甚麼是聖嬰現象? - 社會議題

By Elizabeth
at 2005-01-17T00:00

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聖嬰現象為甚麼會發生.發生的原因.為甚麼叫"聖嬰現象"

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By Michael
at 2005-01-21T02:29

何謂「聖嬰現象」？
　從今年三月開始，赤道太平洋東部的表水溫度開始逐漸下降，這一期的「聖嬰現象」已邁向尾聲了。「聖嬰」一詞源於西班牙文 El - Nino (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象的名詞。這種氣候發生於聖誕節期附近，鄰近熱帶太平洋海域的表層海溫及洋流發生異常高溫變化。一般在非「聖嬰」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，就產生熱帶盛行東風帶，並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充上湧(稱湧升流)。由於湧升流含豐富養分，吸引了大批魚群聚集，成為秘魯及鄰近諸國之主要漁場，而海鳥亦隨魚群湧現而聚集，連帶使得海鳥的排泄物也成為磷酸鹽肥料的主要來源。
　在「聖嬰現象」發生期間，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帶減弱，甚至轉為西風帶。於是原來西行之東太平洋表層洋流反向東流，逐漸受熱增溫後聚於東太平洋海域，熱帶太平洋表水溫就呈現出東高西低之變化。聚於東太平洋（面積相當美國大陸一半）的向岸高溫海水，也抑制該區深處低溫且富含養分的湧升流上湧。於是魚群改向他處移棲，當地海鳥之數量亦銳減，磷酸鹽肥料的生產量降低，連鎖效應下使該區域的漁、農業均蒙受相當程度的損失。
　除了海水的溫度變化外，「聖嬰現象」期間也因大氣環流及海氣熱量交換的改變而造成異常的氣候型態。在「聖嬰現象」期間，熱帶東太平洋海溫異常增高時(目前最強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，經由對流作用形成雨雲，導致附近地區降雨增加，發生豪雨及水災之機會增高。為了均衡東太平洋區空氣之上升，海溫降低之熱帶西太平洋上空之空氣遂下沉，造成該區地表壓力增加並抑制降雨，因此在印尼、菲律賓、澳洲北部在「聖嬰現象」期間較易導致乾旱。
　簡單的說，「聖嬰現象」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盪。當太平洋赤道海溫變化呈現東高西低時，氣壓場變化則為西高東低(即聖嬰期)；反之若海溫變化為東低西高，氣壓場則呈西低東高之型態(即非聖嬰期)。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爾文二地間氣壓場的差異值為指標來顯示，並名為「南方振盪」(Southern Oscillation)。而「聖嬰」和「南方振盪」此一相伴相生之大氣、海洋變化現象，就取二個名詞之字首合稱為 ENSO。
　「聖嬰現象」大約每二至七年發生一次，其生命週期從開始、成熟到衰退前後可達一年半到二年之久。然後像鐘擺一樣，逐漸回復。有時在回復過程卻擺過了頭，造成盛行東風更強，東太平洋的表水溫反而更低，這種與「聖嬰」對映的相反現象就稱之為：La Nina (西班牙文女孩之意)。因此，「聖嬰現象」其實是海洋和大氣交互作用所產生的自然現象，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，也是全球氣候系統的一環。原來它只是漁民描述的一個海洋性現象，如今已經溶合 ENSO 和 La Nina ，包含了大氣及海洋的領域，成為家戶喻曉的通俗名詞。
「聖嬰現象」的效應和影響
　在過去一百年來，「聖嬰現象」共發生24次，規模有強有弱。規模強的「聖嬰現象」會造成全球性氣候型態大幅度改變。其中以 1982-83 年及本次(1997-1998)的海溫變化最大，號稱是本世紀的超級「聖嬰」，也導致嚴重的災害。據估計，1982-83 年那次「聖嬰現象」，西太平洋區之東南亞國家和澳洲發生嚴重乾旱及衍生而出的火災，東太平洋區之美洲國家受損於水患，除了二千條人命的死亡，財物的損失達到 130 億美元之鉅。
