珊瑚岛的季节性降雨和气旋影响

珊瑚岛集中分布在热带海域和有暖流经过的洋面，太阳直射，辐射强度大，气温和水温都高，为海水的大量蒸发创造了有利条件。蒸发出的水汽进入邻近海面的空气形成湿空气，湿空气被海面加热上升。在这一过程中，湿热空气来不及与周围环境空气进行充分的热交换，近似为绝热过程。湿热空气绝热膨胀，温度降低，水蒸气冷却而形成降雨。由于珊瑚岛所在地区气温高且水蒸气丰富，所以雨量都很充沛。位于东印度洋的科科斯Cocos（Keeling）群岛，常年气温为18～32℃，年降雨量850～3 300 mm，平均降雨量约为1 950 mm。印度洋中部的迪科加西亚（Diego Garcia）岛年均气温27℃，年降雨量约2 700 mm。中国西沙群岛海区，终年均夏，热量充足，1958—1974年，年均气温26.5℃，1月气温最低，平均也达22.9℃，6月气温最高，平均28.9℃；海区表层水温也高，年均27.2℃，1月水温最低，平均23.89℃，6—7月最高，平均29.4℃，年均降雨量1 500 mm；南沙群岛海区位于3°40′N至11°55′N，8°N以北属热带季风气候，以南属赤道季风气候，全区气温高，累年平均气温28℃左右，表层水温年均28～28.5℃，干湿季分明，多强风，偶有热带气旋，年降雨量1 800～2 800 mm。西南太平洋上珊瑚岛密集的密克罗尼西亚（西太平洋岛国，由32个环礁组成，分4个州）年均气温27℃，年降雨量4 400～5 000 mm；密克罗尼西亚和澳大利亚之间的美拉尼西亚在赤道和南回归线之间，年均气温25℃，年降雨量2 000～3 500 mm；太平洋中部的波利尼西亚，中部地区年均气温26℃以上，其余地区气温为24～25℃，年降雨量1 000～3 000 mm。珊瑚岛上的这些降雨主要是对流雨，还有台风雨，缺少地形雨。珊瑚岛地势低矮，面积狭小，无高山兀立，热湿气流不会因地形抬升形成地形雨，而主要是由热湿气流上升，冷却形成的降雨，称为“对流雨”。台风雨是每年雨季台风带来的降雨。

珊瑚岛上的降雨受多种因素的影响，主要有季风、热带气旋和厄尔尼诺现象。季风是以一年为周期、风向随季节变化的大范围内的风系。季风的形成与海陆热容量的巨大差异有关。全球海洋的热容量远比陆地大，陆地板块夏冬气温的升降比海洋迅速，造成海洋上空气温的变化滞后于大陆，出现明显的陆海温差。夏季大陆迅速升温，空气受热膨胀，密度降低而上升，气压低于海洋，大气下层空气由海洋流向大陆，冬季则相反，产生一年一变方向的大范围内的大气流动——季风。季风的活动范围很广，最明显的有东亚季风区和南亚季风区。南亚季风区包括北印度洋、孟加拉湾、印度次大陆和中南半岛。在北半球夏季，南亚季风源于南印度洋，在南半球为东南季风，在非洲东岸跨越赤道后转为西南季风，吹越印度洋到达南亚甚至东亚地区。东亚季风区包括我国南海、西太平洋、我国东部南部、菲律宾和日本等地。在北半球的夏季，东亚季风源于西南太平洋，这时南半球的大洋洲为冬季，气压高于海洋，风向由东南指向西北，越过赤道，转为西南季风。此外，中美洲太平洋沿岸也有小范围季风区。由于夏季季风来自于洋面，携带了大量的水蒸气，因此，夏季东亚季风区和南亚季风区多雨。这两个区域正好覆盖了珊瑚礁发育的印度洋—太平洋区系的中心，该中心在澳大利亚—西南太平洋至中印度洋一线。珊瑚礁发育的印度洋—太平洋区系拥有的珊瑚礁面积占全球珊瑚礁面积90%以上，所以，季风使珊瑚岛上的降雨具有明显的季节性。每年夏季来临，珊瑚岛进入多雨时节，称为“雨季”或“湿季”，其余时节称为“旱季”，也称“干季”，如我国西沙群岛每年6—11月为雨季，降雨量约占全年的85%，月降水量为171.1～262.0 mm；从12月至次年5月为旱季，降雨量约占全年的15%，月降水量为13.4～69.9 mm。珊瑚岛上降雨的季节变化会对淡水透镜体的补给带来影响。

影响珊瑚岛上降雨的第二个主要因素是热带气旋。热带气旋是生成于热带、亚热带洋面的强烈旋转性环流。大部分热带气旋形成于南北纬度10°～30°，而绝大部分在南北纬20°内形成。热带气旋主要在夏季生成，9月是最活跃的时间，一经产生，在科里奥利力的作用下便围绕其中心急速旋转，在北半球作逆时针旋转，南半球作顺时针旋转，同时随周围尺度气候系统向前推移。每年全球平均有80来个热带气旋生成，盛行于北太平洋西部与东部、南太平洋西部、北大西洋和印度洋。热带气旋在不同的地区有不同的称呼，西太平洋沿岸国家通常称其为“台风”，而大西洋沿岸国家称其为“飓风”。不过，在气象学上，只有热带气旋中心风速达到12级，即118 km/h以上才称为台风或飓风。由于热带气旋需要湿热空气为其提供能量，所以所到之处总有狂风暴雨，影响过往地区的海岛及相关的大陆与国家，带来大量降水，如我国西沙群岛7—10月常遭受台风袭击，在台风期间常常出现大暴雨，日降雨量可超过300 mm，历史上曾记录到1976年7月31日的暴雨量达到600 mm，这种高强度暴雨虽能使淡水透镜体得到迅速补给，但也能造成地表珊瑚沙的冲刷流失。(www.xing528.com)

