风云梦远 26-04-05 22:19
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#气候监测# 【ENSO-230 特别期:关于厄尔尼诺事件的Q&A(2026版)】

在目前,赤道中东太平洋冷海温异常快速衰退,表明秋冬季以来的拉尼娜状态已结束,且当前海温仍在进一步增暖;当前大多数数值模式预测一次厄尔尼诺事件将在今年夏秋季正式形成。这次厄尔尼诺事件会如部分报道一样极端么?厄尔尼诺事件会导致我国更热、极端高温过程更频繁的夏季么?全国夏季降水洪涝旸旱形势如何?

如果需要一个简短结论,那就是:

1. 北半球春季是预测厄尔尼诺事件难度较大的时段(春季预报障碍)。当前只能确定夏秋季发生厄尔尼诺事件概率较大,但强度不确定度很大,并不能确认发生强甚至超强厄尔尼诺事件。

2. 厄尔尼诺事件会导致全球总体、数年尺度的增暖,叠加在长期增暖趋势上,是很可能导致全球平均气温创近代观测以来最高;但对于不同具体区域的短期(季节尺度),是不一定造成刷新纪录的高温。

3. 实际影响我国夏季气候的因子非常繁杂,厄尔尼诺只是其中重要因子之一。如果仅考虑厄尔尼诺事件的影响,在其发展期的夏季我国气温主要呈现北方(西北、华北、中原等)偏高且热浪偏强偏多、南方与东北地区接近常年同期的特征,而降雨也总体为“北方偏少、南方偏多型”。今年其它气候因子的作用让实际情况更加复杂,但华北、西北高温热浪偏多,南方高温热浪事件相对有限的情形基本确定;但在盛夏,四川盆地与北方降雨也将转为偏多,北方山区/山前平原仍需防范短期异常集中降雨引发的山洪与地质灾害。

这次我也会对厄尔尼诺事件的一些相关内容,作一些简要的Q&A.

——————正 文 开 始——————

Q1: 什么是厄尔尼诺事件?
A1: 厄尔尼诺事件,是指【赤道中东太平洋区域的海表温度持续、显著偏暖的气候现象】。

其中,【“持续”】代表时间上至少要维持5个月;而【“显著偏暖”】,是赤道中东太平洋指较常年平均偏高0.5°C以上。

在当前实际监测中,“常年平均”多采用1981-2010年或1991-2020年的平均,而“赤道中东太平洋”多选用经纬度上,5°S-5°N,170°W-120°W划定的地区作为代表(被称作【Nino3.4区(参见图1)】),以该区域平均海表温度的异常作为监测标准。

在词源上,厄尔尼诺一词来自西班牙语“El Niño”,字面意为“圣婴/小男孩”,这可能是与该现象最早由19世纪秘鲁渔民在圣诞节前后发现得名—实际上,这一现象也的确通常在12月前后最强,而随后用作赤道中东太平洋显著偏冷的拉尼娜事件则称为“La Niña” (意为“小女孩”),形成明显分野相对。

厄尔尼诺事件和拉尼娜事件,其实是同一类现象的两面,分别代表了赤道中东太平洋海区持续显著偏暖与偏冷的情形(图2)。

Q2:为什么会出现厄尔尼诺事件?
A2:由于这个问题涉及了气候学与海洋学不少专业知识,考虑到理解难度,这里仅做一些简要、不完全严谨的概述。

在通常情形下,赤道两侧是盛行信风,总体以东风为主,它将东太平洋海表较暖的海水向西太平洋输送。而为了补偿表层海水的缺失,在东太平洋地区会有深处的冷水向表层补充,而西太平洋多获得的海水也会堆积并向下沉,在海表以下回流到东太平洋,构成一个循环(图3/图4左)。

因此在通常的情形下,东太平洋海表会失去暖水而有冷水补充,海温较低;而西太平洋海表会得到暖水,海温较高且盛行上升运动与对流云活动。

但维系这个循环的很多过程,如海表面的信风,也存在明显变化。如果信风突然减弱,上述循环变弱,东太平洋暖水向西输送会减少而海温偏高,反之西太平洋海温偏低,此时对流活动移动到中太平洋一带,这就是厄尔尼诺事件(图4中)。此时西太平洋海表附近的空气受冷却下沉,在海表处聚集形成高压;反向的异常气压梯度力将导致从东太平洋向西吹拂的信风进一步减弱,西太平洋海温变得进一步偏低,会继续增强这一循环,形成正反馈过程。

反之,当信风较常态进一步增强,可能触发形成拉尼娜事件(图4右)。

不过,厄尔尼诺事件不会因为上述正反馈过程而无限增强,也有不少大气与海洋过程会抑制其增强(由于涉及较专业知识,这里不展开叙述),这使得事件发展会有限制,并在一定时段后减弱结束。