　對本次「聖嬰現象」而言，自去年秋天以來，東南亞地區、澳洲及巴西發生嚴重的乾旱、森林火災與霾害，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，墨西哥也發生百年來未遇的降雪，中國大陸東南沿海有暴風雨，臺灣當然也經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計出來，不過印尼因五十年來最嚴重的環境災難引發出經濟危機，進而引燃政治的改革浪潮，卻是一個深受「聖嬰現象」影響的典型案例。當然凡事有利有弊，許多人也會因「聖嬰現象」受益，例如大西洋區的颶風較少，澳洲棉花農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。「聖嬰現象」其實不單只是發生在太平洋，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不明顯。除了氣候的改變外，「聖嬰現象」期間地球自轉的速度也會受到影響而略微減緩。在公共衛生方面「聖嬰現象」發生時，又暖又溼的氣候區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「聖嬰現象」有關。這些相關的觀察，進一步告訴我們「聖嬰現象」確實產生全球性的效應，因此在政治、經濟、社會以及科學層面上，它均有重大的意義和影響。
　有鑑「聖嬰現象」期間氣候的反常變化往往對人類生命財產能造成重大之損害，世界各主要氣象與海洋研究中心均積極投入與「聖嬰現象」相關之研究。例如美國1985年以來就每年花1千至2千萬美元經費專門從事有關預測「聖嬰現象」的研究，因此成功的在1997年初預測出本次「聖嬰現象」的出現。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業一項就帶來了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。澳洲的農民這回也因其政府在六個月前就提出預警，及時調整耕種規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「短期氣候預報」之研究計劃，現階段該局工作重點之一為分析評估「聖嬰現象」對臺灣氣候所造成之變化特性，以及這些特性的可預報度。當然中央氣象局的最終目標，還是希望建立起臺灣地區短期氣候變化的預報作業。
探索「聖嬰現象」的歷史
　美國一位地形學者研究秘魯北方沙漠中的古代沈積物，發現「聖嬰現象」的證據至少可追溯至 2百萬年以前。就像每個人的臉各個不同，每個季節各有特色，每次的「聖嬰現象」也各有其特徵與不同的效應。例如研究秘魯海岸古代的貝塚及魚骨化石，發現8千至5千年前，該處似乎沒有發生「聖嬰現象」，或是效應非常微弱，與現在每十年就發生一至二次的情形大不相同。
　最近的研究發現「聖嬰現象」與大氣中的二氧化碳含量相關，因此十九世紀以來持續的全球暖化現象對「聖嬰現象」應該有深遠的影響。「聖嬰現象」近數十年來有增強及持久的情形，例如 1982-1983及1997-1998的二次超強的規模，1991 - 1995 的異常持久，均是近二十年來才有的狀況，是否全球暖化現象已開始對「聖嬰現象」造成影響呢？這個課題自然引起科學家們深切的關注，也促使許多研究人員投身在相關的研究領域裡。有人研究珊瑚化石，有人窮究樹木年輪，更有人不辭勞苦，攀登高山鑽取冰川的冰芯，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又可靠的氣候變化記錄，我們才可以鑑往知來，對「聖嬰現象」的未來演變有更好的掌握。
結語
　雖然這一波的「聖嬰現象」即將過去，可是我們還不能掉以輕心，因為研究人員已開始預測今年秋天即將來臨的 La Nina 可能會給「聖嬰現象」遭受乾旱的地區轉而帶來豪雨，對目前飽受森林火災之苦的地區將會產生雪上加霜的更大破壞；而其他洪澇之區可能又會轉為乾旱。面對這樣的警告，真是應了 "一波未平，一波又起" 的老話。不論如何，環境的改變一定影響人類生活的品質，也衝擊全球的生態環境。地球的氣候系統數十億年來一直都在變化，只是近 2 百年來人類活動能力大規模增強，也對生態環境造成許多無可彌補的破壞與失衡後，更增加了對「聖嬰現象」及氣候變化的不確定性，當然對人類往後的禍福更難預卜，不過為禍的成分可能更大些。
　　我們一方面當然要努力去了解氣候變化的原因與機制，以最好的準備防患於未然；但更重要的是，我們要開始順應自然，珍惜自然資源，放慢開發的腳步，將人為對自然界的影響降至最低，才是利人利己又利生的長治久安策略。
附錄：一些可供參考的文章及網站
新聞報導或雜誌：
　1.U.S. News and World Report, October 6, 1997.
　2.Time, August 18 ,1997; April 20, 1998.
