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厄爾尼諾是否會卷土重來?
2017-04-26 15:28:00 來源: 中國氣象報社
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  熱點聚焦:近期,關于“厄爾尼諾卷土重來”的消息在網上傳播。世界氣象組織(WMO)綜合各國預測認為,今年上半年出現厄爾尼諾的可能性不大;澳大利亞氣象局3月15日在其網站上説,8個氣候模型中的6個顯示,7月可能會達到厄爾尼諾的臨界值;美國氣候預測中心最近表示,10月至12 月,有53%的可能出現厄爾尼諾;日本氣象廳4月10日稱,8月出現厄爾尼諾的概率為50%。對此,記者採訪了中國工程院院士丁一匯,他認為,從目前的氣候信號和預測結果看,上半年出現厄爾尼諾的可能性不大;而當前正處在氣候預測的“春季障礙”時期,各國對下半年厄爾尼諾預測的準確性存疑,所以會出現概率為50%左右的預報結果,尚不能斷言厄爾尼諾一定會卷土重來。

  厄爾尼諾需要東西太平洋暖水“會師”

  厄爾尼諾是指赤道中東太平洋海溫異常偏高,從而影響大氣環流的一種自然現象,根據其暖水位置不同,分為東部型和中部型。

  東部型厄爾尼諾的一個顯著特點是秘魯、智利沿岸的海水受到南半球副熱帶高壓影響,海溫異常偏高。

  3月17日,在秘魯利馬,人們幫助一名女子穿過一條河水泛濫的街道。受“沿岸厄爾尼諾現象”影響,秘魯山洪爆發、河水泛濫。

  “但這個暖水區是很狹窄的區域,不足以影響整個環太平洋國家,因此被稱為沿岸厄爾尼諾,是東部型厄爾尼諾的早期階段。”丁一匯説。

  至于它能否發展為東部型厄爾尼諾,不僅需要看其自身強度,即南半球副熱帶高壓與其東側東南氣流的強弱,能在多大程度上影響秘魯、智利沿岸的海溫,能否讓暖水擴展,還取決于遠在中西太平洋赤道地區的暖水能否向東順利“會師”。

  其中一個重要的因子就是,赤道中西太平洋西風爆發。丁一匯解釋,太平洋在盛行偏東風的情況下,南北半球洋流會在赤道附近形成“南北分流”(北半球海水向北涌動、南半球海水向南涌動)。而西風則能使他們彼此靠攏而非分離。靠攏意味著表層暖海水匯合與擠壓,受到擠壓的海水會産生下沉運動,使海洋混合層(即暖水層)變厚,由此增加了海洋的能量擾動,以後,暖水便通過一個名為海洋開爾文波的係統向東傳導。

  中西太平洋暖水和秘魯、智利沿岸擴展的暖水匯合,便能形成中東太平洋海溫高、西太平洋海溫低的東部型厄爾尼諾。

  尚無信號證明西太平洋暖水能夠東移

  去年底今年初已經出現了沿岸厄爾尼諾,引起媒體誤讀。要知道,它尚不能定義為影響環太平洋國家甚至全球的厄爾尼諾現象。

  2015/2016年超強厄爾尼諾發生時,共有13次大的西風爆發,最終改變了海水冷暖形態。“但目前,各國預測都沒有看到明顯的西風爆發跡象,也沒有足夠的信號證明沿岸厄爾尼諾正在擴展。”丁一匯説。

  2015年5月26日,印度一名農民坐在龜裂的土地上。

  從厄爾尼諾平均周期來看,通常2年至7年發生一次。回顧歷史,1982/1983年出現一次超強厄爾尼諾事件,之後1986/1987年才再一次出現。在1997/1998年超強厄爾尼諾發生後的15年內,沒有強厄爾尼諾事件發生。這是因為,厄爾尼諾發生後,海洋實際上損失了巨大能量,需要“充電”以重新獲取熱量,尤其是西太平洋地區。

  再者,如果從影響上分析,一旦發生厄爾尼諾,中東太平洋多雨,西太平洋尤其是印尼到新幾內亞的“海洋大陸”區域則相對少雨。但直到今天,從日本氣象廳發布的太平洋降水分布和對流圖上可知,中東太平洋依然少雨。這是由于海洋還沒有從剛剛結束的拉尼娜狀態轉机變過來,整個降雨場都沒有明顯的厄爾尼諾響應。

