厄尔尼诺 :气候变化现象,ENSO循环阶段之一

更新时间:2022-10-17 21:21

厄尔尼诺(英文名:El Niño),又称为厄尔尼诺海流、圣婴现象,是指发生在热带中东太平洋海面温度异常增暖的一种自然现象。19世纪初,在南美洲的厄瓜多尔和秘鲁等国家的渔民们发现,这种现象每隔几年就出现一次,且最严重的时候往往发生在圣诞节前后,于是将其称为西班牙语的“El Niño”,汉语音译为“厄尔尼诺”。

厄尔尼诺的形成受厄尔尼诺暖流异常、地球自转、极地日食、陆海分布、构造活动,大气环流、海洋环流、太阳活动、潮汐变化、地球圈层角动量交换和差异旋转等因素的影响。厄尔尼诺一般每2至7年发生一次,通常持续9至12个月。它通过影响太平洋周边地区的洋流和气流,进而给各地天气带来变化,通常干旱少雨的地区可能发生洪涝,而某些多雨的地区可能出现干旱。

在发生厄尔尼诺现象的年份,由于热带太平洋的大范围增暖,常造成全球气候的显著变化。当这个状态维持3个月以上,就会被认定为厄尔尼诺事件。由于赤道中东太平洋海温异常的中心位置等的差异,将厄尔尼诺现象分为中部型和东部型两种类型。自上世纪50年代以来,全球发生的厄尔尼诺事件,有的持续半年,有的则持续长达一年至两年,其中有3次达到超强厄尔尼诺级别。2024年6月3日,世界气象组织发布最新预测表示,2023年至2024年助推全球气温升高和极端天气事件的厄尔尼诺现象已显示出结束迹象,拉尼娜现象可能在2024年晚些时候出现。

命名

19世纪初,在南美洲的厄瓜多尔(Ecuador)和秘鲁(Peru)等西班牙语系的国家,渔民们发现,每隔几年,从10月至第二年的3月便会出现一股沿海岸南移的暖流,使表层海水温度明显升高。南美洲的太平洋东岸本来盛行的是自南向北的秘鲁寒流,随着寒流移动的鱼群使秘鲁渔场成为世界四大渔场之一,但这股暖流一出现,就会导致海洋中的浮游生物、鱼类等的大量死亡,原来以鱼为食的海鸟也纷纷迁徙,使得渔民们遭受了灭顶之灾。这种现象每隔几年就出现一次,由于这种现象最严重的时候往往发生在圣诞节前后,于是渔民就将它与圣诞节联系起来,将其称为西班牙语的“El Niño”,汉语音译为“厄尔尼诺”,意思为“小男孩”“耶稣之子”“圣婴”。

定义

厄尔尼诺,又称厄尔尼诺海流和圣婴现象,狭义上是指热带中东太平洋(Pacific Ocean)大范围海水异常增温的现象;广义上是指热带中东太平洋海水异常增温的同时,从热带东太平洋到印度尼西亚群岛(Indonesia Islands),海洋和大气环流发生异常变化的现象,主要指太平洋东部和中部热带海洋的海水温度异常地持续变暖(异常偏暖0.5℃以上)的一种气候现象。如果东太平洋特定海域海温连续3个月比常年偏高0.5℃,就表明已进入厄尔尼诺状态。如果偏高持续5个月以上,则确认是一次厄尔尼诺事件。