　3.科學月刊，1986年2月；1994年5月；1998年2月
　4.牛頓，1994年7月
相關網站：
　1.http://www.usc.edu/go/seagrant
　2.http://www.cwb.gov.tw/cwbw6.html
　3.http://stdank.as.ntu.edu.tw/~hsutsai
　4.http://www.ogp.noaa.gov/enso
　5.http://www.bom.gov.au/climate/glossary/elnino
　6.http://cnn.com/specials/el.nino

By Liam
at 2005-01-18T17:58

為什麼大家都貼一樣的資料壓!

By Donna
at 2005-01-19T18:44

一、何謂聖嬰現象？
　　「聖嬰現象」一詞（El Nio，西班牙語「聖子、聖嬰」），原本是厄瓜多及秘魯沿海漁民用來指稱發生於聖誕節前後，並持續數月的溫暖洋流。在這段時間內的漁獲量較少，因此漁民們總是藉此獲得休息，整修裝備並和家人團聚。但在某些年份裡，洋流溫度會特別的高，使漁民的休息時間一直延續到五月，甚至到六月。數年下來「聖嬰現象」一詞便被用來泛指這些格外強烈的溫暖時段。它們不但擾亂了漁民的生活，其挾帶的豪雨更造成了極大的災害。
　　在過去四十年間（1951～1990），共有九次聖嬰現象對南美海岸造成影響；它們不但使海洋水溫增高，更造成了海面的大幅提升。其影響範圍不僅包括了沿海地區，甚至在加拉巴哥群島與聖誕島間、延伸約五千哩的太平洋海域，也在其影響範圍之內。較輕微的聖嬰現象，僅使海洋溫度提高約華氏1～2度，影響所及也只限於南美漁場；但在較強烈的聖嬰現象中，如1982～1983年的案例，不僅使南美當地氣候及海洋生態發生改變，對全球的天候狀況亦造成極劇烈的衝擊。
二、聖嬰現象的個案研究
　　1982～1983年的聖嬰現象，可說是本世紀威力最強、影響最大的一次聖嬰現象了。（譯註：本文原作於1994年；事實上，1997～1998年的聖嬰現象威力也遠大於此。）然而，在1982年末，也就是這次聖嬰現象的初期階段時，沒有任何科學家曾預測到這次聖嬰現象的發生。由於這次聖嬰現象發生得過於突然，因此其對全球經濟所造成的災害，也就格外的顯著。
　　每年初夏五、六月時，赤道太平洋海面的上空，會吹起一股西向的東風。這股東風從加拉巴哥群島開始，越過了赤道太平洋上空，一直吹到印尼才結束；其對調節全球氣候，具有莫大的影響力。但是，在1982年的五月，不知何故，這股東風突然大為減弱，不但風速減慢，範圍也縮小許多。甚至，在國際換日線的西邊地帶，這股風竟轉變成東向的西風。隨著這種不正常的風向改變，暴風雨的雲團，也就逐漸形成了。
　　接下來的短短幾個禮拜中，赤道太平洋海面開始對這種風向及風速的變動，起了劇烈的反應。首先，由於風向的改變（東風→西風），太平洋的海水開始向東方倒灌。位於太平洋中部的聖誕島（Christmas Island，見圖一），其附近的海面在六、七月間，開始上升了數吋；到了十月左右，聖誕島以東到厄瓜多之間，約六千多哩的太平洋地區，其海面竟抬升了一呎之多。海面在東部太平洋上升，在西部則必會下降；海面的下降，導致西太平洋中許多小島周圍的珊瑚礁，開始露出水面，而遭到陽光、海浪的侵蝕破壞。在海面異動的同時，太平洋海面的水溫，也產生了劇烈的變化。例如，加拉巴哥群島、厄瓜多沿岸一帶，其海水溫度便驟升為80℉，比平常高出10℉以上。
