气候变化对海洋的影响篇1
――MarkCane
在神秘的“全球变暖间断”现象持续了长达16年之后,科学家有望得出一个令人信服的解释。这个气候科学的最大谜团于1997年末开始出现,当时并没有人发现这一点。
1997年末,吹过太平洋的热带信风出现了微妙的减弱。通常情况下,这些信风将被太阳晒热的海水吹向印度尼西亚。随着信风的减弱,温暖的海水向南美洲流动,形成壮观的厄尔尼诺现象。1998年,全球平均温度创历史新高。在此之后,全球变暖停止。
全球变暖间断
目前,科学家正全力探究“全球变暖间断”现象背后的深层次原因。一些人认为太阳、火山甚至污染可能是罪魁祸首,但最新研究指出,解释这种异常现象的关键是海洋。最大“嫌疑对象”是1997~1998年的厄尔尼诺现象,其将大量来自海洋的热量输送至大气中――这已足够使赤道太平洋进入一个持续很久的低温状态,也抑制了全球变暖的速度。
科罗拉多州博尔德市美国国家大气研究中心(NCAR)气候学家KevinTrenberth说:“1997~1998年的厄尔尼诺现象引发了太平洋地区的一系列变化,我认为这很有可能是‘间断’的开始。”根据这一理论,在接下来的几年里,热带太平洋地区将从目前的寒冷状态“走出来”。
鲜明对比
一张全球大气层气温图清晰地显示了“间断”的存在,这与之前预测的全球气温在过去20年快速变暖的结果相矛盾。政府间气候变化专门委员会(IPCC)曾在2013~2014年度评测前进行过一次模拟,结果显示,全球气温在1988年至2012年间,以平均每十年0.21摄氏度的幅度增长。相反,由埃克赛特市英国气象局和英国诺维奇市东安格利亚大学气候研究所观测到的同一阶段气候变暖数据仅有每十年0.04摄氏度的增长。
一个最简单的解释是自然可变性。正如每日气温会有冷暖变化一样,气候波动也会使全球气温冷暖无常,这种影响会持续数年乃至数十年。过往的气候数据证明了一些热浪和寒流的存在,它们自古有之,且气候模型暗示,两者中的任意一种均可以在由温室气体导致的气候变暖过程中发生。
但是,IPCC的气候模拟没有将这种特殊的“间断”影响考虑进去,这导致许多研究者对气候变暖表示怀疑。一些科学家得出的结论与IPCC的结论刚好相反,他们认为气候模型过高估计了温室气体的影响,未来的气候变暖并不会如模型预测的那般严重,因此不必要感到恐惧。
其他科学家认为,气候变暖与长期气温趋势相违背,且古气候数据也不能通过直接延伸当前气候数据来代表。此外,许多研究者警告说,评估模型是基于相对短期的气候变化数据,马萨诸塞州麻省理工学院气候科学家SusanSolomon说:“如果你对全球气候变化感兴趣,那么你必须将研究的时间范围扩大到50年至100年才可以。”
忽冷忽热
在“间断”发生前,赤道太平洋的温度经历了不寻常的上升。这是受厄尔尼诺现象影响的结果。该现象从1997年持续到1998年,导致全球各地出现各种极端天气现象――从智利洪水到美国干旱,再到墨西哥和印度尼西亚的森林大火。但厄尔尼诺现象很快就消散了――和它的突然爆发一样迅速。到1998年年底,厄尔尼诺现象的反效应拉尼娜现象出现,席卷着寒冷的海水回流到赤道太平洋。更重要的是,这一回流现象导致整个东太平洋的水温回冷,其效果或多或少一直持续到今天。
海水温度的波动被称作拉马德雷现象(PDO),这种现象或许是解开“间断”谜团的关键。PDO每隔15~30年循环一次,处于正位相阶段时会形成厄尔尼诺现象,导致全球气候变暖,并在接下来几十年中将太平洋东部和中部的热量散发出来。
此后该地区会变冷,并进入负位相阶段形成拉尼娜现象。拉尼娜现象将赤道深海中的冷海水带到表层,导致气候变冷。研究者早在1997年便发现了PDO模式,但直到最近才开始了解它是如何与大范围的海水洋流模式相融合及其对解释“间断”的意义。
2011年,NCAR的GeraldMeehl领导的研究小组报告称,他们成功将一个PDO模型嵌入到全球气候模型中,并导致全球气候变暖的进程中断了10年。这是一个重大的发现。
