新聞深度分析簡訊第36期
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中華民國八十六年十一月廿四日
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氣候異常的徵兆:聖嬰現象淺談
劉振榮
國立中央大學太空及遙測研究中心/大氣物理研究所 教授
美國威斯康辛大學麥迪遜校區衛星氣象學博士
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近幾年來,台灣民眾似乎特別感受到天災的威脅......大氣科學家們在經由數十年的研究與分析後發現,天候異常的徵兆可能顯現於被南美厄瓜多爾和秘魯一帶的漁民暱稱為艾尼諾(EL Nino,西班牙語,意思為聖嬰)的海水溫度異常現象。造成聖嬰現象的真正物理機制仍是個未能看清全貌的謎
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一、前 言
近幾年來,台灣民眾似乎特別感受到天災的威脅。去年一個創降雨量記錄的賀伯颱風過後,留下了瘡痍滿目的台
灣,而今年內似乎更是豪雨不斷,且是一雨即成災。但猶記得兩三年前,我們卻是飽受缺水限水之苦。氣候異常的現象
似乎極為明顯,而且不僅僅是台灣,美國、歐洲以及南美國家亦頻頻遭受惡劣氣候的蹂躪,中國大陸亦是旱澇相交,人
民苦不堪言。大氣科學家們在經由數十年的研究與分析後發現,天候異常的徵兆可能顯現於被南美厄瓜多爾和秘魯一帶
的漁民暱稱為艾尼諾(EL Nino,西班牙語,意思為聖嬰)的海水溫度異常現象。造成聖嬰現象的真正物理機制仍是個未能
看清全貌的謎,但科學家們已陸續地拼湊出大致的輪廓,但近數十年來聖嬰現象的異常增強與持久,卻仍是科學家們企
待瞭解的難題。
二、聖嬰現象
幾個世紀以來,厄瓜多爾和祕魯一帶以捕鯷魚為生的漁民即發現一個極為特殊的現象,即每隔數年他們的漁獲均會
大幅地下降,而在漁獲大量減少的同時,會伴隨著一項極為詭異的現象:他們發現海水溫度升高了,漁群大量北移或死
亡,以鯷魚為生的海鳥亦大量死亡,連帶地以鳥糞提煉磷酸鹽的工廠亦相繼因為缺乏原料而停工。鯷魚是一種所謂的下
雜魚,專門提供為一些飼養的高價養殖魚類或家禽的飼料,因此在此時期,這些市場上的民生物資就會因飼料價格的飛
漲而價格上漲了至少40%。而因為發生這些現象的時間均約略發生在每年的十二月底,極為接近耶誕節,因此漁民們即
戲稱此現象為艾尼諾(即聖嬰現象)。而自1924年一位英國科學家開始收集有關聖嬰現象的資料以來,科學家巳可大略描
繪出所謂的聖嬰現象:即每隔二至七年(平均約三到五年),祕魯一帶海域即有異於平常的高溫海水產生,若在平常時期
則由於這近岸海域為湧升流區,因此這一帶海域會充滿著海底湧升上來的海水,而海底湧升上來的海水一般均較冷且富
含漁群所需的養料,使得此區形成著名的漁場之一。但若由於某種原因使得湧升流突然消失時,則海水溫度相對地變暖
了,且伴隨海水由海底湧升上來的漁群食物就缺少了,於是漁群遷移或死亡現象就發生,連帶著以漁類維生的海鳥也就
瀕臨饑餓而大量死亡。而科學家極欲瞭解的是:到底是什麼原因使得湧升流突然消失呢?
三.形成原因
在一個正常氣候時期,太平洋近赤道帶上乃由盛行東風所籠罩,而由於風驅海流的原因乃形成海洋洋流為向西太平
洋流動的方向,因此位在東太平洋的秘魯和厄瓜多爾外海就形成為離岸海流的情況,於是近岸海域海水的補充就由湧升
流來提供。此時,由於盛行東風行至西太平洋和印度洋時受到下面溫暖海水的加熱而產生對流作用,於是當地的夏季季
風季(雨季)就開始形成。反之在南美洲西部近赤道附近(亦即東太平洋赤道區域)由於風的輻散所產生的下沈氣流,以及
低溫洋面的作用,使得此地區一般均為近乎沙漠的乾燥氣候。而當聖嬰現象發生後,盛行東風減弱了,代之的是極為強
勁的反信風(西風),於是祕魯西岸外海就因風驅的向岸海流壓抑了湧升流的發展,因此與前述正常時期恰恰相反,此時
印尼、南非以及澳大利亞等西太平洋、印度洋地區的國家受到了嚴重乾旱天氣的侵襲,而祕魯等原乾旱沙漠地區則由於
吹過變暖洋面的風提供暖濕空氣上岸而甘霖普降,大地一片欣欣向榮,但是空氣中卻充滿了魚屍和鳥屍的腐臭味道,有
時更甚而豪雨成災,土石流隨處可見。而當大氣環流與海洋大氣間的熱量交換發生了異常的改變,則又影響了全球的環
流系統而造成幾乎全世界各地氣候的反常。
四.其它相關現象
科學在探討聖嬰現象時,發現有些相關現象是連帶發生的,例如在平常時期的冬夏交屆,西太平洋一般氣壓系統會
開始下降,而東太平洋則氣壓系統開始上升,理論上低氣壓由於壓力小,因此海平面會較高,而高氣壓區由於壓力較
大,使得海平面會較低,也因此造成西太平洋的海平面會較東太平洋高出半公尺左右,此種如蹺蹺板般的水面上下狀況
一般亦稱為南方振盪(Southern Oscillation),因與聖嬰現象同時發生,因此亦被合稱為“暗索”(ENSO),目前此亦為科學
界極為熱門的探討主題。而平常也因海洋洋流的因素,使得西太平洋的海水溫度會較東太平洋高出約攝氏八度。但是當
