[科普中国]-圣婴现象

释义

圣婴一词源于西班牙文El Niño (意为上帝之子)，是南美秘鲁及厄瓜多尔一带的渔民用以称呼一种异常气候现象的名词。这种气候发生於圣诞节期附近，邻近热带太平洋海域的表层海温及洋流发生异常高温变化。一般在非圣婴时期气候下，热带太平洋东部之气压场高於太平洋西部，此一东西气压场的差异，就产生热带盛行东风带，并带动太平洋之表层洋流西行。西行洋流逐渐受日光加温，汇聚於中、西太平洋一带，太平洋西面的海平面因此比东岸高约半公尺。而在东太平洋，海洋深处之低温海水因表层海水的离岸牵引而补充上涌(称涌升流)。由於涌升流含丰富养分，吸引了大批鱼群聚集，成为秘鲁及邻近诸国之主要渔场，而海鸟亦随鱼群涌现而聚集，连带使得海鸟的排泄物也成为磷酸盐肥料的主要来源。1

气候特征在圣婴现象发生期间，东太平洋之气压场降低，西太平洋之气压场却增高。气压场的改变使得热带盛行东风带减弱，甚至转为西风带。於是原来西行之东太平洋表层洋流反向东流，逐渐受热增温后聚於东太平洋海域，热带太平洋表水温就呈现出东高西低之变化。聚於东太平洋（面积相当美国大陆一半）的向岸高温海水，也抑制该区深处低温且富含养分的涌升流上涌。於是鱼群改向他处移栖，当地海鸟之数量亦锐减，磷酸盐肥料的生产量降低，连锁效应下使该区域的渔、农业均蒙受相当程度的损失。。

除了海水的温度变化外，圣婴现象期间也因大气环流及海气热量交换的改变而造成异常的气候型态。在圣婴现象期间，热带东太平洋海温异常增高时(目前最强的记录是升高摄氏六度)，洋面上方之大气，伴随著海洋来之水气，受热上升，经由对流作用形成雨云，导致附近地区降雨增加，发生豪雨及水灾之机会增高。为了均衡东太平洋区空气之上升，海温降低之热带西太平洋上空之空气遂下沉，造成该区地表压力增加并抑制降雨，因此在印尼、菲律宾、澳洲北部在圣婴现象期间较易导致乾旱。

简单的说，圣婴现象之特徵就是东、西太平洋海洋表水温度的逆向改变，伴随大气的气压场有如跷跷板式的东西振荡。当太平洋赤道海温变化呈现东高西低时，气压场变化则为西高东低(即圣婴期)；反之若海温变化为东低西高，气压场则呈西低东高之型态(即非圣婴期)。对於气压场的变化，气象界通常以南太平洋东部之大溪地和西部澳洲达尔文二地间气压场的差异值为指标来显示，并名为南方振荡(Southern Oscillation)。而圣婴和南方振荡此一相伴相生之大气、海洋变化现象，就取二个名词之字首合称为 ENSO。2

周期现象圣婴现象大约每二至七年发生一次，其生命周期从开始、成熟到衰退前后可达一年半到二年之久。然后像钟摆一样，逐渐回复。有时在回复过程却摆过了头，造成盛行东风更强，东太平洋的表水温反而更低，这种与圣婴对映的相反现象就称之为：LaNina (西班牙文女孩之意)。因此，圣婴现象其实是海洋和大气交互作用所产生的自然现象，虽然我们目前只知其然而不知其所以然，它却是自然界大气圈及水圈韵律的一部分，也是全球气候系统的一环。原来它只是渔民描述的一个海洋性现象，如今已经溶合ENSO 和 La Nina ，包含了大气及海洋的领域，成为家户喻晓的通俗名词。2

效应和影响在过去一百年来，圣婴现象共发生24次，规模有强有弱。规模强的圣婴现象会造成全球性气候型态大幅度改变。其中以1982～83 年及本次(1997～1998)的海温变化最大，号称是本世纪的超级圣婴，也导致严重的灾害。据估计，1982～83 年那次圣婴现象，西太平洋区之东南亚国家和澳洲发生严重乾旱及衍生而出的火灾，东太平洋区之美洲国家受损於水患，除了二千条人命的死亡，财物的损失达到 130 亿美元之钜。