最新“间断”中所记录的海洋温度数据解释了原因:在一项后续研究中,NCAR研究者证明自1998年后,有更多热量流入海底,这有助于避免大气温度的升高。在第三篇论文中,该团队使用电脑模型记录了该过程的另一个方面:当PDO转为正相位时会使得表层海水和大气的温度升高,导致持续数十年的快速全球变暖。
去年,加州拉荷亚市斯克里普斯海洋研究所的Shang-PingXie和YuKosaka取得了一个关键的突破性进展。两人另辟蹊径,利用近几十年实际的表层海水温度设计出一个赤道东太平洋模型,然后利用此模型观察世界其他地区的气温变化。他们的模型不仅重造了全球气温中的“间断”,还再现了一些受“间断”影响而生成的季节性和区域性气候趋势,包括许多地区的气候变暖和北方更加严寒的冬天。
加拿大维多利亚市气候模拟和分析中心气候模型分析师JohnFyfe说:“当见到这篇论文时,我受到了极大启发。”但他认为该模型并不能解释所有问题。Fyfe补充道:“该模型没有回答是什么导致了热带冷却现象。”
同样供职于NCAR的Trenberth和JohnFasullo专门研究冷却现象的成因,他们将风向和海洋数据一并考虑在内,解释该模型的成因。他们的研究详细解释了热带信风是如何与拉尼亚现象一道使热带海水向西流动,并最终沉入深海。这一过程同时会使东赤道区域海底较冷的海水向表层海水流动。
气候变化对海洋的影响篇2
1.1受季风影响形成的气候类型
由于陆地和海洋的热容量存在差异,所以同一时间陆地和海洋的温度存在差异,气压状况也就不同,夏季陆地增温快形成低压,海洋热容量大增温慢形成高压,所以夏季风由海洋吹向陆地。冬季陆地降温快温度低形成高压,海洋由于热容量大降温慢温度高形成低压,所以冬季风由陆地吹向海洋。这种由于季节变化风向有明显变化的风叫做季风,受季风影响形成的气候类型叫做季风气候。由于亚洲东部在最大的大陆亚欧大陆和最大的大洋太平洋之间,所以亚洲东部的季风气候最为典型。
1.1.1东亚季风
东亚季风包括亚热带季风气候和温带季风气候,季风影响的是大陆的东岸,所以亚热带季风气候分布在亚热带的大陆东岸,为南北纬25度—35度的大陆东岸(澳大利亚的东南部,美国的东南部,巴西的东南部温带和降水状况与亚热带季风气候相同,但由于不在亚洲东部,所以我们把这些地区的气候类型称为亚热带季风性湿润气候)。温带季风气候分布在亚洲东部的温带地区,所以温带季风气候的分布规律为35度—55度的亚欧大陆东岸。
1.1.2南亚季风
南亚季风主要分布在亚洲南部,形成热带季风气候,热带季风气候的形成除了受海陆热力行政差异外还受气压带风带季节性移动的影响,夏季气压带风带北移南半球的东南信风带移到赤道以北受北半球地转偏向力的影响形成西南风,冬季受海陆热力性质差异的影响形成东北风。对于热带季风气候来说我们只要记住它只分布在亚洲南部就可以了,如印度半岛,中南半岛,我国的海南岛,云南的西双版纳等地区。
1.2受其它因素影响形成的气候类型
气候类型的形成除受气压带风带,季风的影响外还受其它因素的影响。如地形,海陆位置,洋流等等。如:海拔特别高的地区形成高原山地气候,像青藏高原,安第斯山脉。赤道穿过的非洲大陆的东岸由于是东非高原海拔高气温低降水少没有形成热带雨林气候而是形成了热带草原气候。南美洲的南部由于安第斯山脉阻挡了西风的深入在安第斯山脉的东侧形成了温带大陆性气候。由于深处内陆距海遥远在亚欧大陆和北美大陆的内部形成温带大陆性气候。马达加斯加岛的东岸由于处于信风带的迎风坡再加上马达加斯加暖流的影响形成热带雨林气候,南美洲的秘鲁沿岸由于受秘鲁寒流的影响使得南美洲沿岸的热带沙漠气候逼近赤道(洋流对沿岸气候的影响是:暖流增温增湿,寒流降温减湿)。
2.气候类型的特点
