今早，中央氣象臺(tái)繼續(xù)發(fā)布高溫黃色預(yù)警，北京、天津、河北等多地持續(xù)高溫，局部地區(qū)最高氣溫可達(dá)40攝氏度以上。

與此同時(shí)，中原部分區(qū)域則在前期經(jīng)歷了長期持續(xù)陰雨，而長江中下游地區(qū)也將迎來入梅以來又一輪強(qiáng)降雨過程。

(資料圖)

放到當(dāng)下，這已經(jīng)不算是什么“新聞”了。在最近一個(gè)月內(nèi)，高溫?zé)崂撕统掷m(xù)陰雨來回席卷各地。伴隨著這些天氣，總有一個(gè)詞會(huì)被提及：厄爾尼諾事件。

這些天氣過程是否和厄爾尼諾事件的發(fā)展有關(guān)？今年的厄爾尼諾事件又將以什么機(jī)制給我國帶來怎樣的影響？

太長不看版

預(yù)計(jì)赤道中東太平洋將于2023年夏季進(jìn)入厄爾尼諾狀態(tài)；

今年夏季前期將主要是“南澇北旱”的趨勢(shì)，南方降水偏多的同時(shí)，北方高溫?zé)崂诉^程也較為頻繁；但在后期，雨帶還是會(huì)向北明顯擴(kuò)展到華北、東北南部一帶；

總體而言，夏季高溫強(qiáng)度將較去年偏弱，以南方更為明顯。但華北和西北地區(qū)晴熱高溫過程相對(duì)頻繁。

厄爾尼諾，真的要來了

5月初，世界氣象組織（WMO）發(fā)布了一份關(guān)于熱帶太平洋海溫監(jiān)測(cè)的通報(bào)，表示異常持久的拉尼娜現(xiàn)象在持續(xù)了三年之后現(xiàn)已結(jié)束，熱帶太平洋目前正處于中性狀態(tài)（既非厄爾尼諾也非拉尼娜）。

WMO預(yù)計(jì)，在2023年5月至7月期間，從ENSO（厄爾尼諾-南方濤動(dòng)）中性轉(zhuǎn)變?yōu)槎驙柲嶂Z現(xiàn)象的可能性為60%，6月到8月將增加到約70%，7月至9月將增加到80%，但目前尚未預(yù)估厄爾尼諾事件的強(qiáng)度或持續(xù)時(shí)間。

與此同時(shí)，根據(jù)中國國家氣候中心監(jiān)測(cè)，先前“三重”拉尼娜事件已在2023年春季前結(jié)束；結(jié)合赤道太平洋海洋與大氣監(jiān)測(cè)實(shí)況以及國內(nèi)外氣候動(dòng)力模式和統(tǒng)計(jì)方法預(yù)測(cè)結(jié)果，并預(yù)計(jì)赤道中東太平洋將于2023年夏季進(jìn)入厄爾尼諾狀態(tài)。

不只是海表變暖

簡單而言，“厄爾尼諾”（El Ni?o）是指赤道中東太平洋海表溫度持續(xù)、顯著偏暖的氣候現(xiàn)象。相反的偏冷情況則被命名為“拉尼娜”（La Ni?a）。

拉尼娜事件（1988年12月，上圖）與厄爾尼諾現(xiàn)象（1997年12月，下圖）的海表溫度相較于平均值的偏差

后來，人們逐漸發(fā)現(xiàn)從大氣狀況的改變中也能窺探到海洋的不同。

海洋溫度所代表的熱帶太平洋海溫異常，能與南太平洋塔希提島與澳大利亞北部城市達(dá)爾文之間氣壓差（因?yàn)閮蓚€(gè)測(cè)站均位于南半球，也稱作南方濤動(dòng)）密切相關(guān)：當(dāng)厄爾尼諾事件發(fā)生時(shí)往往是塔希提島氣壓偏低，達(dá)爾文氣壓偏高；到拉尼娜事件時(shí)反之。

而后續(xù)的研究進(jìn)一步證明了這些熱帶太平洋區(qū)域的海溫與大氣的異常密切相關(guān)，可以視作一類大范圍、持續(xù)較長的氣候異常現(xiàn)象分別在海洋和大氣的體現(xiàn)，并將這一現(xiàn)象合稱為ENSO（El Nino-Southern Oscillation，即厄爾尼諾-南方濤動(dòng)）。

