6 (Walker Circulation)-- 沿著赤道太平洋海面上發展的東西向順時針的垂直大氣環流系統
沃克爵士 1920年代，提出沃克環流的理論 發現南方振盪，提出南方振盪指數 1960年代，聖嬰現象開始被科學界深入研究 明瞭南美外海水溫變暖並不是孤立現象，隱藏著影響全球氣候型態的巨大能量 沃克環流 (Walker Circulation)-- 沿著赤道太平洋海面上發展的東西向順時針的垂直大氣環流系統

7 赤道東風 赤道北側吹東北風，南側吹東南風 范光龍教授繪製 台大 范光龍

8 赤道東風造成兩項特徵： 1.東風把海面水溫較高的海水吹往西太平洋，再加上東太平洋的南美洲西岸沿海有上升流，使得西太平洋的表面水溫比東太平洋高5～7℃，水溫超過28℃的海域涵蓋西太平洋相當大的面積，由於颱風一般都在海面水溫超過27℃的海域產生，就說明了太平洋的颱風大部份在西太平洋發生的原因。 2.東風把溫暖海水吹送至西太平洋聚集，造成西太平洋海面比東太平洋高約60～90公分，海面的傾斜就是靠赤道附近的東風支撐著。

9 沃克環流-正常情況 低層大氣 ․太平洋上貿易風沿赤道由東吹向西，將暖海水熱能堆積至西太平洋印尼一帶的上層海水
․此區暖水受熱汽化上升至大氣中，使對流活動更易產生 大氣上層 ․風沿著赤道太平洋由西往東吹，在東太平洋出現下沈氣流，導致該區域大多乾燥少雨

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11 海水垂直運動 沃克環流將太平洋能量由東帶到西，為了補償東太平洋的能量，東太平洋會有一波波的湧升流，由深層冷海水上湧來補替暖海水 西移的情況。
湧升流：將較冷的海水向上帶，影響氣候，並含豐富營養鹽，傳送到海表面利浮游生物生存，故湧升流區域漁業興盛 斜溫層(thermocline)：太陽輻射影響，海水大致可分上層暖海水，底層冷海水，其間的分界稱之

12 赤道信風 赤道信風吹起了南、北赤道海流 北赤道海流 南赤道海流
El Nino

13 赤道信風 西太平洋水溫高氣壓低,東太平洋水溫低氣壓高
El Nino

14 大氣環流 太平洋上空大氣的華克環流(平常年) 太平洋中、東側： 晴朗、乾燥 海溫低、海洋斜溫層淺
太平洋西側： 多雨、溼潤 海溫高、海洋斜溫層深 關鍵字:El Nino Australia

15 El Niño 的形成 平均每隔3～5年就會發生一次， 赤道附近的東風減弱了，撐不住東西海面的傾斜，於是聚集在西太平洋的溫水往東移動，
使西高東低的海面斜率大大降低，溫水團也把東岸原本上升至海面的冷水壓制在溫水層下面， 因而使東太平洋的表面水溫升高許多，於是所謂的El Niño現象就這樣發生了。

16 El Niño 現象 El Niño 期間 太平洋中、東側： 太平洋西側： 雨量增加、 雨量減少、 海溫升高、 海溫降低、 海洋斜溫層下降
海洋斜溫層升高

17 El Niño 現象 平常年與聖嬰年的海平面水位變化 西岸水位比 東岸高約90cm 圖:宥妤提供 正常年 聖嬰年 台大 范光龍

18 聖嬰對秘魯沿海的漁場的影養 聖嬰年 ․東太平洋海平面較高，情況相反 ․斜溫層的深度影響深層冷海水垂直運動，由湧升流傳至上層海表面 正常情況
․東太平洋海平面較低於西太平洋海平面，此時斜溫層較淺，冷海水就較為接近海表面。

19 聖嬰現象有週期性嗎？ 古時候是否有聖嬰現象的存在？
聖嬰對祕魯漁民來說是每年都會發生的正常現象，每次大約會持續兩、三個月。但隔幾年會出現規模較大的情況。 「聖嬰」現象約每二年至七年發生一次，其生命週期歷經發展、成熟、衰退等期，前後可達一年半到二年之久。 古時候是否有聖嬰現象的存在？ 在1989年，安得森(Anderson)在加州離岸，偵測出早在四萬五千年前，就已有類似聖嬰或反聖嬰的現象出現。

20 3. 反聖嬰現象(La Niña) 各時期的海水表面溫度比較 有令赤道東太平洋變暖的聖嬰，也有變冷的反聖嬰 1998年12月---反聖嬰
SST偏低 1993年12月---正常年 SST正常分佈 1997年12月---聖嬰 SST偏暖 各時期的海水表面溫度比較

21 沃克環流-反聖嬰狀態 太平洋中、東側： 雨量變少 海溫較正常低、 海洋斜溫層更淺 太平洋西側： 雨量增加 海溫高、海洋斜溫層深

22 反聖嬰必緊接著聖嬰之後出現嗎？ --------No, No, No！ ․1950～1997年聖嬰出現機率：31％
反聖嬰現象出現機率：23％ ․1975年後，反聖嬰現象出現機率為聖嬰的50%