气候类型的特点主要是降水和温度的描述,影响降水的是控制它的气压带和风带,以及季风的风向,而影响温带的主要是所处的温度带和季节:热带全年高温,亚热带夏季高温冬季温和,温带夏季高温冬季寒冷(温带海洋性气候全年温和)。如:热带雨林气候处于热带所以全年高温,终年受赤道低气压带控制所以全年多雨,那么雨林气候的特点就是全年高温多雨。温带季风气候由于处于温带所以夏季高温冬季寒冷,夏季吹东南风由海洋吹向陆地所以夏季多雨,冬季吹西北风由陆地吹向海洋少雨,温带季风气候的特点就是夏季高温多雨,冬季寒冷干燥。地中海气候由于处于亚热带所以夏季高温冬季冬季温和,夏季受副热带高气压带影响降水少,冬季受西风带影响降水多,那么地中海气候的特点就是夏季炎热干燥,冬季温和多雨。温带海洋性气候由于终年受西风带控制终年降水多,所以夏季大气对太阳辐射的削弱作用强,夏季温度不高,冬季大气对地面的保温作用强冬季温带不低,所以全年温和,那么温带海洋性气候的特点就是终年温和湿润。
3.结论
气候变化对海洋的影响篇3
【命题聚焦】
命题点一洋流与海水等温线判读
海水等温线分布特点及其影响因素可从三方面分析:①海水等温线较陆地平直,主要原因是海陆热力性质差异;②海水等温线数值由低纬向高纬递减,主要原因是太阳辐射纬度差异;③海水等温线偏离纬线弯曲,主要原因是洋流性质差异。等温线凸出的方向就是洋流的流向,如下图所示:根据海水等温线数值的递变规律,可判断甲洋流在北半球,乙洋流在南半球。甲、乙洋流所经海域海水等温线都向北凸出,但甲洋流是由低纬流向高纬,乙洋流是由高纬流向低纬,故甲洋流为暖流,乙洋流为寒流。
盛行风是洋流形成的主要动力,因此洋流的分布与气压带、风带的分布密切相关(如上图)。从图中可以看出世界洋流的分布规律:①以副热带为中心的中低纬环流圈(信风,盛行西风);②以副极地为中心的中高纬环流圈(盛行西风,极地东风);③40°S附近为全球性西风漂流(盛行西风)。
根据洋流的分布规律可知:①洋流影响海洋航行:顺洋流航行速度快,逆洋流航行速度慢;高纬处,洋流可能带来冰山,威胁海运;寒、暖流交汇处多海雾,也会影响海运。②洋流影响海洋环境:加快污染海区的净化速度,但扩大了污染海区的范围。另外需要强调的是可以依据洋流的分布及洋流名称来进行空间定位,也可依据海岸轮廓或岛屿等其他地理事物判定洋流分布及洋流名称。
命题点三洋流与季节判断
世界洋流分布除“三圈”外,还有“一季”。在北印度洋海区,由于受季风影响,洋流流向具有明显的季节变化。当北印度洋季风洋流呈顺时针方向流动时,北半球为夏季;逆时针方向流动时,北半球为冬季。
命题点四洋流与沿岸气候
气候成因的影响因素有太阳辐射、大气运动、地面状况和人类活动等。具体的某种气候的形成并不一定全受这些因素的影响,审题时要注意判断主导因素是什么。大气环流和纬度位置是一个地方气候形成的决定因素,尤其是大范围地区气候的形成。而对局部的某一范围的气候来说,地形、海陆位置、洋流往往起着重要作用。洋流促进了高、低纬度间热量的输送和交换,调节全球热量平衡,暖流对沿岸气候起增温增湿作用,寒流起降温减湿作用。如澳大利亚东北部热带雨林气候形成的主要因素有地形、信风、洋流等,而其西海岸荒漠环境的形成和沿岸寒流有很大的关系。
命题点五洋流与海洋渔场
本命题点可以结合成因分析,由果及因推理成因。渔场即渔业资源丰富、鱼类汇集、渔业活动频繁的场所。据此推理鱼类汇集的成因,思维过程是:鱼类汇集饵料(浮游生物)丰富营养盐类、有机物质丰富深层无机盐上泛特殊的海域位置。而特殊的海域位置包括温带海区、大陆架海区、寒暖流交汇海区、上升流海区、河流入海口附近。
联系洋流分布推导渔场分布。如温带沿海海域是渔场分布的主要海域。这里的渔场大多是寒暖流交汇形成的。热带和副热带的渔场主要分布于离岸风盛行、上升流势力强大的海域,即多位于副热带大陆的海域,如南北美洲大陆和非洲大陆西岸等海域。
命题点六洋流与全球变暖、厄尔尼诺现象