成因

厄尔尼诺暖流异常、地球自转、极地日食、陆海分布、构造活动,大气环流、海洋环流、太阳活动、潮汐变化、地球圈层角动量交换和差异旋转等都是厄尔尼诺形成的相关影响因素。

厄尔尼诺暖流异常

正常年份(即没有厄尔尼诺和拉尼娜的年份),一方面,在赤道太平洋地区,海水在东北(北半球)、东南(南半球信风的驱使下自东向西流动,将表层暖水吹送到太平洋西部堆积,热量也不断积蓄,太平洋西部海温上升,水位也升高。而太平洋中东部因流出海水,靠下层冷水上升涌流补充,致使该地区的水温低于四周,形成西高东低的海温差。此外,东部水位也低,形成西高东低的水位结构。另一方面,每年的10月至次年的3月时值南半球夏季。南半球海温普遍升高。自西向东流动的赤道逆流(海水吹到太平洋西部后的回流)得到加强,恰逢此时,全球的气压带和风带向南移动,东北信风跨过赤道,受到南半球的自转偏向力作用(南半球背对风的来向向左),向左偏转成西北季风。西北季风不但削弱了秘鲁西海岸的离岸风(东南信风),使秘鲁寒流冷水上泛减弱甚至消失,而且吹拂着水温较高的赤道逆流海水沿秘鲁寒流来的方向逆洋流南下,把秘鲁寒流变性为暖流,这股暖流被称为厄尔尼诺暖流,其作用时间短,使水温上升的范围小,通常在每年的3月以后会消失。

可是每隔数年,这种正常的状态就会被破坏,会出现东南信风减弱,太平洋中东部冷水上泛现象消失,表层暖水由西向东回流,厄尔尼诺暖流异常增强南下,导致赤道太平洋中东部大范围海面回升,海温升高。而赤道太平洋西部则海面下降,海温降低。秘鲁厄瓜多尔沿岸由原来的冷洋流也转变为暖洋流,厄尔尼诺由此形成。

地球自转

地球自转速度变慢过程中,赤道地区的大气和海水获得较多的向东角动量。地球自转速度急剧减慢期间,在±10°的低纬度地区的大气和海水,分别可获得1米/秒和0.5厘米/秒的向东相对速度,使该地区的信风和向西流动洋流减弱,引起东太平洋冷水上翻涌升流衰缓,加速该海域温度上升,助长厄尔尼诺现象的产生。因此在地球自转速度急剧变慢期间,赤道大西洋东部涌升流区也有类似于厄尔尼诺的海水升温现象。

极地日食

赤道到极地的大气环流是由赤道和极地的温差形成的,赤道到中纬的哈德莱环流是由赤道和中纬的温差形成的。极地、中纬气温升高,则使两种大气环流减弱,赤道东风减弱,东太平洋海水温度升高,造成厄尔尼诺现象。而这些地带的气温升高,则是由日食形成的。由于极地大气质量小,极地日食对赤道东风减弱的作用小于赤道日食对赤道东风的影响,因此极地需连续4次日食或连续3次日食加中纬日食,才形成厄尔尼诺现象。

陆海分布

北半球,由于大陆的阻隔,北太平洋北极(Arctic)之间处于半封闭状态,海洋寒流由北冰洋(Arctic Ocean)通过狭窄的白令海峡(Bering Strait)进入太平洋时流入量受到限制:印度洋(Indian Ocean)北部是欧亚大陆,因此太平洋和印度洋的北部完全在海洋暖流的控制之下。与此相反,大西洋(Atlantic Ocean)、太平洋和印度洋对南极(Antarctica)是完全开放的,特别是环南极大陆强烈的海洋西风漂流在经过南美洲(South America)的德雷克海峡(Drake Passage)时严重受阻;部分寒流沿南美洲西海岸北上,加强了秘鲁寒流,其规模远大于非洲(Africa)西海岸的本格拉寒流,形成太平洋北暖南冷、西暖东冷的格局。南半球西风飘流是海洋寒流,北半球西风飘流是北太平洋暖流和北大西洋暖流,这个重大差别是由陆海分布差异造成的。

构造活动

太阳活动低值使气温降低,极地冰盖开始向中低纬度扩展。由于一部分赤道区域的海水通过雨雪转变为高纬度大陆的冰川,从而产生地表物质从赤道向两极的大规模迁移。根据地壳均衡和水均衡原理,两极冰盖增加的地壳加载下沉,赤道海洋海水减少的地壳卸载上升。海洋及其周边地区的强震可使海洋深处冷水迁到海面,使水面降温,冷水吸收较多的二氧化碳,从而使地球降温。这个机制放大了太阳活动低值的降温效果,使更多赤道地区的海水转变为两极地区的冰盖。