　　對於這些太平洋海面的異動，首當其衝的，莫過於海中的生物了。在聖誕島附近，聖嬰現象使海中的鳥類數目大為減少；島上的海鳥為了覓食，不惜遺棄自己的幼鳥，而獨自飛向遙遠的外海去尋找食物。在南美洲西部的祕魯沿岸，海面上升、海水變暖的結果，導致了海獅、海豹的大量死亡。根據秘魯當局在1983年所做的統計，這次的聖嬰現象，使當年的海豹皮輸出量減少了約25%。而在智利到英屬哥倫比亞的沿岸地區，由於海水變暖，使原來棲息在當地海域的許多魚種，無法忍受這種高溫環境，而紛紛向極圈大舉遷移。在這次騷動中，也有某些海中生物獲得了利益。例如喜棲息於暖水環境的海扇，便在厄瓜多沿岸大量的繁殖，使當地居民意外的得到一大筆收入。
　　這次聖嬰現象，對於陸地上的環境也產生了極大的影響。在厄瓜多和秘魯北部，溫暖而豐沛的海水，造成了氣候的異常。從1982到1983年的六月個月間，厄瓜多、秘魯的降雨量總計高達兩千四百五十公釐；大量的降水，使當地的地理環境從寸草不生、乾燥荒涼的沙漠，轉變成青草茂盛、湖澤廣布的草原。碧綠的青草，吸引了大量的昆蟲；昆蟲數量的增加，使食物鏈的平衡遭到破壞，而導致蛙類、鳥類的大量繁殖。另外，草原上的湖泊，也提供了一個暫時性的魚類居住環境。在海水倒灌時，許多魚類隨著水流進入了這些湖泊；當海水退潮時，這些魚類便被留在湖裡。在聖嬰現象結束後，這些湖泊自行乾涸，當地的居民便在草原上四處捉魚，一時蔚為奇觀。聖嬰現象所帶來的溫暖海水，大量湧入海灣及養殖場，使當年許多南美國家的蝦產量破了紀錄；但由於氣候濕熱，各國的瘧疾病例也大為增加。
　　如以上所述，1982～83年所發生的聖嬰現象，對全球經濟可說產生了相當大的衝擊；尤其在南美洲西部沿海各國，經濟情形更是損失慘重。在厄瓜多及秘魯沿海各地，由於鯷魚死亡、沙丁魚南游，使當年的漁獲量大量減少，魚類銷售成績自然也就一落千丈。太平洋海域上方，異常的西風型態，使颱風雲團偏離了正常軌道，而經過了夏威夷、大溪地等太平洋中部島嶼地區；當地以前從來沒有颱風侵襲，所以島上的居民，並沒有對颱風作充足的預防措施；因此，颱風最後在當地所造成的災害有多麼嚴重，也就可想而知了。此外，西風將雲團從西邊吹到東邊，使太平洋的降雨區大幅東移，而造成了澳洲、印尼等地的嚴重乾旱，甚至還引發了多場森林大火。降雨雲團飄至太平洋東部，使北美洲南部地區的降雨量暴增，並造成了南加州一帶的洪災；另外，在北美洲的許多地區，「降水」取代了「降雪」，而使許多滑雪場紛紛倒閉。總而言之，這次聖嬰現象對全球經濟所造成的衝擊，總計高達八十多億美元；除此之外，全球生物的災變、全人類所遭受的苦難，更是難以估計。
三、「聖嬰現象與全球氣候」的拼圖遊戲
　　從上文可知，聖嬰現象的影響範圍，的確涵蓋了全球。但是，我們不禁提出另外一個問題：究竟，聖嬰現象是如何影響全球氣候的呢？純粹的海流改變，為什麼會引發暴風雨、乾旱等異常天氣型態？這些殘缺的拼圖碎片，究竟是如何被拼在一起的？過去，許多科學家們不斷努力，試著去回答這個問題，但是都沒有辦法找到一個合理而完美的解釋；直到數十年前，英國科學家吉伯特．沃克爵士（Sir Gilbert Walker）提出「南方震盪說」後，才提供了解決問題的第一個線索。
　　1920年代，當南美科學家們正忙碌地記錄著「聖嬰現象」在當地的效應時；沃克先生被派到印度，去嘗試找出一個「預測亞洲季風」的方法。在分類全球的氣候記錄時，他發現太平洋東西兩觀測站所紀錄的氣壓數據，存在一個有趣的關係：當太平洋東側的氣壓上升時，西側的氣壓通常會下降。為此，沃克創造了「南方震盪」（Southern Oscillation）這個詞彙，用來指稱南太平洋東西兩側氣壓，這種如翹翹板起伏的關係。當這個「翹翹板」處在一個「高落差」（斜度大）狀態的時候，太平洋的東側氣壓高而西側氣壓低，使赤道上方吹起一股強烈的東風；其範圍從厄瓜多直達印尼，涵蓋了整個南太平洋。但是，當翹翹板轉到「低落差」（斜度小）狀態時，這股西向的表面風便會大為減弱。此一差異在西太平洋最為明顯，並且可以國際換日線為分界：國際換日線西側的東風常常會消失，而東側的東風通常只是減弱。