Q3: 厄尔尼诺事件频率有多高?
A3: 在1950年至今的73年中,共发生了21次拉尼娜事件,平均约3-4年一次,相比同期18次的拉尼娜事件频率略高。

但其中,又分为持续时间短(6-12个月)的高频事件,和持续时间较长(1-2年)的低频事件,这74年里,总共有18年9个月处在厄尔尼诺状态。因而,厄尔尼诺事件也并非少见,而其与拉尼娜事件总共占了一半以上时间,真正的“中性状态”并不是很多。

Q4: 厄尔尼诺事件发生在热带太平洋,为什么还能对我国气候产生影响?
A4: 因为厄尔尼诺事件,不只是简单的热带太平洋区域气候异常。

前文已经提及,由于热带太平洋的面积之广与较高的海温,厄尔尼诺事件通过影响到热带太平洋海表温度,影响到海表之上大气的温度和对流活动。对流活动的变化,会导致对流云形成过程中,水汽凝结并释放热量(被称作潜热)的多寡,而潜热是大气运动重要的能量源。

因而,厄尔尼诺事件可引起相当大范围大气环流异常,甚至通过激发波长极长的大气波动,超越热带地区的囹圄,影响到热带以外的广阔天地。此外,它还能影响到热带太平洋以外海区的海温,这也会进一步导致各地大气环流与气候的异常(图6)。

实际上,厄尔尼诺/拉尼娜事件,是季节到数年的时间范围内,影响力最强的自然气候因子。

但需要注意,由于我国并非位于赤道太平洋沿岸,受厄尔尼诺/拉尼娜的影响也是相对间接,不如同印度尼西亚、秘鲁等直接影响区明显。讨论厄尔尼诺/拉尼娜事件对我国的影响时需要注意这一点。

Q5:不少报道引用数值模式结果,认为今年很可能是一次强甚至超级厄尔尼诺事件。这有足够的依据么?

A5: 依据并不充分——由于北半球春季海洋与大气相互作用较弱,此时是预报厄尔尼诺事件难度最大、不确定度最大的季节。

目前只能确认拉尼娜状态的结束,以及随后赤道中东太平洋还将在暖水东移和赤道西风的发展下进一步变暖,在北半球夏秋季发展出一次厄尔尼诺事件概率较大(图7/图8)。

虽然目前不少模式认为能达到强厄尔尼诺事件甚至超强事件,但因为海洋-大气内部相互作用,北半球春季是预测厄尔尼诺事件准确度最低的时节,因而仍具有很大不确定性,仍需要密切关注与分析。

Q6:部分报道指出,在未来厄尔尼诺事件的推动下,2026年可能成为有记录以来温度最高的一年。而最近南方和华北等地的高温热浪过程增大了这样的担忧。我国会迎来一个更炎热的夏季么?

A6: 从全球、全年平均的总体角度,刷新观测记录新高的概率相对较大。但对于我国夏季,总体很难刷新最高温纪录——地区分布上,西北、华北显著偏高的概率较大,而南方和东北等地气温则难以显著偏高。

从1950年以来逐月全球平均气温距平(图9)看,厄尔尼诺事件(红色部分)在数年范围的年际尺度上,容易导致气温出现一个阶段性偏高——这与热带海表热含量总体显著增加,并以对流潜热等过程释放向大气等机制有关。在上述机制与叠加人类活动为绝对主导的辐射强迫与增暖背景下,2026年全球平均气温创下近现代观测记录以来最暖一年的概率相对增大。

但这并不意味着我国夏季全部区域气温都会比去年更高,与出现比去年更严重的高温热浪。首先,厄尔尼诺事件会导致全球气温短期偏高、甚至在当前环境刷新最暖一年纪录,是从全年总体、全球总体的时空尺度讨论,但放大到其中的具体时段和区域,则存在显著的变率,不代表空间的局部区域、时间的一个月或季节都会气温显著偏高甚至刷新纪录。事实上,以1980年以后厄尔尼诺事件的合成(图10)可以发现,厄尔尼诺事件发展期夏季,全国呈现西北、华北气温偏高显著,而南方偏高有限甚至接近常年的状态,总体不会有气温大幅偏高。

具体而言,讨论这个区域季节气候问题,需要从相应的区域天气、气候系统入手。去年造成我国夏季南方大部气温显著偏高的直接推手,自然是偏西、偏强的副热带高压和大陆高压;但在今年夏季,由于厄尔尼诺事件可能配合热带印度洋海温异常(如TIOD正位相事件)发展,二者会共同导致副热带高压将在盛夏转为偏弱,而南亚高压也将因南亚季风和高原暖心较去年的减弱而偏弱,也难以支持对流层中层的大陆高压。因而今年夏季,我国南方将以难以出现大范围、持续长的高温热浪过程,季节平均气温也很难再度刷新最高纪录。