大气环流

在赤道东太平洋信风减弱,大范围海洋表层水温升高,对其上空大气起加热作用,对周围大气产生巨大影响,如每次赤道东太平洋爆发厄尔尼诺现象,太平洋和西太平洋副热带高气压带发生振动加强,表现在副高面积指数和强度指数均为较大的正距平特征,副高特征值达到高峰转下降(副高减弱)3至4年又出现一轮新的厄尔尼诺现象,表明厄尔尼诺的出现实际上是大尺度海洋和大气相互作用的结果。

海洋环流

西澳大利亚(Australia)寒流是南半球最弱的海洋寒流,因为太平洋南赤道暖流能够通过阿拉弗拉海(Arafura Sea)进入印度洋,加强印度洋南赤道暖流,减弱西澳大利亚寒流,所形成的印度洋和西太平洋的高温低压区,与东南太平洋由秘鲁寒流形成的低温高压区组成一个沃克环流,环流路径是:太平洋和印度洋的南赤道暖流马达加斯加暖流南中纬度的西风漂流秘鲁寒流,这进一步减弱西澳大利亚寒流,加强了西风漂流和秘鲁寒流,相应的海洋环流在温差积累到一定程度时形成厄尔尼诺现象。

太阳活动

太阳活动通过对某些地区太阳辐射数量产生影响,使大气环流发生变化,导致反常的冷暖、干湿差异。当南极出现太阳活动增强时,过量紫外线(约增大20%)穿过平流层进入对流层,使南极相对变暖,降低南极与南中纬度的温差,减弱大气南北对流和信风,造成西风漂流变弱。

潮汐变化

太阳光在冬至点(每年12月21-23日)直射南纬23.5°,即南回归线。南回归线上的海面在白天正午处于潮汐高潮位,而此时北回归线上的海面正处于低潮位;地球自转半周后,南回归线上的海面在半夜子时处于潮汐低潮位,北回归线上的海面此时处于高潮位,即高潮位与低潮位在南、北回归线之间往复振荡,这种现象也发生在夏至点(每年6月21日或22日)。同时太阳辐射、太阳风和太阳引潮力在近日点(1月3日或4日)达到最大值,分别比在远日点(每年7月2日或3日)增大6%和9%,这使近日点时南北潮汐振荡达到最大值,南回归线附近太阳辐射量也达到最大值,变暖趋势明显。特别是从秋分冬至,日地距离变为最小,太阳引潮力变为最大。半日潮产生的强烈振荡高值区由赤道向南北回归线偏移,形成低纬大洋南升西移、北降东移的顺时针昼环流和南降东移北升西移的逆时针夜环流,昼夜反向环流和最大幅度南北振荡加强了冷暖水的混合。南北回归线之间的东太平洋海面有北半球的温暖的赤道逆流和南半球秘鲁寒流。最大幅度的南北潮汐振荡使太平洋东部低纬度北半球暖流南移,南半球秘鲁寒流北移,振荡混合后使厄瓜多尔和秘鲁沿岸海水变暖,加强了北太平洋向南太平洋的热输送。

地球圈层角动量交换

南冰洋(the Antarctic Ocean)的西风漂流是地球上唯一的海洋绕极环流,它在抵消风效应的同时,也形成环南极海流本身的角动量变化,是西风与固体地球角动量交换的中间媒介:西风首先与海洋环流发生角动量交换,然后海洋环流再与固体地球发生角动量交换,形成南半球大气、海洋与岩石圈角动量交换的滞后效应。南、北半球的大气相对西风角动量本来是反相关关系。这个滞后于北半球西风与固体地球直接角动量交换的特殊过程导致全球大气角动量的变化主要由北半球大气角动量的变化来决定。南半球海洋西风漂流角动量的异常增加是全球气候异常变化和厄尔尼诺事件突然发生的原因。

差异旋转

太阳相对地球在南北回归线之间的摆动,使流体相对固体南北振荡与混合。地球在春分秋分扁率变为最大,形成赤道大潮。两极高纬地区的大气、海水和液核流体通过临界纬度(35°)流向赤道,并在科里奥利力和西向引潮力作用下加速向西漂移,使各圈层自转速度变小,差异旋转速度增大,高纬地区地壳地幔排气排液活动强烈,形成流体与固体圈层强烈的差异旋转,这是两极冷水入侵赤道并使大洋西部暖水变冷的主要原因。