　　沃克還注意到：在「低落差狀態」的年份裡，太平洋以西的澳洲、印尼、印度，以及非洲東部等地區，經常會出現乾旱；而太平洋以東的美加等地，冬季則會異常的溫暖。在沃克發表這些發現後，他的一個同事曾公開反駁，言論中並譴責他「不該將全球如此廣大遙遠的地區，在氣候上作這種無意義的串聯」。沃克當時以「只要人們對表面風的型態有更深入的認識；將來總有一天，我的理論可得證明」一語，作為對他同事的回應。
　　沃克提出第一塊拼圖後，接下來的數十年裡，研究人員不斷找出新的拼圖碎片，而使「南方震盪」的圖形慢慢顯露出來。其中一塊碎片，來自一個鮮為人知的地方：赤道太平洋中部的沙漠小島。根據標準的氣候模式，我們推論：這些小島，應該具有和其他草木繁盛的小島一樣的雨量；但也許有人會問：「既然如此，那為什麼這些小島會如此貧瘠呢？」年雨量的記錄，提供了這個問題的答案。事實上，在大多數的時間裡，這些島嶼的降雨量可說是少之又少；但是，在「低落差狀態」的年份中，這些島嶼卻有滔滔不絕的傾盆大雨，而且往往一下便是數月。也就是說，在「低落差年份」中，熱帶地區的雨量分配，會發生極大的改變；此一事實為沃克爵士的「南方震盪說」，提出一個極大的佐證。
　　1960年代晚期，加州大學的教授賈科博．畢雅尼（Jacob Bjerknes），在這「聖嬰現象－－全球氣候」的拼圖上放上了一塊最重要的碎片，而使這塊拼圖逐漸趨於完整。畢雅尼年輕時，就因一本關於「溫度範圍內暴風的生命循環」的著作，而獲得極大的名聲。在「南方震盪說」發表五十年後，他把異常溫暖的海水，減弱的東風、以及雨量分佈變化等現象，全部相連在一起，並充分說明了這些現象與「低落差狀態」之間的關聯性。從畢雅尼的發現，我們得到一個結論：無論是聖嬰現象所造成的溫暖海水，或是沃克「南方震盪」的氣壓翹翹板，其實都是同一個自然現象所造成的反應；此一自然現象，我們稱之為「聖嬰一南方震盪現象（EI Nio Southern Oscillation），有時縮寫為「ENSO」。
四、研究聖嬰現象的資料來源
　　聖嬰現象的發生週期，可說是十分不規則的；兩次聖嬰現象的時間間隔，可從兩年到十年不等。此外，我們幾乎找不到兩個相似的聖嬰現象個案，可供比較參考。例舉來說，1982～83年所發生的聖嬰現象，便令科學家們感到相當意外。因為在這一件個案中，聖嬰現象發生前，赤道太平洋上方吹著比平時更為強烈的東風；除此之外，這次聖嬰現象發生的月份，也較以往的個案要晚了許多。這種「特殊」的聖嬰現象，不但當時在全球各地造成各種嚴重災害，更深深困擾了當代的科學家們。為了防範下一個「特殊個案」的發生，科學家們正努力從過去的記錄中，找出一些蛛絲馬跡來推理這些「特殊個案」發生的機制。所謂「過去的記錄」包括：
海洋表面溫度的記錄。其中包括了本世紀商船的航海記錄、Puerto Chicama 從1930年起所定期記錄的秘魯海岸溫度等等。
氣壓和降雨量的每日觀測值。有些測站，仍保有過去一百多年來的觀測資料，如位於澳洲的達爾文測站等等。
南美洲各國漁獲量的記錄。
十五世紀時，秘魯、厄瓜多等地之西班牙移民的著作。
間接證據。所謂的「間接證據」，是指人類從自然現象中，經觀察、推論後所得到的間接線索。例如，加拉巴哥群島從取樣的珊瑚調查中，提供了過去數千年間，不同時期的「聖嬰現象發生頻率」。甚至，連樹木年輪的寬窄變化，也可作為研究聖嬰現象時的參考資料。
五、風、湧升流、食物網
