ENSO和ENSORelated可变性
在赤道太平洋信风的削弱和服务员变暖的海洋表面(或缺乏upwelled冷水冷却)被称为厄尔尼诺事件。这类事件相间一种对立的状态,通常被称为“拉尼娜现象”,强大的信风和上升流的寒冷的秘鲁和沿着赤道海域。不同状态之间的几年中振荡是厄尔尼诺/南方振荡。热带海洋和大气的耦合振动是很重要的在全球气候的影响远远超出了热带太平洋热带大西洋和印度洋,南大洋,中间在北半球高纬度地区。raybet雷竞技最新有推测温室效应足以把世界变成一个温暖,near-perpetual厄尔尼诺状态(例如,Timmerman et al ., 1999;Federov调情,2000),但没有强烈的共识。
ENSO可能与另一个主要的变化模式,所谓的太平洋北美(机构)模式,施加巨大影响分布的降雨和表面温度在北美西部。像AO,机构模式随机波动从一个月到下一个,但也表现出似乎更长时间尺度系统的变化。自1976 - 1977年,机构的正极性pattern-marked由倾向相对温和的冬天在阿拉斯加和加拿大西部,低于正常降雨和流流经太平洋西北部,高于正常降雨在美国西南部国家盛行,而在前30年期间相反的条件了。
突然转向机构的正极性模式在1976 - 1977年是重合的,被认为是由一个普遍的模式的变化在整个太平洋。海洋表面温度沿赤道带和美洲沿岸成为温暖,而更远的西方在温带海洋表面冷却器(Nitta和山田,1989;Trenberth, 1990;格雷厄姆,1994)。数组的海洋生态系统的变化发生在同一时间(Ebbesmeier et al ., 1991)。例如,鲑鱼招聘进行了重大调整对阿拉斯加海岸的大丰收伴随着条件恶化在不列颠哥伦比亚南部和美国西北太平洋(弗朗西斯和兔子,1994)。另一个防御“政权转移”,在很多方面类似的发生在1976 - 1977年,但在相反的意义上,观察到在1940年代(Zhang et al ., 1997;Minobe曼图亚,1999),以及有迹象显示之前的变化(Minobe, 1997)。大气和海洋的套件的变化与这些防御机制的转变是集体称为太平洋年代际振荡(PDO)(曼图亚et al ., 1999)。
海表面温度(SST)的模式与PDO和ENSO相似,主要区别是温带特性更加显著的PDO模式。在几年中变化与波动之间的厄尔尼诺现象(温暖)和拉尼娜(冷)条件在赤道太平洋,温暖和湿润的几十年赤道区往往以温带循环模式,支持异常活跃在太平洋风暴路径,将对其东端。异常大的扰动向东北移动,将温和,潮湿的天气阿拉斯加狭长地带;其余的许多跟踪偏西风为主,将暴雨南加州和美国沙漠西南。不列颠哥伦比亚省的山脉和美国太平洋西北部,这谎言直接下游分裂风暴轨迹,倾向于接受低于正常的冬季降雪,这降低了以下夏季供水。负责远程动态机制之间的“远程并置对比”赤道太平洋和extratropics比控制的流程更好的理解这一现象在年代际时间尺度上的演变。因此,政权转移,如一个发生在1976年- 1977年难以实时诊断,更不用说预测。
有几种不同的流派,PDO年代际变化的本质,这表明唐突和持久性资格的定义下突然的气候变化。raybet雷竞技最新默认的假设是PDO仅仅是随机变化的反映原始大气中但放大了积极的反馈与大气和海洋之间的耦合(布雷瑟和巴蒂,2000)。如果这种解释是有效的,它遵循这ENSO-like变化本质上是不可预测的(即。,就只有事后诸葛亮的一览无遗。希望这种现象是决定性的,因此可预测的,是基于这样一种观念,海洋动力学PDO进化中发挥积极作用,在一定程度上主要设置时间尺度的波动之间来回PDO的正面和负面的极性模式。一个海洋的过程,可以设置时间尺度是水的再循环时间包裹在北太平洋顺时针和逆时针南太平洋副热带环流。