英國氣象學家沃克在20世紀20年代發(fā)現(xiàn)，赤道太平洋水溫分布是西高東低，西邊的印尼與澳洲東部沿岸一帶，因海溫高氣壓低而有旺盛上升氣流，氣流升至高空轉向東與西方。東太平洋海溫低氣壓高，向東流的氣流在中至東太平洋的廣大高氣壓區(qū)內向下沉降，到達海面再轉向西，成為東南信風。這是熱帶太平洋上空大氣循環(huán)的主要動力之一。在正常情況下較干燥的空氣在東太平洋較冷的洋面上下沉，然后沿赤道向西運動，成為赤道信風的一部分，當信風到達西太平洋時，受到較暖洋面的影響而上升再向東運行，如此形成了一個封閉的環(huán)流。這就是沃克環(huán)流。沃克環(huán)流的上升支和熱帶太平洋西部暴雨頻繁、臺風活躍和云層厚密有關。至于東邊遠處的沉降支則為該區(qū)帶來干燥晴朗的天氣。沃克環(huán)流的強弱變化是判斷厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象的重要依據(jù)（如下圖所示）。
當沃克環(huán)流減弱時，海洋溫度分布發(fā)生巨大變化，大氣也會進行相應的調整。中、東太平洋氣壓隨著海溫的上升而下降，西太平洋氣壓隨著海溫的下降而上升，熱帶太平洋兩側氣壓變小，導致赤道東風減弱和向東撤退，同時，隨著西太平洋暖水區(qū)向東移動，沃克環(huán)流的上升支和下沉支的位置也發(fā)生偏移，對流活動的中心移至中太平洋上空，中、東太平洋上升氣流大大加強，降水顯著增加；而西太平洋上升氣流明顯減弱，變成少雨區(qū)，形成大范圍干旱。也就形成了厄爾尼諾現(xiàn)象。（如下圖所示）。
當沃克環(huán)流增強時，東太平洋會變得更冷，赤道西太平洋海溫可能會進一步升高，東西太平洋氣壓差也進一步增大，西太平洋也會更多雨，而東太平洋則更加少雨。這時候拉尼娜現(xiàn)象也就發(fā)生了。
國際上沃克環(huán)流增強和減弱的標準：連續(xù)3個月以上太平洋東部和中部赤道海域的月均溫高于平均值0.5℃以上，也就是一次厄爾尼諾現(xiàn)象。如果赤道中、東太平洋海域的表層海水溫度連續(xù)6個月比平時低0.5℃，也就是拉尼娜現(xiàn)象。
沃克環(huán)流的增強和減弱仍然是當代科學之謎。一般有兩種說法：
一是自然因素。赤道信風、地球自轉、地熱運動等都可能與其有關。
二是人為因素。即人類活動加劇氣候變暖，也是赤道暖事件劇增的可能原因之一。
沃克環(huán)流的增強和減弱規(guī)律：大約每隔3至7年沃克環(huán)流便會減弱一次，也就出現(xiàn)厄爾尼諾現(xiàn)象，活動期通常延續(xù)一年以上，其間還間隔的出現(xiàn)沃克環(huán)流增強的現(xiàn)象，也就是拉尼娜現(xiàn)象。
當沃克環(huán)流減弱時，也就是厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生的時候對我國的影響主要表現(xiàn)有：
�。�1）夏季主雨帶偏南，北方大部少雨干旱。
�。�2）長江中下游雨季大多推遲。
（3）秋季我國東部降水南多北少，易使北方夏秋連旱。
�。�4）全國大部冬暖夏涼。
�。�5）登陸我國臺風偏少。除了上述一般規(guī)律外，也有一些例外情況。因為制約我國天氣氣候的因素很多，如大氣環(huán)流、季風變化、陸地熱狀況、北極冰雪分布、洋流變化乃至太陽活動等。
當沃克環(huán)流增強時也就是發(fā)生拉尼娜現(xiàn)象的時候對我國的影響基本相反：
�。�1）熱帶氣旋增多，即在西北太平洋生成和登陸我國的熱帶氣旋增多。
�。�2）我國東北春夏易出現(xiàn)干旱，氣溫偏高。
（3）我國南方易發(fā)生干旱，華北洪澇。
�。�4）冬季較寒冷，寒潮多發(fā)，南方易出現(xiàn)凍雨、風雪。
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