[科普中國]-圣嬰現(xiàn)象

釋義

圣嬰一詞源于西班牙文El Ni?o (意為上帝之子)，是南美秘魯及厄瓜多爾一帶的漁民用以稱呼一種異常氣候現(xiàn)象的名詞。這種氣候發(fā)生於圣誕節(jié)期附近，鄰近熱帶太平洋海域的表層海溫及洋流發(fā)生異常高溫變化。一般在非圣嬰時期氣候下，熱帶太平洋東部之氣壓場高於太平洋西部，此一東西氣壓場的差異，就產(chǎn)生熱帶盛行東風(fēng)帶，并帶動太平洋之表層洋流西行。西行洋流逐漸受日光加溫，匯聚於中、西太平洋一帶，太平洋西面的海平面因此比東岸高約半公尺。而在東太平洋，海洋深處之低溫海水因表層海水的離岸牽引而補(bǔ)充上涌(稱涌升流)。由於涌升流含豐富養(yǎng)分，吸引了大批魚群聚集，成為秘魯及鄰近諸國之主要漁場，而海鳥亦隨魚群涌現(xiàn)而聚集，連帶使得海鳥的排泄物也成為磷酸鹽肥料的主要來源。1

氣候特征在圣嬰現(xiàn)象發(fā)生期間，東太平洋之氣壓場降低，西太平洋之氣壓場卻增高。氣壓場的改變使得熱帶盛行東風(fēng)帶減弱，甚至轉(zhuǎn)為西風(fēng)帶。於是原來西行之東太平洋表層洋流反向東流，逐漸受熱增溫后聚於東太平洋海域，熱帶太平洋表水溫就呈現(xiàn)出東高西低之變化。聚於東太平洋（面積相當(dāng)美國大陸一半）的向岸高溫海水，也抑制該區(qū)深處低溫且富含養(yǎng)分的涌升流上涌。於是魚群改向他處移棲，當(dāng)?shù)睾ｘB之?dāng)?shù)量亦銳減，磷酸鹽肥料的生產(chǎn)量降低，連鎖效應(yīng)下使該區(qū)域的漁、農(nóng)業(yè)均蒙受相當(dāng)程度的損失。。

除了海水的溫度變化外，圣嬰現(xiàn)象期間也因大氣環(huán)流及海氣熱量交換的改變而造成異常的氣候型態(tài)。在圣嬰現(xiàn)象期間，熱帶東太平洋海溫異常增高時(目前最強(qiáng)的記錄是升高攝氏六度)，洋面上方之大氣，伴隨著海洋來之水氣，受熱上升，經(jīng)由對流作用形成雨云，導(dǎo)致附近地區(qū)降雨增加，發(fā)生豪雨及水災(zāi)之機(jī)會增高。為了均衡東太平洋區(qū)空氣之上升，海溫降低之熱帶西太平洋上空之空氣遂下沉，造成該區(qū)地表壓力增加并抑制降雨，因此在印尼、菲律賓、澳洲北部在圣嬰現(xiàn)象期間較易導(dǎo)致乾旱。

簡單的說，圣嬰現(xiàn)象之特徵就是東、西太平洋海洋表水溫度的逆向改變，伴隨大氣的氣壓場有如蹺蹺板式的東西振蕩。當(dāng)太平洋赤道海溫變化呈現(xiàn)東高西低時，氣壓場變化則為西高東低(即圣嬰期)；反之若海溫變化為東低西高，氣壓場則呈西低東高之型態(tài)(即非圣嬰期)。對於氣壓場的變化，氣象界通常以南太平洋東部之大溪地和西部澳洲達(dá)爾文二地間氣壓場的差異值為指標(biāo)來顯示，并名為南方振蕩(Southern Oscillation)。而圣嬰和南方振蕩此一相伴相生之大氣、海洋變化現(xiàn)象，就取二個名詞之字首合稱為 ENSO。2

周期現(xiàn)象圣嬰現(xiàn)象大約每二至七年發(fā)生一次，其生命周期從開始、成熟到衰退前后可達(dá)一年半到二年之久。然后像鐘擺一樣，逐漸回復(fù)。有時在回復(fù)過程卻擺過了頭，造成盛行東風(fēng)更強(qiáng)，東太平洋的表水溫反而更低，這種與圣嬰對映的相反現(xiàn)象就稱之為：LaNina (西班牙文女孩之意)。因此，圣嬰現(xiàn)象其實是海洋和大氣交互作用所產(chǎn)生的自然現(xiàn)象，雖然我們目前只知其然而不知其所以然，它卻是自然界大氣圈及水圈韻律的一部分，也是全球氣候系統(tǒng)的一環(huán)。原來它只是漁民描述的一個海洋性現(xiàn)象，如今已經(jīng)溶合ENSO 和 La Nina ，包含了大氣及海洋的領(lǐng)域，成為家戶喻曉的通俗名詞。2

效應(yīng)和影響在過去一百年來，圣嬰現(xiàn)象共發(fā)生24次，規(guī)模有強(qiáng)有弱。規(guī)模強(qiáng)的圣嬰現(xiàn)象會造成全球性氣候型態(tài)大幅度改變。其中以1982～83 年及本次(1997～1998)的海溫變化最大，號稱是本世紀(jì)的超級圣嬰，也導(dǎo)致嚴(yán)重的災(zāi)害。據(jù)估計，1982～83 年那次圣嬰現(xiàn)象，西太平洋區(qū)之東南亞國家和澳洲發(fā)生嚴(yán)重乾旱及衍生而出的火災(zāi)，東太平洋區(qū)之美洲國家受損於水患，除了二千條人命的死亡，財物的損失達(dá)到 130 億美元之鉅。

