全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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厄尔尼诺高峰期一般发生在12月至3月

已有 7954 次阅读 2015-8-11 18:34 |个人分类:备忘录|系统分类:科研笔记| 拉尼娜, 地球自转, 南极海冰, 厄尔尼诺, 赤道海温

               厄尔尼诺高峰期一般发生在12月至3

                         杨学祥,杨冬红

 

澳大利亚气象局气候预测服务部的主管Andrew Watkins表示:"过去一周太平洋中部海域的海水温度较正常温度高出1.6摄氏度,并且在缓慢上升--模型预期会继续变暖。"

Watkins称:"不过,高峰值通常会出现在岁末年初,因此要达高峰值还需要三至七个月的时间。1987年的厄尔尼诺高峰值是出现在8--其他高峰值则是出现在11-次年2月间。

http://www.feedtrade.com.cn/sbm/douleitq/2067038.html

美国宇航局喷气推进实验室的气候学家比尔•帕泽特警告称“1997年是一场大屠杀”,焦干的土地上经历连绵不绝的大暴雨和干旱一样有危害。厄尔尼诺高峰期一般发生在12月至4月,所以只有时间才能告诉我们这次厄尔尼诺是否非常强劲。

http://www.cnbeta.com/articles/419453.htm

这两段时间虽然还有差距,但交集大于差别,是统计资料得出的规律。

我们有理论计算得出的准确结论:

 

一、11月18日-1月23日(66天)为地球自转加速阶段有利于厄尔尼诺形成

 

如果把大气圈和海洋圈作为一个整体来计算,而不仅仅是其表层流动,那么,应用三轴椭球体转动惯量计算公式的计算结果表明,当太阳的位置由南北回归线移向赤道,岩石圈的日长增量dT =0.00027s,相当于1/3704s,它是春分和秋分时的地球自转速度小于夏至和冬至时的自转速度的原因。

当地球由远日点运动到近日点时,太阳引潮力增加10%,得日长增量dT= 0.00007s,相当于1/14286s。这使远日点的地球自转速度大于近日点的自转速度,从而使远日点处的增减速时间变长,近日点处的增减速时间变短。

实际上,每年4月9日-7月28日(110天)及11月18日-1月23日(66天)为地球自转加速阶段;1月25日-4月7日(72天)及7月30日-11月6日(109天)为地球自转减速阶段。快慢时段的昼夜时间(日长)长短的差别不超过几千分之一秒,但是这种变化可以影响到气象事件,与计算值量级完全相符。

 

1 物质密度、潮汐振幅和日长变化

 

密度 g/cm3

潮汐振幅 cm

日长增量 s

赤道线速度cm/s

大气圈

0.00129

46520

0.628

0.3372

海洋圈

1

60

0.00081

0.000435

岩石圈

3

20

0.00027

0.000145

 

应用三轴椭球壳转动惯量计算公式的计算结果表明,地球各圈层潮汐形变的规模不相同,大气圈的起伏约为465m,海洋圈的起伏大约为0.60m,固体地球的起伏约为0.20m,比例为2326:3:1,速度增量比也为2326:3:1。可以对比的是,空气、水、地壳的密度比为3:1:0.00129,是2326:3:1的倒数。当太阳的位置由南北回归线移向赤道,岩石圈的日长增量dT =0.00027s,海洋圈的日长增量为0.00081s,大气圈的日长增量为0.628s。

赤道处的地表线速度为v = 465m/s,日长T=24小时=86400s,地球的岩石圈、水圈和大气圈的线速度增量dv分别为-0.003625px/s-0.010875px/s-8.425px/s,即地球各圈层自转减慢(见表1)。以岩石圈为参照,水圈相对减慢最少,气圈相对减慢最多。这导致赤道东风增强,赤道太平洋热水集中在西太平洋,有利于拉尼娜事件的形成,对应时间为3月末或9月末(春分320-22日,秋分922-24日,太阳在赤道面上)。

而在6月末或12月末(夏至62122日,冬至1221-23日)日月大潮发生在南北回归线附近,地球各圈层自转加快。以岩石圈为参照,水圈相对加快最少,气圈相对加快最多。这导致赤道东风减弱,赤道太平洋热水回流到东太平洋,有利于厄尔尼诺事件的形成,对应时间为6月末或12月末。

季节性厄尔尼诺现象发生在12月末的原因还在于,每年13日或4日为地球轨道近日点,太阳引潮力增大10.2%,与1118-12366天)地球自转加速阶段相对应。冬至为122223日,离地球轨道近日点134日很近,太阳潮最强。引起的地球扁率变化也最显著。季节性厄尔尼诺现象发生在每年的1225圣诞节附近,就是潮汐改变地球扁率,影响地球自转、大气环流和海洋环流的最好证明。

 

二、2月南极半岛海冰面积最小值有利于厄尔尼诺的发生

 

2月是南半球夏季,南极半岛海冰面积最小值打开南极半岛德雷克海峡通道,减弱秘鲁寒流有利于厄尔尼诺的形成。

9月是南极半球冬季,南极半岛海冰面积最大值堵塞德雷克海峡海水通道,增强秘鲁寒流,有利于拉尼娜的形成。

 

三、由于南半球的季节变化和南极半岛海冰变化的滞后效应,赤道太平洋海水在3月最暖,在9月最冷。

 

综合三方面的因素,可以得出如下结论:

8月至11月上旬是拉尼娜高峰期。

11月下旬至次年3月是厄尔尼诺高峰期。

 



https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-912300.html

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