全球气候变暖,导致格陵兰岛的冰盖和北极的冰雪融化速度加快,大量的淡水注入北大西洋。大量淡水积聚在洋面上,导致北大西洋暖流缺乏向北运动的动力,使其速度减慢,甚至最终会停止。科学家预测,如果北大西洋暖流流速减慢的现象持续下去,北欧和西欧的平均气温可能会下降,会让这里的冬天变得异常寒冷。
厄尔尼诺现象出现时,赤道、太平洋、中东部海域海水就会向相反方向流动,即由西北向东南方向流动。反方向流动的这一洋流是一股暖流,即厄尔尼诺暖流。这一暖流使原受秘鲁寒流影响而形成的冷水域变成暖水域,南美西岸的气候出现异常,原本干旱的地方却洪涝成灾。
【方法突破】
方法一“8/0”判断洋流模式
“8/0”记洋流模式,中间分数线为赤道,分子“8”,按笔顺代表北半球大洋环流及洋流流向;分母“0”,按笔顺代表南半球大洋环流及洋流流向(南半球中高纬度没有形成环流)。中低纬度大洋西岸为暖流,大洋东岸为寒流(南北半球均是如此);中高纬度大洋西岸为寒流,大洋东岸为暖流(只限北半球)。如右图所示:
方法二“左右手”判断洋流模式
对于北半球的中低纬度,中心线为30°N线附近(副热带),运用“右手螺旋定则”,大拇指向下,四指弯曲则呈顺时针方向(反气旋);南半球的中低纬度,中心线为30°S线附近(副热带),运用“左手螺旋定则”,大拇指向下,四指弯曲则呈逆时针方向(气旋);对于北半球的中高纬度,中心线为60°N线附近(副极地),运用“右手螺旋定则”,大拇指向上,四指弯曲则呈逆时针方向(气旋)。
【典例精析】
下图中格陵兰岛大部分终年被冰雪覆盖,甲、乙分别是北美洲和英国的港口,甲乙之间的虚线示意航线。十八世纪邮政长官富兰克林调查发现,沿北美洲和英国之间航线航行的邮船,往、返航程耗时明显不同。据此回答(1)、(2)题。
(1)图中最有可能出现冰山的海域在
(
)
A.①附近
B.②附近
C.③附近
D.④附近
(2)沿甲乙之间航线航行的邮船往、返时间不同主要受
(
)
A.海浪的影响
B.暖流的影响
C.海风的影响
D.寒流的影响
【解析】第(1)题,冰山来源于冰川,而冰川分布在高山及高纬度地区,从图中可以看出①、②纬度较低,排除;④虽位于北极圈以内,但由于地处欧洲西部,受强大的北大西洋暖流影响(增温增湿),因此出现冰山的可能性较小;③位于北美洲中高纬度,受东格陵兰寒流、拉布拉多寒流影响,降温减湿,因此是最有可能出现冰山的海域。故C正确。第(2)题,综合考虑一些因素,洋流对海洋航行影响最主要。沿甲乙之间航线航行受北大西洋暖流(自西向东)的影响,向东航行顺流而行,因此从甲乙的时间短于乙甲的时间。故B正确。
【跟踪训练】
下图中的粗线表示洋流,等温线值T1
1.位于同一半球,且性质相同的洋流是
(
)
A.甲、丁位于同一半球,均属暖流
B.乙、丙位于同一半球,均属暖流
C.甲、乙位于不同半球,均属寒流
D.丙、丁位于不同半球,均属寒流
2.下列洋流组合中能构成完整洋流系统的是
(
)
A.南赤道暖流乙西风漂流丙
B.南赤道暖流丁西风漂流甲
C.北赤道暖流丙北大西洋暖丁
D.北赤道暖流甲北大西洋暖流乙
下图为“某海域大洋环流模式示意图”,图中箭头表示西风带的盛行风向。读图回答3、4题。
3.甲洋流对沿岸地区气候的影响是
(
)
A.增温增湿
B.增温减湿
C.降温增湿
D.降温减湿
4.图中①、②、③、④四海域最有可能形成大渔场的是
(
)
A.①
B.②
C.③
D.④
【参考答案与解析】
1.C根据等温线值T1
2.B根据洋流“8/0”模式图,中低纬度以副热带为中心的大洋环流,北半球为顺时针,南半球为逆时针,故B正确。
气候变化对海洋的影响篇4
