地球科学领域开发高中教材及高中生研习活动.ppt
《地球科学领域开发高中教材及高中生研习活动.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地球科学领域开发高中教材及高中生研习活动.ppt(87页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、地球科學領域開發高中教材及高中生研習活動,教育部92-95基礎科學教育改進計畫 九十三會計年度 主持人:許晃雄 協同主持人:吳清吉、林博雄 執行期限:自93年01月01日至93年12月31日止 參與科系所:國立台灣大學大氣科學系,聖嬰現象與反聖嬰現象,一、你認識聖嬰嗎?!,-聖嬰對氣候的影響,上帝的警訊?!,極端異常天氣情況發生頻率增加?! 豪雨洪水、乾旱、熱浪等,每年破紀錄的極端天氣狀態。 是否我們的生命、財產、環境、生物正在逐漸受到威脅?!,Where ?,When ?,What ?,How?,El Nino La Nina,赤道太平洋,12月聖誕節,海溫、海流、風向、氣壓、氣溫、降水量,
2、經濟、環境、生物,聖嬰 反聖嬰,聖嬰現象,聖嬰一詞源自西班牙文El Nio,英文翻譯為 Christ Child,意為上帝之子 南美秘魯漁民稱呼發生於聖誕節時期,鄰近熱帶太平洋海域海溫及洋流異常變化之現象,El Nio定義,以赤道南北緯 5,西經90至150間為觀測範圍(即 Nino 3 區域),並使用5個月海面溫度之移動平均值作計算。 若高於氣候標準平均值 0.5 C時視為聖嬰現象, 若低於氣候標準平均值 0.5C 時則視為反聖嬰現象。,海洋與大氣的特徵,東、西太平洋海溫溫差的逆向改變 伴隨的大氣變化氣壓場上蹺蹺板式的東西振盪 聖嬰時 海溫變化呈現東高西低時 氣壓場變化則為西高東低,二、科學
3、界的研究史,從前受限於科技,無法作宏觀的研究 在聖誕節前後幾個月內,因赤道反流系統之暖流經過與赤道西風南下,為其帶來豐富降雨,稱El Nino 科學界稱聖嬰期間為暖事件(warm event);反聖嬰期間則被稱為冷事件(cold event)。,祭品遺骸,1995年,秘魯科學家挖掘94具遺骸,經證實為第六世紀到第七世紀之間被用來當作祭拜肅殺之神的祭品,祈求風調雨順 此為現今世人所稱之聖嬰現象,沃克爵士,1920年代,提出沃克環流的理論 發現南方振盪,提出南方振盪指數,1960年代後,1960年代,聖嬰現象開始被科學界深入研究 明瞭南美外海水溫變暖並不是孤立現象,隱藏著影響全球氣候型態的巨大能量
4、,沃克環流(Walker Circulation),沃克爵士在1920年代最早提出的理論 沿著赤道太平洋海面上發展的東西向順時針的垂直大氣環流系統,沃克環流-正常情況,低層大氣 太平洋上貿易風沿赤道由東吹向西,經暖海水熱能堆積至西太平洋印尼一帶的上層海水 此區暖水受熱汽化上升至大氣中,使對流活動更易產生 大氣上層 風沿著赤道太平洋由西往東吹,在東太平洋出現下沈氣流,導致該區域大多乾燥少雨,沃克環流-正常情況,太平洋中、東側: 晴朗、乾燥 海溫低、海洋斜溫層淺 太平洋西側: 多雨、溼潤 海溫高、海洋斜溫層深,沃克環流-聖嬰狀態,太平洋中、東側: 雨量增加 海溫升高、海洋斜溫層下降 太平洋西側:
5、雨量減少 海溫降低、海洋斜溫層升高,沃克環流-反聖嬰狀態,太平洋中、東側: 雨量變少 海溫較正常低、海洋斜溫層更淺 太平洋西側: 雨量增加 海溫高、海洋斜溫層深,南方振盪(Southern Oscillation),沃克爵士發現:大溪地(東太平洋)與達爾文島(西太平洋)(圖中黃點及紅點)的氣壓有明顯的高低差異,將兩地的氣壓差稱之南方振盪,南方振盪,南方振盪,以達爾文島氣壓變化為基準,將太平洋各地的氣壓變化與其作統計而得出的相關係數分布圖,正值代表正相關,負值代表負相關,南方振盪指數,SOI,大溪地與達爾文島兩地的氣壓差值被稱為 南方振盪指數(SOI, Southern Oscillation