23 南方振盪(Southern Oscillation)
4. 南方震盪指數SOI與聖嬰現象 南方振盪(Southern Oscillation) 沃克爵士發現： ․大溪地（東太平洋）與達爾文島（西太平洋）（圖中黃點及紅點）的氣壓有明顯的高低差異， ․將兩地的氣壓差稱之南方振盪

24 南方振盪

25 南方振盪指數（SOI， Southern Oscillation Index)
大溪地與達爾文島兩地的氣壓差值被稱為 南方振盪指數（SOI， Southern Oscillation Index) 當SOI 小於零，且負值越大，聖嬰現象出現 當SOI 大於等於零，為正常狀態、或是反聖嬰現象

26 南方振盪指數

27 聖嬰/南方振盪(ENSO) 畢雅尼將聖嬰與南方震盪 合併為「ENSO」（EI Nino / Southern Oscillation）
-聖嬰／南方震盪現象。 ENSO是當今學術界對聖嬰現象的正式稱呼

28 5. 聖嬰與反聖嬰比較 在聖嬰時期之異常氣候情況可能呈現反常之涼夏或暖冬 反聖嬰時期可能變為加強四季之特性，即是熱夏與寒冬

29 聖嬰時期北半球的冬天 聖嬰時期北半球的夏天

30 反聖嬰時期北半球的冬天 反聖嬰時期北半球的夏天

31 6. 聖嬰現象的影響： 聖嬰現象在秘魯 帶來豐沛而持續的降雨，使得原本是環境惡劣的沿海沙漠，在幾個星期之間長滿了綠油油的植物，湖泊則取代了乾旱的沙地。 平時無法生長的香蕉、棉花、椰子樹也迎風飄曳。居民因陸地上不尋常的植物出現，故稱之為「豐盛年」。

32 短期氣候影響 極端天氣頻傳：氣候變化劇烈 氣候影響生物生存環境，生態遭衝擊或破壞
歷史上的聖嬰與反聖嬰現象，沒有兩個是一模一樣的，週期長短、影響範圍與程度都不固定，故探討異常天氣與El Nino之間的關係時，必須十分謹慎

33 極端天氣頻傳 ․豪雨、洪水 ․乾旱、霾害 ․颱風、颶風 ․熱浪-美國西南部熱浪來襲，風暴增多 ․寒潮-美國東部發生特大寒潮 ․暖冬、冷夏
-日本形成暖冬、大梅雨、冷夏 -台灣形成暖冬、長春雨，長梅雨

34 環境生態 海溫影響浮游生物、降雨分布改變、氣溫變化等，種種危及食物鏈中的基礎生物，直接或間接影響到海洋和陸上的生態系統，而生物習性也遭到破壞
如：鹹水沼澤、紅樹林、沿海濕地、珊瑚礁、河流三角洲等生態系 正常年 聖嬰年

35 經濟活動的影響 氣候左右著全球經濟的興衰 農業、漁業、商業及特殊市場需求，都與氣象有關如：1982~1983年El Nino，直接造成81億美元的損失。 1982，聖嬰年，巴西北部因旱災而糧食欠收，影響民生物質供應並波及私人企業經營 各地頻傳異常的豪雨造成水災，造成農、漁業極大損失、許多人失蹤、死亡、無家可歸，交通橋樑建設損毀、受阻，並引發衛生醫療等問題

36 社會人文的影響 疾病蔓延、糧食短缺 氣溫持續偏高，最容易對老人、 幼兒與體弱多病者帶來危害，往往會造成中暑、熱衰竭甚至死亡的案例
乾旱造成森林大火，導致空氣品質惡化， 使呼吸道疾病流行；空氣污染也會增加交通事故 豪雨帶來洪水氾濫，常超越自來水系統的淨化功能，使飲水品質大受影響， 與腸胃道傳染病的爆發流行有關 氣候多變，使各種傳染性病媒孳生蔓延，擴展病媒傳染病的流行區域， 而高溫乾旱或洪水帶來的糧食欠收，導致食物缺乏和營養不良，降低人體抵抗力，讓情況雪上加霜 天災造成醫藥物資缺乏，使疾病預防、醫藥治療與身心復健的工作難以進行

37 7. 聖嬰對台灣的影響 ․台灣的春雨提早 ․造成暖冬 ․影響台灣的颱風數量減少，若能影響到台灣多半為強烈颱風

38 是好是壞？！是正常或異常？！ 真的都是聖嬰跟反聖嬰的錯嗎？ 全球氣候變遷、溫室效應、全球暖化、人為開發活動、自然週期變化…?!

39 誌謝 這份資料的內容是節錄自台大范光龍教授與許晃雄教授的精彩講稿，並重新整理。 在此謝謝二位好友，將這麼好的資料放在網路上，供大家參考。