　　究竟，聖嬰現象是如何影響海洋的？要解答這個問題，首先我們必須對「在正常情況下，風和海洋間的影響互動」有一個正確的認知。在下文中，我們將討論正常年份裡，風對海洋流動的影響力，以及其對海洋溫度、海水有機物含量之間的關係。我們主要討論的地區為加拉巴哥群島至國際換日線間的太平洋海域，以及厄瓜多南部到祕魯的西部海岸地帶。
　　沿著赤道所吹的東風和沿南美洲西岸所吹的東南風，都有拉曳海面水流的作用。受到科氏力的影響，這兩股「表面洋流」便挾帶著大量的海水，分別偏離了赤道和海岸線。在這兩股「表面洋流」流經的海域中，其上層的海水會被迅速地帶至他處；如此一來，海域中位於下層、寒冷且富於養分的海水便會向上運流，而取代了原來上層的海水。這個現象，我們稱之為「湧升現象」；而這股垂直方向、由下往上的洋流，我們便稱之為「湧升流」（upwelling）。從人造衛星拍到的照片中，我們可清楚辨認出赤道海域和南美洲西岸海域的湧升流；其寬度約在一百哩左右。
　　在海洋的分層中，上層的溫暖海水與下層的寒冷海水之間，存在一層「斜溫層」（Thermoclice），作為表面海水及深處海水的分隔。在無風的情況下，斜溫層應該是水平而安定的；但在有風的情況下，這層斜溫層便會處於傾斜的狀態。舉例來說：赤道海域上方所吹的東風，可使其東部海域發生湧升現象，而造成了斜溫層的上升；表面洋流把海水帶至西部，使西部海域上層的溫暖海水增加，而迫使其斜溫層下降。於是，赤道沿岸的斜溫層，便發生了傾斜的現象。
　　斜溫層下方的寒冷水域，含有非常豐富的化學養分；因此在赤道海域東部、斜溫層上升的地區，湧升的冷水區海水，可藉風的翻攬作用與其上的溫暖海水混合，而使該海域的表面海水亦含有冷水層的大量營養物。於是，在這種陽光充足、養分豐富的環境裡，許多種浮游植物便開始大量繁殖。這些浮游植物的繁殖速度極快，其數目幾乎成等比級數增加；當然，它們生長所耗費的養分也就與日遽增。終於，在大約一個星期之後，這些浮游植物用盡了海水中的養分，而開始集體死亡下沈。在衛星拍得的照片上，這些浮游植物大量繁殖的地區，會呈現出相當明顯的綠色斑點。也就是說：藉由衛星圖片上綠色班點的分佈，我們可以看出哪些地方發生了湧升現象。此外，這些浮游植物，在食物鏈中扮演著「生產者」的角色；因此，它們的大量增生，可說已牽動了整個食物網，並影響了海洋中許多高等動物的生活。
　　在湧升現象發生的地區，因為下層的寒冷海水被帶到上層，所以海水溫度通常會比平常要低。利用衛星的紅外線追蹤，我們可以辨認出水溫特別低的海域，並藉此觀察湧升現象發生的地點。連續觀察一段時間後，我們可以發現：湧升現象發生的區域，從南美洲西部海岸開始，沿赤道一直向西延伸；而在紅外線衛星圖片上，它的形狀就有如一條長長吐出的舌頭（cold tongue）。
　　總而言之，在正常的情況下，太平洋海面上的東風，會引發東部赤道海域的湧升現象；而這種湧升現象，可造成該處海域的斜溫層異動、浮游植物增生、以及海水溫度下降等效應。
六、當風力減弱時
　　然而，在所謂的「聖嬰年」中，由於東風的勢力大為減弱，海洋便會出現以下的情況：
在太平洋赤道沿線，西部海域的斜溫層不降反升；而東部海域的斜溫層，其深度可達數百公尺；以如此的深度，湧升流是無法將冷水層中富營養物的海水，攜帶至海面附近的。
湧升流減弱，使食物網中營養物的供應大為減少。
在紅外線衛星圖上，東部赤道海域的低溫區不復存在。
赤道沿線的表面洋流改向東流，使赤道西部海域海面下降、東部海域海面上升。幾個月後，這表面洋流將向東流到海洋的盡頭；此時，多餘的海水就必須沿著南美洲海岸，轉向北流或向南流；海中的沙丁魚等多種魚類，也被迫順著海流移動。這些海流所到之處，無不造成當地海面上升、海水溫度增高；其影響範圍往北可達加拿大，往南可達智利中部。
七、海與風的互動
