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更新日期:2011/10/7   浏览:1364

           厄尔尼诺/拉尼娜是气候系统中年际气候变化的强信号。1998年夏季,本世纪最强的厄尔尼诺现象迅速崩溃,拉尼娜现象粉墨登场之际,1998年我国特大暴雨与厄尔尼诺与拉尼娜到底有无关系,引起了我国科学界、政府和广大公众的关注,为了科学地认识厄尔尼诺/拉尼娜现象,下文总结了一些厄尔尼诺/拉尼娜及其气候影响经常关心的问题。

   1、厄尔尼诺/拉尼娜的定义

厄尔尼诺和拉尼娜是指赤道太平洋中部和东部海表温度持续异常的现象。厄尔尼诺为西班牙语“El Nio”的音译,是圣婴(上帝之子)的意思。现在已被气象和海洋学家用来专门指赤道太平洋东部和中部的海表温度大范围持续异常增暖的现象。

拉尼娜为西班牙语“La Nia”的音译,是小女孩的意思。用以指赤道太平洋东部和中部海表温度大范围持续异常变冷的现象。拉尼娜的定义正好与厄尔尼诺相反,因此也被称为反厄尔尼诺

如何确切定义厄尔尼诺或拉尼娜是否形成,国际上还没有完全统一的标准,主要是在赤道太平洋东部和中部的范围及指标的选取上存在一些差异,中国气象局气候业务中采用国内外比较公认的标准,即以赤道太平洋5°N-5°S150°W-90°W区域内的海表温度平均值是否连续6个月以上高于或低于正常0.5分别作为厄尔尼诺和拉尼娜的标准,异常程度越大,厄尔尼诺或拉尼娜的强度就越大。按照这一定义,到19987月为止,拉尼娜尚未正式形成。

厄尔尼诺和拉尼娜通常交替出现,但厄尔尼诺发生的频率要高于拉尼娜,八十年代以来共发生了六次厄尔尼诺,但只发生了1984-85, 1988-89, 1995-96三次拉尼娜,1991-95年期间连续发生了1991-92, 1993, 1994-95三次厄尔尼诺,而中间没有发生拉尼娜。

2厄尔尼诺/拉尼娜的形成机制

厄尔尼诺/拉尼娜发生的机制目前不完全清楚,但一致认为厄尔尼诺/拉尼娜并非是孤立的海洋现象,它们是热带海洋和大气相互作用的产物。

正常情况下,赤道太平洋海面盛行偏东风(称为信风),大洋东侧表层暖的海水被输送到西太平洋,西太平洋水位不断上升,热量也不断积蓄,使得西部海平面通常比东部偏高40厘米,年平均海温西部约为29,而东部沿岸仅24左右,东西两侧海温差异在3-6之间。

但是,当某种原因引起信风减弱时,维持赤道太平洋海面西高东低的支柱被破坏,西太平洋暖的海水迅速向东蔓延,原先覆盖在热带西太平洋海域的暖水层变薄,海温在太平洋西侧下降,东侧上升,东太平洋的气压也随之下降,赤道信风进一步削弱,更有利于海温上升,这就形成了一种正反馈机制,促使暖水发展,厄尔尼诺形成。

相反,当信风持续加强时,赤道太平洋东侧表面暖水被刮走,深层的冷水上翻作为补充,海表温度进一步变冷,赤道太平洋东西两侧海温差异加强,赤道信风又得到加强,它把暖水源源不断向西输送,赤道中、东太平洋地区冷水上翻更为活跃,海表温度就会越来越低,就容易形成拉尼娜。

当然,实际情况更为复杂。研究表明,亚洲和澳大利亚季风、热带大气季节内变化以及海洋波动等过程对厄尔尼诺/拉尼娜的形成具有很重要的作用。

3、厄尔尼诺/拉尼娜对全球气候的影响

热带中、东太平洋海温的迅速升高,首先直接导致了中、东太平洋及南美太平洋沿岸国家异常多雨,甚至引起洪涝等灾害;也使得热带西太平洋降水减少,造成印度尼西亚、澳大利亚严重干旱。厄尔尼诺还常常引起非洲东南部和巴西东北部的干旱、加拿大西部和美国北部暖冬以及美国南部冬季潮湿多雨;它与日本及我国东北的夏季低温、日本和我国的降水等也具有一定的相关性(图3a)。此外,厄尔尼诺常常抑制西太平洋和北大西洋热带风暴生成,但使得东北太平洋飓风增加。