對本次圣嬰現(xiàn)象而言，自去年秋天以來，東南亞地區(qū)、澳洲及巴西發(fā)生嚴(yán)重的乾旱、森林火災(zāi)與霾害，美國東北部享受一個暖冬，而加州、智利和秘魯則遭豪雨肆虐，加拿大困於冰雪暴，墨西哥也發(fā)生百年來未遇的降雪，中國大陸東南沿海有暴風(fēng)雨，臺灣當(dāng)然也經(jīng)歷了一個暖冬及綿綿不絕的春雨。雖然確切的財物損失一時還未能統(tǒng)計出來，不過印尼因五十年來最嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)難引發(fā)出經(jīng)濟(jì)危機(jī)，進(jìn)而引燃政治的改革浪潮，卻是一個深受圣嬰現(xiàn)象影響的典型案例。當(dāng)然凡事有利有弊，許多人也會因圣嬰現(xiàn)象受益，例如大西洋區(qū)的颶風(fēng)較少，澳洲棉花農(nóng)民因氣候乾燥大豐收，智利漁民也因大量漁群向南洄游而笑逐顏開。圣嬰現(xiàn)象其實不單只是發(fā)生在太平洋，最近的研究也觀察到印度洋和大西洋的表水溫度同樣有相似的變化，只是由於印度洋和大西洋的東西幅距較小 ，海洋和大氣之間熱量的交互作用快速且短暫，因此其變化幅度小且效應(yīng)不明顯。除了氣候的改變外，圣嬰現(xiàn)象期間地球自轉(zhuǎn)的速度也會受到影響而略微減緩。在公共衛(wèi)生方面圣嬰現(xiàn)象發(fā)生時，又暖又濕的氣候區(qū)也因熱帶性流行病毒(如登革熱、漢他病毒、腦炎、霍亂、瘧疾等)寄主的大量繁衍而較肆虐。有些人認(rèn)為1340年代末期的黑死病，1557至1900年間的幾次疾病大流行可能都和圣嬰現(xiàn)象有關(guān)。這些相關(guān)的觀察，進(jìn)一步告訴我們圣嬰現(xiàn)象確實產(chǎn)生全球性的效應(yīng)，因此在政治、經(jīng)濟(jì)、社會以及科學(xué)層面上，它均有重大的意義和影響。

有鑒圣嬰現(xiàn)象期間氣候的反常變化往往對人類生命財產(chǎn)能造成重大之損害，世界各主要?dú)庀笈c海洋研究中心均積極投入與圣嬰現(xiàn)象相關(guān)之研究。例如美國1985年以來就每年花1千至2千萬美元經(jīng)費(fèi)專門從事有關(guān)預(yù)測圣嬰現(xiàn)象的研究，因此成功的在1997年初預(yù)測出本次圣嬰現(xiàn)象的出現(xiàn)。有人懷疑這種投資值得嗎？最近 Climate Change 期刊有一篇文章估計這項研究單單對美國農(nóng)業(yè)一項就帶來了20～30倍的效益，使得出錢支持的美國海洋及大氣總署大為振奮。澳洲的農(nóng)民這回也因其政府在六個月前就提出預(yù)警，及時調(diào)整耕種規(guī)模和項目而大幅減少可能的損失。

我國中央氣象局也正加緊推動短期氣候預(yù)報之研究計劃，現(xiàn)階段該局工作重點之一為分析評估圣嬰現(xiàn)象對臺灣氣候所造成之變化特性，以及這些特性的可預(yù)報度。當(dāng)然中央氣象局的最終目標(biāo)，還是希望建立起臺灣地區(qū)短期氣候變化的預(yù)報作業(yè)。

探索歷史美國一位地形學(xué)者研究秘魯北方沙漠中的古代沈積物，發(fā)現(xiàn)圣嬰現(xiàn)象的證據(jù)至少可追溯至2百萬年以前。就像每個人的臉各個不同，每個季節(jié)各有特色，每次的圣嬰現(xiàn)象也各有其特徵與不同的效應(yīng)。例如研究秘魯海岸古代的貝冢及魚骨化石，發(fā)現(xiàn)8千至5千年前，該處似乎沒有發(fā)生圣嬰現(xiàn)象，或是效應(yīng)非常微弱，與現(xiàn)在每十年就發(fā)生一至二次的情形大不相同。

最近的研究發(fā)現(xiàn)圣嬰現(xiàn)象與大氣中的二氧化碳含量相關(guān)，因此十九世紀(jì)以來持續(xù)的全球暖化現(xiàn)象對圣嬰現(xiàn)象應(yīng)該有深遠(yuǎn)的影響。圣嬰現(xiàn)象近數(shù)十年來有增強(qiáng)及持久的情形，例如 1982～1983及1997～1998的二次超強(qiáng)的規(guī)模，1991～1995的異常持久，均是近二十年來才有的狀況，是否全球暖化現(xiàn)象已開始對圣嬰現(xiàn)象造成影響呢？這個課題自然引起科學(xué)家們深切的關(guān)注，也促使許多研究人員投身在相關(guān)的研究領(lǐng)域里。有人研究珊瑚化石，有人窮究樹木年輪，更有人不辭勞苦，攀登高山鉆取冰川的冰芯，或是湖底的紋泥，目的都是想分析這些材料，建構(gòu)出一個以季或月為單位的高解析度古氣候記錄。有了一份以時間與空間為軸向的詳細(xì)又可靠的氣候變化記錄，我們才可以鑒往知來，對圣嬰現(xiàn)象的未來演變有更好的掌握。1