分类

由于赤道中东太平洋海温异常的中心位置等的差异,将厄尔尼诺分为中部型和东部型两种类型,用中部型指数(ICP)和东部型指数(IEP)来判定事件的类型,其发展特点、气候影响都有所不同。

发展过程

厄尔尼诺事件的发生、发展分为前兆阶段、异常发展阶段、成熟阶段、恢复常态阶段四个发展过程。

前兆阶段

沃克环流上升支东移至140°至180°E之间,且同时降水增多,达尔文港气压上升,180°以西的信风由异常强盛转为减弱,海面水温在南美沿岸一带开始增温,降水增多,但范围不大。而此时印度尼西亚(Indonesia)降水却开始减少。这是厄尔尼诺现象出现的必要条件。其充分条件是哈得莱环流加强,赤道辐合带南移至赤道甚至赤道以南(这种南移与信风减弱、海面温度度异常增高及赤道东部温跃层加深有关)。初期的厄尔尼诺现象是海面温度季节性循环的一种加强。

异常发展阶段

前兆阶段的异常状况进一步发展,赤道东太平洋海温异常以每秒50至100厘米的速度向西扩展,1.0°C的增温已扩展到180°W,最大的平均增温达1.4°C以上,到10月份大部分热带太平洋都处于异常高温区,赤道太平洋的中、东部海面温度正距平达0.8至1.0°C以上,此时信风减弱,赤道辐合带进一步南移。

成熟阶段

由11月到次年1月,热带太平洋温度异常高温进一步发展,增温最大平均达1.6°C以上,整个热带太平洋海面温度异常温暖,温暖区较之前一阶段更加扩大。此时,信风格外微弱,热带辐合带较常年更加南移,哈得莱环流加强,中部太平洋降水异常增多。这时,正是厄尔尼诺的成熟、鼎盛时期,在赤道太平洋海洋将大量的热量输送到大气中去。

恢复常态阶段

180°W以东的各种异常现象逐渐减弱,且减弱的方式与发展阶段极为相似,海温负距平和强信风首先在东南热带太平洋出现,然后向西传播,在厄尔尼诺开始的一年后,整个热带太平洋又恢复正常状态为止。而在日界线以西,恢复常态的历程与其以东不尽相同,160°W附近的莱恩岛上的降水减少,风由东向风变为西向风,温跃层深度变深。这些现象均发生在12月到次年1月,且不同的厄尔尼诺现象总在同一个月内恢复正常状态。

强度等级

厄尔尼诺事件过程中,NINO3.4的3个月滑动平均的绝对值达到最大的时间和数值分别定义为事件的峰值时间和峰值强度,出现数值相同的多个峰值时,以首次出现的峰值为准,并以事件的峰值强度代表其强度。

监测技术

厄尔尼诺生命周期和强度的准确监测有利于相关部门做好应对准备、避免或减轻潜在损失至关重要。技术的发展使监测厄尔尼诺事件得以实现,主要技术有卫星测高技术、海洋浮标和无线电探空仪。

卫星测高技术

热带太平洋赤道附近,特别是西太平洋赤道附近表层温度较高海水的聚集是厄尔尼诺的前兆。而海面变化能较好地反映表层海水表层温度的变化,因此卫星测高技术通过实时动态测定海面变化,包括热带地区降雨、风力和海洋温度模式,以及飓风形成条件的变化来监测厄尔尼诺。

海洋浮标

海洋浮标用于测量表层海水温度、海面风速和风向以及气温。风速、风向传感器安装在浮标上部塔架上。表层水温在1米水深处测量;次表层水温在10个选择的深度上测量,从水深20至500米,由安装在聚氨基甲酸护套双层铠装的3芯电缆上的热敏电阻测量。在海洋浮标数据收集/处理系统内,数据被记录在RAM存储装置上,同时经Argos系统安装在卫星上的环境数据收集装置—传输的。数据Argos服务部门处理,并接入全球远程通讯系统,分发到海洋/大气分析预报中心。