6、Index),當SOI 小於零,且負值越大,聖嬰現象出現 當SOI 大於等於零,為正常狀態、或是反聖嬰現象,SOI大於或等於零,SOI大於或等於零時,熱帶東太平洋氣壓高於西太平洋。 東太平洋秘魯區:海水溫低,湧升流盛行 赤道地區:盛行偏東貿易信風強烈向西吹送 澳洲北部及亞洲:會出現溫暖潮濕的氣候,SOI 小於 0,SOI小於零,熱帶西太平洋的氣壓高過東太平洋 太平洋貿易信風減弱,東赤道太平洋秘魯漁場附近的湧升流,所帶來的冷海水的強度會衰減或停止 同時海表面溫度會升高,而澳洲及亞洲一帶則會出現乾燥的氣候型態。 SOI小於零時,且負值越大時,正是聖嬰現象出現的時刻,南方振盪指數,聖嬰/南方振盪(E
7、NSO),畢雅尼將聖嬰與南方震盪 合併為ENSO(EI Nino / Southern Oscillation) -聖嬰南方震盪現象。 ENSO是當今學術界對聖嬰現象的正式稱呼,地面風向,聖嬰現象時 東西向沃克環流的強度減弱 在西太平洋地區,地面風甚至可轉為西風,海溫增高與降雨,在聖嬰年 熱帶東太平洋海溫異常增高時,經由上升對流成雲後降雨 相對的海溫降低之熱帶西太平洋上空之空氣遂下沉,造成地表壓力增加並抑制降雨,1998年12月-反聖嬰 SST偏低 1993年12月-正常年 SST正常分佈 1997年12月-聖嬰 SST偏暖,比較海溫分布情形,海平面不平,海平面具有海水位差異。,聖嬰時,風、斜
8、溫層、海平面高度,SST and water temperature profile, Equatorial Pacific Ocean,November 1997,海平面高度(高度起伏);海溫垂直分佈(顏色):Red 30 C ; blue 8 C ;斜溫層 20 C,深藍色邊緣,March 1998,January 1997,海水垂直運動,沃克環流將太平洋能量由東帶到西,為了補償東太平洋的能量,東太平洋會有一波波的湧升流,由深層冷海水上湧來補替暖海水 西移的情況。,海水垂直運動,湧升流 將較冷的海水向上帶,影響氣候,並含豐富營養鹽,傳送到海表面利浮游生物生存,故湧升流區域漁業興盛 斜溫層(
9、thermocline) 太陽輻射影響,海水大致可分上層暖海水,底層冷海水,其間的分界稱之,海水垂直運動,正常情況 東太平洋海平面較低於西太平洋海平面,此時斜溫層較淺,冷海水就較為接近海表面。 聖嬰年 東太平洋海平面較高,情況相反 斜溫層的深度影響深層冷海水垂直運動,由湧升流傳至上層海表面,湧升流,南美洲海岸,東南風,南美洲秘魯的沿岸湧升流,秘魯漁場的魚貨量居全球前五大,浮游生物分佈,三、聖嬰現象的週期性?,聖嬰對祕魯漁民來說是每年都會發生的正常現象,每次大約會持續兩、三個月。但隔幾年會出現規模較大的情況。 聖嬰現象約每二年至七年發生一次,其生命週期歷經發展、成熟、衰退等期,前後可達一年半到二
10、年之久。,從古至今,聖嬰現象的存在?,在1989年,安得森(Anderson)在加州離岸,偵測出早在四萬五千年前,就已有類似聖嬰或反聖嬰的現象出現。,大氣與海洋的能量循環。,四、反聖嬰,La Nina,有令赤道東太平洋變暖的聖嬰,也有變冷的反聖嬰 La Nina 一詞源自西班牙文,其意為女嬰,係為聖嬰 ( El Nino ) 之相對詞 兩者均是指在赤道東太平洋區域,海溫及洋流之異常變化現象,聖嬰與反聖嬰現象相較,若高於 Nino 3 區域氣候標準平均值 0.5 C時視為聖嬰現象,若低於氣候標準平均值 0.5C 時則視為反聖嬰現象 聖嬰-東太平洋海表面溫度較正常狀態暖 反聖嬰-東太平洋海表面較正
11、常狀態冷,反聖嬰現象與SOI,反聖嬰現象發生時,SOI值大於等於零;但正常情況亦同。故反聖嬰現象,特別強化其海溫之對比 因為海水溫度之變化是影響大氣氣候變動之重要因素之一,反聖嬰的出現,反聖嬰必緊接著聖嬰之後出現。 -錯誤! 19501997年聖嬰出現機率:31 反聖嬰現象出現機率:23 1975年後,反聖嬰現象出現機率為聖嬰的1/2,北美洲冬季噴射氣流,噴射氣流走向: 聖嬰年:在北美上空分為二,其中一流向高壓帶,另一流向低壓帶 反聖嬰年:集中聚集在美國北部及加拿大南部一帶,帶來濕冷冬季 反聖嬰年降雪量大於聖嬰年,北美洲冬季噴射氣流,五、聖嬰與反聖嬰比較,在聖嬰時期之異常氣候情況可能呈現反常之
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 地球科学 领域 开发 高中 教材 高中生 研习 活动
链接地址:https://www.31doc.com/p-2564530.html