    拉尼娜的气候影响与厄尔尼诺大致相反,但其影响程度及威力较厄尔尼诺小。拉尼娜出现时印度尼西亚、澳大利亚东部、巴西东北部、印度及非洲南部等地降雨偏多,但在赤道太平洋东部和中部地区、阿根廷、赤道非洲、美国东南部等地易出现干旱。

当然,气候形成的原因是多方面的、错综复杂的,也是各种气候因子综合作用的结果。在热带地区,尤其是热带太平洋地区,厄尔尼诺/拉尼娜对气候的影响最为强烈。在热带以外的地区,它们只是影响气候的多重因素之一,而且每次厄尔尼诺/拉尼娜在发生时间、强度上都存在着很大的差异,不同类型的厄尔尼诺对气候造成的影响也不尽相同,很难断言厄尔尼诺发生时我国某个地区的气候一定会发生某种特定的异常。

4、 厄尔尼诺和拉尼娜事件对中国气候的可能影响

    影响中国气候变化的因素是多方面的,也是非常复杂的,包括海洋、冰雪、陆地热状况、季风、大气环流异常及太阳活动,等等。所以中国的气候变化往往受多种因素的制约,是各种因素的综合结果。厄尔尼诺现象作为影响气候变化的强信号,只是影响我国气候变化的主要因素之一。由于中国大部地区处在温带,所以厄尔尼诺事件与我国气候的关系比热带地区要复杂得多,其可能的影响主要表现在以下几个方面。

    (1)厄尔尼诺年,由于赤道东太平洋海温增高、西太平洋海温降低,导致东亚夏季风减弱,西太平洋副热带高压位置南移,使中国夏季主要季风雨带偏南,位于黄河以南地区,江淮流域多雨的可能性较大,而北方地区特别是华北到河套一带少雨干旱。

    拉妮娜年正好相反,赤道东太平洋海温降低、西太平洋海温升高,夏季风增强,西太平洋副热带高压位置北抬,使中国夏季主要季风雨带偏北,常常位于黄河流域及其以北地区,华北到河套一带多雨,江淮流域少雨的可能性较大。

    1997年春季厄尔尼诺事件发生以后,夏季长江以北大部地区出现了持续少雨干旱,华北主汛期7月下旬到8月上旬的降水量仅多于最少的1987年,成为近47年中第二个少雨干旱年 。1998年由于厄尔尼诺事件的持续影响和高原积雪及季风、副高、中纬度环流异常等因素的共同作用,我国长江流域出现了仅次于1954年的全流域性的严重洪涝灾害。

(2)在厄尔尼诺年的秋冬季,我国东部地区容易出现北少南多的降水分布型,即北方大部地区降水比常年减少,南方大部地区降水比常年增多,冬季青藏高原多雪。近47年所出现的厄尔尼诺事件中,有90%左右的年份秋季降水分布特征为北少南多型,70%左右的年份青臧高原积雪偏多。1997年秋冬季长江中下游及其以南地区降水持续偏多,有些地区出现了历史上罕见的冬汛;而长江以北的大部地区降水偏少,干旱持续,不少地区出现夏秋冬连旱。同时,冬季青藏高原地区也出现了历史上罕见的大雪。

     拉尼娜年的秋冬季,我国降水的分布形态正好相反,即为北多南少型。近47年所出现的拉尼娜事件有70%以上的年份北方降水偏多、南方降水偏少。另外。90%左右的拉尼娜年冬季青藏高原积雪比常年少。

    (3)在厄尔尼诺年,我国常常出现暖冬凉夏。即冬季温度比常年偏高,1951年以来90%以上的厄尔尼诺年出现了暖冬气候。可是在夏季温度往往比常年低,出现凉夏,特别是我国东北地区由于温度偏低,出现低温冷害的可能性较大,1951年以来东北地区发生的6次严重低温冷害年(195419571964196919721976),大都与厄尔尼诺事件的发生有关。