厄尔尼诺现象是影响珊瑚岛降雨的第三个重要因素。厄尔尼诺现象（El Niño Phenomenon）是太平洋东部、中部赤道附近数千千米大范围内（约北纬4°至南纬4°，西经150°～90°）表层海水持续异常增温而产生的一种反常气候现象。在正常年份，太平洋沿南美大陆西侧有一股北上的寒流，称为“秘鲁寒流”，其中一部分可到达赤道附近；同时，北半球赤道附近盛行东北季风，南半球赤道附近吹东南季风。季风推动赤道附近海水自东向西流动形成赤道暖流，并在太平洋西侧聚集，使海面升高，水温升高，于菲律宾以南、新几内亚以北近1 000万平方千米的海面上产生一片温暖水域，即“赤道暖池”。从赤道东太平洋流出的海水则由下层低温海水上涌和部分秘鲁寒流补充，导致这片水域海面、水温降低。其结果，东太平洋地区降雨偏少，气候偏干；而西太平洋地区降雨较多，气候湿润。然而，这种海流与气候模式每2～7年被打乱一次，季风和洋流发生逆转，向西吹拂的季风减弱，庞大的温暖水域从太平洋西部向中部和东部迁移，使秘鲁和厄瓜多尔附近几千千米的东太平洋海面出现一厚度约30 m的暖洋流覆盖在冷洋流之上，海水温度异常升高，高出常年出3～6℃，导致赤道太平洋中、东部地区降雨大大增加，酿成洪涝灾害；而澳大利亚和印度尼西亚等太平洋西部地区则干旱无雨，造成全球性的气候反常，这就是厄尔尼诺现象。厄尔尼诺现象一般持续时间为12～18个月。

从20世纪60年代初开始，人们对厄尔尼诺现象有了更多的了解，发现它与东西太平洋海面气压的波动有关，并且逐步认识到它和全球气候之间的相互关系。其实，大约1万年以前，地球上就已出现厄尔尼诺现象。1899年，印度未能按时出现季风，印度遭受了严重的干旱，由此导致了一系列灾难性饥荒。1904年，印度英殖民政府指派了一位名叫“吉尔伯特·沃克（Gibert Walker）”的气象专家担负季风预报的工作，沃克爵士经过深入的研究，发现了一种异常的天气现象：东西太平洋海平面气压之间存在一种类似“跷跷板”的关系，一边气压升高，另一边气压就降低。1924年，他将这种形式的气压波动命名为“南方涛动（Southern Oscillation）”。南方涛动和厄尔尼诺现象是紧密联系的。正常情况下，西太平洋的“赤道暖池”和同纬度太平洋东侧秘鲁寒流控制的海域上空的大气存在温差，东面温度低、气压高，冷空气向西流动；西面温度高、气压低，热空气上升转向东流动，从而形成冷空气沿海面产生向西运动，热空气在高空向东流动的大气环流，名为“沃克环流”。正是这一环流在太平洋赤道海面产生东南与东北季风。然而，当东西太平洋赤道海面气压差减小变为负时，由东向西的赤道季风便减弱甚至掉头，出现厄尔尼诺现象。因此，南方涛动和厄尔尼诺现象是大气和海洋耦合系统的大尺度气候变化问题，是一个问题的两个方面：一个是表现在海洋上为厄尔尼诺现象，另一个是表现在大气上为南方涛动。在气象学上，在气象和海洋界里，常把两者统称为一个现象——“厄尔尼诺-南方涛动（NESO）”。受厄尔尼诺-南方涛动的影响，珊瑚岛上的降雨呈现显著的年际变化。我国西沙永兴岛多年平均降雨量为1 500 mm，而2004年发生厄尔尼诺现象时，降雨量仅517 mm，约为常年降雨量的1/3，与实测1973年的最多年降雨量2 458.6 mm相比差别更大。西太平洋的密克罗尼西亚（FSM）一直受厄尔尼诺-南方涛动引起的干旱等自然灾害的影响，干旱发生在有厄尔尼诺现象的冬春时节，严重的厄尔尼诺现象会使干旱时间延长，减少晚秋至来年夏季的降雨。例如，1998年，剧烈的厄尔尼诺引起FSM的Pohnpei岛严重的干旱，其降雨量是1953—2001年有记录的降雨量中最少的，元月的降雨量仅16.2 mm，其他的岛屿也类似。东印度洋上的Cocos（Keeling）群岛，不仅受西南季风和热带气旋的影响，也受厄尔尼诺-南方涛动的影响，在厄尔尼诺现象发生的年份，年降雨量明显减少。因此，该群岛年降雨量的变化幅度很大，为850～3 300 mm，平均值是1 950 mm。