书城自然科学(探究式科普丛书)解读人类与地球
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第10章 人类与地球的关系(2)

4.什么是“圣婴”——厄尔尼诺现象

“厄尔尼诺”一词来源于西班牙语,原意为“圣婴”。19世纪初,在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语系的国家,渔民们发现,每隔几年,从每年的10月至第二年的3月,便会出现一股沿海岸南移的暖流,使表层海水温度明显升高。南美洲的太平洋东岸本来盛行的是秘鲁寒流,随着寒流移动的鱼群,使秘鲁渔场成为世界三大渔场之一。但这股暖流一出现,性喜冷水的鱼类就会大量死亡,使渔民们遭受灭顶之灾。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后,于是遭受天灾而又无可奈何的渔民,将其称为上帝之子圣婴。后来,在科学上,厄尔尼诺用来表示在秘鲁和厄瓜多尔附近几千公里的东太平洋海面温度的异常增暖现象。当这种现象发生时,大范围的海水温度可比常年高出3℃~6℃。太平洋广大水域的水温升高,改变了传统的赤道洋流和东南信风,导致全球性的气候反常。

厄尔尼诺现象,又称厄尔尼诺海流,是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后,失去平衡而产生的一种气候现象,就是沃克环流圈东移造成的。正常情况下,热带太平洋区域的季风洋流,是从美洲走向亚洲,使太平洋表面保持温暖,给印尼周围带来热带降雨。

但这种模式2~7年被打乱一次,使风向和洋流发生逆转,太平洋表层的热流就转而向东走向美洲,随之便带走了热带降雨,出现所谓的“厄尔尼诺现象”。

太平洋的中央部分,是北半球夏季气候变化的主要动力源。通常情况下,太平洋沿南美大陆西侧有一股北上的秘鲁寒流,其中一部分变成赤道海流,向西移动。此时,沿赤道附近海域向西吹的季风,使暖流向太平洋西侧积聚,而下层冷海水则在东侧涌升,使得太平洋西段菲律宾以南、新几内亚以北的海水温度升高。这一段海域被称为“赤道暖池”,同纬度东段,海温则相对较低。对应这两个海域上空的大气,也存在温差,东边的温度低、气压高,冷空气下沉后向西流动;西边的温度高、气压低,热空气上升后,转向东流。

这样,在太平洋中部,就形成了一个海平面冷空气向西流、高空热空气向东流的大气环流(沃克环流)。这个环流在海平面附近,就形成了东南信风。但有些时候,这个气压差会低于多年平均值,有时又会增大。这种大气变动现象,被称为“南方涛动”。

当厄尔尼诺现象发生时,热带中、东太平洋海温迅速升高,主要降水区由印度尼西亚地区,东移至日界线附近,直接导致该海域和南美太平洋沿岸哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁等地异常多雨。厄尔尼诺现象还会抑制西太平洋和北大西洋热带风暴生成,使得东北太平洋飓风增多。

另一方面,厄尔尼诺现象又使热带西太平洋降雨减少,造成南亚、印度尼西亚、马来西亚、东南亚和澳大利亚等地大范围的严重干旱。

厄尔尼诺现象还会导致加拿大西部、美国北部出现暖冬,使美国南部冬季潮湿多雨。

厄尔尼诺现象对我国的影响,首先是台风减少。厄尔尼诺现象发生后,西北太平洋热带风暴(台风)的产生个数及在我国沿海登陆个数,均较正常年份少。其次,是我国北方夏季易出现高温、干旱。通常在厄尔尼诺现象发生的当年,我国的夏季风较弱,季风雨带偏南,位于我国中部或长江以南地区,我国北方地区夏季往往容易出现干旱、高温天气。1997年,强厄尔尼诺发生后,我国北方的干旱和高温十分明显。再次,是我国南方易发生低温、洪涝。在厄尔尼诺现象发生后的次年,在我国南方,包括长江流域和江南地区,容易出现洪涝灾害。近百年来发生在我国的严重洪涝灾害,如1931年、1954年和1998年,都发生在厄尔尼诺现象的次年。我国在1998年遭遇的特大洪水,厄尔尼诺现象便是其中最重要的影响因素之一。

最后,在厄尔尼诺现象发生后的冬季,我国北方地区容易出现暖冬。

根据近50年的气象资料显示,厄尔尼诺现象发生后,我国当年冬季温度偏高的几率较大,第二年我国南部地区夏季降水容易偏多,而北方地区往往出现大范围干旱。1997年至1998年间,发生厄尔尼诺现象,在全球造成严重灾害。当时,墨西哥部分地区因干旱时间过长,地里甚至会喷发出火焰和烟雾。