首先,地理环境中这一要素影响另外的要素,这一要素的变化影响到另外要素的变化。如副热带高气压带及信风带控制的大陆中心和大陆西岸,由于常年受到副高下沉气流及来自内陆的信风控制,因此,气候极其干燥。由于水分不足,地表径流浅或全无,物理风化强烈,风成作用盛行,形成大片沙漠、砾漠,植被稀疏,动物则因食物不足而相当贫乏。以上各要素之间是一环扣一环,一个要素影响另外的要素。当其中一个要素发生变化时,其它要素因受其影响,相应的也会发生变化。如人类在沙漠地区引水灌溉,改变水这个要素,就会使其它因素以及整个地理环境发生变化,形成沙漠中的绿洲。
又如,在赤道两侧,一般是热带雨林地区,但在赤道两侧的安第斯山脉和东非高原,由于地形这个要素发生了变化,引起其它要素以及整个地理环境也发生变化。安第斯山脉地理环境呈垂直分布,而东非高原则属热带草原景观。另外,地理环境各要素在相互作用过程中,原因和结果经常交换位置。如赤道两侧低平地区,由于全年高温多雨,因而生长茂密的热带雨林,地面发育着砖红壤,森林内生活着多种动物,在这里高温多雨的气候条件是原因,茂密的热带雨林等是结果。但在某些热带雨林地区,由于人为的滥伐,森林植被遭到严重的破坏,反过来也会影响气候、土壤、动物等,使整个地理环境发生变化,出现草原及半荒漠景观。显然,在这里植被的变化是原因,其它要素的变化却成了结果。
其次,地理环境中,这一部分会影响到另外的部分,这一部分的变化,会影响到另外部分的变化。如北美洲和欧洲大部分地区位于北半球的西风带,欧洲位于亚欧大陆的西侧,北美洲位于两大洋之间,但欧洲气候海洋性显着,而北美洲却以温带大陆性气候为主,重要的原因是由于北美西部高山高原地区阻挡了来自太平洋的暖湿西风深入内地,使太平洋的影响仅局限于太平洋沿岸一带,而对东部广大地区的影响则很小,完全不可能同大西洋对欧洲气候的影响相比。由于气候不同,导致两洲地理环境差异显着,这说明北美高山高原地区对整个北美地理环境特征的形成有巨大的影响。
又如,南美洲安第斯山脉东西两侧同纬度地区地理环境不同:东部圭亚那高原及奥里诺科平原为热带草原地区,同纬度西侧为热带雨林区;东部亚马孙平原为热带雨林区,同纬度西侧为热带草原及热带荒漠区;南纬40°以南,西侧为温带森林区,东侧巴塔哥尼亚高原则为温带半荒漠及荒漠区。显然,安第斯山脉对南美东、西部地理环境的分异起着重要作用。即安第斯山脉这部分影响了它东西两侧的部分。再如,在地质史上存在冰期和间冰期,冰期时,大量地表水以冰层的形式被固结在陆地上,由此引起海平面下降,大陆架露出海面,结果使陆地面积扩大,轮廓发生变化,陆上动植物分布也发生变化。同时,海平面下降还引起流入海洋的河流侵蚀基准面下降,河流下蚀作用加强,河谷下切更深,陆地地形分割剧烈;间冰期,固结在大陆上的冰层消融返回海洋,海平面上升并淹没了大陆架,陆地面积缩校同时,海平面上升,提高了陆地河流的侵蚀基准面,河流下切力减弱,陆地地形分割也不厉害。
以上表明大陆部分冰川的伸展与退缩,影响范围扩及全球。在这里,显然冰川的扩大与收缩是原因,其影响是结果,但另一方面,冰川的伸缩又是许多原因造成的。这里,同样也可以看出地理环境各要素及各部分在相互作用的过程中,原因和结果是可以互换位置的。
气候变化对海洋的影响篇5
令人忧虑的答案
北大西洋洋流是影响全球气候的海洋环流系统中的关键一环。一些海洋学家2008年年底称,北大西洋洋流的流速突然令人震惊地放缓。其流速放缓可能使南亚出现饥荒,破坏亚马孙地区的雨林,使地球突然进人小冰川期。然而,如果你住在欧洲的话,还用不着马上订购雪地车。许多气候学家并不同意上述结论。海洋环流的变化会把我们的生活搞得一团糟吗?这会不会是一个我们的子孙后代才必须应付的问题?其实,这一关键问题的答案无法确定,因为我们对洋流活动的了解还很不够。世界各大洋是由洋流系统连接在一起的。洋流系统被称为全球传送带,其表层水流温暖,下层水流寒冷。这条传送带的驱动力是风以及一个被称为热盐环流的更为复杂的作用过程――令气候学家感到忧虑的正是这个过程。
神奇的热盐环流