好好的海水，怎么冷暖不定？

海水的冷暖，和它表面的風(fēng)關(guān)系密切。

通常情形下，赤道兩側(cè)盛行信風(fēng)，它將熱帶東太平洋海表較暖的海水向西太平洋輸送；而為了補(bǔ)償表層海水的缺失，在熱帶東太平洋地區(qū)會(huì)有深處的冷水向表層補(bǔ)充而偏冷，西太平洋多獲得的表層暖海水也會(huì)堆積并向下沉，在海表以下回流到東太平洋，并激發(fā)大氣在西太平洋側(cè)上升而東太平洋一側(cè)下沉的沃克環(huán)流，構(gòu)成海洋-大氣相互作用的環(huán)流圈。

常規(guī)情形下的熱帶太平洋海洋與大氣環(huán)流

假若信風(fēng)在外界強(qiáng)迫源影響下突然持續(xù)減弱，導(dǎo)致上述循環(huán)變?nèi)?，東太平洋暖水向西輸送會(huì)減少而海溫偏高，反之西太平洋海溫偏低，此時(shí)沃克環(huán)流上升運(yùn)動(dòng)移動(dòng)到中太平洋一帶并導(dǎo)致信風(fēng)進(jìn)一步減弱形成正反饋效應(yīng)，從而逐漸形成厄爾尼諾事件。

不過這種正反饋不是無限增強(qiáng)的，不少負(fù)反饋機(jī)制也會(huì)抑制厄爾尼諾事件發(fā)展。

這種情況發(fā)展到什么程度，才會(huì)被認(rèn)為是厄爾尼諾？“持續(xù)、顯著”這兩個(gè)條件缺一不可?！俺掷m(xù)”代表時(shí)間上至少要維持5個(gè)月，通常會(huì)維持6-24個(gè)月；而“顯著偏暖”，是指赤道中東太平洋較常年平均偏高0.5°C以上。

在當(dāng)前實(shí)際監(jiān)測(cè)中，“常年平均”多采用1981-2010年或1991-2020年的平均，而“赤道中東太平洋”多選用經(jīng)緯度上，5°S-5°N，170°W-120°W劃定的地區(qū)作為代表（被稱作Nino3.4區(qū)，下圖黑框區(qū)域），并以該區(qū)域平均海表溫度的異常作為監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

厄爾尼諾事件的歷程非常有規(guī)律，大多數(shù)事件在第一年的北半球夏季發(fā)展，并在北半球冬季達(dá)到頂峰，隨后多數(shù)事件快速衰減并在第二年北半球春夏季結(jié)束，但也有少數(shù)事件能維持2-3年。

最新一周海表溫度距平（相對(duì)于1991-2020年同期平均），紅色為偏高，藍(lán)色反之。通常監(jiān)測(cè)厄爾尼諾事件時(shí)會(huì)以黑框區(qū)域的Nino3.4區(qū)為代表。

厄爾尼諾期間，會(huì)有哪些異常？

厄爾尼諾事件不僅是熱帶太平洋海域的海洋與大氣大范圍異常，它更是在數(shù)年的時(shí)間尺度里最顯著的氣候異常信號(hào)，并能通過熱帶海洋的海溫異常激發(fā)出相應(yīng)的大氣環(huán)流異常，進(jìn)而影響到全球氣候。

雖然我國并不像菲律賓、秘魯?shù)葻釒窖笱匕秶視?huì)受到最直接、嚴(yán)重的影響，但厄爾尼諾事件的海溫異常仍然會(huì)深刻影響東亞季風(fēng)環(huán)流，從而對(duì)我國氣候產(chǎn)生顯著影響。

不過在厄爾尼諾成型的不同階段，帶來的影響是有顯著差異的。

常規(guī)的厄爾尼諾事件在北半球冬季（上）和夏季（下）的影響差異。丨NOAA

例如，在厄爾尼諾事件開始發(fā)展的夏季，受到赤道太平洋信風(fēng)減弱、熱帶西北太平洋與日本海異常氣旋式環(huán)流發(fā)展的影響，我國的夏季風(fēng)雨帶偏南且東北低渦較為活躍，這導(dǎo)致南方大部與東北地區(qū)降雨通常會(huì)偏多；而華北、西北部分地區(qū)多為日本海氣旋環(huán)流西側(cè)偏強(qiáng)的偏北風(fēng)和下沉氣流控制，因而多晴朗且降雨較少，并伴隨有更多高溫?zé)崂诉^程。