厄尔尼诺形成原因,是当代科学之谜。大多科学家认为,其成因不外乎两大方面:一是自然因素,赤道信风、地球自转、地热运动等都可能与其有关;二是人为因素,即人类活动加剧,气候变暖,赤道暖事件剧增。一般认为,厄尔尼诺现象,是太平洋赤道带大范围内海洋与大气相互作用失去平衡而产生的一种气候现象。在东南信风的作用下,南半球太平洋大范围内,海水被风吹起,向西北方向流动,致使澳大利亚附近洋面比南美洲西部洋面水位,高出大约50厘米。当这种作用达到一定程度后,海水就会向相反方向流动,即由西北向东南方向流动。反方向流动的这一洋流,是一股暖流,即厄尔尼诺暖流,其尽头为南美西海岸。受其影响,南美西海岸的冷水区变成了暖水区,该区域降水量也大大增加。厄尔尼诺现象的基本特征是:赤道太平洋中、东部海域大范围内海水温度异常升高,海水水位上涨。

5.什么是“圣女”——拉尼娜现象

拉尼娜,是指赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏冷的现象。这是气象和海洋界使用的一个新名词。拉尼娜是西班牙语“LaNia”——“小女孩,圣女”——的意思,和厄尔尼诺现象正相反,表现为东太平洋明显变冷,同时也伴随着全球性气候混乱,总是出现在厄尔尼诺现象之后。拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来,在出现厄尔尼诺现象的第二年一般都会出现拉尼娜现象。有时拉尼娜现象会持续两三年。

最近一次拉尼娜现象出现在2003年,持续到2007年春季结束。厄尔尼诺与拉尼娜现象,通常交替出现,对气候的影响大致相反,通过海洋与大气之间的能量交换,改变大气环流而影响气候的变化。从近50年的监测资料看,厄尔尼诺出现频率多于拉尼娜,强度也大于拉尼娜。拉尼娜常发生于厄尔尼诺之后,但也不是每次都这样。厄尔尼诺与拉尼娜相互转变,大约需要四年左右的时间。我国海洋学家认为,我国在1998年遭受的特大洪涝灾害,是由“厄尔尼诺——拉尼娜现象”和长江流域生态恶化两大成因共同引起的。

那么,拉尼娜究竟是怎样形成的呢?厄尔尼诺与赤道中、东太平洋海温的增暖、信风的减弱相联系,而拉尼娜则与赤道中、东太平洋海温度变冷、信风的增强相关联。因此,实际上拉尼娜现象是热带海洋和大气共同作用的产物。海洋表层的运动,主要受海表面风的牵制。信风的存在,使得大量暖水被吹送到赤道西太平洋地区,在赤道东太平洋地区暖水被刮走,主要靠海面以下的冷水进行补充,赤道东太平洋海温比西太平洋明显偏低。当信风加强时,赤道东太平洋深层海水上翻现象更加剧烈,导致海表温度异常偏低,使得气流在赤道太平洋东部下沉,而气流在西部的上升运动更加剧烈,有利于信风加强,这就进一步加剧赤道东太平洋冷水发展,引发所谓的拉尼娜现象。

历史上的拉尼娜年:1954~1955年、1956~1957年、1963~1964年、1968~1969年的冬季,最近的一次是2006~2008年,我国也出现了很严重的低温雨雪异常天气。国家气候中心综合分析了这些年份的气候变化后认为,这个调皮的“小女孩”将对年春、夏气候产生以下几个方面的影响:春季北方沙尘暴日数明显增多;全国出现干旱的范围较大,森林火险等级较高;南方发生洪涝灾害的可能性大。

1998年5月厄尔尼诺现象才告结束,全球气候尚未恢复正常,拉尼娜现象又出来,令不少地方分别出现严寒、冬暖、风雪、干旱和暴雨等灾害。从世界范围来看,拉尼娜现象在南部非洲引起暴风雨和洪灾,在肯尼亚和坦桑尼亚引起干旱,在菲律宾和印度尼西亚酿成洪灾;在南美洲的南部地区则是异常的潮湿天气,与厄尔尼诺引起的现象正好相反。

2008年,我国再次受到拉尼娜的影响,南方出现了四次历史罕见的大范围低温雨雪冰冻天气过程。对南方早稻的播种造成极大影响。华南地区(两广及福建大部)在2月中旬至3月份的早稻播种期天气,华南南部较常年同期偏差;华南北部,较常年同期偏好,仅在3月中旬前期有2~4天的低温阴雨天气,对早稻播种影响不大;江南地区春播气候条件偏差。台风活动的影响:拉尼娜年,由于热带太平洋海温西暖东冷的结构,造成西太平洋暖流区对流活跃,容易造成夏季台风活动偏多;初夏生成台风和汛期影响我国的台风较为活跃,并有利于北上台风的活动。