与此同时,造成北方高温热浪的天气系统有所不同——主要是高空西风带暖脊/阻塞系统与相应的低空干热气团,最近华北数次高温热浪过程都有它们的身影。不过如果我们将视角放大到影响整个夏季热浪频率和强度的气候因子,厄尔尼诺事件会是成因之一:在厄尔尼诺事件发展下,赤道中东太平洋对流活跃而印度地区对流减弱;二者造成的大气潜热异常,分别导致了自热带太平洋向西北传播的低空波列和印度西北部向亚欧大陆中纬度传播的波列,二者导致了贝加尔湖西南侧高压脊异常和东北地区-日本海的低槽(图11),中间负涡度平流更是加剧了西北到华北的下沉增温与低空暖气团实力。而另外的成因,则仍然是中高纬度海冰、积雪的异常——它们的影响可能和厄尔尼诺相当。在它们的作用下,今年北方地区热浪将明显偏多,不过多集中在7月中旬和之前;随后由于雨带的明显北移,季夏的骤雨将浇灭这些暑热。

Q7:今年夏季汛期态势如何?
A7: 总体而言,雨带更可能将从夏季早期的相对偏南、集中在中东部地区逐渐转为盛夏偏北;虽然不会造成大范围洪涝灾害,但在夏季早期,东南沿海、长江中下游与淮河下游地区(尤其长江、淮河下游地区),以及盛夏四川盆地周边山区、华北山前地区仍需要防范可能由低涡、北上台风等引发的短期极端强降雨和山洪、地质灾害。

通常而言,厄尔尼诺事件发展期是雨带偏南的“南涝北旱(图12)”——因往往导致我国东北-日本海一带气旋环流异常(再次注意图11),其西侧偏北风异常覆盖我国北方,导致夏季风和降雨偏弱。但今年除了厄尔尼诺事件外,热带印度洋海温异常影响也较为明显——它对北方的影响和厄尔尼诺不同,是有利于雨带偏北北方降水偏多。以目前预测的态势,厄尔尼诺事件将在未来一段时间滞缓步履,但印度洋偶极子仍在超前发展。

因而今年总体呈现夏季早期副热带高压偏南、偏东的同时,至7-8月,副热带高压逐渐转为偏北并逐渐偏弱的概率在显著增大,雨带也将逐渐由初夏有所偏南、偏东的格局,逐渐转为盛夏偏北。这导致初夏防汛重点在东南沿海、长江与淮河下游的同时,盛夏仍然需要注意北方山前地带——特别注意在地形和特殊天气系统下,可能出现的持续时间较短但异常集中的极端降水过程。

即使我们已在ENSO相关的热带海洋-大气相互作用的领域有了很大进展,对它的认识仍如同沧海一粟。但我们也依然在继续追寻、分析与传颂流转在海洋与天空间的冷暖,与它们撼动寰宇风云的力量。

更可渡,山海阴晴

图1: 最新的全球海表温度异常,其中暖(冷)色调代表偏高(低),红色方框即Nino3.4区域。可以看到,以Nino3.4区域为代表的赤道中东太平洋有显著冷异常,表明了拉尼娜事件的发展。图片来源:http://t.cn/A6MYTMC2

图2: 厄尔尼诺(左)/拉尼娜(右)事件下海温异常,其中红(蓝)色代表海温偏高(低)。图片来源:http://t.cn/A6bSjHgV

图3: 正常情形下的赤道太平洋海洋-大气环流模型。图片来源:http://t.cn/A6ocfGDC

图4: 正常年份(左)、厄尔尼诺年(中)、拉尼娜年(右)的热带太平洋海洋与大气情形。表层暖(冷)色代表暖(冷)海表温度,白色箭头代表海面信风,黑色箭头代表高空大气运动。图片来源:
http://t.cn/A6bSjHg6

图5: 1950年以来的厄尔尼诺事件(暖事件)列表。图片来源:http://t.cn/A6bSjHgM

图6: 厄尔尼诺事件在北半球冬季(上部)、夏季(下部)造成的气候异常。图片来源:http://t.cn/A6bSjHgi

图7: 目前美国气候预测中心预测的厄尔尼诺(红)、中性(灰)、拉尼娜事件(蓝)在未来9个月的概率。

图8: 多数值模式对未来9个月Nino3.4指数的预测,稳定超过+0.5°C为厄尔尼诺事件,超过+2°C为超强厄尔尼诺事件。

图9 1950年以来全球均温逐月变化图。其中红色为厄尔尼诺状态、蓝色为拉尼娜状态、灰色为中性状态,可以看出厄尔尼诺事件的确会助推短期的全球均温升高。

图10 1980年以来的厄尔尼诺发展期夏季,我国和周边地区气温偏离均值的幅度(左图)和气温偏高的概率(右图)

图11 厄尔尼诺发展的夏季,垂直运动(红色为上升,蓝色为下沉)和对流层低层(850hPa,约1500米高)的环流异常。东北到日本海一带的C即异常气旋式环流 (引自Wen et al. 2019)

图12 同图10,但为降水距平(左)和降水偏高概率(右)

#地球或将迎超级厄尔尼诺现象#

发布于 河南