本文為您解讀厄爾尼諾與拉尼娜的故事,并闡明兩者可能對氣候產生的深遠影響。
一、厄爾尼諾與拉尼娜是什么?
厄爾尼諾(西班牙文El Ni?o,意為“圣嬰”,小男孩),是赤道中東太平洋海溫持續偏高并造成大氣環流異常的一種氣候現象。
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拉尼娜(西班牙語La Ni?a,意為“圣嬰”,小女孩),是赤道中東太平洋海表溫度大范圍持續異常偏冷的現象。
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二、厄爾尼諾與拉尼娜如何形成?
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此圖改自《The Atmosphere: an Introduction to Meteorology》書中插圖
地球上的大氣環流:地球表面因高低緯度之間受熱不均和地轉偏向力共同作用而形成有規律、大規模、大范圍的大氣運動,即大氣環流。理想狀態下表現為“三圈環流”和“三風四帶”的形式。“三圈”指徑向的低緯哈德萊環流、中緯費雷爾環流和極地環流。“三風”即為低緯信風帶、中緯西風帶和高緯東風帶,“四帶”即為赤道低氣壓帶、副熱帶高壓帶、副極地低壓帶和極地高壓帶。
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赤道附近的太平洋水溫分布西高東低。西太平洋空氣溫暖而潮濕,盛行上升氣流,成為對流活動極為旺盛的地區,也是太平洋降水最為豐富的地區,而東太平洋為冷水域,冷水使其上方的空氣變冷、密度增大,洋面上盛行下沉氣流,多晴朗少云天氣。
這個在低緯度太平洋上空形成東西向流動的緯向大氣環流稱為沃克環流。
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三、厄爾尼諾與拉尼娜如何監測?
2017年,由中國氣象局起草的《厄爾尼諾/拉尼娜事件判別方法》國家標準正式發布,標準中規定,NINO 3.4 指數(海面溫度距平的平均值)3個月滑動平均達到或超過0.5℃至少持續5個月,定義為一次厄爾尼諾事件。小于或等于-0.5℃且持續至少5個月,定義為一次拉尼娜事件。此外,美國、澳大利亞、英國、日本等國標準各有差異。
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根據厄爾尼諾發生的位置可以分為東部型和中部型
厄爾尼諾成熟期的海溫分布特征在二十世紀九十年代以后發生了顯著的變化,最大海溫正距平中心(圖中黑粗線區域)不同于傳統的厄爾尼諾事件分布在赤道東太平洋秘魯沿岸,而是向西移動到赤道中太平洋日界線附近。這類事件被稱為中部型厄爾尼諾,而將傳統的厄爾尼諾事件相應稱為東部型厄爾尼諾。
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四、厄爾尼諾與拉尼娜對氣候的影響
對全球的影響
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厄爾尼諾(El Nino)對全球氣候的影響顯著,常帶來更多的極端天氣氣候和氣象災害。在厄爾尼諾年,南美沿岸國家多暴雨洪澇災害,而印度尼西亞、澳大利亞東部、非洲東南部等地出現干旱;如果厄爾尼諾長時間維持,也會造成巴西東北部出現干旱,北美出現暖冬等。
