環球新消息丨今年,會是最熱的一年么?
之前我們講過厄爾尼諾和拉尼娜跟中國異常氣候的關系,兩者及其大氣影響,合稱ENSO循環,從20000公里外就可以影響中國是南澇北旱還是北澇南旱。
在經歷了三年拉尼娜之后,按國家氣候中心的預測,今年很可能是厄爾尼諾年。
今年1月至3月Nino3.4指數平均值為-0.4℃
(資料圖)
已高于-0.5℃拉尼娜閾值
因此“三重”拉尼娜在2023年春季之前結束▼
如果我們比較去年10月、今年1月、4月
會發現赤道東太平洋確實在從拉尼娜轉向厄爾尼諾▼
ENSO作為一個非常龐大的模型,從一種狀態轉向另一種狀態是非常復雜的,而當前這個過渡階段就是一個絕佳的案例,能讓我們認識到其中的細節和復雜性。今天我們就來仔細講講今年的厄爾尼諾。
厄爾尼諾對我國的影響
眾所周知,“厄爾尼諾”是指赤道中東太平洋表層水溫持續且顯著偏暖,“拉尼娜”則是持續且顯著偏冷。
東太平洋海水相比年均值顯著升溫,即厄爾尼諾現象
(圖:NOAA Climate.gov)▼
東太平洋海水相比年均值顯著降溫,即拉尼娜現象
(圖:NOAA Climate.gov)▼
偏暖還是偏冷,需要一個基準,也就是“常年平均值”,一般用1981-2010年或1991-2020年的數據。選取5°S-5°N,170°W-120°W這個范圍的平均海表溫度,作為檢測冷暖的標準,這里也被稱為Nino3.4區,非常重要,后邊我們還會提到。
Nino3.4區位置示意▼
而所謂“持續偏暖”,往往要維持6-24個月。
比如“厄爾尼諾”在第一年的北半球夏天發展壯大,到了冬天達到他的頂峰,之后不斷衰減,在第二年的春夏季結束,但也有可能維持2-3年。
如果看今年的情況,5月初,世界氣象組織表示拉尼娜在持續三年后已經結束,熱帶太平洋處于中性狀態,預計在5-8月,ENSO從中性轉向厄爾尼諾的可能性會不斷提高,從60%到80%,是大概率事件了。
拉尼娜前腳剛走,厄爾尼諾就馬不停蹄地趕來了
(圖:WMO)▼
拉尼娜正在退去
(2023年1月初至2023年3月初熱帶太平洋的海面溫度)
(圖:climate.gov)▼
這種轉變絕不是無緣無故的,在“中性狀態”下,赤道兩側的盛行信風會把東太平洋的表層暖水吹向西太平洋,從而在西邊形成一個暖池,在東邊形成一個冷舌,東邊為了補償表層海水的缺失,深處的冷水會向上補充,從而形成西暖冬冷的局面。
這種冷暖局面導致西太平洋大氣上升,東太平洋大氣下沉,組成了一個海洋-大氣相互作用的環流圈。
中性狀態下的環流模式
(圖:UNEP)▼
但如果信風這個原動力出于某種原因突然且持續減弱,怠工了,就會導致向西輸送的暖水變少,暖水集中在中東太平洋,整個環流的范圍也向東收縮,并導致信風進一步減弱,形成正反饋,厄爾尼諾由此形成。
厄爾尼諾下的環流模式
(圖:UNEP)▼
厄爾尼諾作為全球最顯著的海溫異常信號,會在數年內逐漸影響熱帶海域和全球氣候,對不同地區的影響可能有很長的時差。
菲律賓、印尼、秘魯就屬于受厄爾尼諾影響最嚴重的地區,中國離得稍微遠一點,但厄爾尼諾會深刻影響東亞季風,從而改變我國的晴雨冷暖。
橫屏-厄爾尼諾影響下的降水規律▼
比如,在厄爾尼諾發展壯大的夏天,西太平洋副熱帶高壓和夏季風的雨帶都會相對靠南,而且東北低渦會比較活躍,就導致我國南方與東北的降雨偏多,而華北、中原的降雨偏少。
夏季型厄爾尼諾往往代表華南和東北降水偏多
華北和中部降水偏少▼
厄爾尼諾發展期夏季氣溫距平▼
而在冬天的厄爾尼諾鼎盛期,通常會導致東亞大槽和西北冷空氣偏弱,我國除青藏高原之外的大多數地方會更加溫暖。但厄爾尼諾和暖冬的相關性較小,不能完全說“厄爾尼諾年就一定是暖冬”。