　　其實海洋和大氣層間，一直持續著一種極密切的互動關係；這種關係有如對話般，屬於一種來往式的交流互動。從上文中，我們已得知風的強弱，對海面的斜度、海水中的養分含量、以及海水的溫度等等，具有極大的影響力；接下來，我們將探討海面溫度的改變，要如何回過頭來，影響風的流動。
　　在正常情況下，東部太平洋海域的湧升流，會使海面上方的氣溫降低，而導致該處水氣密度變大、無法上升成雲致雨；因此，在東部太平洋海域，天氣會顯得特別晴朗，降雨區則被限制在太平洋西部，即印尼、澳洲等地區。
　　然而，在聖嬰現象發生的初期，東風減弱、湧升流亦跟著減弱；因此東部太平洋海域的水溫將大為提高。水溫的提高，使海面上的潮濕空氣也跟著變暖，水氣因而得以上升成雲致雨。也就是說：海洋溫度的改變，會使降雨區從西太平洋大幅東移；此一現象將導致太平洋東部的氣壓下降，而使印尼、澳洲一帶的氣壓升高。如此一來，東風將變得更加微弱，其範圍也變得更小了。
　　在這樣的情況下，海與風兩者間互相影響的程度將愈來愈劇烈；它們的交互作用，使聖嬰現象的範圍得以不斷擴張。這兩者之間，很難去判定到底何者影響較大、何者影響較小；我們也無法確定這種「海與風的互動」，究竟是導致聖嬰現象的原因，或者是導源於聖嬰現象的結果。
八、聖嬰現象在全球的影響
　　太平洋和大氣層間這種異常的互動關係，不久後將如漣漪般擴散，漸漸影響到全球的氣候；其中，熱帶雨雲的異動，在此扮演著「傳播媒介」的重要角色。為了瞭解其中的機制，我們不妨先打個比方，來說明這種「傳播」的過程。請想像一條湍淺水急的溪流，正快速地從你眼前通過。小溪的底部，佈滿了一顆顆的巨石；有的圓、有的尖，有的巨石甚至還突出了水面。這些石頭的排列、形狀、大小，不僅深深影響到小溪的流向、波浪的形狀，甚至還決定了漩渦的位置、水位高低的分佈等等。一旦我們移動了其中任何一塊石頭，水波的流動則必會發生改變；水波的流動一改變，那麼，漩渦、亂流的位置也就會跟著產生異動。
　　現在，濃密的熱帶雨雲，就好比溪中的石頭；而海面上方（高度約5～10哩）的空氣流動，就好比湍急小溪。熱帶雨雲的位置，不但影響了氣流的方向，也控制了氣流的強弱、波形等等，就有如石頭對溪流的關係。而這些氣流的方向與波形，將決定一切的群風位置、暴風途徑，以及噴射氣流帶的分佈因此，在聖嬰年中，熱帶降雨雲團異常東移的結果，將造成噴流產生極大的運動，而導致全球氣候的異常現象。
　　聖嬰年中，氣候的異變在冬天最為明顯；此時，加拿大西部至美國北部的地區會異常溫暖，而美國南部德州、佛羅里達州一帶則會陰雨不斷。此外，我們必須瞭解：雖然聖嬰現象的確會影響氣候，但它只是決定氣候的一個因素而已；有時，其他影響氣候的因素，可能平衡、減低聖嬰現象所造成的衝擊。因此在聖嬰年中，並不一定會有明顯的聖嬰現象發生。
九、聖嬰現象的預報方式
　　從前面的內容中，我們對聖嬰現象，已經有了一個概括的瞭解：聖嬰現象的發展，以及其如何擾亂海洋生態、影響全球氣候，在前文亦有所提及。科學家們把這些事件數據化整理後，設計了一套電腦程式來模擬聖嬰現象的天氣系統：這套「聖嬰現象模擬系統」，將可讓我們對聖嬰現象的發生機制，有更深一層的認識。這種「模擬天氣系統」，可藉由連續的畫面訊息與數據資料，展示大氣／海洋之間的狀態演變（例如風速、海流、海面狀態、斜溫層深度等等），其模擬時間可達數年、甚至數十年之久。
　　科學家們藉由這套系統，不斷進行聖嬰現象的機制研究，以探討其預測的方法。這也就是說，如果這套「聖嬰現象模擬系統」的真實度夠高，研究人員就能藉此來預報未來的天氣型態。
　　這套模擬系統，是根據一九六○年代以來、所有已知的氣象物理定律，來進行模擬、製作的。以前，人們只能靠自己的生活經驗來臆測未來的天氣型態；現在由於這套系統的問世，聖嬰現象預報的準確度正在不斷提昇中。相信在不久的將來，我們必能藉此發展出一套完善的「聖嬰現象預報系統」。