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拉尼娜(La Nina)對全球氣候的影響與厄爾尼諾有所不同,影響程度也不如厄爾尼諾強。在拉尼娜發生時,南美沿岸附近地區(如阿根廷)降水稀少,而印度尼西亞、澳大利亞東部則多雨;當拉尼娜長時間持續時,非洲中部、美國東南部等地常發生干旱,巴西東北部、印度和非洲南部等地容易出現洪澇。
厄爾尼諾對我國的主要影響
1. 厄爾尼諾當年冬季,北方地區容易出現暖冬;
2. 厄爾尼諾次年夏季,長江流域和江南地區容易出現洪澇 (1998年和2016年長江流域特大暴雨洪澇);
3. 厄爾尼諾當年或次年夏季,東北地區易出現低溫;
4. 厄爾尼諾次年,西北太平洋生成臺風個數較常年偏少。
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歷史上梅雨季持續時間長、梅雨量大的年份有:1954年、1969年、1983年、1998年、2016年、2020年等。其中1998年、2016年、2020年均有典型的厄爾尼諾事件發生 ,對我國夏季氣候特別是長江流域及以南地區的降水異常影響顯著。
(左右滑動看全圖)
拉尼娜對我國的主要影響
1. 拉尼娜當年冬季,氣溫易偏低,出現冷冬的可能性較大。1951年至今發生了15次拉尼娜事件,1986年以前拉尼娜事件的當年我國冬季均為冷冬,但在全球變暖的背景下,1986年以來暖冬出現的頻率增加,在近8次拉尼娜事件,冬季偏冷的概率為50%;
2. 拉尼娜當年秋季,北方降水易偏多,出現秋汛的可能性大。
厄爾尼諾疊加人類活動影響下 2024年全球氣溫或將再創新高
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上圖引自發表在Scientific Reports的論文(Jiang et al. 2024),該研究認為厄爾尼諾疊加人類活動,2024年全球氣溫或將再創新高。藍色陰影區域表示2024年預計會出現創紀錄高溫的地區,上圖為在中等厄爾尼諾情境下的氣溫異常預測,下圖為在強厄爾尼諾情境下的氣溫異常預測。
一、在熱力環流示意圖中,高層大氣和近地面大氣的氣壓狀況是相反。
也就是近地面是低壓,高空是高壓,上下氣壓狀況相反。
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以上內容源自“地理帝”;以下內容由“講地又講理”整合自網絡
試題鏈接
冷渦是中心冷于四周的渦旋,其強度隨高度的增加而增強。下圖為2022年初夏東亞地區冷渦天氣衛星云圖。完成下面小題。
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1.符合甲地溫壓場垂直剖面狀況是( )
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A.A B.B C.C D.D
2.圖中冷渦給當地帶來的災害性天氣可能有( )
①暴雪 ②冰雹 ③大風 ④臺風
A.①④ B.②③
C.①③ D.②④
【答案】1.D 2.B
【解析】1.冷渦是中心冷于四周的渦旋,從圖和材料中可以判斷出該天氣系統為冷性低壓場,中心氣溫低,等溫面向低處凸出,排除AC,由于是低壓,等壓面應該向低處凸出,D正確,B錯誤,故選D。
2.初夏,東亞地區不會有暴雪和臺風,①④錯誤,東亞地區冷渦易形成強對流天氣,形成冰雹和大風天氣,②③正確,故選B。
【點睛】冷渦的形成多數是由于高空西風槽不斷加深,最后槽的南部為暖空氣切斷所致。冷渦是冷性低渦的簡稱,主要是指存在于中高緯地區對流層中、上層的冷性閉合低壓環流系統,其中附近的氣溫明顯低于四周。