    拉尼娜年,我国则容易出现冷冬热夏,即冬季温度比常年偏低,夏季温度比常年偏高,1951年以来的拉尼娜事件中,有70%以上的年份是冷冬。

    但是80年代以来,全球气候变暖,赤道东太平洋海温也处在相对偏高的阶段,厄尔尼诺事件发生频率增多,而东北地区夏季发生低温冷害的机率减小,90年代以来发生的4次厄尔尼诺事件,东北地区均未出现明显的低温冷害。1997年夏季东北地区出现了几十年来少有的持续高温,也是一个典型的例外。同样,80年代中期以来,尽管也发生过1988年比较强的拉尼娜事件,但也没有出现过明显的冷冬。这说明我国温度的变化也受到自身年代际振荡的制约,这就反映了厄尔尼诺和拉尼娜事件与我国气候关系的复杂性。

(4)在西北太平洋和南海地区生成及登陆我国的台风个数,厄尔尼诺年比常年少,拉尼娜年比常年多。常年在西北太平洋和南海地区生成的台风数为29个,厄尔尼诺年平均27个,拉尼娜年平均31个。常年登陆我国的为7-8个,厄尔尼诺年6个,拉尼娜年9个。历史上生成台风最少的年份仅为20个,登陆最少的只有3个,均发生在厄尔尼诺年;历史上生成台风最多的年份多达40个,登陆台风最多的为12个,都出现在拉尼娜年。1997年发生了本世纪以来最强的一次厄尔尼诺事件,在其影响下,西太平洋和南海地区生成的热带风暴和台风仅为24个,而登陆我国的只有4个,是近46年中仅超过1951年的第二个少台风年之一。1998年继续受厄尔尼诺事件的影响,截止目前,在西北太平洋和我国南海地区只有3个热带风暴生成,常年则有14-15个,异常偏少;登陆我国的也仅有2个,也是1951年以来最少的年份之一。热带风暴或台风首次登陆我国的时间,1997年为82日,1998年为84日,均是1951年以来最晚的年份之一。

5、厄尔尼诺/拉尼娜的监测

八十年代以前,气象学家们还无法可靠地对厄尔尼诺进行监测。1982/83年厄尔尼诺发生一半时,人们才意识到了它的发生。之后,厄尔尼诺的监测和预测及其对全球气候的影响问题引起科学家的高度重视,1985-1994年期间国际上组织了为期10年的热带海洋-全球大气计划(TOGA),建立了由海洋浮标、船舶、潮夕观测站、卫星等组成的观测网,对热带太平洋海洋和大气状况进行密切监视,并共享收集到的资料,使我们对厄尔尼诺发生、发展过程的认识有了明显提高,美国、日本、澳大利亚和我国等都已建立了厄尔尼诺监测业务。

6、厄尔尼诺/拉尼娜的预测

最近十多年来,厄尔尼诺/拉尼娜的研究引起了广泛的重视,科学家利用各种各样的方法,希望提前半年对厄尔尼诺/拉尼娜的发生进行预测。目前主要采取海洋-大气动力学模式、统计模式、统计和动力相结合的模式等方法进行预测。

利用这些模式的预测结果,国际上已经开始定期发布厄尔尼诺/拉尼娜试验性预报结果,一些模式确实显示出了一定的预报能力,但成功率还不很高,可以说,至今还没有一个公认的模式可以准确预报厄尔尼诺/拉尼娜。因此,目前还不敢完全依靠某一个模式对厄尔尼诺/拉尼娜进行业务预报。由此看来,对厄尔尼诺/拉尼娜的准确预报仍任然重道远。

各族人民受九五重中之重项目我国短期气候预测系统研究支持,我国也研制和引进开发了一些动力和统计的厄尔尼诺预测模式。业务工作中,把各种不同方法的预测结果与监测结果综合分析以后,再对厄尔尼诺/拉尼娜的发生进行预测,效果是令人鼓舞的,我们提前3-6个月比较准确地预报了1997/98年强厄尔尼诺的发生、发展和结束,为我国汛期降水预报提供了科学依据。在九五攻关结束之后,我国对厄尔尼诺/拉尼娜及其气候影响的预测能力将进一步提高。

 


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