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NO.2474-厄爾尼諾來了

(資料圖)

文字：風云夢遠

校稿：辜漢膺 / 編輯：果栗乘

之前我們講過厄爾尼諾和拉尼娜跟中國異常氣候的關系，兩者及其大氣影響，合稱ENSO循環(huán)，從20000公里外就可以影響中國是南澇北旱還是北澇南旱。

在經(jīng)歷了三年拉尼娜之后，按國家氣候中心的預測，今年很可能是厄爾尼諾年。

今年1月至3月Nino3.4指數(shù)平均值為-0.4℃

已高于-0.5℃拉尼娜閾值

因此“三重”拉尼娜在2023年春季之前結束▼

如果我們比較去年10月、今年1月、4月

會發(fā)現(xiàn)赤道東太平洋確實在從拉尼娜轉向厄爾尼諾▼

ENSO作為一個非常龐大的模型，從一種狀態(tài)轉向另一種狀態(tài)是非常復雜的，而當前這個過渡階段就是一個絕佳的案例，能讓我們認識到其中的細節(jié)和復雜性。今天我們就來仔細講講今年的厄爾尼諾。

眾所周知，“厄爾尼諾”是指赤道中東太平洋表層水溫持續(xù)且顯著偏暖，“拉尼娜”則是持續(xù)且顯著偏冷。

東太平洋海水相比年均值顯著升溫，即厄爾尼諾現(xiàn)象

（圖：NOAA Climate.gov）▼

東太平洋海水相比年均值顯著降溫，即拉尼娜現(xiàn)象

（圖：NOAA Climate.gov）▼

偏暖還是偏冷，需要一個基準，也就是“常年平均值”，一般用1981-2010年或1991-2020年的數(shù)據(jù)。選取5°S-5°N，170°W-120°W這個范圍的平均海表溫度，作為檢測冷暖的標準，這里也被稱為Nino3.4區(qū)，非常重要，后邊我們還會提到。

Nino3.4區(qū)位置示意▼

而所謂“持續(xù)偏暖”，往往要維持6-24個月。

比如“厄爾尼諾”在第一年的北半球夏天發(fā)展壯大，到了冬天達到他的頂峰，之后不斷衰減，在第二年的春夏季結束，但也有可能維持2-3年。

如果看今年的情況，5月初，世界氣象組織表示拉尼娜在持續(xù)三年后已經(jīng)結束，熱帶太平洋處于中性狀態(tài)，預計在5-8月，ENSO從中性轉向厄爾尼諾的可能性會不斷提高，從60％到80％，是大概率事件了。

拉尼娜前腳剛走，厄爾尼諾就馬不停蹄地趕來了

（圖：WMO）▼

拉尼娜正在退去

(2023年1月初至2023年3月初熱帶太平洋的海面溫度)

（圖：climate.gov）▼

這種轉變絕不是無緣無故的，在“中性狀態(tài)”下，赤道兩側的盛行信風會把東太平洋的表層暖水吹向西太平洋，從而在西邊形成一個暖池，在東邊形成一個冷舌，東邊為了補償表層海水的缺失，深處的冷水會向上補充，從而形成西暖東冷的局面。

這種冷暖局面導致西太平洋大氣上升，東太平洋大氣下沉，組成了一個海洋-大氣相互作用的環(huán)流圈。

中性狀態(tài)下的環(huán)流模式

（圖：UNEP）▼

但如果信風這個原動力出于某種原因突然且持續(xù)減弱，怠工了，就會導致向西輸送的暖水變少，暖水集中在中東太平洋，整個環(huán)流的范圍也向東收縮，并導致信風進一步減弱，形成正反饋，厄爾尼諾由此形成。

厄爾尼諾下的環(huán)流模式

（圖：UNEP）▼

厄爾尼諾作為全球最顯著的海溫異常信號，會在數(shù)年內逐漸影響熱帶海域和全球氣候，對不同地區(qū)的影響可能有很長的時差。

菲律賓、印尼、秘魯就屬于受厄爾尼諾影響最嚴重的地區(qū)，中國離得稍微遠一點，但厄爾尼諾會深刻影響東亞季風，從而改變我國的晴雨冷暖。

橫屏-厄爾尼諾影響下的降水規(guī)律▼

比如，在厄爾尼諾發(fā)展壯大的夏天，西太平洋副熱帶高壓和夏季風的雨帶都會相對靠南，而且東北低渦會比較活躍，就導致我國南方與東北的降雨偏多，而華北、中原的降雨偏少。