第二个副热带环流时间设定的时间尺度是海洋行星波传播到西部边界电流,然后在大气环流反馈。第三个是水包裹所需的时间俯冲在温带北部和南太平洋纬度大约35°N 25°S到达赤道ther-mocline。机制,取决于这些过程已经证明能够生产ENSO-like的年代际变化耦合模型硕士(拉蒂夫巴奈特,1996)。还需要进一步的数据和模型结果来学习的程度变化的时间尺度变化和气候是否可以“锁定”一个或另一个阶段的主要振荡。raybet雷竞技最新热带太平洋的意思是尘封的条件似乎是比在洛杉矶Nina-like全新世;或许这表明一个链接。物种和壳牌化学和同位素比例的浮游foraminfera (Lee et al ., 2001)和化学和同位素比例的珊瑚(Tudhope et al ., 2001)提供证据的赤道太平洋海面温度至少130000年。冷却器平均SST在冰期(~ 3°C冷却器比现代的李等人在最后的冰河时代研究;此外,帕特里克和拉兹,1997;Pisias和混合,1997;也看到小巷和克拉克,1999年)和继续,然而ENSO周期明显走弱。 Stronger glacial easterly赤道风推断(Lyle, 1988)。
热带可变性在大西洋和印度洋
热带变化引起的反馈在大西洋和印度赤道地区也有助于区域raybet雷竞技最新气候模式比ENSO,尽管规模较小的全球影响,可能是因为巨大的太平洋的宽度相对于大西洋或印度。热带大西洋可变性和迫使ENSO和AO的关系非常密切。热带大西洋也有一个模式,是对赤道对称机制类似ENSO和可能导致区域可预测性(亚马逊和西非/萨赫勒地区的降雨)。Off-equatorial模式热带大西洋的变化相关的强度和位置的北部和南部热带辐合区(ITCZs);近年来显示工作北半球和南半球海温变化并没有紧密联系。热带大西洋可变性在北非和降雨产生重大影响南美洲北部和影响在北大西洋飓风频率和模式。
在印度热带地区季节性季风驱动洋陆温度对比对人类生活产生重大影响。的季风是也许ocean-atmosphere-land交互的典型例子。在北方的夏天,一个向北转移ITCZ的印度次大陆创建一个本地区主要的降水和热源。的年际变化印度季风与热带印度洋SST密切相关。印度洋海温影响ENSO和一种内在的印度洋东西方的变化模式相似但不相关的太平洋ENSO的机制。
延长夏季干旱
北半球的环形模式和前面几节中讨论的十年又十年的ENSO-like可变性影响北半球气候主要在冬季期间,他们涉及到大气的环比变化的首选模式。raybet雷竞技最新相比之下,干旱和沙漠化,当他们发生在温带纬度,主要夏天现象的地理分布和演化尽可能多的通过陆地表面过程取决于大气动力学。动态模式仍有可能,然而,随着夏天的大模式反气旋海洋对加热的大洲。开尔文和罗斯比波活跃在确定形状、程度和水分流动在这个模式(罗德威尔和斯,2001),反过来这些波参与动力模式如上所述。
延长俗称尘暴干旱影响大面积的美国大部分的1930年代的十年。在大平原和中西部的部分地区,1931年至1939年的夏天比长期平均大大温暖气候对季节,意味着日常maxima经常超过40°C,和降水不足(Borchert, 1950;Skaggs, 1975;卡尔和奎尔,1981;迪亚兹,1983;Chang和华莱士,1987;Chang和史密斯,2001)。的表层土是不可逆lost-blown在沙尘暴,黑暗的天空下游的东部沿海地区。许多农田被废弃,农业生产率大幅下跌。许多人经历过沙尘暴一定怀疑气候条件是否适合耕种了。 Yet toward the end of the decade, the rains returned, and the region has never since been plagued by such an extended drought.
