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第2章:数说厄尔尼诺②:全球变暖背景下厄尔尼诺事件增多了么?

入冬以来,我国南方地区出现罕见持续阴雨天气,究其原因与厄尔尼诺不无关系。根据气候监测,自2018年9月以来,赤道中东太平洋海温持续偏高,进入厄尔尼诺状态,有利于冬季西太平洋副热带高压偏强偏西且稳定维持,加上南支槽阶段性活跃,引导了大量低纬度的水汽向我国南方地区输送;同时,入冬以来冷空气活动多,且势力较强,冷暖空气频繁在南方地区交汇,因而导致我国南方地区出现罕见的持续阴雨寡照天气。那么,随着全球变暖,厄尔尼诺事件有什么变化么?发生频率是增多了还是减少了呢?

在全球变暖的背景下,厄尔尼诺事件有什么变化?

国家气候中心气候预测室高级工程师高辉表示,根据国家标准《厄尔尼诺/拉尼娜事件判别方法》(GB/T33666-2017),1950年以来总共发生了19次厄尔尼诺事件,其中8次弱厄尔尼诺事件,11次中等强度及以上厄尔尼诺事件。

数说厄尔尼诺②:全球变暖背景下厄尔尼诺事件增多了么?

1950-2018年厄尔尼诺事件发生频次。郭曼如制图

在1950-1999年这50年期间共有14次厄尔尼诺事件,平均2.8次/十年。而在21世纪(2000年开始,截止到2018年12月)的前19年里共监测到5次厄尔尼诺事件,平均2.6次/十年。可见,21世纪以来厄尔尼诺事件并没有增多。如果仅考虑强厄尔尼诺事件(峰值强度在2.0℃以上,即涵盖国标中的强和超强厄尔尼诺事件),那么在21世纪之前的50年中有3次,而21世纪之后为1次,同样21世纪以后强厄尔尼诺事件没有增多。

数说厄尔尼诺②:全球变暖背景下厄尔尼诺事件增多了么?

1950-2018年不同强度厄尔尼诺事件发生的频次。郭曼如制图

厄尔尼诺发生的原因是什么?

厄尔尼诺事件是海洋和大气相互作用的结果。一般来说,在赤道东太平洋盛行偏东信风,在赤道南、北两侧的东南信风和东北信风的驱动下,赤道太平洋表层海水自东向西流动,将表层暖水输送到西太平洋堆积,热量也不断积蓄,西太平洋海温上升,而且太平洋水位形成西高东低的结构。当偏东信风减弱时,维持赤道太平洋海面西高东低的支柱被破坏,西太平洋堆积的高水位暖海水迅速向东扩展,使得西太平洋海温降低,赤道东太平洋海温上升,厄尔尼诺现象由此形成。

数说厄尔尼诺②:全球变暖背景下厄尔尼诺事件增多了么?

图为气候态(a)和厄尔尼诺事件发生时(b)赤道太平洋的海气状态示意图http://www.pmel.noaa.gov/tao/proj_over/diagrams/

“强”厄尔尼诺事件将增多

虽然我们从历史数据上可以看出21世纪以来厄尔尼诺事件以及强厄尔尼诺事件都没有增多,但是早在2014年《自然?气候变化》杂志上发表的一篇科学论文称,当前温室气体排放导致的全球变暖背景会显著增加超强厄尔尼诺事件的发生频率。

近日在《自然》杂志发表的一篇气候科学论文也证实了这一观点。文章指出全球变暖将让太平洋东部厄尔尼诺现象的变化更剧烈。这或将导致未来的极端天气事件变得更加频繁。文章利用国际耦合模式比较计划第5阶段(CMIP5)中的17个气候模型,以评估在未来全球变暖的场景下太平洋东部厄尔尼诺现象的变化。研究团队发现,在目前阶段(1900-1999年)和未来预测期(2000-2099年)之间,太平洋东部厄尔尼诺海面温度的变化幅度整体平均增加15%。这一增幅意味着,太平洋东部“强”厄尔尼诺事件(指海面温度明显异常)的数量将增加。

“强”厄尔尼诺事件到底有多“强”?

1950年以来总共发生了三次超强厄尔尼诺事件,分别是1982年5月至1983年6月、1997年5月至1998年5月以及2014年10月至2016年4月。主要是根据海温指数峰值、海温比常年偏高的累计值、海温持续异常时间以及海温大于等于2℃的持续时间这几个指标来认定厄尔尼诺事件的强度。从下图可以看出,最强的是2014年10月发生的厄尔尼诺事件,持续了19个月,海温指数峰值达到了2.9℃,海温比常年偏高的累计值是28.6℃。这次超强厄尔尼诺事件对我国乃至全球都产生了很严重的影响。

数说厄尔尼诺②:全球变暖背景下厄尔尼诺事件增多了么?

三次超强厄尔尼诺事件对比。郭曼如制图

目前的海洋是什么样的情况呢?国家气候中心指出,赤道中东太平洋已经在2018年9月进入厄尔尼诺状态。10、11、12月Ni?o3.4 区海温指数分别为0.85、0.99、1.01℃,10-12月三个月滑动平均为0.95℃。根据赤道太平洋海洋大气近期演变特征以及国内外多家气候动力和统计模式预测,未来赤道中东太平洋海温将继续处于偏暖状态,预计2018/2019年冬季赤道中东太平洋将形成一次厄尔尼诺事件。

一般来说,厄尔尼诺发生后天气气候会出现一定的异常,例如:暴雨洪涝、山洪地质灾害、台风、高温热浪、干旱、强对流天气以及城市内涝等等。有关部门和公众需要提前做好防范。

  数说厄尔尼诺②:全球变暖背景下厄尔尼诺事件增多了么?

图为Ni?o3.4区海温指数(℃)和SOI指数逐月演变。来源:《全球海洋监测预测简报第31期》

参考资料:

刘屹岷,刘伯奇,任荣彩等.2016. 当前重大厄尔尼诺事件对我国春夏气候的影响. 中国科学院院刊,31(2):241-250.

Cai W J, Borlace S, Lengaigne M, et al. Increasing frequency ofextreme El Ni?o events due to greenhouse warming. Nat ClimChange, 2014, doi: 10.1038/NCLIMATE2100.

余荣,翟盘茂. 2018. 厄尔尼诺对长江中下游地区夏季持续性降水结构的影响及其可能机理.气象学报,76(3):408-419.

(策划:李慧 制图:郭曼如 部分资料来源:国家气候中心)

来源:中国气象报社


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