夏季型厄爾尼諾往往代表華南和東北降水偏多

華北和中部降水偏少▼

厄爾尼諾發(fā)展期夏季氣溫距平▼

而在冬天的厄爾尼諾鼎盛期，通常會導致東亞大槽和西北冷空氣偏弱，我國除青藏高原之外的大多數(shù)地方會更加溫暖。但厄爾尼諾和暖冬的相關性較小，不能完全說“厄爾尼諾年就一定是暖冬”。

厄爾尼諾事件鼎盛期冬季的氣溫距平▼

到了第二年夏天，厄爾尼諾已經(jīng)逐漸衰退，但此時對中國的影響反而最加猛烈，熱帶太平洋雖然沒那么熱了，但熱帶印度洋受其影響，水溫仍然比較高。

從地圖上看，熱帶印度洋其實比熱帶太平洋離中國南方更近。水溫偏高直接導致海水蒸發(fā)量變多，輸送到我國的水汽也就變多了，同時還會通過多條路徑激發(fā)出異常穩(wěn)定、靠南的副熱帶高壓，將水汽源源不斷引導向長江流域，在四川盆地到長江一線形成長時間降水，甚至引發(fā)洪澇災害。

強弩之末的厄爾尼諾也不可小覷

（橫屏，參考：張人禾，2017）▼

厄爾尼諾事件衰減期夏季

我國和周邊區(qū)域陸地降水距平百分比▼

建國以來長江流域三次最大的洪澇災害：1954年特大洪水、1998年特大洪水、2020年特大洪水，都出現(xiàn)在厄爾尼諾次年的夏季，真的是不可不防。

但我們也不用過于擔心，厄爾尼諾每次都有所不同，具體到今年這次，我們會發(fā)現(xiàn)其發(fā)育得并不那么順利。

這是5月中旬的全球海表“距平溫度”，黃色紅色是偏暖，藍色是偏冷。

可一眼看到，太平洋北部及東部有明顯偏暖

（圖：NOAA）▼

放大看，這個范圍（下圖綠框）就是“赤道中東太平洋”，東太平洋的南美沿海已經(jīng)熱得發(fā)黃了，看上去妥妥的厄爾尼諾，但更重要的是這個區(qū)域（橙色框），也就是Nino3.4區(qū)，這里的變暖趨勢還不明顯，說明厄爾尼諾還沒發(fā)展起來，在中太平洋遭遇了“某種阻擊”。

今年的Nino3.4區(qū)，看起來似乎離厄爾尼諾還有點距離▼

這個中太平洋非常重要，是厄爾尼諾能否完全發(fā)育的關鍵戰(zhàn)場。

這張圖，是五月中旬赤道太平洋海溫的垂直剖面，東西跨度相當于從科隆群島到所羅門群島。

上為當前赤道太平洋地區(qū)海溫距平的深度-經(jīng)度剖面圖

下為溫度距離平均值

（圖：NOAA）▼

西太平洋的暖水層有一部分已經(jīng)轉移到東部，其溫躍層顯著加深直接阻止了下面冷水的補償，加速東太平洋的增暖，溫度已經(jīng)比平均值高了3-5℃。

但與此同時，我們會發(fā)現(xiàn)在160°W附近的溫度線突然變得陡峭，這條線越平緩，就表示東西溫差越小，厄爾尼諾越強，越陡峭則厄爾尼諾越弱，所以中太平洋明顯還不夠暖，說明暖水主體沒有進一步東移，這直接阻礙了厄爾尼諾事件的進一步發(fā)展壯大。

在160°W附近，暖水層的向東移動似乎動力不足

（圖：NOAA）▼

這背后的主要原因還是那個原動力——信風，信風減弱會導致東太平洋變暖，但中太平洋這一帶的信風卻意外的加強了，風應力傳導至溫躍層，阻礙了暖水層向東轉移的過程，相當于東邊的工友已經(jīng)罷工了，中間的工友還在加班兒，向西送溫暖這活兒，你不干我干。

連信風也在“卷”了，主打的就是東暖西送

（5月15日15:00近地面）▼

為什么會出現(xiàn)這種狀況？我們把目光拉到靠北的北美西海岸，此時的赤道東太平洋在變暖，但北美西海岸卻在變冷，還一路向西延伸到赤道中太平洋。

一方面給這里降溫，一方面形成了一個局部高壓，本來這里的信風是要罷工的，又被這個北美因素鞭策了一把，開始打卡上班兒送溫暖，果然一切責任全在北美方面。

這個北美因素，是有些反骨在身上的▼

所以，從海洋次表層熱力和動力學角度來判斷，5月份赤道東太平洋雖然變暖，但是對中太平洋影響不大；在6-7月份，由于中太平洋一阻礙，厄爾尼諾事件的發(fā)展速度可能明顯放緩。