  綜上所述,上半年出現厄爾尼諾的概率低。而當前正處在氣候預測的“春季障礙”時期。丁一匯解釋,此時西太平洋風向不定、大氣環流變化大,對于西風是否會大規模爆發的預測把握度較低,如此一來,對于下半年厄爾尼諾是否卷土重來,各國只能給出約50%概率的答案。

  我國預測需解決環太平洋數據問題

  厄爾尼諾/拉尼娜預測是國內外氣候預測的重點攻克方向。因為海洋是慢變因子,不像一股股冷空氣那樣具有“突發性”,其對未來氣候的影響更容易把握。但由于它是大氣和海洋相互作用的産物,存在耦合性和大氣運動的不確定性,又讓預測變得很困難。

  當前,各國都通過海氣耦合數值模式對厄爾尼諾進行預測。6個月以內技巧最高,6個月至1年技巧明顯降低,超過1年基本沒有技巧。科學家普遍認為,厄爾尼諾預測最大提前量為1年。

  當地時間2016年1月25日,智利太平洋岸比尼亞德爾馬,巨浪拍擊海岸。

  國家氣候中心自主研發了厄爾尼諾預測係統,成功預測了2015/2016年超強厄爾尼諾事件。同時海洋部門以及各科研院所、高校也在積極開展厄爾尼諾預測模式的研發和運用。但丁一匯坦言,總體上,我國厄爾尼諾預測模式在國際上處于中等水準。

  主要難點在于,快變的大氣對慢變的海洋的強迫作用很難預測,大氣的混沌特徵使預報準確率很低。比如一次西風爆發可能推不動海水運動,從統計上看,需要很多次強迫才能確定大氣對海洋是否有決定性影響,但預測統計效應很難。另外,大氣和海洋的耦合方案也有很大不確定性。

  更為重要的是,模式需要有效的赤道太平洋初始數據,這是我國相對缺乏的。從東南亞到美國西海岸,美國布設了海洋大氣觀測網,能夠更全面係統地捕捉到厄爾尼諾/拉尼娜的信號。這也是為何美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的厄爾尼諾/拉尼娜預報成為各國參考的重點預報。而我國現在的狀態是“能收集到什麼數據就用什麼數據”。有幸,我國目前可以利用全球海洋觀測網(Argo)獲得海洋大氣資料。

  如此可見,準確預測厄爾尼諾,從而預估對未來氣候的影響,還有很長的路要走。

  連結:

  氣候變暖是否改變厄爾尼諾/拉尼娜

  在21世紀全球繼續變暖的條件下,厄爾尼諾/拉尼娜仍然是影響全球氣候的主要自然模態。

  氣候變暖可能增加也可能降低厄爾尼諾/拉尼娜迴圈的振幅,各國模式並未給出一致的結果。目前也尚無任何信度可以預測未來厄爾尼諾/拉尼娜與氣候關係的基本變化,它具有明顯的混沌性質。

  不過,由厄爾尼諾/拉尼娜引起的區域降水可能增強。

  在暖氣候下,縱使大氣環流仍保持不變,大氣水汽的增加也會加快降水的時間變率。這可適用于厄爾尼諾/拉尼娜引起的降水變率預測。

  歷史上關于厄爾尼諾研究的經典案例

  真正讓科學家認識到厄爾尼諾現象的復雜性,是發生于1982年至1983年間的厄爾尼諾事件。該事件是在出乎人們意料的情況下發生的。一方面是因為當年3月墨西哥厄爾奇衝火山爆發的火山灰影響了衛星觀測結果,乃至厄爾尼諾已經發生了,科學家們還在討論當年會不會有厄爾尼諾。另一方面是,這次事件的前期特徵與過去有所不同。在此之前所觀測到的厄爾尼諾,海溫升高一般都是從東太平洋南美沿岸開始,但這次事件卻從中太平洋開始。它讓科學家明白,厄爾尼諾也可以起源于太平洋中部,並且它的發生是非常復雜的。

  研究進一步指出,厄爾尼諾現象的影響也呈現多元化。另外,那次厄爾尼諾事件在時間長度上也與以往不同。那次直到1983年春天依舊不衰減,甚至8月還在增強,直到第3年才衰減下來。

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【糾錯】 責任編輯: 張新華
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