6.为什么说海洋污染更可怕

海洋被誉为“国防的前线、贸易的通道、资源的宝库、云雨的故乡、生命的摇篮”。然而,它正受到严重的污染。海洋污染,常见的主要有原油污染、漂浮物污染和有机化合物污染及其引起的赤潮、黑潮。海洋污染,直接导致海洋环境的恶化、生物品种的减少。

海洋污染,已经成为蓝色国土致命的杀手。

海洋污染是有害物质进入海洋环境而造成的污染。海洋污染可损害生物资源,危害人类健康,妨碍捕鱼和人类在海上的其他活动,损坏海水质量和环境质量等。

海洋污染的特点是:污染源多、持续性强,扩散范围广,难以控制。海洋污染造成的海水浑浊,严重影响海洋植物(浮游植物和海藻)的光合作用,从而影响海域的生产力,对鱼类也有危害。重金属和有毒有机化合物等有毒物质,在海域中累积,并通过海洋生物的富集作用,对海洋动物和以此为食的其他动物,会造成毒害。

石油污染会在海洋表面形成面积广大的油膜,阻止空气中的氧气在海水中溶解,同时石油的分解也消耗水中的溶解氧,造成海水缺氧,对海洋生物产生危害,并危及海鸟和人类。由于好氧有机物污染引起的赤潮(海水富营养化的结果),造成海水缺氧,导致海洋生物死亡。海洋污染还会破坏海滨旅游资源。因此,海洋污染,已经引起国际社会越来越多的重视。

为什么要回收废纸,保护森林

众所周知,废纸并不直接用于保护森林,但废纸的回收利用,可节约用于造纸的木材,从而间接地减少了对森林的采伐量,间接起到保护森林资源的作用。回收1000千克废纸,可生产800千克的再生纸,节约木材4立方米,相当于保存17棵大树。一个大城市一年丢弃的废纸,可达万吨,相当于每年砍伐数十万棵大树。把废纸回收起来,用作再生纸生产,除了有保护森林资源的意义外,还有相当可观的经济效益。比如,建造一个以废纸为原料的纸厂,可以省去以原木为原料造纸时的原木加工处理工序,节约投资为50%;另外用废纸造纸,水、电、煤、烧碱的消耗也大大减少。所以,世界各国对废纸的回收利用,相当重视。如日本东京的废纸回收率为78%,全国有一半废纸回收。英国谢菲尔德市全市丢弃的2700万千克废纸,全部用于再造纸浆。德国的废纸有83%回收。美国是废纸利用和废纸出口的大国。

废纸原是废弃物,回收利用之后,可省去作为垃圾的处理费用,减少对森林的开伐量,再生纸张又有商品价值,真可谓一举三得。

生产纸张大部分以木材为原料,而木材的来源森林,是我们赖以生存的根本,是“地球之肺”。同时,造纸污染环境。所以节约纸张,就等于保护了我们生存的空间。在我们每天繁忙的学习和工作中,留心一下准备扔掉的废纸,也许反面还能用。即使是没有空白的废纸,也不要随便扔进垃圾桶。回收1000千克废纸,可以少砍17棵大树,生产800千克好纸,减少35%的水污染,节省一半以上的造纸能源。

7.为什么要实行“限塑令”

据报道,美国旧金山市只允许向顾客提供纸袋、布袋或以玉米副产品为原料生产的可生物降解塑料袋。加拿大马尼托巴省的利夫拉皮兹的所有购物场所不得提供塑料购物袋,违者将被处以最高989美元的罚款。爱尔兰对塑料购物袋征税,税金用于环境保护项目,使塑料袋使用量骤降了90%。韩国顾客需要花100韩元购买纸袋或塑料袋,商店会原价收回这些袋子,顾客也可拿袋子以旧换新。孟加拉国进口或销售塑料袋的人,可被判最高10年徒刑;发放塑料袋者则被处以6个月的监禁。

2007年12月31日,中华人民共和国国务院办公厅下发了《国务院办公厅关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》。这份被群众称为“限塑令”的通知明确规定:“从2008年6月1日起,在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋”;“自2008年6月1日起,在所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度,一律不得免费提供塑料购物袋。”

那么,为什么要实行“限塑令”呢?

古人曾有“千树万树梨花开”的千古绝唱,今天却有人把这千古绝句演绎成了“千树万树异花开”,以此来形容如今的另一种奇异景观。所谓异花,并不是说这种花有什么特异之处,有什么高贵之处,其实它什么花都不是,尽管它也挂满枝头,而且不分春夏秋冬。这种远看似花的东西,原来是令人讨厌的塑料袋。