聖嬰現象產生時,情況則恰為相反,此時東太平洋的海水可以較平常的水溫高出攝氏六度以上。另外,一般聖嬰現象發
生後,往往持續一至二年即回復正常狀況。不過若偶爾有時在回復過程中衝過了頭,此時氣候雖與原正常類型相同,但
天氣狀況卻有增強的現象,此現象則又被稱為拉尼娜(La Nina,聖女嬰之意),此為偶爾伴隨聖嬰(其實應為聖男嬰)現象
後的過度回復結果。
五、伴隨聖嬰現象的相關問題
1982年爆發的聖嬰現象使得當年非洲和印度的季風大為走樣,正常的雨季下的不是雨而是塵沙,印尼森林火災到處
蔓延,乾旱烤焦了澳洲和大部分的非洲。但與此同時,豪雨卻摧毀了祕魯、厄瓜多爾、阿根廷、烏拉圭和巴西的作物和
建築物。而美國加州在此年則創了降雨的記錄,風暴登陸且橫掃全美。近世紀以來未曾有過颱風記錄的大溪地卻在此年
連遭六個颱風的侵襲。但並不是每回發生聖嬰現象均如此,在某些年份的聖嬰現象似乎並沒有這麼嚴重,也因此可知:
聖嬰現象的強度和持續時間是逐年不同的。此外科學家亦相信,聖嬰現象是具有增加太平洋颱風產生的能力,但相對的
對大西洋的颶風則有抑制的作用。此點不僅另人聯想到,大西洋和印度洋是否亦有聖嬰現象的存在?科學家研究結果發
現,聖嬰現象是太平洋的獨一產物。因為大西洋和印度洋的寬度不夠,使得海洋洋流在橫渡其洋面時時間間距太小,因
此海洋能夠迅速地調整其風向的變差。亦即時間間距必需大到足夠讓海洋與大氣的交互作用發揮功能,否則亦無法產生
類似聖嬰現象的情況。
六.結論
聖嬰現象其實幾世紀以來均不斷發生,二十也紀內至目前就已發生了二十七次(見表一),也發生了十七次聖女嬰現
象(見表二),表中之聖嬰或聖女嬰現象的統計週期均以當年的十月至隔年的九月計算。不過根據研究發現,近數十年來
聖嬰現象有逐漸異常的趨勢,例如被稱為世紀聖嬰年的1982至1983年的聖嬰現象,為本世紀以來最強的一次,其所造成
各地異常的水災、乾旱,以及各種反常現象,估計在美國至少造成80億美元以上的損失。而1991 年所發生的聖嬰現象則
持續到1993年還未見回復的跡象,遲至1994 年方稍緩和,此乃近50年來持續最久的聖嬰年。由於聖嬰現象首先產生的徵
兆為海水溫度的異常增暖,而在全球性的監測海水溫度方面最有效率的方法即為應用人造衛星遙測。目前全世界共有數
顆環繞兩極旋轉的繞極軌道衛星,而在全球赤道上空三萬六千公里處亦放置五顆地球同步衛星,其目的即為能對全球各
地做最具時效性的觀測。而今年(1997)的海溫異常狀況根據衛星遙測資料顯示,極有可能為超強的聖嬰年,至目常海溫
異常增溫的面積不斷擴大,異常的溫度變異亦持續升高,氣象專家正預估其將為150年來最強勁的聖嬰現象,未來大規
模的天氣災害,以及連帶造成的生命財產損失已可預期。而這些屢創新記錄的現象何以致之?在人類對聖嬰現象複雜的
物理機制均尚未完全明瞭的時候,也許人類猙獰地破壞整個地球環境的因素也許不能不被懷疑有所關連。
七、參考文獻
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2. Hayes, S.P., L.J. Mangum, J. Picaut, A. Sumi, and K. Takeuchi, 1991: TOGA-TAO: A moored array for real-time
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5. Post, C.A., 1994: The Living Earth Book of Wind and Weather. pp.224, Reader's Digest Association Inc.
| 表一:二十世紀內的聖嬰現象發生年聖嬰年(ElNino) | 表二:二十世紀內聖女嬰現象發生年聖女嬰年(La Nina) |
| 1990-1901 | 1903-1904 |
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| 1911-1912 | 1916-1917 |
| 1914-1915 | 1920-1921 |
| 1918-1919 | 1924-1925 |
| 1923-1924 | 1928-1929 |
| 1925-1926 | 1931-1932 |
| 1930-1931 | 1938-1939 |
| 1932-1933 | 1942-1943 |
| 1939-1940 | 1949-1950 |
| 1940-1941 | 1954-1955 |
| 1941-1942 | 1964-1965 |
| 1946-1947 | 1970-1971 |
| 1951-1952 | 1973-1974 |
| 1953-1954 | 1975-1976 |
| 1957-1958 | 1988-1989 |
| 1963-1964 | |
| 1965-1966 | |
| 1969-1970 | |
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