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【資料圖】
NO.2474- 厄爾尼諾來了
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。厄爾尼諾對我國的影響
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 年的數據。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，從而形成西暖冬冷的局面。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
厄爾尼諾作為全球最顯著的海溫異常信號，會在數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。今年厄爾尼諾的特殊性
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 - 經度剖面圖
下為溫度距離平均值
西太平洋的暖水層有一部分已經轉移到東部，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
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 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
今年會是最熱的一年？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
（左右滑動，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據，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。告訴大家一個好消息！
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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, Li Xia, Liu Yan, 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 precipitation in the developing summer. Climate Dynamics, 52, 6799 – 6815
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