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似曾相识的未知——2015-2016年厄尔尼诺事件回顾与展望

2015年11月,这一区域海温距平更是达到了+2.95℃(以OISSTv2资料分析),更是超过了1997-98超强厄尔尼诺事件保持的纪录

 

2016年6月9日,美国海洋与大气管理局(NOAA)下属的气候预测中心(CPC)的月度监测宣布,当前赤道中东太平洋已经进入中性状态,本次厄尔尼诺事件结束;而在约一周前,2016年6月3日,中国国家气候中心(NCC)也宣布了厄尔尼诺事件结束。

越来越多的机构确认了这一点。但作为20世纪初以来最强的厄尔尼诺事件之一,它在大气圈中的影响远没有结束。在这里,我们对它的概况、特点和它已经带来的影响做一个回顾,并对它未来对大气环流的影响,以及赤道太平洋未来的状况做一个简单的展望。

PartI  回顾

本次厄尔尼诺事件起始于2014年秋季,强度在2014年末达到过一个峰值后,于2015年初曾经回落;但2015年春季起,赤道太平洋从表层的强烈西风应力异常到温跃层的强烈暖性开尔文波发展,这一切都宣告着一次强烈厄尔尼诺事件即将展开。很快,2015年8月的Nino3.4区海温距平(SSTA,即偏离气候平均态的程度,可以衡量厄尔尼诺事件强度)便超过+2.0℃——这是21世纪以来首次达到这一程度;而2015年11月,这一区域海温距平更是达到了+2.95℃(以OISSTv2资料分析),更是超过了1997-98超强厄尔尼诺事件保持的纪录。而在整个北半球冬季(2015年12月-2016年2月),厄尔尼诺事件都维持了一个鼎盛状态,直到3月之后,温跃层层面上的异常冷水开始在南美沿岸向海面翻涌,赤道中东太平洋地区海温开始急剧下降,并最终在5月底回到了中性状态,厄尔尼诺事件也由此结束。

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1998年1月与2016年1月海温异常(SSTA)的对比图。红色为偏暖,蓝色为偏冷,颜色越深代表异常程度越大

从强度上看,本次厄尔尼诺事件与1997-98年厄尔尼诺事件十分接近,但二者在发展历程和空间分布上也有着显著的不同。这里简单地列出一些不同的特征:

1.在海洋表层的异常增温方面,本次厄尔尼诺事件的异常偏暖中心较大多数强厄尔尼诺事件有所偏西,集中在了日界线以东不远的赤道中太平洋洋面上;而1997-98年强厄尔尼诺事件的增暖中心集中在秘鲁-厄瓜多尔沿岸和东太平洋地区。而如果以整个赤道中东太平洋海温距平看,1997-98年厄尔尼诺事件的强度仍然略比2015-16年事件强,但由于大多数机构采用Nino3.4区(170°W-120°W,5°S-5°N)的海温距平为评价标准,这一点上2015-16年事件又有了优势。

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三次强厄尔尼诺事件赤道地区(5°S-5°N)海温异常(SSTA)的纬向分布。黑色线:2015-2016年;红色线:1997-1998年;蓝色线:1982-1983年

2.在对热带地区大气的影响方面——这一项通常以南方涛动(SOI)来衡量,1997-98年厄尔尼诺事件时的标准化SOI指数显著低于2015-16年同期,这也表明了前者在热带地区大气的影响程度更强。当然,由于两次强厄尔尼诺事件在区域上的影响有差异,SOI只能作为一个整体影响的评价标准。

但在热带外地区,1997-98年厄尔尼诺事件与当前的事件造成的影响在整体上接近的同时也会存在一些差异,这和先前提到的这两次事件中异常偏暖的区域分布存在差异有关——这些异常的热带暖水将通过海洋-大气相互作用,对热带外大气产生影响,而初始位置的不同显然也会造成影响存在不同。

从全球尺度看,最典型的影响便是导致全球表面平均温度(包括近地面气温与海表面温度)出现了显著的上升。自2014年全球均温再度创下历史新高后,2015年更是超出了20世纪平均温度0.9℃,创下了1880年有较完善观测记录以来新高,而且更是超出了2014年刚创下的原纪录0.14℃。其中,无论是南北半球,还是海表温度、陆地近地面气温单项,都创下了新高,尤其以海表温度大幅突破先前最高值记录为最大特征——当热容量最大的海水的温度也出现如此偏高状况时,最能反映气候的重大异常,而进入2016年后,1-4月每个月的全球表面平均温度都是毫无悬念地大幅刷新最高值记录。在1997-1998年超强厄尔尼诺事件结束后,全球平均气温出现了约15年的较稳定期,没有延续20世纪70年代末变暖的趋势——这个区间被称为“增暖停滞期”(Hiatus);而2014年-2015年连续两年全球平均温度的大幅升高,让学术界对这一停滞期是否已经结束进行了争论。以笔者个人观点,最近两年的快速升温主要是这次超强厄尔尼诺事件造成,是否是较长时间的增暖停滞期结束,需要看厄尔尼诺事件结束后,未来几年的温度变化状况。