启动什么尘暴在1930年代初,是什么导致降雨返回近十年后仍开放的问题。普遍的看法是,干旱是一种固有的随机现象,启动和终止的随机波动大气环流模式长期和持续的时间,从陆地生物圈正反馈(Namias, 1960;皮,1982;舒克拉明茨,1982;卡尔,1983;Sud Molod, 1988;Bravar Kavvas, 1991;雪和舒克拉,1993;Dirmeyer, 1994;拉尔和尼科尔森,1994)。几周的异常炎热,干燥的天气足够变干的上层土壤,减少水植物可以通过根系吸收。 The plants respond by reducing the rate of evapotranspiration through leaves during the daylight hours (Dirmeyer, 1994; Radersma and de Reider, 1996; Xue et al., 1996). Reduced evapotranspiration inhibits the ability of the plants to keep themselves and the earth's surface beneath them cool during midday, when the incoming solar radiation is strongest (Somayao et al., 1980; Gardner et al., 1981). This favors higher afternoon temperatures and also reduces the humidity within the lower 1-2 km of the atmosphere (Walsh et al., 1985; Karl, 1986; Georgakakos et al., 1995; Huang et al., 1996; Dai et al., 1999). Because this boundary-layer air is the source of roughly half the moisture that condenses in summer rainstorms over the central United States, lower humidity favors reduced precipitation (Brubaker et al., 1993; Eltahir and Bras, 1996; Koster and Suarez, 1996; Findell and Eltahir, 1999; Trenberth, 1999). Higher daily maximum temperatures, lower humidity, and reduced precipitation all increase the stress on plants. If the stress is sufficiently severe and long, the physiological changes in plants become irreversible. Once the threshold is crossed, the earliest hope for the restoration of normal vegetation is the next spring growing season, which can be 6 or even 9 months away. Throughout the remainder of the summer and early autumn, the parched land surface continues to exert a feedback on the atmosphere that perpetuates the abnormally hot, dry weather conditions (Yeh et al., 1984; Huang and Van den Dool, 1993; Yang et al., 1994; Huang et al., 1996; Fennesy and Shukla, 1999).
枯萎的植物也会影响地面水文条件。在缺乏健康的根系,水分的流失更快暴雨后,留下更少的培养植物。一旦地下水位大幅下降,一段附近,或者高于正常降水要求恢复地下水(帕默,1965;Entekhabi et al ., 1992;Bravar Kavvas, 1991;Stamm et al ., 1994)。卓越的同比持久性的1930年代的干旱证明了植被和地面的记忆。连接建立后,一个干旱的气候raybet雷竞技最新政权,如沙尘暴期间,似乎能够延续直到一系列适时的暴雨使植被恢复立足点(Dirmeyer舒克拉,1996;小王和Eltahir, 2000 a, b;克拉克et al ., 2001)。
1930年代的开始和终止尘暴是突然的政权转移的例子从气候有利于农业气候的特点raybet雷竞技最新一个沙漠地区和回来。期间所覆盖仪器记录,这些变化发生,而很少在美国但更经常在半干旱农业地区,例如萨赫勒地区,巴西东北部,和中东(Nicholson et al ., 1998;Street-Perrott et al ., 2000)。如果这样干政权足够频繁或长,累计损失的表层土风蚀植被使它越来越难以生存,难以扭转发生“沙漠化”(联合国,1980)。到目前为止,美国经历了真正的沙漠化相对较少,但全球其它地区没有这么幸运。例如,能够很好的证明,撒哈拉沙漠向北扩展,席卷北非原来的生产农业地区在过去几个世纪的罗马帝国(Reale和Dirmeyer, 2000);这种转变可能会涉及一系列的长期干旱事件类似于尘暴。
农业实践影响表层土的保留。可怜的培养实践和过度放牧造成的沙漠化一直困扰北非,萨赫勒地区,和其他半干旱地区(Otterman 1981;Wendler伊顿,1983;球团,1988;科比et al ., 1990;Ben-Gai et al ., 1998;尼科尔森et al ., 1998;皮卡,1998)和种植灌木篱墙旨在阻碍的流动飞尘保留了大部分美国大平原遭受了同样的命运。坚持环保的农业实践是否足以防止进一步的沙漠化尚不明朗。
全球变暖会使美国西部和中部等地区更容易扩展干旱事件通过增加温度在作物生长季节,从而增加了蒸散率。没有确凿证据的行为反应的快速变暖过去二十年里,但与气候模型模拟表明,更加明显变暖这样预测年底发生21世纪可以增加干旱事件的频率和不可逆转的沙漠化的风险(皮et al ., 1989;raybet雷竞技最新Henderson-Sellers et al ., 1995;Bounoua et al ., 1999)。
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