聖嬰現象之觀測指標

聖嬰現象主要變化特徵呈現在熱帶太平洋海域的海洋-大氣系統的連鎖變化。因此,為有效監測聖嬰與反聖嬰現象的狀態,通常使用海洋系統的海溫變化或大氣系統的氣壓變化作為觀測指標。聖嬰現象所呈現出來的海溫變化,在熱帶中太平洋至東太平洋區域,會比熱帶西太平洋來得顯著,因此選取中太平洋至東太平洋不同海域之海表面溫度之區域平均值來監測聖嬰現象的狀態。通常使用的海洋狀態監測指標包括:熱帶中太平洋(160°E-150°W; 5°S -5°N)的Niño4指標,熱帶東太平洋(150°W- 90°W; 5°S-5°N)的Niño3指標,以及位於上述兩者之間海域(170°W -120°W; 5°S-5°N)的Niño3.4指標。從這些不同區域指標的應用,也反應出每個聖嬰現象的海溫變化形態可能都不盡相同;研究發現,有些個案的海水增暖區域主要位於熱帶東太平洋,有些個案則位於熱帶中太平洋區。因此,學者把聖嬰現象分作兩類:東太平洋聖嬰與中太平洋聖嬰。

海水增暖區域反應熱帶熱源所在,不同增暖區域代表熱源分布有所差異,其所激發的大氣環流變化形態亦隨之不同,從而導致不一樣的氣候變化結果。以台灣的春雨為例,某些聖嬰事件時會增加,但在另外聖嬰事件則會減少。就颱風活動而言,發生東太平洋聖嬰時,西北太平洋區域的颱風活動頻率會降低,但中太平洋聖嬰則反而會加強西北太平洋區域之颱風活動。依據Niño3.4指標的觀測結果顯示,2015年聖嬰現象之區域平均海水增溫最高已達2.3°C,與過去所發生最強的1997年聖嬰現象之增溫幅度相同,可視為是最強的兩個聖嬰事件。就類別來看,2015年與1997年均屬於東太平洋聖嬰現象型態。因此,1997年聖嬰發生時,台灣的暖冬與隔年春雨偏多的現象,也早為中央氣象局所預知。

在氣壓變化方面,發生聖嬰現象時,熱帶東太平洋海水增溫,加熱大氣使其膨脹上升,地面氣壓因此降低,但西太平洋則是海水降溫、空氣變冷收縮下沉,使得地面氣壓增高,從而形成東太平洋氣壓降低,西太平洋氣壓增加的變化型態。相反地,反聖嬰現象時則是東太平洋氣壓增加,西太平洋氣壓降低的變化型態。為了有效監測熱帶大氣氣壓場對應聖嬰/反聖嬰現象的變化特性,氣象學界慣用熱帶東太平洋的大溪地與西太平洋澳洲達爾文兩地大氣氣壓的觀測值進行監測,為能清楚地呈現其變化形態,使用這兩個測站氣壓值之差值(大溪地減達爾文)做為大氣觀測指標。由於大溪地與達爾文二站均位於南太平洋,且其所顯示的氣壓相對變化,在發生聖嬰與反聖嬰時,會呈現正負交替的變化,因此被稱為南方振盪指標。在聖嬰現象時期,東太平洋的Niño3海溫指標呈現正值,但南方振盪指標則呈現負值;反聖嬰現象時期,Niño3海溫指標為負值,南方振盪指標則為正值。

▲觀測聖嬰現象之海溫指標區域與南方振盪氣壓指標。

(圖片來源:劉進順繪)

(本文由科技部補助「海洋與環境變遷」執行團隊撰稿)

責任編輯:王御風∣國立高雄海洋科技大學 基礎教育中心

審校:翁叔平∣國立臺灣師範大學 地理學系

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聖嬰/南方振盪現象

本文作者:陳昭銘

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