畢竟，要成長為一個完整的厄爾尼諾，除了表層水溫偏高，還需要“信風顯著減弱”、“溫躍層和沃克環(huán)流向東轉移”這兩個重要標志，目前這倆還不具備，所以這次厄爾尼諾應該不會那么順利——雖然會在夏季形成，但發(fā)展速度應該會比預期要慢。

根據(jù)NMME氣候模式的預測

Nino3.4海溫很可能在幾個月內攀升到厄爾尼諾以上的閾值

具體情況如何還有待觀測

（圖：NOAA）▼

如果我們歸納對比最近50年內的厄爾尼諾事件，會發(fā)現(xiàn)有春季和夏季兩款類型，前者在春季就發(fā)育完全，后者就要晚很多，今年這次就明顯屬于發(fā)育比較晚、位置偏東的類型。

（a）1997、(b) 夏季發(fā)展型厄爾尼諾事件、

（c）2015和(d) 今年（2023年）3-4月

向外輻射長波（填色）、200hPa速度勢（等值線）

和850hPa風場（矢量）距平對比▼

對于這種偏晚偏東的厄爾尼諾，容易導致“西太副高”偏東偏弱，在其影響下，今年夏季前期將主要是“南澇北旱”的趨勢，南方將有更多更長時間的降水，北方則是高溫熱浪；但到了后期，雨帶還是會向北擴展到華北和東北南部。

東部型、中部型厄爾尼諾事件的影響模型

（底圖：shutterstock）▼

厄爾尼諾發(fā)展早型和晚型的海溫異常（填色）

與700hPa風場異常（矢量）

在6-9月逐月和6-9月平均對比▼

不過，厄爾尼諾事件只是影響我國氣象的要素之一，如果要全面分析，還得考慮極地海冰、中高緯度海溫、青藏高原積雪等一大堆問題。

氣象變化紛繁復雜，要多因素綜合分析

（圖：nsidc）▼

很多媒體在引用世界氣象組織報告的時候說，在厄爾尼諾的推動下，2023年可能是有記錄以來最熱的一年。這個說法靠譜么？

首先需要指出，在數(shù)年范圍內，厄爾尼諾-拉尼娜對全球平均氣溫的影響大約是0.1-0.2℃這個振幅，但在一百多年里，全球氣溫其實呈現(xiàn)出一種“進兩步退一步”，不斷疊加的升溫節(jié)奏，站在前輩高溫的基礎上，如果這次厄爾尼諾發(fā)展壯大，確實可能一代更比一代熱，刷新1880年以來的最高均溫。

1950年以來全球均溫逐月變化圖

可看出厄爾尼諾事件的確會助推短期的全球均溫升高

（圖：NOAA）▼

但具體到不同區(qū)域、不同時段，差別還是挺大的。

比如我國長江流域，要想重現(xiàn)去年三峰拉尼娜期間的極端高溫，概率就極低，今年南方的重點反而是防洪。華北和西北地區(qū)則需要防范高溫熱浪。而且這些預測也要綜合幾個月后太平洋的觀測數(shù)據(jù)，才能更加準確。

去年三峰拉尼娜造成太平洋西部海溫集體偏高

給長江地區(qū)帶來的高溫和干旱也令不少人記憶猶新

（圖：NASA）▼

如今，雖然我們對ENSO相關的海洋-大氣相互作用有了更深的理解，但面對更遼闊的海域和天空，ENSO也只是其中一個子項，其他的天氣系統(tǒng)也同樣重要，他們彼此咬合相互作用，構成了我們人類生存環(huán)境的底層地理邏輯。

參考資料：

張人禾,閔慶燁,蘇京志. 2017.厄爾尼諾對東亞大氣環(huán)流和中國降水年際變異的影響:西北太平洋異常反氣旋的作用.中國科學:地球科學,47:544–553, doi: 10.1360/N072016-00268

袁媛,楊輝,李崇銀. 2012.不同分布型El Ni?o事件及對我國次年夏

季降水的可能影響.氣象學報, 70: 467–478

李春暉, 李霞, 劉燕, 等. 2016. 春季和夏季爆發(fā)型ENSO 事件對夏季中國降水的影響[J]. 氣候與環(huán)境研究，21 (3):258?268. Li Chunhui, LiXia, LiuYan, et al. 2016. Impact of spring and summer onset type ENSO on summer precipitation in China [J]. Climatic and Environmental Research (in Chinese), 21

(3): 258?268, doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2015.15133

Wen, N., Liu, Z., &Li, L. (2019) Direct ENSO impact on East Asian summer precipitationin the developing summer. Climate Dynamics,52, 6799–6815

*本文內容為作者提供，不代表地球知識局立場

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