词条 | 沃克环流 |
释义 | 沃克环流(Walker Circulation) ,是赤道海洋表面因水温的东西面差异而产生的一种纬圈热力环流。 成因“沃克环流”由1960年雅各布.皮叶克尼斯(Jacob Bjerknes)发现,是热带太平洋上空大气循环的主要动力之一。它是指在正常情况下较干燥的空气在东太平洋较冷的洋面上下沉,然后沿赤道向西运动,成为赤道信风的一部分,当信风到达西太平洋时,受到较暖洋面的影响而上升再向东运行,如此形成了一个封闭的环流。 赤道太平洋水温分布是西高东低,西边的印尼与澳洲东部沿岸一带,因海温高气压低而有旺盛上升气流,气流升至高空转向东与西方;东太平洋海温低气压高,向东流的气流在中至东太平洋的广大高气压区内向下沉降,到达海面再转向西,成为东南信风,这种在低纬度太平洋上空东西向流动的大气环流,称为「沃克环流」 。 沃克环流的上升支和热带太平洋西部暴雨频繁、台风活跃和云层厚密有关;至于东边远处的沉降支则为该区带来干燥晴朗的天气。 “沃克环流”对太平洋东西两岸的气候调节有重要作用。如果东太平洋的洋面温度升高,就会产生较暖而且湿润的上升气流,削弱“沃克环流”,同时美洲中部一带会气温上升、暴雨成灾,这就是著名的“厄尔尼诺”现象。 横贯赤道太平洋的大气环流圈-沃克环流在西太平洋,海洋母亲赋予了大气巨大的热量,使这里的空气温暖而潮湿,盛行上升气流,成为对流活动极为旺盛的地区,也是太平洋降水最为丰富的地区,而热带东太平洋为冷水域,冷水使其上方的空气变冷、密度增大,难以把水汽抬升到能够成云致雨的高度。因此,这一带洋面上盛行下沉气流,多晴朗少云天气。在正常年份,太平洋大气低层东部气压高,西部气压低,空气从高压区流向低压区,从东边来的空气流到西太平洋正好补偿了因上升而流失的空气。而高空的情况常常与低层相反,在太平洋上空常以偏西气流为主。这样就在赤道地区形成了一个闭合的环流圈,即西太平洋为气流上升区,到高空以后向东运行,行至东太平洋下沉到海面,然后向西太平洋流动。发现这一大气环流形式的雅各布·皮叶克尼斯为了纪念沃克的开创性工作,将此环流命名为沃克环流。沃克环流把南方涛动和赤道太平洋的海表温度联系在一起。 当厄尔尼诺发生时,由于海洋温度分布发生巨大变化,大气也会进行相应的调整。中、东太平洋气压随着海温的上升而下降(高压减弱、气压降低),西太平洋气压随着海温的下降而上升(低压减弱、气压升高),热带太平洋两侧气压差值变小,导致赤道东风减弱和向东撤退,沃克环流也会被削弱。同时,随着西太平洋暖水区向东移动,沃克环流的上升支和下沉支的位置也发生偏移,对流活动的中心移至中太平洋上空,中、东太平洋上升气流大大加强,降水显著增加;而西太平洋上升气流明显减弱,变成少雨区,形成大范围干旱。当拉尼娜发生时,东太平洋还会变得更冷,赤道西太平洋海温可能会进一步升高,东西太平洋气压差也进一步增大,沃克环流会比正常情况更强,西太平洋也会更多雨,而东太平洋则更加少雨。 沃克环流的强度、位置及其对ENSO循环的影响通过分析1948~2001年Nino3海区的海表温度距平(SSTA)、南方涛动指数(SOI)以及沃克环流的强度与位置,以及它们之间的内在联系。本文确定了ENSO循环中冷、暖事件的起止年月。结果表明:El Nino年Nino3的SSTA异常偏高,SOI为负值,沃克环流减弱东移,其上升支由印度尼西亚移到日界线附近,其指数也为负,即说明赤道西太平洋地区纬向风距平以辐散为主,而赤道中、东太平洋地区以辐合为主;La Nina年则刚好相反。并发现西太平洋纬向环流圈强度的变化对赤道太平洋东部海温的变化有重要的控制作用,西太平洋纬圈环流强度的变化超前于赤道东太平洋海温变化2—3个月,约一个季度。西太平洋季风区纬向环流异常变化可能是赤道太平洋东部海温异常的主要原因。 |
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