厄爾尼諾發(fā)展的夏季，垂直運(yùn)動(dòng)（紅色為上升，藍(lán)色為下沉）和對(duì)流層低層（850hPa，約1500米高）的環(huán)流異常。東北到日本海一帶的C即異常氣旋式環(huán)流丨Wen et al. 2019

厄爾尼諾發(fā)展期夏季，我國和周邊地區(qū)降水距平百分率（左圖）和降水偏多的概率（右圖）

同上圖，但分別為氣溫距平（左圖）和氣溫偏高概率（右圖）

然而更嚴(yán)重的影響，多發(fā)生在厄爾尼諾事件衰減以至結(jié)束的第二年夏季——雖然此時(shí)熱帶太平洋海表溫度異常已明顯減弱，但在先前厄爾尼諾事件的影響下，熱帶印度洋的海溫偏高并延續(xù)到此時(shí)——這不僅直接導(dǎo)致蒸發(fā)量與輸送向我國的水汽增多，還會(huì)引發(fā)異常穩(wěn)定、偏強(qiáng)、偏南的副熱帶高壓，將水汽源源不斷引導(dǎo)向長江流域，并和北側(cè)冷空氣交融，最終形成長期穩(wěn)定在長江流域的夏季風(fēng)雨帶，導(dǎo)致長江流域容易發(fā)生洪澇災(zāi)情。新中國成立以來，長江流域的最大三次洪澇災(zāi)害（分別發(fā)生于1954年、1998年和2020年），均出現(xiàn)在厄爾尼諾事件次年的夏季。

厄爾尼諾事件衰減期，熱帶大西洋和印度洋后續(xù)的偏暖海溫對(duì)西北太平洋副熱帶高壓（黑色橢圓）維持的機(jī)制。｜張人禾，2017

此外，雖然厄爾尼諾事件造成的氣候影響有共性，但具體的每一次事件里，由于海溫異常的空間型、事件發(fā)展的快慢等因素均有不同，都會(huì)導(dǎo)致對(duì)當(dāng)年氣候影響的明顯差異。

今年，厄爾尼諾會(huì)給我們帶來怎樣的天氣？

自2023年早春拉尼娜事件正式落幕后，當(dāng)前赤道中東太平洋總體呈現(xiàn)中性偏暖狀態(tài)，部分機(jī)構(gòu)認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入厄爾尼諾事件早期。

其中在具體空間型分布上，靠近南美西海岸的日界線附近的赤道中太平洋區(qū)以接近氣候態(tài)的中性為主，而東太平洋增暖較顯著，尤其南美西海岸暖海溫異常相當(dāng)突出，這樣的特征通常被稱作東部型厄爾尼諾事件。

此外值得注意的是，多數(shù)厄爾尼諾事件發(fā)展時(shí)，太平洋東岸（南北美西海岸）會(huì)一致地偏暖；但本次事件卻呈現(xiàn)不對(duì)稱的特征——在南美西海岸出現(xiàn)與赤道太平洋一同的顯著增暖同時(shí)，北美西海岸至副熱帶東北太平洋卻有較明顯的偏冷。這樣的海溫異常，會(huì)在一定程度上抑制赤道中太平洋的信風(fēng)減弱過程，并在后續(xù)讓厄爾尼諾事件發(fā)展相對(duì)遲緩的同時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)和常規(guī)的發(fā)展階段不同的氣候影響。

由前文的分析總結(jié)，今年將發(fā)展的厄爾尼諾事件，空間上屬于一次異常偏高中心集中在南美西海岸附近的東部型事件，時(shí)間演變上當(dāng)屬于一次發(fā)展偏晚的類型。對(duì)于東部型事件而言，副熱帶高壓的響應(yīng)相對(duì)偏東偏弱，水汽輸送和輻合將集中在長江以南區(qū)域，當(dāng)?shù)叵鄬?duì)多雨；而晚發(fā)展型厄爾尼諾事件也容易讓西太平洋副熱帶高壓偏弱，并在南方形成一個(gè)寬泛的氣旋式環(huán)流導(dǎo)致降雨偏多，但與此同時(shí)中緯度地區(qū)仍會(huì)有反氣旋異?；顒?dòng)，導(dǎo)致盛夏時(shí)期副熱帶高壓和雨帶轉(zhuǎn)為偏北。

