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NO.2474-厄爾尼諾來了

(資料圖)

文字：風(fēng)云夢(mèng)遠(yuǎn)

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(guó)異常氣候的關(guān)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(guó)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(guó)家氣候中心的預(yù)測(cè)，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(jié)束▼

如果我們比較去年10月、今年1月、4月

會(huì)發(fā)現(xiàn)赤道東太平洋確實(shí)在從拉尼娜轉(zhuǎn)向厄爾尼諾▼

ENSO作為一個(gè)非常龐大的模型，從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)向另一種狀態(tài)是非常復(fù)雜的，而當(dāng)前這個(gè)過渡階段就是一個(gè)絕佳的案例，能讓我們認(rèn)識(shí)到其中的細(xì)節(jié)和復(fù)雜性。今天我們就來仔細(xì)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(gè)基準(zhǔn)，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(gè)范圍的平均海表溫度，作為檢測(cè)冷暖的標(biāo)準(zhǔn)，這里也被稱為Nino3.4區(qū)，非常重要，后邊我們還會(huì)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(gè)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(dá)到他的頂峰，之后不斷衰減，在第二年的春夏季結(jié)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(jié)束，熱帶太平洋處于中性狀態(tài)，預(yù)計(jì)在5-8月，ENSO從中性轉(zhuǎn)向厄爾尼諾的可能性會(huì)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(zhuǎn)變絕不是無緣無故的，在“中性狀態(tài)”下，赤道兩側(cè)的盛行信風(fēng)會(huì)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(gè)暖池，在東邊形成一個(gè)冷舌，東邊為了補(bǔ)償表層海水的缺失，深處的冷水會(huì)向上補(bǔ)充，從而形成西暖東冷的局面。

這種冷暖局面導(dǎo)致西太平洋大氣上升，東太平洋大氣下沉，組成了一個(gè)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(fēng)這個(gè)原動(dòng)力出于某種原因突然且持續(xù)減弱，怠工了，就會(huì)導(dǎo)致向西輸送的暖水變少，暖水集中在中東太平洋，整個(gè)環(huán)流的范圍也向東收縮，并導(dǎo)致信風(fēng)進(jìn)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(hào)，會(huì)在數(shù)年內(nèi)逐漸影響熱帶海域和全球氣候，對(duì)不同地區(qū)的影響可能有很長(zhǎng)的時(shí)差。

菲律賓、印尼、秘魯就屬于受厄爾尼諾影響最嚴(yán)重的地區(qū)，中國(guó)離得稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)，但厄爾尼諾會(huì)深刻影響東亞季風(fēng)，從而改變我國(guó)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(fēng)的雨帶都會(huì)相對(duì)靠南，而且東北低渦會(huì)比較活躍，就導(dǎo)致我國(guó)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(huì)導(dǎo)致東亞大槽和西北冷空氣偏弱，我國(guó)除青藏高原之外的大多數(shù)地方會(huì)更加溫暖。但厄爾尼諾和暖冬的相關(guān)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(shí)對(duì)中國(guó)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(shí)比熱帶太平洋離中國(guó)南方更近。水溫偏高直接導(dǎo)致海水蒸發(fā)量變多，輸送到我國(guó)的水汽也就變多了，同時(shí)還會(huì)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(dǎo)向長(zhǎng)江流域，在四川盆地到長(zhǎng)江一線形成長(zhǎng)時(shí)間降水，甚至引發(fā)洪澇災(zāi)害。

強(qiáng)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(guó)和周邊區(qū)域陸地降水距平百分比▼

建國(guó)以來長(zhǎng)江流域三次最大的洪澇災(zāi)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(dān)心，厄爾尼諾每次都有所不同，具體到今年這次，我們會(huì)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(lán)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(gè)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(gè)區(qū)域（橙色框），也就是Nino3.4區(qū)，這里的變暖趨勢(shì)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(diǎn)距離▼

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

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(dāng)于從科隆群島到所羅門群島。

上為當(dāng)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(zhuǎn)移到東部，其溫躍層顯著加深直接阻止了下面冷水的補(bǔ)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(shí)，我們會(huì)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(qiáng)，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(jìn)一步東移，這直接阻礙了厄爾尼諾事件的進(jìn)一步發(fā)展壯大。