无线电探空仪

无线电探空仪,用于监测全球天气和气候模式。其通常是由充满氢气或者氦气的气球搭载升空,探测中低层大气的主要数据,最后通过无线电将数据返回地面气象站点的仪器。无线电探空仪主要由感应原件、转换装置、发射机、和电源组成。感应原件用来遥感大气压强、温度湿度等信息;转换装置用来将测量到的信号转化为无线电信号;发射机通过约数十或者数百兆赫的高频无线电振荡,将信号传至地面;电源则供了整个探空仪的能量来源。

影响

对全球的气候影响

厄尔尼诺是当前科学预测气候的重要因子之一,一般每2至7年发生一次,通常持续9至12个月。厄尔尼诺发生时,通过海洋和大气相互作用影响全球天气气候。

非洲

通常情况下,厄尔尼诺发生时,非洲东南部等地易出现干旱

南极洲

许多厄尔尼诺发生在南极洲周围的高纬度地区。具体来说,厄尔尼诺导致阿蒙森海(Amundsen Sea)和贝林斯豪森海(Bellingshausen sea)上空出现高压异常,导致这些区域以及罗斯海(Ross Sea)海冰减少和极地热量增加 。 相反,威德尔海(Weddell Sea)在厄尔尼诺期间往往会变得更冷,海冰更多。

亚洲

随着温暖的海水从西太平洋印度洋向东太平洋扩散,雨水也随之而来,导致西太平洋大面积干旱,如印度尼西亚、印度半岛(Indian Peninsula)均出现干旱,而通常干燥的东太平洋则出现降雨。2014年2月,新加坡经历了自1869年有记录以来最干燥气候,当月降雨量只有6.3毫米,2月26日气温高达35摄氏度。其次是1968年和2005年的2月份,降雨量为8.4毫米。在厄尔尼诺发展年夏季,中国华北南部、华中北部、华东中部、西北地区东部等地气温易偏高,中国北方季风区秋冬季降水偏少,易形成干旱;中国南方秋季则降水增加,易发生洪涝灾害。

欧洲

与世界某些地区不同,厄尔尼诺对欧洲的影响相对微小。在厄尔尼诺年份,初冬比平时更温暖、更潮湿,冬末则更冷、更干燥。

北美洲

在北美地区,厄尔尼诺对气温和降水的主要影响通常发生在10月至次年3月之间,除加拿大东部没有发生重大影响外,加拿大其他大部分地区的冬季和春季一般都比正常情况下温和;在美国得克萨斯州(State of Texas)和佛罗里达州(Florida)之间的墨西哥湾(Gulf of Mexico)沿岸比平常潮湿,而夏威夷(Hawaii State)、俄亥俄州河谷(Ohio River)、太平洋西北部和落基山脉(Rocky Mountain)则较为干燥;在加利福尼亚州(California)和美国西南部,厄尔尼诺与高于平均水平的降水之间的关系较弱,并且在很大程度上取决于厄尔尼诺事件的强度,即赤道太平洋中部的海面温度偏差越大,才会造成明显影响。

南美洲

因为厄尔尼诺的暖池助长了上方的雷暴,它使太平洋中东部的降雨量增加,包括南美洲西海岸的部分地区。厄尔尼诺对南美洲的影响比对北美洲的影响更直接、更强烈。赤道太平洋中东部,由于海水温度升高,气压低、气流上升,降水丰沛,造成秘鲁厄瓜多尔阿根廷(Argentina)、巴西南部、巴拉圭(Paraguay)等地,每当厄尔尼诺现象强烈或极端时,就会引发严重的洪水。而赤道太平洋西部海水温度下降,气压高,气流下沉,降水很少,造成严重干旱,如巴西东北部会出现干旱。厄尔尼诺发生时,巴西南部和阿根廷北部的春季和初夏比正常情况更潮湿;智利(Chile)中部冬季温和;雨量充沛,秘鲁的阿尔蒂普拉诺高原(Bolivian 高原)有时会出现不寻常的冬季降雪事件;亚马逊河流域(Amazon River)、哥伦比亚市(Columbia)的部分地区出现干燥和炎热的天气。