顾名思义,热盐环流靠的就是热和盐。墨西哥湾流的支流与北大西洋暖流一路流至格陵兰岛和挪威附近的海域,其蒸发作用使暖流的含盐量升高。因此,在被北极地区的寒风冷却后,密度大于下层海水的暖流水体就开始下沉,并向南溢过格陵兰岛和苏格兰之间的海下暗礁,形成一条寒冷而流速缓慢的海底水流――北大西洋深层水。北大西洋深层水向南一直流到南大西洋――有一部分还流到印度洋,并再次逐渐上升。从下沉到再次上升也许需要跨越1000年时间。
下沉过程是其中的薄弱环节。气候变化导致格陵兰岛上的河流流量增加,冰川崩裂速度加快,北冰洋获得的淡水越来越多。这些淡水稀释了北大西洋暖流,使它的密度减小,浮力增大。如果淡水输入量达到每秒10万吨这一临界点,下沉将完全停止。传送带的北段将停止工作,温暖的热带水流将不再经过欧洲西海岸。
“新仙女木寒流”会重新吗?
气候模型显示,这一规模达10亿兆瓦的热量供应一旦停止,该地区的气温将下降5℃~10℃,美国和加拿大的部分地区也将受到影响。例如:1.2万年前将斯堪的纳维亚半岛变为冻原的“新仙女木寒流”就是由这种热供应停止现象造成的。
这种现象即将再度出现吗?就职于英国南安普敦国家海洋学中心的哈里・布赖登在大会上报告:2008年12月唤醒了萦绕在人们心头的这种恐惧。他的研究小组驾船从佛罗里达驶向北非沿岸,在沿途120个地点停船,将一包仪器投入海底。研究人员将他们得出的结果与此前的一些测量数值进行了比较。据他们分析,海洋环流中的北大西洋深层水已经减弱了30%。他们推断说,如果这一南向寒流的流速已经减慢,那么北向暖流的流速必定也已减慢。事实上,流速减慢似乎在将近10年前就已开始:美国国家海洋和大气管理局曾于1998年对大西洋进行过类似勘测,当时它感兴趣的是二氧化碳水平,因此并没有对流速进行计算。布赖登领导的研究小组发现,大西洋的流速在1957年~1992年间相对稳定,在1998年前有所减慢,此后一直维持在较低水平。
全球农业将受重击
对欧洲来说,大西洋洋流速度减慢或者热供应停止的时间非常关键。如果这种现象很快出现,天气肯定会变得寒冷。平均气温将下降大约5℃,冬季的气候将像纽芬兰一样恶劣,在最冷的年份,泰晤士河河面上将会结冰。即使在暖和一些的年份,农业也将受到沉重打击。
在另一方面,如果洋流在21世纪后期前能保持相对稳定,热供应停止的冷却效果将有助于中和气候变暖的影响。气候的其他方面可能发生剧烈变化――北大西洋的海平面将以较快速度上升,但欧洲人在很大程度上可能得以逃过在其他地区发生的变暖现象。
然而,他们的后裔可能需要使用雪地车。如果温室气体真的降到工业化以前的水平,世界再次冷却下来,在海洋环流重新开始前可能会有一段长达千年的间隔期,因此,欧洲农业将面临严寒期。
在21世纪,世界上其他地区将面临比欧洲更为严峻的后果。热盐环流速度放缓将使从南半球向北半球转移的热量减少,使地球的“热赤道南移”。位于英国埃克塞特的哈德利气候预测与研究中心的理查德・伍德说:“会给我们带来沉重打击的一个问题是,全世界的降雨模式将发生剧烈变化。”
他在切断一个气候模型中的热盐环流时发现,印度的季风雨减弱了,中美洲和南美洲部分地区的降雨量减少了一半。伍德说:“这将对那些地区的气候产生重大影响。”据他预测,印度部分地区的农业产量将下降30%。那么在美洲地区呢?他说:“如果没有降雨,雨林将会逐渐消失。”虽然这一切都是基于热盐环流马上停止这一气候学家认为不太可能成为现实的假设,但即使环流在一段时间后才开始慢慢减速,这也将使降雨模式发生重大改变。
2004年,巴西遭到了南大西洋地区有史以来第一场飓风的侵袭;预计在2010年后,巴西等国和地区还会频繁出现可怕的飓风灾难,这可能是海面温度升高的后果。环流减速是否也是飓风的成因之一?宾夕法尼亚州州立大学的迈克尔・曼说:“从理论上讲是有可能的。但我认为,将任何观察到的变化都与热盐环流联系起来过于草率。这可能只是一个偶然现象。当然,我们人类最希望这只是一种偶然现象。但其实不然!”
