附录-洪泛迷局:厄尔尼诺是如何影响梅雨(以至于长江中下游地区夏季降水)?
相信很多人看到了有“本次厄尔尼诺事件很强”、“今年夏季气候很异常、很多地方要迎来大洪水”之类的消息。但哪些基本信息是事实(或误导谣传),哪些进一步的推断是合理或有问题的?
【省流结论】
1. 发生强甚至超强厄尔尼诺事件概率大,甚至可能跻身观测记录以来最强事件之一;
2. 但这并不意味着厄尔尼诺事件会对我国今年夏季气候(尤其长江流域降雨)造成很严重影响——要考虑发展期与衰减期夏季,事件的强度、发展速度等不同影响。
按当前态势分析,未来半个月降雨带更可能偏南,华南和江南南部、云贵降雨会异常偏多,而长江中下游沿岸到中原降雨明显偏少;随后的梅雨季,长江中游~下游安徽段都可能降雨偏少,长三角降水则可能接近常年但非常集中在短期。随后雨带更多在中原~江淮徘徊,仍可能在盛夏对华北山区有明显影响;今年除西北地区外,全国大部分地区高温不会明显偏强。
【真正的严峻挑战,在明年夏季。】
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Q1. 今年是要发生极强的厄尔尼诺事件么?
A1. 最新分析看,出现强或超强厄尔尼诺事件概率大(图1),甚至不少模式已认为是创观测记录的强度(图2)——虽然某些动力模式可能已进入反馈盲区,但可以认为这次厄尔尼诺事件在秋冬季相当强烈。
Q2.这么强的厄尔尼诺事件会造成大洪涝么?
A2.并没有那么简单——要分区域和时段。
如果我们简单地画出6/7月厄尔尼诺事件强度指数(ONI指数衡量)与同时期长江中下游区域(28°N-33°N,112°E-122°E)在1979-2024年降水的相关性(图3为6月、图4为7月),发现:数据点就是一盘散沙,根本没有明显相关嘛!
【然而,只分析到这一步是混淆了细节】——几乎所有厄尔尼诺事件都是在北半球冬季达到顶峰强度,且持续1年的事件又占了多数。
【因而在北半球夏季时,厄尔尼诺事件要么是处在峰值前(的发展阶段),要么处在峰值后(的衰减阶段)。】
毫无疑问,【今年夏季是发展阶段】,并在冬季达到顶峰后,【明年夏季属于衰减阶段】。
那么厄尔尼诺事件在发展阶段和衰减阶段的夏季,看似处在一样的强度影响会一样么?
答案是并不同。
在过去70年,多数厄尔尼诺衰减阶段夏季都出现了长江流域降雨显著偏强与洪涝灾害(其中强烈的包括:1954,1998,2020,2024),同期的时候厄尔尼诺事件已经衰减到很弱甚至趋于结束,但依然造成严重影响。这也是简单的同期相关分析看不出影响的原因。
而在厄尔尼诺发展期阶段影响相当复杂多样——长江流域出现强梅雨/洪涝的年份不多;不过如果仔细看前两张图的发展期年份(图3/图4红点样本),可以发现:在6月的趋势尚不明显的同时,7月厄尔尼诺事件越强(x轴方向正值越大),长江中下游降雨量越大(y轴数值越大),这个相关系数甚至达到了约0.59——即使样本只有23个,依然通过了0.05显著性检验,表明相关较显著可信。
为什么出现了这种不像镜面“对称”的结果?