在160°W附近，暖水層的向東移動(dòng)似乎動(dòng)力不足

（圖：NOAA）▼

這背后的主要原因還是那個(gè)原動(dòng)力——信風(fēng)，信風(fēng)減弱會(huì)導(dǎo)致東太平洋變暖，但中太平洋這一帶的信風(fēng)卻意外的加強(qiáng)了，風(fēng)應(yīng)力傳導(dǎo)至溫躍層，阻礙了暖水層向東轉(zhuǎn)移的過程，相當(dāng)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(fēng)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(huì)出現(xiàn)這種狀況？我們把目光拉到靠北的北美西海岸，此時(shí)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(gè)局部高壓，本來這里的信風(fēng)是要罷工的，又被這個(gè)北美因素鞭策了一把，開始打卡上班兒送溫暖，果然一切責(zé)任全在北美方面。

這個(gè)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(dòng)力學(xué)角度來判斷，5月份赤道東太平洋雖然變暖，但是對(duì)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(zhǎng)為一個(gè)完整的厄爾尼諾，除了表層水溫偏高，還需要“信風(fēng)顯著減弱”、“溫躍層和沃克環(huán)流向東轉(zhuǎn)移”這兩個(gè)重要標(biāo)志，目前這倆還不具備，所以這次厄爾尼諾應(yīng)該不會(huì)那么順利——雖然會(huì)在夏季形成，但發(fā)展速度應(yīng)該會(huì)比預(yù)期要慢。

根據(jù)NMME氣候模式的預(yù)測(cè)

Nino3.4海溫很可能在幾個(gè)月內(nèi)攀升到厄爾尼諾以上的閾值

具體情況如何還有待觀測(cè)

（圖：NOAA）▼

如果我們歸納對(duì)比最近50年內(nèi)的厄爾尼諾事件，會(huì)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(zhǎng)波（填色）、200hPa速度勢(shì)（等值線）

和850hPa風(fēng)場(chǎng)（矢量）距平對(duì)比▼

對(duì)于這種偏晚偏東的厄爾尼諾，容易導(dǎo)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(shì)，南方將有更多更長(zhǎng)時(shí)間的降水，北方則是高溫?zé)崂?；但到了后期，雨帶還是會(huì)向北擴(kuò)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(fēng)場(chǎng)異常（矢量）

在6-9月逐月和6-9月平均對(duì)比▼

不過，厄爾尼諾事件只是影響我國(guó)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(fù)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(bào)告的時(shí)候說，在厄爾尼諾的推動(dòng)下，2023年可能是有記錄以來最熱的一年。這個(gè)說法靠譜么？

首先需要指出，在數(shù)年范圍內(nèi)，厄爾尼諾-拉尼娜對(duì)全球平均氣溫的影響大約是0.1-0.2℃這個(gè)振幅，但在一百多年里，全球氣溫其實(shí)呈現(xiàn)出一種“進(jìn)兩步退一步”，不斷疊加的升溫節(jié)奏，站在前輩高溫的基礎(chǔ)上，如果這次厄爾尼諾發(fā)展壯大，確實(shí)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(huì)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(shí)段，差別還是挺大的。

比如我國(guó)長(zhǎng)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(diǎn)反而是防洪。華北和西北地區(qū)則需要防范高溫?zé)崂恕６疫@些預(yù)測(cè)也要綜合幾個(gè)月后太平洋的觀測(cè)數(shù)據(jù)，才能更加準(zhǔn)確。

去年三峰拉尼娜造成太平洋西部海溫集體偏高

給長(zhǎng)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(duì)ENSO相關(guān)的海洋-大氣相互作用有了更深的理解，但面對(duì)更遼闊的海域和天空，ENSO也只是其中一個(gè)子項(xiàng)，其他的天氣系統(tǒng)也同樣重要，他們彼此咬合相互作用，構(gòu)成了我們?nèi)祟惿姝h(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(duì)東亞大氣環(huán)流和中國(guó)降水年際變異的影響:西北太平洋異常反氣旋的作用.中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),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(duì)我國(guó)次年夏

季降水的可能影響.氣象學(xué)報(bào), 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(duì)夏季中國(guó)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

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