科学检测远远不够
虽然热盐环流停止对气候的确切影响还不清楚,但它会在海面下造成重大破坏却是毫无疑问的,因为上升流为海洋食物链的基础――浮游植物群落提供了重要养分。2008年英联邦气候研究院的一项研究成果预测,如果大西洋热盐环流停止的话,世界各大洋的生产能力将下降1/5。
该研究院的专家指出:还不止这些――目前,海洋大量吸收了进入大气的过量二氧化碳。然而,如果热盐环流停止,表层水体很快就会饱和,温室气体的积累速度将变得更快。因此,大西洋的确切情况关系着众多问题。以布赖登为首的一些英国研究人员已经开始了前所未有的监测北大西洋洋流的努力。利用源源不断的来自大西洋的测量结果,从而为区分短期波动和长期趋势提供了可能。布赖登说:“我希望,我们最终能够得到10年的测量结果。”
气候变化对海洋的影响篇6
关键词:辽西沿海地区;大雾形成规律;气候特征;环流形势
中图分类号P426.4文献标识码A文章编号1007-7731(2013)17-123-03
海雾是一种发生在近地层空气中稳定的中尺度天气现象。海雾出现时,垂直和水平能见度极低,海雾登陆时,能够深入内陆几十km、甚至几百km远。大雾是渤海西北部和沿岸地区的危险性天气之一,尤其是秋冬季大雾发生频繁,严重影响海上的航运安全以及沿岸的陆路和空中交通安全[1-2]。
黄渤海大雾的研究已取得一些进展。王彬华[3]研究表明,黄海是中国近岸几个海域中海雾发生频率最高的海区。许多研究[4-8]分别对黄海、大连及其近海海雾的气候特征进行研究分析,探讨了海雾生成、维持和消散的大气环流和水文要素特征,为当地大雾的预报预警提供了参考。
近年来,随着沿海各机场飞行训练任务不断增加,因海雾而造成正常飞行训练计划被打乱、训练被迫中止以及各等级训练事故的次数都不断增多。因此,研究辽西地区附近海域海雾的生成规律和形成条件,对于提高预报准确率和保障飞行安全具有重大意义。
本文从大雾的年月日变化特征、环流特征、大气低层风场的属性等方面入手,对大雾的特征及成因进行了初步探讨,为飞行保障天气预报提供了一定的依据。
1沿海大雾与海雾关系
辽西地区的地理位置比较特殊,它位于我国沿海最北端,虽四季分明,但又冬季寒冷,西部有松岭山脉,东部又紧挨渤海,受大陆性气候和海洋性气候共同影响,因此就形成了具有辽西特点的地方性气候特征。但由于西北部干燥少雨,基本没有平流雾形成,同时本地区由辐射雾形成的大雾又极少,因此本地区的大雾与海雾有着十分密切的关系。在生成的天气形势和成因上又基本一致,因此本文则将辽西沿海大雾与海雾统一起来。
2资料来源和雾日定义
所用资料取自1998-2007年北半球地面和高空常规气象观测资料,1998-2007年锦州机场气象台、葫芦岛机场气象台、兴城机场气象台、绥中机场气象台地面常规观测资料,以及日本传真图、欧洲中心数值预报的格点数值预报产品等数值预报产品资料。
当锦州、葫芦岛、兴城、绥中任意一站点观测到大雾时,即定义该日为一个大雾雾日。
3大雾的基本特征
3.1年季分布特征1998-2007年10a间辽西地区沿海出现大雾日数为317d,平均每年为31.7d。从统计的雾日资料可以看出:2001年、2006年为多雾年,2003年、2005年为少雾年,其中2006年雾日最多为44d(图1)。
3.2月变化特征从雾的逐月分布(见图2)分析来看,出现大雾的天数由多至少依次为7月、12月、11月、10月、8月、1月、2月、4月、6月、3月、5月、9月,并主要集中在7月、10月、11月、12月。各月的平均次数都大于1.5次,而1998年7月份出现次数最多达9次,为近10a来最多的月份。