一是厄尔尼诺事件发展与衰减速度并不同。实际上将历史上厄尔尼诺事件全过程(图5)画出来可以看到,在峰值后的衰减速度普遍比峰值前的发展速度快很多,那么实际的海温异常强度也并不“相等”。
二是从海表温度异常影响到热带太平洋以外的我国气候也需要时间——这一过程不仅是异常偏暖/冷的海表直接加热/冷却大气外,还通过影响热带对流与大量水汽凝结释放的热量(潜热能)影响大气,然而这些过程往往需要1-2个月。【于是,往往是春季晚期-夏季早期的热点太平洋海温影响我国,对于发展期强度会偏弱,衰减期会更强。
第三点,也是被我认为最关键的:除了热带太平洋外,发展期与衰减期的环境完全不同了。为“分开”厄尔尼诺事件发展期与衰减期影响,我们可以制作冬季峰值期厄尔尼诺事件强度(以ONI指数)滞后(对于先前发展期夏季)和超前(对于随后衰减期夏季)的降水、海表温度、风场回归分析(图6)。可以看到,发展期和衰减期的海表温度明显不同:发展期的海温异常集中在【主场】的热带太平洋,;衰减期夏季热带太平洋已没有明显异常,却在热带印度洋有显著偏暖的特征。所以,【发展期夏季更直接依靠厄尔尼诺事件本身的热带太平洋海温异常,衰减期赤道中东太平洋已经没有明显异常,却更突出热带印度洋等地的影响。
降水和风场也相当有趣。发展期夏季的降水甚至呈现的是长江中游明显偏少、仅东侧长三角部分地区略有偏多的特征;而衰减期夏季则是长江流域降水显著偏多、华南显著偏少。而对比低空风场异常可以发现:发展期夏季呈现自华北到长江流域的偏北风异常,而常规的夏季风是偏南风,这表明这一异常与夏季风部分抵消让【夏季风偏弱】;而衰减期夏季则是在东南沿海有一个显著的反气旋,长江流域处在其西北侧的西南风,这是与常规的夏季风同向叠加而让【夏季风偏强】。但与此同时,北方也有一定的偏北风,这阻碍了夏季风进一步北上,但这些偏北风带来的冷空气和更强、带来更多水汽的夏季风在长江流域交汇,导致厄尔尼诺衰减期夏季,长江流域降水大幅偏多引发洪涝。
【简要总结:厄尔尼诺发展期夏季,夏季风“没力气”,导致降雨带向北推进偏弱(表现为雨带偏南),且中西部干旱比东部更明显;而衰减期夏季,夏季风“很有精神”,却碰到北侧冷空气一样偏强而“推进不动”,也导致雨带偏南——但此时冷暖双强,导致长江流域降雨比发展期夏季猛烈很多。】
Q3:那么,厄尔尼诺发展期的夏季还有什么特别的细节呢?
A3: 那就是夏季内每个月的变化。前文提到,厄尔尼诺发展年夏季风“没力气”,导致夏季风降雨向北推进较慢。从常年看,6月降雨带从华南推进到长江流域,7月再从长江流域推进到到北方;那么如果向北推进慢呢?
6月就变成更久维持在华南(与江南南部),7月本应更多向北方推进却赖在长江流域。
的确如此——图6是针对厄尔尼诺事件发展期每个月的降水演变,正是刻画了这一特征。那么前两张图里,长江中下游降水在7月更显著与厄尔尼诺事件强度正相关就有了很好地解释。
但是,时代也变了。曾经在厄尔尼诺发展期,我国东海一直到日本以东的北太平洋中纬度海域的海温都明显偏冷,而最近十年却出现了异常偏暖(图7黑框区域),甚至增暖速度显著超过全球平均。当地偏暖是有利于副热带海区南北温差明显下降,也有利于副热带高压在盛夏显著偏北。于是在盛夏,华北、东北南部仍可能有偏多的降雨——已变成过去数年的常态,但仍不可放松警惕。
Q4:所以……分析了这么多,今年到底会造成什么影响?
A4: 如果上述分析合理(且只考虑厄尔尼诺事件影响),那么是:
1.今年厄尔尼诺事件是很可能很强,但在夏季对我国影响暂不会剧烈;
2.具体而言,短期内夏季风降雨带会偏南,华南和江南南部、贵州等地有更强降雨,而长江中下游沿岸到中原降雨明显偏少;随后的梅雨季,长江中游~下游安徽段都可能降雨偏少,长三角降水则稍多但非常集中在短期。随后进入7月中旬,雨带雨带更多在中原~江淮徘徊;但由于东北亚~北太平洋中纬度海域显著偏暖,副热带高压仍可能在盛夏显著偏强,并在7月底-8月仍可能在盛夏对华北山区有明显影响。
但毫无疑问,真正的严峻挑战在明年衰减期时。
这可能是我们从未遇到过的挑战;但不仅是明年的极端厄尔尼诺衰减期,我们每一个“下一秒”都是从未经历的未知。
那么,去用善良、希望、勇气、智慧,去擦亮迷雾,去不确定的未来里确定些地远渡。