大洋洲

在厄尔尼诺年,澳大利亚南部大部分地区通常由于云量减少导致白天温度高于平均水平,特别是在春季和夏季,较高的温度通过增加蒸发来影响这些地区的降雨量,导致降雨量减少。而对于阿德莱德(Adelaide)和墨尔本墨尔本)等南部沿海地区,厄尔尼诺年的个别极端高温往往强度更大,但长时间温暖的频率会降低。与厄尔尼诺有关的西太平洋降水的转移,也导致澳大利亚大陆的东部和北部地区的降雨量在冬春季节通常会减少。虽然厄尔尼诺年份的最高气温通常高于平均水平,但云量的减少往往导致澳大利亚东部冬季至春季的夜间温度低于平均水平,特别是新南威尔士州(New South Wales)南部和维多利亚州(Victoria)北部地区在厄尔尼诺现象期间的霜冻天数可能比历史平均水平多15%至30%。在厄尔尼诺年,与正常年份相比澳大利亚地区的热带气旋较少,如在昆士兰州(Queensland)气旋穿越海岸的可能性只有一半,使得与强风、热带气旋相关的大雨和洪水的可能性降低;在澳大利亚的高山地区则往往有较低的积雪深度。

对人类和生态的影响

厄尔尼诺现象不仅仅会对赤道太平洋两岸产生气候影响,还会对对人类和自然的社会生态造成影响。

经济影响

厄尔尼诺现象对全球经济产生重要影响。厄尔尼诺现象会导致全球气候的异常变化,而气候是农业、渔业和能源等经济产业的重要基础。全球气候的异常变化导致了世界各地的经济作物和鱼类资源受到干扰,导致农作物和渔业产量减少,对各国食品价格产生一定冲击,影响各国的社会稳定。此外,厄尔尼诺现象导致的严重干旱还会引发水资源短缺、能源供应不稳定等问题,给全球经济带来重大的影响。

2023年12月,根据全国广播公司商业频道CNBC的报道,受厄尔尼诺现象等因素影响,橙汁、咖啡等商品的价格飙升。预计在未来几个月内,消费者可能需要为这些产品支付更高的费用。此外,荷兰合作银行在其“2024年展望”中指出,2023年东南亚大部分地区、印度澳大利亚和非洲部分地区的干旱灾情,已经推动了糖、咖啡和可可等商品价格的上涨。

健康影响

厄尔尼诺现象与人体健康之间有着明显的关系,主要是通过自然灾害和相关的传染性疾病的爆发影响人体的健康,如虫媒传播的疾病(疟疾、裂谷热)和流行性腹泻(霍乱志贺氏菌属病)。在与厄尔尼诺现象有关的极端气候现象期间,疟疾的发病率显著增加的情况。而且当受累人群免疫力水平不高时,爆发不仅大而且较严重。裂谷热,是一种主要感染家畜的虫媒传染病,在东非几乎每次暴雨过后都有爆发。1997年的厄尔尼诺现象导致非洲的海角区的霍乱疫情恶化。暴雨和洪水过后,这一地区的大部分国家的报告霍乱病例数和死亡数明显升高。

生态影响

每到厄尔尼诺年,东南亚地区长期高温干旱,很容易诱发森林大火,再加上人为的滥砍滥伐等现象,使亚洲热带雨林面积迅速减小。热带雨林的破坏也使大量珍稀树种濒危,同时使许多以雨林为栖息地的动物迁徒或死亡。而当厄尔尼诺现象发生时,南美沿岸海水的上升减弱,无法把海洋深处的营养物质带到海水表面,正常的食物链被打破,浮游生物减少,该地区的鱼类也大量迁徒或死亡。鱼类的减少,使该地区以鱼为食的海鸟被大量饿死或迁飞。此外,这种强烈的厄尔尼诺气候变暖模式亦引发太平洋地区珊瑚礁严重破坏,异常高的水温促使珊瑚排斥驱逐共生的,为其提供了大部分食物和鲜亮的颜色虫黄藻,导致珊瑚礁白化,大部分珊瑚死亡。

历史记录

自上世纪50年代以来,全球发生的厄尔尼诺事件,有的持续半年,有的则持续长达一年至两年,其中有3次达到超强厄尔尼诺级别。

重要事件

“世纪性洪水”