3.3日变化特征海雾的日变化受当地的海陆分布和局地环流影响很大,有越靠近海岸处越明显的现象。从黄海、东海、南海地区的资料都可看出,在近海深处的海雾日变化不明显,而近海沿岸地区的海雾有比较明显的日变化。
从雾日的起始、消散时间分布特征分析,春夏季的大雾一般出现在凌晨到上午9∶00以前,且持续时间较短,9∶00之后由于气温升高较快,能见度逐渐转好。但秋冬季的雾,一般入夜后出现的次数较多,消散时间也较晚,并且经常出现连续性的大雾天气。如2001年11月18~23日出现了连续6d大雾天气,1~2d的连续性大雾基本每年都会出现,其中2007年分别在2月、3月、10月和12月4个月中都出现了连续3d的大雾。
3.4大雾与风向、风速的关系统计大雾生成前1d12∶00~18∶00的平均风向、风速,得出大雾生成的最多风向为偏南风,主要是120°~200°之间的风。而300°~70°之间基本无大雾生成。从风速的分布来看,大雾主要出现在2~7m/s内,8~10m/s大雾出现较少,而风速在10m/s以上的大风则基本无大雾出现。
3.5大雾形成的环流形势影响辽西地区的雾主要可分为平流雾、辐射雾,另外还有蒸发雾。而70%以上大雾是以增平流雾为主,其次是平流辐射雾,这是在我国沿海常出现的雾,而且持续时间长、能见度极差。大雾形成前,在850hPa及其下层都有暖湿平流存在,我们以地面天气流场为主,中低层环流为辅,大致可将这几种雾生成时的形势归纳为以下几种类型。
(1)气旋和低槽东部:如图3,低压东移到辽西地区西北部附近,形成东北气旋,但受西太平洋副热带高压或台风等大系统的影响,低压移动减速,并趋于静止,风场上表现为以偏南风为主,并有强劲的暖湿气流形成。当气旋持续较长时间时,2d以后能见度迅速转差,第三天开始,辽西以南部分地区将有大雾形成,并快速影响北部地区。
(2)西太平洋高压东部(鞍型场、倒槽型):如图4,辽西地区以东太平洋上有一较深厚的高压存在,西部虽也有一高压系统存在,但这个高压主体较弱,或高压中心位置偏西或西南,在移向上经河套地区后向长江中下游地区移动,此时本地区将长时间受西太平洋高压后部、倒槽前部暖湿气流影响。
(3)入海变性高压后部(弱气压场、均压场内部):如图5,当系统较弱时,在移过本地区以后,在辽西地区西部海上常生成一个小的弱高压系统,而本地区将一直处于均压场内部,或者辽西地区西部为一个极弱高压或低压系统。此时这些周围系统基本对本地区将不产生影响,辽西地区将会受地型槽影响,底层吹起偏南风,随着辐射雾的生成与增厚,后期只要有合适的流场,将会生成长时间影响辽西地区的平流辐射雾。虽然总结得出了辽西沿海地区大雾天气出现的3种天气类型,但是由于资料和能力水平所限,具体到每种形势所对应的要素和物理量场关系等情况,本文没有进行总结分析,有待于在以后的工作中进一步研究。
4结论
(1)辽西沿海地区大雾有明显的月变化。在夏季7月份大雾日最多,其次就是秋、冬交替的季节(10月、11月、12月)。
(2)辽西沿海大雾的日变化也很有特点,基本日变化与其它沿海地区很相似,但出现连续性大雾的次数较多。
(3)辽西沿海大雾生成的环流形势主要为地面形势有气旋和低槽东部型、西太平洋高压东部(鞍型场、倒槽型)型和入海变性高压后部(弱气压场、均压场内部)型。
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