厄爾尼諾事件鼎盛期冬季的氣溫距平▼
到了第二年夏天,厄爾尼諾已經逐漸衰退,但此時對中國的影響反而最加猛烈,熱帶太平洋雖然沒那么熱了,但熱帶印度洋受其影響,水溫仍然比較高。
從地圖上看,熱帶印度洋其實比熱帶太平洋離中國南方更近。水溫偏高直接導致海水蒸發量變多,輸送到我國的水汽也就變多了,同時還會通過多條路徑激發出異常穩定、靠南的副熱帶高壓,將水汽源源不斷引導向長江流域,在四川盆地到長江一線形成長時間降水,甚至引發洪澇災害。
強弩之末的厄爾尼諾也不可小覷
(橫屏,參考:張人禾,2017)▼
厄爾尼諾事件衰減期夏季
我國和周邊區域陸地降水距平百分比▼
建國以來長江流域三次最大的洪澇災害:1954年特大洪水、1998年特大洪水、2020年特大洪水,都出現在厄爾尼諾次年的夏季,真的是不可不防。
今年厄爾尼諾的特殊性
但我們也不用過于擔心,厄爾尼諾每次都有所不同,具體到今年這次,我們會發現其發育得并不那么順利。
這是5月中旬的全球海表“距平溫度”,黃色紅色是偏暖,藍色是偏冷。
可一眼看到,太平洋北部及東部有明顯偏暖
(圖:NOAA)▼
放大看,這個范圍(下圖綠框)就是“赤道中東太平洋”,東太平洋的南美沿海已經熱得發黃了,看上去妥妥的厄爾尼諾,但更重要的是這個區域(橙色框),也就是Nino3.4區,這里的變暖趨勢還不明顯,說明厄爾尼諾還沒發展起來,在中太平洋遭遇了“某種阻擊”。
今年的Nino3.4區,看起來似乎離厄爾尼諾還有點距離▼
這個中太平洋非常重要,是厄爾尼諾能否完全發育的關鍵戰場。
這張圖,是五月中旬赤道太平洋海溫的垂直剖面,東西跨度相當于從科隆群島到所羅門群島。
上為當前赤道太平洋地區海溫距平的深度-經度剖面圖
下為溫度距離平均值
(圖:NOAA)▼
西太平洋的暖水層有一部分已經轉移到東部,其溫躍層顯著加深直接阻止了下面冷水的補償,加速東太平洋的增暖,溫度已經比平均值高了3-5℃。
但與此同時,我們會發現在160°W附近的溫度線突然變得陡峭,這條線越平緩,就表示東西溫差越小,厄爾尼諾越強,越陡峭則厄爾尼諾越弱,所以中太平洋明顯還不夠暖,說明暖水主體沒有進一步東移,這直接阻礙了厄爾尼諾事件的進一步發展壯大。
在160°W附近,暖水層的向東移動似乎動力不足
(圖:NOAA)▼
這背后的主要原因還是那個原動力——信風,信風減弱會導致東太平洋變暖,但中太平洋這一帶的信風卻意外的加強了,風應力傳導至溫躍層,阻礙了暖水層向東轉移的過程,相當于東邊的工友已經罷工了,中間的工友還在加班兒,向西送溫暖這活兒,你不干我干。
連信風也在“卷”了,主打的就是東暖西送
(5月15日15:00近地面)▼
為什么會出現這種狀況?我們把目光拉到靠北的北美西海岸,此時的赤道東太平洋在變暖,但北美西海岸卻在變冷,還一路向西延伸到赤道中太平洋。
一方面給這里降溫,一方面形成了一個局部高壓,本來這里的信風是要罷工的,又被這個北美因素鞭策了一把,開始打卡上班兒送溫暖,果然一切責任全在北美方面。
這個北美因素,是有些反骨在身上的▼
所以,從海洋次表層熱力和動力學角度來判斷,5月份赤道東太平洋雖然變暖,但是對中太平洋影響不大;在6-7月份,由于中太平洋一阻礙,厄爾尼諾事件的發展速度可能明顯放緩。
畢竟,要成長為一個完整的厄爾尼諾,除了表層水溫偏高,還需要“信風顯著減弱”、“溫躍層和沃克環流向東轉移”這兩個重要標志,目前這倆還不具備,所以這次厄爾尼諾應該不會那么順利——雖然會在夏季形成,但發展速度應該會比預期要慢。
根據NMME氣候模式的預測
Nino3.4海溫很可能在幾個月內攀升到厄爾尼諾以上的閾值
具體情況如何還有待觀測
(圖:NOAA)▼
今年會是最熱的一年?