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1880年有较完备观测记录以来全球表面平均温度变化

而在世界各地,厄尔尼诺事件也造成了许多显著的极端气候事件。

在东非地区,自去年底开始,包括埃塞俄比亚、吉布提、厄立特里亚、索马里、南苏丹、苏丹与肯尼亚等国遭受了显著干旱事件的影响。其中埃塞俄比亚部分地区更是出现了50年来最严重旱情,而该国也是有超过1000万人需要粮食援助;而仍不安定的索马里更是雪上加霜——这个国家近40%的人口也陷入了食物短缺的境地。

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1975年以来东非地区旱涝状况与ENSO事件关系

而在东南亚地区,中南半岛在去年底开始也经历了长时间的干旱少雨,越南有约200万人陷入饮水困难的境地,中国也曾于2016年3月将澜沧江景洪电站开闸支援澜沧江-湄公河下游地区的中南半岛。

受到厄尔尼诺事件影响,今年日界线附近的南太平洋地区热带气旋活跃,斐济便受到了五级旋风“温斯顿”(Winston)的严重影响,接近35万人受灾。

而在南美西海岸的厄瓜多尔、秘鲁、智利等国家,则是受到厄尔尼诺事件影响出现了异常的强降雨事件,不少地势低洼的地带受灾;而带给南美东北部和中美洲地区的却是异常的干旱。

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本次厄尔尼诺事件对拉丁美洲造成的影响

PartII  展望

在厄尔尼诺事件结束之后,赤道中东太平洋海温将有何变化?又会对世界气候产生何种影响?

以目前各模式的预报结果,在北半球夏季期间赤道中东太平洋海温就有可能达到拉尼娜事件标准,但在秋冬季拉尼娜事件继续增强的概率不大,而更有可能发展成一次中等偏弱强度的拉尼娜事件。但厄尔尼诺事件对大气的影响有明显的滞后时限——在热带地区大约是2-3个月,而在中高纬度地区更久。也就是说,厄尔尼诺在大气中的“余威”将在热带地区持续到北半球夏季结束的时候,而在热带外地区的影响可能持续到北半球秋季结束。

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5月中旬各气候模式(包括动力模式与统计模式)对未来Niño3.4区海温距平的预报。一般认为持续6个月低于-0.5℃即可判定为一次拉尼娜事件

在这种情况下,随着厄尔尼诺事件结束与厄尔尼诺事件影响逐渐消退,在后半年里全球平均温度再创新高是相当困难的——但有着前五个月的基础(这五个月温度均打破了观测记录以来的最高纪录),全球平均温度在今年很可能仍然维持在一个较高的水平。

而对于热带地区而言,在逐渐转入拉尼娜事件影响后,东南亚与澳大利亚北部将在北半球秋季起迎来一个多雨偏暖状态,而南美西海岸与中东太平洋地区将进入异常少雨与偏冷状态;对于北半球中高纬度而言,大部分地区将迎来一个炎热的夏季和偏暖的秋季,而随着拉尼娜事件的影响在秋季后的显现,冬季的情况将较为复杂而难以判断——因为中高纬度地区冬季气候不仅受热带太平洋海温的影响,也会受到中高纬度地区海温与北极海冰等因素影响。

而北极的状况似乎更加严峻。在长期的极地增暖与当前厄尔尼诺事件共同影响下,北极地区温度异常偏高,6月16日的北极海冰的Sea Ice Extent(所有海冰覆盖度超过15%的海域面积)已经创下了同期最小值纪录,而今年9月接近或打破2012年创下的最低值纪录的概率仍然较大。

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北极海冰Sea Ice Extent数据。红线为2016年状况

 

而对于中国而言,厄尔尼诺次年的夏季通常预示着长江流域的异常多雨和洪水事件,尤其1997-98年超强厄尔尼诺事件,造成的1998年夏季的特大洪涝灾害给当时的人们留下极深的印象。今年是否会重现这场巨灾?当前看来,虽然总体趋势相近,但前文也提到过本次厄尔尼诺事件与1997-98事件在海温异常分布等方面的不同——而这些因素也将造成它带来的影响存在一定的不同;此外降水异常不仅与厄尔尼诺事件有关,也和青藏高原积雪等其他气候因子有关。笔者个人的分析认为,今年夏季长江流域总体降水偏多程度将不如1998年夏季;同时,相比1998年,当前各地防洪水平已经有了显著提升,而三峡水库也将对长江上游的洪水有了很大的防御作用。可以预见,今年长江流域整体的洪涝影响将弱于1998年,但局地仍将可能出现较为明明显的洪涝影响。

这次震撼全球的超强厄尔尼诺事件已经结束,但气候的风云仍在继续。人类探索世界的冷与暖的征程仍在继续,也将会更有效地防范在气候异常带来的灾害。

 

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