1997年11月中旬,在太平洋赤道附近东部地区发生了本世纪以来最为严重的厄尔尼诺现象。太平洋赤道附近海水温度垂直分布图的颜色越来越红,其面积也越来越大,水温不断升高,11月份海面平均水温比平常年份高出3.3℃。1998年是厄尔尼诺事件次年,副高强度异常强大并在7月出现异常摆动,中国的长江嫩江松花江等流域出现特大洪水,影响范围之广、持续时间之长、洪涝灾害之重。从气象因素上看,主要是在厄尔尼诺影响下,副高活动导致雨带摆动异常。当年6月中旬,雨带第一次北跳至长江中下游平原,当地出现持续两周的梅雨;6月底雨带北跳至华北地区东北地区;7月13日,长江三峡库区水位告急,流量达到50000立方米/秒;7月17日,雨带异常南落至长江和江南北部,当地出现“二度入梅”;8月,长江上游暴雨频繁;8月6日,沙市区水位高达44.48米,超过警戒水位1.48米。

印度尼西亚森林大火

1997年的厄尔尼诺现象导致印度尼西亚发生森林大火,被称为“世纪灾难”的这一场森林大火烧了两个多月,烧毁森林30多万公顷,直接经济损失达1250万美元。森林中许多珍贵热带树木和动物化为灰烬。大火产生的烟雾严重威胁着东南亚地区人民的健康。印度尼西亚本国受害者多达2000万。这场大火的烟雾造成大范围的呼吸道疾病,患者多达5万人以上。

海洋界的“李小龙”

2014至2016年,赤道中东太平洋发生了一次超强厄尔尼诺事件,有专家把它称为海洋界的“李小龙”,这次发生的超强厄尔尼诺事件具有“生命史长、累计强度大、峰值强度高”这三个重要特点。此次事件于2015年11月达到峰值,12月开始衰减,其峰值强度超过了1951年以来另外两次超强厄尔尼诺事件的强度,成为了1951年以来最强的事件。截至2016年4月,事件已持续20个月,也成为了1951年以来持续时间最长的厄尔尼诺事件。在这次事件的发展过程中,热带太平洋至东亚亚热带地区的大气环流表现出了显著的响应特征:赤道中东太平洋对流活动加强,异常上升运动发展,而赤道西太平洋对流活动受抑制,异常下沉运动控制;菲律宾附近异常反气旋生成并发展加强,西太平洋副热带高压强度偏强、西伸脊点异常偏西,尤其2015年冬季副热带高压强度为1980年以来最强。它是全球气候异常变化的重要因素之一,使2016年创下的全球最暖纪录。

极端高温继续肆虐全球

世界气象组织2023年5月初发布厄尔尼诺警告以来,全球各地出现的极端高温事件有增无减。在美国得克萨斯州(State of Texas)和墨西哥湾(Gulf of Mexico)沿岸的多个州均遭遇极端高温,其中得克萨斯州的休斯敦(Houston)、布朗斯维尔(Brownsvill)等地体感温度接近50℃;在欧洲,气候危机加剧已导致地下水水位不断下降,欧盟议会6月15日就水资源危机发出严厉警告;在印度,该国人口最多的两个邦过去几日已经有近百人因高温而死亡;在巴基斯坦,该国西南部地区6月16日最高气温达到50℃,导致多人中暑

最新预测

2023年是厄尔尼诺的发展年,根据世界气象组织5月发布的消息,受到温室气体的积聚和自然发生的厄尔尼诺现象的影响,全球气温在未来五年可能会达到创纪录的水平。综合国外预测意见,此次厄尔尼诺事件强度可达到中等以上,明显超过了2018/2019年和2019/2020年两次弱厄尔尼诺事件,对中国秋冬季和明年夏季降水的影响可能更加显著。有分析表明,2023或2024年打破全球最暖纪录的概率在增大。其影响中国主要是通过影响东亚地区的季风系统直接影响西太平洋副热带高压产生作用。2023年11月20日,中国气象局称,已经形成的东部型(即海温暖中心位于赤道东太平洋)、中等强度的厄尔尼诺事件,会持续到2024年春季,复合型气象灾害风险或加大。2024年6月3日,世界气象组织发布最新预测表示,2023年至2024年助推全球气温升高和极端天气事件的厄尔尼诺现象已显示出结束迹象,拉尼娜现象可能在2024年晚些时候出现。