如果我們歸納對比最近50年內的厄爾尼諾事件,會發現有春季和夏季兩款類型,前者在春季就發育完全,后者就要晚很多,今年這次就明顯屬于發育比較晚、位置偏東的類型。
(a)1997、(b) 夏季發展型厄爾尼諾事件、
(c)2015和(d) 今年(2023年)3-4月
向外輻射長波(填色)、200hPa速度勢(等值線)
和850hPa風場(矢量)距平對比▼
對于這種偏晚偏東的厄爾尼諾,容易導致“西太副高”偏東偏弱,在其影響下,今年夏季前期將主要是“南澇北旱”的趨勢,南方將有更多更長時間的降水,北方則是高溫熱浪;但到了后期,雨帶還是會向北擴展到華北和東北南部。
東部型、中部型厄爾尼諾事件的影響模型
(底圖:shutterstock)▼
厄爾尼諾發展早型和晚型的海溫異常(填色)
與700hPa風場異常(矢量)
在6-9月逐月和6-9月平均對比▼
不過,厄爾尼諾事件只是影響我國氣象的要素之一,如果要全面分析,還得考慮極地海冰、中高緯度海溫、青藏高原積雪等一大堆問題。
氣象變化紛繁復雜,要多因素綜合分析
(圖:nsidc)▼
很多媒體在引用世界氣象組織報告的時候說,在厄爾尼諾的推動下,2023年可能是有記錄以來最熱的一年。這個說法靠譜么?
首先需要指出,在數年范圍內,厄爾尼諾-拉尼娜對全球平均氣溫的影響大約是0.1-0.2℃這個振幅,但在一百多年里,全球氣溫其實呈現出一種“進兩步退一步”,不斷疊加的升溫節奏,站在前輩高溫的基礎上,如果這次厄爾尼諾發展壯大,確實可能一代更比一代熱,刷新1880年以來的最高均溫。
1950年以來全球均溫逐月變化圖
可看出厄爾尼諾事件的確會助推短期的全球均溫升高
(左右滑動,圖:NOAA)▼
但具體到不同區域、不同時段,差別還是挺大的。
比如我國長江流域,要想重現去年三峰拉尼娜期間的極端高溫,概率就極低,今年南方的重點反而是防洪。華北和西北地區則需要防范高溫熱浪。而且這些預測也要綜合幾個月后太平洋的觀測數據,才能更加準確。
去年三峰拉尼娜造成太平洋西部海溫集體偏高
給長江地區帶來的高溫和干旱也令不少人記憶猶新
(圖:NASA)▼
如今,雖然我們對ENSO相關的海洋-大氣相互作用有了更深的理解,但面對更遼闊的海域和天空,ENSO也只是其中一個子項,其他的天氣系統也同樣重要,他們彼此咬合相互作用,構成了我們人類生存環境的底層地理邏輯。
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