对本次圣婴现象而言，自去年秋天以来，东南亚地区、澳洲及巴西发生严重的乾旱、森林火灾与霾害，美国东北部享受一个暖冬，而加州、智利和秘鲁则遭豪雨肆虐，加拿大困於冰雪暴，墨西哥也发生百年来未遇的降雪，中国大陆东南沿海有暴风雨，台湾当然也经历了一个暖冬及绵绵不绝的春雨。虽然确切的财物损失一时还未能统计出来，不过印尼因五十年来最严重的环境灾难引发出经济危机，进而引燃政治的改革浪潮，却是一个深受圣婴现象影响的典型案例。当然凡事有利有弊，许多人也会因圣婴现象受益，例如大西洋区的飓风较少，澳洲棉花农民因气候乾燥大丰收，智利渔民也因大量渔群向南洄游而笑逐颜开。圣婴现象其实不单只是发生在太平洋，最近的研究也观察到印度洋和大西洋的表水温度同样有相似的变化，只是由於印度洋和大西洋的东西幅距较小 ，海洋和大气之间热量的交互作用快速且短暂，因此其变化幅度小且效应不明显。除了气候的改变外，圣婴现象期间地球自转的速度也会受到影响而略微减缓。在公共卫生方面圣婴现象发生时，又暖又湿的气候区也因热带性流行病毒(如登革热、汉他病毒、脑炎、霍乱、疟疾等)寄主的大量繁衍而较肆虐。有些人认为1340年代末期的黑死病，1557至1900年间的几次疾病大流行可能都和圣婴现象有关。这些相关的观察，进一步告诉我们圣婴现象确实产生全球性的效应，因此在政治、经济、社会以及科学层面上，它均有重大的意义和影响。

有鉴圣婴现象期间气候的反常变化往往对人类生命财产能造成重大之损害，世界各主要气象与海洋研究中心均积极投入与圣婴现象相关之研究。例如美国1985年以来就每年花1千至2千万美元经费专门从事有关预测圣婴现象的研究，因此成功的在1997年初预测出本次圣婴现象的出现。有人怀疑这种投资值得吗？最近 Climate Change 期刊有一篇文章估计这项研究单单对美国农业一项就带来了20～30倍的效益，使得出钱支持的美国海洋及大气总署大为振奋。澳洲的农民这回也因其政府在六个月前就提出预警，及时调整耕种规模和项目而大幅减少可能的损失。

我国中央气象局也正加紧推动短期气候预报之研究计划，现阶段该局工作重点之一为分析评估圣婴现象对台湾气候所造成之变化特性，以及这些特性的可预报度。当然中央气象局的最终目标，还是希望建立起台湾地区短期气候变化的预报作业。

探索历史美国一位地形学者研究秘鲁北方沙漠中的古代沈积物，发现圣婴现象的证据至少可追溯至2百万年以前。就像每个人的脸各个不同，每个季节各有特色，每次的圣婴现象也各有其特徵与不同的效应。例如研究秘鲁海岸古代的贝冢及鱼骨化石，发现8千至5千年前，该处似乎没有发生圣婴现象，或是效应非常微弱，与现在每十年就发生一至二次的情形大不相同。

最近的研究发现圣婴现象与大气中的二氧化碳含量相关，因此十九世纪以来持续的全球暖化现象对圣婴现象应该有深远的影响。圣婴现象近数十年来有增强及持久的情形，例如 1982～1983及1997～1998的二次超强的规模，1991～1995的异常持久，均是近二十年来才有的状况，是否全球暖化现象已开始对圣婴现象造成影响呢？这个课题自然引起科学家们深切的关注，也促使许多研究人员投身在相关的研究领域里。有人研究珊瑚化石，有人穷究树木年轮，更有人不辞劳苦，攀登高山钻取冰川的冰芯，或是湖底的纹泥，目的都是想分析这些材料，建构出一个以季或月为单位的高解析度古气候记录。有了一份以时间与空间为轴向的详细又可靠的气候变化记录，我们才可以鉴往知来，对圣婴现象的未来演变有更好的掌握。1