中国南方强降雨

2024年4月,中国南方大部分地区降雨频繁。据国家气象中心监测,4月1日以来,华南地区降水较常年同期偏多一倍以上,为1961年以来的历史第二多。19日以来,华南多地遭遇破纪录降雨,截至23日早晨,广东省广西壮族自治区共17个国家气象观测站日雨量突破4月极值,珠江流域北江发生特大洪水。中国气候中心首席郑志海表示,华南地区的降水与厄尔尼诺存在明显关系,4月以来西太平洋副热带高压是持续的,这个偏强引导来自南海孟加拉湾向中国南方地区输送的水汽极为充沛,同时,配合青藏高原和华南地区的环流异常,形成了多次强降水过程。

学术研究

厄尔尼诺监测

在1986 年,Miller等利用Geosat卫星的测高数据绘制了赤道太平洋地区的月海面异常图,并对1986至1987年厄尔尼诺现象进行了监测分析。1997至1998年接连发生的强厄尔尼诺事件受到科学界的广泛关注,国内外很多学者利用卫星测高技术对其进行了深入的研究分析,Busalacchi等揭示了卫星测高技术相对于传统海洋模型方法研究预测厄尔尼诺的优越性的;胡建国等基于TOPEX/POSEIDON卫星测高资料全程监测到了该次事件;Chambers等发现印度洋海域的海水异常增暖现象与历次厄尔尼诺事件具有相关性。

全球海气耦合厄尔尼诺预测模型系统

2015年,中国“十一五”国家科技支撑计划深入研究了厄尔尼诺的发生机理及不同类型事件对中国夏季气候的影响,建立了全球海气耦合厄尔尼诺预测模型系统。该系统在业务化应用中,提前3个月对2015/2016年超级厄尔尼诺事件的爆发作出了预报。

多模式集合厄尔尼诺预测系统

2015年,海洋公益性行业科研专项中部署了中国实现厄尔尼诺的多模式集合预测系统研制的任务。通过与中国多家科研单位的合作,经过4年的研究,基本完成了多模式集合厄尔尼诺预测系统的构建、检验和评估工作。2019年,该系统运行状态良好,多次为厄尔尼诺春秋季大会商和滚动会商提供模式的预测结果,显示出了较高水平的预测能力,预测技巧显著高于国内外多家业务机构的平均水平,为厄尔尼诺预测业务起到了很好的科技支撑作用。

卷积神经网络模型

卷积神经网络模型在1984年至2017年的验证期间,NINO3.4指数的全季相关能力远高于动态预报系统。卷积神经网络模型也更好地预测了海面温度的详细纬向分布,克服了动态预报模型的弱点。分析表明,卷积神经网络模型使用物理上合理的前兆预测厄尔尼诺事件,该模型是预测厄尔尼诺事件和分析其相关复杂机制的有力工具。

相关文化

纪录片《BBC地平线:厄尔尼诺的影响》

纪录片《BBC地平线:厄尔尼诺的影响》由安娜贝尔·吉林斯(Annabel Gillings)执导、海顿·格温(Haydn Gwynne)主演,于2016年1月3日在英国播出,该影片讲述了厄尔尼诺现象从一个鲜为人知的事件发展成为吸引头条新闻现象的过程、其毁灭性力量的预测和利用,以及其在世界意识中的崛起,将历史与科学相结合,展示这一自然现象对全球经济和政治史的影响。

北极厄尔尼诺现象发现者:大卫·汤普森

在大卫·汤普森(David Thompson)还是美国华盛顿大学的一名研究生时,他帮助发现了一种现象从根本上改变了气候学家北极气候的理解模式。大卫·汤普森和他的指导老师——大气学家约翰·M·华莱士(John M. Wallace)最先确定了这种席卷北极的气候体系,他们称之为北极涛动,北极涛动改变了整个半球的气候模型,从克利夫兰(Cleveland)的暴风雨到西班牙的降雨,再到东部沿海地区频繁的、可怕的风暴,这就是北极的厄尔尼诺现象。

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