綜合這兩點(diǎn)看，今年夏季前期將主要是“南澇北旱”的趨勢(shì)，南方降水偏多的同時(shí)，北方高溫?zé)崂诉^程也較為頻繁；但在后期，雨帶還是會(huì)向北明顯擴(kuò)展到華北、東北南部一帶。

東部型、中部型厄爾尼諾事件的影響模型

厄爾尼諾發(fā)展早型（左）和晚型（右）的海溫異常（填色）與700hPa風(fēng)場異常（矢量）在6-9月逐月和6-9月平均對(duì)比。

此外，部分報(bào)道引用世界氣象組織的報(bào)告指出，在厄爾尼諾事件的推動(dòng)下，2023年可能成為有記錄以來溫度最高的一年。而最近我國南方和華北等地的高溫?zé)崂诉^程增大了這樣的擔(dān)憂。我們會(huì)迎來一個(gè)更炎熱的夏季么？

首先需要指出，在數(shù)年范圍內(nèi)，厄爾尼諾/拉尼娜事件對(duì)全球平均氣溫是有較為顯著的影響（振幅約0.1-0.2℃），在最近一百余年的全球氣候變化里，如同疊加在以人類活動(dòng)為主導(dǎo)的增暖趨勢(shì)上的漣漪?？紤]到這次厄爾尼諾事件較顯著，在它的短期推動(dòng)和長期趨勢(shì)的共同作用下，的確可能造成全球均溫刷新1880年現(xiàn)代觀測(cè)記錄以來最高。

1950年以來全球均溫逐月變化圖。其中紅色為厄爾尼諾狀態(tài)、藍(lán)色為拉尼娜狀態(tài)、灰色為中性狀態(tài)，可以看出厄爾尼諾事件的確會(huì)助推短期的全球均溫升高。

但是，這些對(duì)于空間上“全球平均”、時(shí)間上“全年平均”的較大時(shí)空尺度而言的最高，對(duì)于不同區(qū)域、不同時(shí)段，厄爾尼諾事件并不會(huì)一定造成氣溫偏高以至刷新高溫紀(jì)錄。

實(shí)際上根據(jù)歷史事件的合成分析，在厄爾尼諾發(fā)展期，西北太平洋副熱帶高壓相對(duì)偏弱，很難造成大范圍、長時(shí)間下沉氣流與晴熱高溫天氣。因而總體而言，我國夏季高溫強(qiáng)度將較去年偏弱，以南方更為明顯，長江流域要重現(xiàn)去年三峰拉尼娜期間強(qiáng)盛副熱帶高壓造成的極端高溫概率極低，這與國家氣候中心的分析相同。

但華北和西北地區(qū)則處在日本海氣旋環(huán)流后側(cè)，下沉氣流和晴熱高溫過程相對(duì)頻繁，這些區(qū)域需要注意防范。

不過，厄爾尼諾事件只是影響我國夏季氣候的一個(gè)因素，若想更全面分析我國夏季氣候趨勢(shì)，還要考慮極地海冰、中高緯度海溫、青藏高原積雪等因子。

即使我們已在ENSO相關(guān)的熱帶海洋-大氣相互作用的領(lǐng)域有了很大進(jìn)展，但由于對(duì)于更遼闊海域的海洋（包括海表與次表層）、大氣資料的缺乏，對(duì)它的認(rèn)識(shí)仍如同滄海一粟。

但我們也依然在繼續(xù)追尋流轉(zhuǎn)在海洋與天空間冷暖間的奧秘。

參考文獻(xiàn)

[1]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(xué):地球科學(xué),47:544–553, doi: 10.1360/N072016-00268

[2]袁媛, 楊輝, 李崇銀. 2012. 不同分布型El Ni?o事件及對(duì)我國次年夏

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[3]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

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

作者：風(fēng)云夢(mèng)遠(yuǎn)

編輯：Owl、Odette

一個(gè)AI 

發(fā)文前，AI偷偷截取了一段作者與編輯的聊天記錄：