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全球變遷 / 聖嬰現象

 

聖嬰現象與反聖嬰現象3

 

聖嬰讓南美洲的魚、鳥和漁民一起餓肚子



  前面提到,聖嬰寶寶沒作怪的時候,東太平洋下層的海水會不斷往上補充上層流失的海水,這個動作還有另一層重大的意義。因為下層海水往上湧出的過程中,還把沈在深海的營養鹽一起帶上來,讓海水中的浮游植物可以吸收,進一步行光合作用而大量繁殖,而浮游植物正是海洋食物鏈中最底層的生物,浮游動物和魚類都把它當成可口的食物。浮游植物的生命很短,會在一星期內消耗完所有營養鹽,然後死去沈入海底,變成營養盬的一部分。如果下層海水不持續帶著營養鹽往海平面上升,浮游植物很快就沒食物可吃而死去,連帶讓浮游動物和魚類也沒得吃。以南美洲祕魯和厄瓜多爾外海來說,鯷魚是當地主要的魚類之一,聖嬰沒發作時,大量的浮游生物讓鯷魚不缺食物,數量不斷增加,而鯷魚本身也是其他大型魚類和海鳥的主食,同時是祕魯漁獲的主要來源。一旦聖嬰現身,底層海水不再上升,營養鹽的供給來源被切斷,等於讓整個食物鏈失去作用,南美洲外海變成魚類和海島的墳場,祕魯漁民也因此捕不到魚,這是聖嬰對海洋生態和漁民生計造成的重大影響。

 



 

正常狀況下,南美洲太平洋沿岸充滿位於食物鏈最底層的浮游生物,魚類鳥類因為食物充足而大量繁殖(圖左)。但聖嬰出現後,沒有底層海水帶上來的營養鹽,浮游生物大量減少,連帶使得魚鳥不是餓死,就是遠走他鄉覓食(圖右)。


 



 

這是衛星遙測照片,可以看出海洋表層葉綠素分布的狀況,紅色表示含量最高,其次是黃、藍、紫色。浮游植物行光合作用產生葉綠素,因此葉綠素含量愈高就代表浮游植物愈多。聖嬰沒當家時,我們可以發現,南美洲太平洋沿岸和赤道東太平洋都呈黃紅色,顯示葉綠素含量都比較高。

 

 

聖嬰讓火爐搬了家



  除了海洋生態和漁民生計之外,聖嬰對全球影響最大的就是天氣與氣候,它讓該下雨的地方不下雨,不該下雨的地方卻出現大洪水。

 

  一般說來,水能夠容納的熱量比空氣還大,也就是說,海洋裡能夠儲存的熱量比大氣還要多。據科學家估算,整個大氣能夠容納的熱量,和兩公尺深的海水能夠容納的熱量差不多;所以我們可以想見,只要海水溫度上升或下降一到兩度,釋出的熱量大小不一樣,就足以對整個大氣造成非常大的影響。

 

  舉個例子來說,一個火爐如果不開火,火爐上那鍋水就不會煮開,火開得愈大,水煮得愈快;而海洋就是這個火爐,那鍋水就是大氣。平時,西太平洋的火爐燒得旺,放出大量的熱,因此西太平洋上空的大氣被「煮開」了,大量水汽上升凝結成積雨雲,對流特別旺盛,雨也下得多;而赤道東太平洋這個火爐的火小多了,釋出的熱量不夠多,所以雨量比較少。

 

熱帶地區多雨還是少雨,和海水溫度有關。這是全球全年雨量分布圖,雨量最多的紅色包括太平洋赤道附近和西太平洋台灣附近,其次就是海溫較高的西太洋(藍紫色區域),東太平洋南美洲西岸和大西洋非洲一帶是黃棕色,雨量偏少。

 

  當聖嬰出現時,中太平洋,甚至東太平洋的火爐開始燒了起來,反而是西太平洋的火爐熄了火;因此,平時雨量少的東太平洋(如,祕魯一帶)出現豪大雨,多雨的西太平洋(如,印尼、馬來西亞一帶)不僅雨量變少了,還可能出現乾旱。相反的,反聖嬰現象發生時,西太平洋的火爐燒的更旺,東太平洋的火爐則熄了火;因此,西太平洋下更多雨,東太平洋的雨量則減少。

 

  或許你覺得奇怪,為什麼發生在赤道地區的聖嬰現象會影響全球的氣候。讓我們試著把一顆小石頭丟到水池裡,你可以看見,一圈又一圈的漣漪慢慢擴大到水池的每一個角落;同樣地,聖嬰雖然在赤道海洋現身,影響的卻不只是赤道地區,它像漣漪一樣擴散到其他區域,改變大氣的氣流,在全球許多地區造成嚴重影響。

 

聖嬰現象發威時,6到8月(上圖)和12月到次年2月(下圖),全球出現氣候異常的情況。上圖可看出,印度、澳洲和東南亞、中美洲出現乾旱,下圖則顯示美國東北部、西北部和加拿大西部、東亞一帶出現暖冬,南美洲祕魯、美國東南各洲則出現豪雨。


 



 

海溫高的地方,大氣對流旺盛,很容易下雨。上圖是正常狀況,溫暖的海水集中在赤道西太平洋(紅色部分),太平洋靠近海面的空氣往西集中,在西太平洋空氣受熱上升形成對流。到了高層,空氣被分散,一部分往東邊走,在東太平洋下降,使這個地區大氣相當穩定,不易下雨。這也是為什麼赤道太平洋氣壓東高西低,雨量西多東少的原因。下圖是聖嬰現象發生後的情況。這時,溫暖的海水由西太平洋東移,旺盛對流區跟著東移到中太平洋,甚至東太平洋,造成西太平洋雨量偏少,甚至出現乾旱;東太平洋則雨量偏多,甚至有洪水。


 

資料來源: 許晃雄教授 (台大大氣科學系)


資料來源: http://hsu.as.ntu.edu.tw/elnino/