冷渦主要是指存在于中高緯地區對流層中、上層的冷性閉合低壓環流系統,冷渦中心附近的氣溫明顯低于四周,冷渦中的空氣柱處于上冷下暖的不穩定狀態。2023年7月13日中午,甘肅省甘南美仁大草原驚現飛雪,出現4~5cm的積雪(下圖)。冷渦發展是導致此次降雪的主要因素之一。讀圖,完成下面小題。
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3.冷渦出現時,其中心氣流( )
A.輻散下沉 B.輻合上升
C.輻散上升 D.輻合下沉
4.除冷渦外,影響甘南美仁大草原飛雪的主要因素還有( )
A.地理環境 B.海拔
C.水汽含量 D.副高位置
5.7月,前往甘南美仁大草原考察需要攜帶的科學考察工具是( )
A.輕薄羽絨服 B.防曬霜
C.衛星定位儀 D.雨具
【答案】3.B 4.C 5.C
【解析】3.根據材料可知,冷渦主要是指存在于中高緯地區對流層中、上層的冷性閉合低壓環流系統,冷渦中心垂直方向的空氣柱為上冷下暖的不穩定大氣狀態,說明渦區中心氣流輻合上升,易發生對流。故選B。
4.除冷渦外,水汽充足是決定甘南美仁大草原飛雪的另一主要因素,C正確。地理環境和海拔是影響甘南美仁大草原飛雪的因素之一,但并非主要因素,排除AB;該地區不受副高影響,D錯。故選C。
5.野外科學考察需要攜帶的工具,通常有指南針、衛星定位儀、地圖等,C正確;輕薄羽絨服、防曬霜以及雨具是保障物資,不是科學考察工具。故選C。
【點睛】影響降水的因素中,大氣環流一般影響的范圍大,與降水的緯度差異有關;緯度位置一般通過大氣環流影響降水。大陸沿岸地區降水會受到洋流影響,一般暖流具有增溫增濕作用、寒流具有降溫減濕作用。大陸局部地區降水差異多與地形有關,一般迎風坡降水多于背風坡。
冷渦是較深厚的冷性低壓系統,從對流層中高層延伸到低層的渦旋。其中心附近的氣溫明顯低于四周。影響我國東北地區的冷渦,多形成于貝加爾湖一帶,經蒙古、中國東北、堪察加半島東移出海。春末夏初,東北冷渦活動頻繁,是影響東北地區降水的重要天氣系統之一。降水多出現在冷渦中心和移動方向的前部。高空冷渦常常會帶來天空高顏值的“冷渦藍”。下圖為春季某時刻亞洲部分地區高空500百帕等壓面的高度分布。據此完成下面小題。
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6.指出圖示地區高空此時的氣壓狀況和水平氣流運動狀況( )
A.低氣壓中心逆時針輻合
B.低氣壓中心順時針輻合
C.高氣壓中心逆時針輻散
D.高氣壓中心順時針輻散
7.推斷我國東北地區此時的天氣特點( )
A.暖干 B.暖濕
C.冷干 D.冷濕
8.指出圖中甲、乙、丙、丁四地中最有可能出現“冷渦藍”的位置( )
A.甲地 B.乙地
C.丙地 D.丁地
【答案】6.A 7.D 8.B
【分析】6.根據所學知識“等壓面向上凸出為高壓,向下彎曲為低壓”可知,圖中的等壓面中間低四周高,向下彎曲,為低壓中心。氣流由高壓向低壓運動,受地轉偏向力的影響,逆時針輻合,A正確。故選A。
7.我國東北地區此時正處于高空冷渦的中東部,冷空氣控制,氣溫降低;冷渦東部的東南風從海洋上帶來大量水汽;近地面出現強對流天氣,濕潤氣流遇冷形成強降水。此時天氣特點為冷濕。故選D。故選D。
8.500百帕等壓面的等高線密集,即是表明同一氣壓海拔高度變化更大,所以同一海拔高度而言,水平氣壓梯度力更大,風力最為強勁。北部和西部的等高線密集,說明水平氣壓梯度力大,風力大,冷渦逐漸向東南移動。降水多出現在冷渦中心和移動方向的前部,所以丁地降水有可能偏多。甲丙距離中心較近,且風力小,云層有可能較厚,ACD錯誤。乙地地處冷渦西部,雨過天晴;受偏北風影響,風力強勁,大氣能見度高,B正確。故選B。