十、天氣預報成功了！－－秘魯的範例
　　祕魯提供了一個成功的範例來證明：即使是短期的天氣預報，也是十分具有價值的。大多數赤道上的開發中國家，其經濟情況（特別是食物的生產）常受天氣變化的影響；祕魯就是這些國家中之一。年復一年，祕魯沿岸的氣溫在平均值上下大幅移動，而產生了各種不同的地域衝擊。溫暖的年份（即聖嬰年）是漁夫們所討厭的；它們不但減少了漁獲量，並且可能在沿岸平原及北部安地斯丘陵的西側造成洪水。寒冷的年分是漁夫們所歡迎的，但是農夫們可不這麼想；因為冷年經常帶來乾旱及作物的欠收。有趣的是，這些冷年，經常出現在強烈的聖嬰年之後；因此，我們得到一個結論：雖然聖嬰現象發生的年份值得我們注意；其後而至的冷年，也相當值得我們關心。
　　1983年間，在聖嬰現象所帶來的洪水尚未消退之前，秘魯的農夫們已經開始擔心，隔年氣溫將大幅下滑，而引發乾旱和作物欠收。此時，祕魯政府便決定成立一個組織，來研究異常天氣的預報。
　　這個組織的第一件工作，便是「預測下一個雨季的來臨」。在1983年十二月中，該組織表示：赤道太平洋附近的天氣型態已經趨近異常，而且應該會持續下去、帶來雨季；屆時，環境將變得極適合農業發展。這項訊息被傳達給許多其他的組織，同時也知會了秘魯的農業部部長。部長將此列入了1983～1984年的農業發展計畫，並且即刻實施；最後，結果證明了這項預報是正確無誤的－－祕魯獲得了空前的大豐收。從那個時候開始，這個組織便不斷進行雨季的預報工作，其結果可分為四種：1.接近正常；2.微弱的聖嬰年，帶來比平時多的水氣；3.強烈的聖嬰年，且可能帶來洪水；4.比平時寒冷，乾旱發生機率高。
　　雨季的預報一旦發佈了，農夫和官員們便可一同研擬播種的情況。稻米和棉花是祕魯北部最重要的兩種農作物，而它們對雨量和雨季都相當敏感。稻米在潮濕的氣候下長得最好；而棉花雖可忍受乾旱的氣候，但其收成時最忌陰雨。所以聖嬰年的預報，便可以使農夫多種植稻米而非棉花。
十一、展　望
　　秘魯對於聖嬰現象的預報，可說是一個相當成功的範例；其他採用類似作法的國家還包括了澳洲、巴西、衣索比亞和印度等等。這些國家都至少有一部分位於熱帶，而這並不是一種巧合。熱帶國家可以由成功的聖嬰現象預報中，獲取最多的利益；因為他們深受其氣候衝擊所影響。但是對於其他非熱帶的國家，像日本與美國，聖嬰現象的預報也在農業、水資源的利用以及穀類和燃料的儲存上，有著戰略性的益處。
　　基於過去十年的進步，許多國家的科學家及政府正一同努力設計、建構出一套全球性的系統，其目的為：1.觀察熱帶海洋；2.預報聖嬰現象及其他異常的氣候型態；3.使有需要的人可以輕易取得異常氣候的預報。藉此一系統，我們對於農業、水資源系統、漁業及其他資源，將會有更好的利用；屆時，人類也就更能適應各種異常的氣候節奏了。
附綠：1982～83年間聖嬰現象的經濟衝擊（單位：美金）
一、洪水
波利維亞 $300,000,000
厄瓜多爾及祕魯北部 $650,000,000
古巴 $170,000,000
波斯灣各國 $1,270,000,000
二、颱風
大溪地 $50,000,000
夏威夷 $230,000,000
三、乾旱／火災
非洲南部 $1,000,000,000
印度南部及斯里蘭卡 $150,000,000
菲律賓 $450,000,000
印尼 $500,000,000
澳洲 $2,500,000,000
秘魯南部及波利維亞西部　 $240,000,000
墨西哥及美國中部 $600,000,000
總計 $8,110,000,000

甚麼是聖嬰現象? - 社會議題

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