厄尔尼诺,真的又要来了科学大院
厄尔尼诺,这个我们既熟悉又敬畏的名字,即将卷土重来。
最新观测数据显示,厄尔尼诺已经出现了苏醒迹象,下半年还有很大概率将要快速增强。
气象学家是如何判断厄尔尼诺正式来临的?它又可能会给全球和我国带来哪些连锁气候影响?
图片来源:veer 图库
太平洋的 “圣婴”
相信大家在地理课本或新闻资讯中,或多或少都听过厄尔尼诺。这里我们先简单复习一下这种气候异常现象。
厄尔尼诺(El Niño)源自西班牙语,意为 “圣婴”。几百年前,南美洲秘鲁和厄瓜多尔的渔民们发现,每隔几年,当圣诞节来临时,东太平洋海域的海水就会异常升温。而海水一暖,渔民赖以生存的鱼群就消失得无影无踪,导致渔业大幅减产。因此,他们把这种在圣诞节前后出现的异常暖流现象称为厄尔尼诺。
要理解厄尔尼诺的具体表现,我们需要先看看正常年份下的太平洋是什么样子。
正常情况下,受地转偏向力等因素影响,赤道附近常年盛行偏东风,称为信风。信风将太平洋表层的温暖海水不断向西输送。因此,西太平洋就变成了 “温水池”,海平面比东边高出几十厘米;东太平洋的表层海水被吹去西边,深层的较冷海水就会上翻补充,形成 “冷水池”。如此一来,整个太平洋形成了 “东冷西热” 的局面。
太平洋洋流和大气环流示意图。
(仅供示意,图上部分变化幅度实际更接近拉尼娜的状态)
(图片来源:Wikipedia)
除了海温差异,太平洋的大气运动同样分布不均。西太平洋的热空气受热上升,在高空从西向东流动,到了东太平洋冷水区的上空冷却下沉,再贴着海面吹回西边,形成一个巨大的东西向循环圈,即沃克环流圈。
然而,受某些大气现象(如马登 - 朱利安振荡或西太平洋的西风爆发)影响,赤道信风有时会突然减弱。此时,因为太平洋东西两侧存在高度差,西边的暖水就像杯子倾斜倒出来的水一样,开始浩浩荡荡地向东回流,使得东太平洋的海水温度飙升,并使得空气对流加剧,进一步削弱信风。
这就形成了一个恶性循环:海水越暖,信风越弱;信风越弱,海水越暖。
信风最初的微小扰动可能会发生指数级放大,最终导致太平洋的海水表层温度东部持续偏高。这种赤道中东太平洋海水表层温度持续异常偏高、从而影响大气环流的现象,正是厄尔尼诺。
厄尔尼诺现象原理图(图片来源:Wikipedia)
不过,恶性循环不会永远持续。在暖水向东传播的同时,海洋也会产生一种向西传播的波动,它碰到西边界后会反射回来,再向东传。当这类波动抵达东太平洋,或者大气条件发生变化,厄尔尼诺事件就会逐渐衰减,有时甚至会走向另一个极端,也就是拉尼娜(La Niña)。
厄尔尼诺、拉尼娜和中性状态往往在 2~7 年周期中交替出现,构成了地球气候系统中最强的年际变化,大气学家称之为厄尔尼诺 - 南方涛动(ENSO)。
太平洋海表温度异常图 上:强拉尼娜现象期间(1988 年 12 月) 下:厄尔尼诺现象期间(1997 年 12 月)(图片来源:NOAA)
厄尔尼诺,真的要来了?
那么,我们如何才能判断厄尔尼诺是否到来呢?
在现代气象学中,科学家通常会盯着一块被称为 Nino 3.4 区(西经 120° 至 170°,南北纬 5° 之间)的关键海域。
赤道太平洋上海面温度(SST)监测区域的划分,分为 4 个主要的 Nino 海区。Nino 3.4 区(中间的粗黑框区域)横跨了 Nino 3 区和 Nino 4 区的部分区域。该海区的海温异常通常被气象机构作为判断厄尔尼诺和拉尼娜事件的最核心指标。(图片来源:NOAA)
如果 Nino 3.4 区的海表温度距平连续 5 个月超过 0.5℃,气象学上就会判定进入厄尔尼诺状态;当这一状态连续维持足够长的时间(通常是 5 个月),它就会被定义为一次完整的厄尔尼诺事件。海温的偏离程度是评估厄尔尼诺事件强度的重要标准。
1950-2016 年海洋尼诺指数(ONI)变化图。零线以上的红色区域代表厄尔尼诺现象,零线以下的蓝色区域代表拉尼娜现象。图中标出了不同温度异常阈值对应的事件强度,并重点标注了 1982/83、1997/98 和 2015/16 年三次历史级的 “极强” 厄尔尼诺事件。(图片来源:NOAA)
最新数据显示,今年太平洋的升温趋势已经非常明显:
作为判断厄尔尼诺状态的核心指标,Nino 3.4 区的温度异常指数目前已超过 + 0.5℃;
Nino 1+2 区的海温异常已高达 + 1.25℃至 + 1.5℃,并且自 2 月初以来一直在不断增强;
Nino 4 区已稳步升至 + 0.8℃左右的高点,整体呈明确的上升趋势。
Nino 3.4 的温度异常已超过 0.5℃的重要界限(图片来源:CDAS)