【點睛】等壓面:向上凸起為高壓,向下彎曲為低壓。
冷渦是一種高空氣旋式渦旋,中心溫度比四周低。冷渦中的空氣柱處于上冷下暖的不穩定狀態。所以,常會產生陣雨、雷陣雨甚至雷雨、大風或冰雹等不穩定天氣。強烈發展的冷渦也會造成暴雨天氣。6月22日前后,六年來最大的冷渦暴雨影響了京津冀地區。根據材料回答下面小題。
9.冷渦控制下可能形成強降水過程,主要原因是( )
A.濕潤氣流強對流上升
B.冷氣團強烈抬升暖氣團
C.地形強烈抬升濕潤氣流
D.氣溫低水汽快速凝結
10.關于這次影響我國北方的冷渦,對其四周氣流的敘述,正確的是( )
A.東部為濕冷的西北風
B.西部為干熱的西南風
C.南部是濕熱的東南風
D.北部是干冷的東北風
【答案】9.A 10.D
【解析】9.由材料“冷渦中的空氣柱處于上冷下暖的不穩定狀態”可知,形成降水的原因是氣流強對流上升,A正確。
10.由材料可知,這次北方冷渦是氣旋,北半球氣旋東部為東南風,西部為西北風,南部為西南風,北部是東北風,D正確。
【點睛】 氣旋(cyclone)是指北(南)半球,大氣中水平氣流呈逆(順)時針旋轉的大型渦旋。在同高度上,氣旋中心的氣壓比四周低,又稱低壓。
11.東北冷渦是在高空旋轉的冷性渦旋系統,它的中心溫度比周邊低,因此被稱為冷性渦旋,簡稱冷渦。而暖性渦旋(如臺風)中心溫度比周邊高。2021年4月30日18時至22時,江蘇省沿海南通市部分地區受東北冷渦影響,出現了極端天氣,造成了重大的經濟損失。在下列天氣系統中,東北冷渦應屬于( )
A.![]()
B.![]()
C.![]()
D.![]()
【答案】D
【詳解】由材料可知,冷渦與暖性渦旋(如臺風)的區別只是中心溫度的差異,而臺風屬于氣旋,則東北冷渦應是中心溫度較低的低壓系統,也屬于氣旋。A為冷鋒,B為暖鋒,C為反氣旋,D為氣旋,A、B、C錯誤,D正確,故選D。
東北冷渦是亞洲東部重要的天氣系統之一,屬于高空冷性渦旋系統,對我國東北、華北甚至江淮及以南地區的氣候異常具有重要影響,同時與東亞季風強弱有較強關聯。研究表明東北冷渦強弱與西太平洋、南中國海、孟加拉灣、北印度洋氣溫呈負相關。下圖為某次東北冷渦活動時500百帕等壓面高度分布示意圖。據此完成下面小題。
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12.此刻,近地面甲地盛行( )
A.東北風 B.西北風
C.東南風 D.西南風
13.冷渦中心附近低層大氣溫壓垂向分布特征最接近( )
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A.A B.B C.C D.D
14.東北冷渦強的年份( )
A.江淮梅雨降水減少
B.華北低溫凍害較輕
C.東亞夏季風勢力偏強
D.副熱帶高壓勢力弱
【答案】12.C 13.C 14.C
【解析】12.讀圖可知,東北冷渦活動時,500百帕等壓面高度分布中心低四周高,說明氣壓值中間低四周高,近地面形成高壓中心,近地面甲位于高氣壓中心的西側,為偏東風,因位于北半球,受向右的地轉偏向力影響,近地面形成
東南風,C正確,ABD錯誤;故選C。
13.由上題可知,冷渦中心附近高空為低壓中心,近地面則為高壓中心,故等壓線向上凸,高壓區氣溫偏低,等溫線向下凹,讀圖可知,C正確,ABD錯誤;故選C。
14.由材料可知,東北冷渦屬于高空冷性渦旋系統,東北冷渦強的年份,冷空氣南下遇到暖空氣包圍,移動速度慢,江淮梅雨降水增多,A錯誤;冷空氣南下,華北低溫凍害加重,B錯誤;夏季大陸增溫顯著,上升氣流相對明顯,提供大量暖空氣,促進了東北冷渦的形成,近地面形成高壓,副熱帶高壓勢力更強,東亞夏季風勢力偏強,C正確,D錯誤;故選C。譚老師地理工作室綜合整理
【點睛】東北冷渦一年四季均可見,在夏季活躍度最高。這是因為,東北冷渦的“前身”是一大團深厚的冷空氣,它旋轉著“闖入”暖空氣的地盤后,被暖空氣“包圍”,東北冷渦便形成了。
15.閱讀下列材料,回答下列問題。
東北冷渦是產生在我國東北地區或其附近的深厚冷性氣旋,是影響我國中東部地區的主要天氣系統之一,冷渦中的空氣處于上冷下暖的不穩定狀態。影響我國東北地區的冷渦,多形成于西伯利亞的貝加爾湖一帶,東移到我國時,我國部分地區迎來了劇烈的天氣變化。下圖為2022年9月22日10時我國東北部地區近地面氣壓分布。甲地經歷了大風、降溫、強降水的天氣。
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(1)說出東北冷渦近地面氣流的運動特點(從水平方向、時針方向、垂直方向三個角度進行描述)。
(2)分析此時的甲地強降水的形成原因。
(3)分析甲地較前幾日同時期有大幅的降溫的原因。
(4)冷渦常常會帶來天空高顏值的“冷渦藍”(藍天少云,能見度高)。判斷“冷渦藍”在冷渦系統中可能出現的位置(冷渦的西側或東側),并分析原因。
【答案】(1)向東南方向移動,逆時針旋轉,垂直氣流輻合向上運動。
(2)冷渦東部的東南風從海洋上帶來大量水汽;甲地處于冷鋒過境時(暖氣團沿鋒面爬升);加上近地面出現強對流天氣,濕潤氣流遇冷形成強降水。
(3)甲地前幾日處于暖氣團控制,現受冷氣團控制,且出現強降水天氣,太陽輻射弱,氣溫大幅降低。
(4)冷渦西部。冷渦西部冷鋒過境后,雨過天晴;受偏北風影響,風力強勁,少云,大氣能見度高。
【分析】本大題以東北冷渦為材料設置試題,涉及天氣系統、對天氣的影響、各個天氣系統的結構和運動特征等相關內容,考查學生對材料解讀與分析能力、有效信息的提取能力,提高學生的區域認知、綜合思維等學科素養。
【詳解】(1)題目提到“東北冷渦是產生在我國東北地區或其附近的深厚冷性氣旋”,說明東北冷渦本質是氣旋,北半球氣旋逆時針旋轉,垂直方向上空氣輻合向上運動,結合所學知識可知,冷渦屬于低壓系統,且此處位于北半球秋季,北方溫度降低,西北地區出現冷高壓并向東南移動,在此作用下,東北冷渦整體有向東偏南運動的趨勢。
(2)冷渦東部的東南風從海洋上帶來大量水汽,使陸地空氣中水汽含量較高,為強降水提供了充足的水汽來源。冷渦是鋒面氣旋,左側為冷鋒,甲地處于冷鋒剛剛過境的鋒后地區,冷鋒過境時速度較快,甲地暖氣團沿鋒面爬升,空氣快速上升,形成強對流天氣,強對流天氣通常伴隨著快速上升的空氣、大氣的不穩定性和云的快速發展,這些因素可以加速水汽凝結成強降水。
(3)甲在前段時間是受到較為溫暖的暖氣團控制,而冷鋒過境后受到冷氣團控制,并且出現強降水天氣,降水時云層厚,太陽輻射到達地面少,氣溫較前幾天大幅下降。
(4)據圖可知,“冷渦藍”應該出現在圖示西部地區。據所學知識可知,冷渦西側鋒面為冷鋒,東側鋒面為暖鋒,而“藍天少云,能見度高”的天氣多出現在冷氣團控制區域,溫度較低,盛行下沉氣流,冷渦西部雨過天晴后,西部盛行偏北風風力大,云少,大氣能見度高;東部暖鋒過境后暖氣團控制,溫度較高,對流作用較強,能見度不如冷氣團控制的區域。
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