厄爾尼諾是否會帶來更多極端高溫？
中國新聞周刊記者/霍思伊
發(fā)于2023.7.10總第1099期《中國新聞周刊》雜志
7月3日是地球上有記錄以來最熱的一天，這是來自美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的最新數(shù)據(jù)。
世界氣象組織(WMO)4日稱，時隔七年后，厄爾尼諾現(xiàn)象再現(xiàn)，預計今后全球大部分地區(qū)氣溫將進一步升高，可能在5年內出現(xiàn)創(chuàng)紀錄高溫。根據(jù)WMO的最新預測，厄爾尼諾事件在2023年下半年持續(xù)的可能性達到90%，此次事件至少為中等強度。
中央氣象臺7月6日繼續(xù)發(fā)布高溫橙色預警。北京市氣象臺7月6日升級發(fā)布高溫紅色預警信號：預計7月6日本市大部分地區(qū)最高氣溫將升至40℃以上。國家氣候中心關于今年盛夏全國氣候趨勢的最新預測稱，華北、華中中部和南部、西南地區(qū)東北部等地可能出現(xiàn)階段性高溫過程。
雖未進入盛夏，全國高溫已明顯具有“出現(xiàn)時間早、影響范圍廣、極端性顯著”等特征。全球來看，亞洲迎來了史上最熱4月，5月，全球平均溫度達到了1850年以來最高，東南亞大部分國家6月以來氣溫都突破了40℃。有分析指出，這些局部氣候異�？赡芘c厄爾尼諾現(xiàn)象有關。
連續(xù)三年的“拉尼娜年”后，厄爾尼諾在今年回歸已成為必然。隨著世界進入“厄爾尼諾氣候模式”，人們更擔心的是，全球變暖疊加厄爾尼諾，極端高溫是否會成為未來的“新常態(tài)”？
“終極天氣創(chuàng)造者”
按中國對極端氣溫的分級，高溫≥40℃即為“強危害性”。國家氣候中心稱，華北地區(qū)今年高溫極端性強，連續(xù)多次高溫反復出現(xiàn)，實屬歷史罕見。數(shù)據(jù)顯示，7月5日，北京南郊觀象臺的最高氣溫達到40.9℃，為今年第四個40℃的高溫日。此前在，6月22~24日，北京南郊觀象臺連續(xù)三天氣溫達到或超過40℃，城區(qū)高溫時長超過40小時。
華北地區(qū)這一輪極端高溫背后，厄爾尼諾是否是“罪魁禍首”？
中國科學院大氣物理研究所研究員鄭飛長期從事厄爾尼諾預測與研究，他對《中國新聞周刊》分析說，目前熱帶太平洋正處于從拉尼娜向厄爾尼諾轉變的過程中，受此影響，全球的大氣環(huán)流都會發(fā)生相應的調整。
厄爾尼諾現(xiàn)象，發(fā)源于赤道太平洋中東部的廣闊海域上。早在17世紀，南美洲沿岸漁民發(fā)現(xiàn)每隔2~5年，太平洋表面就會出現(xiàn)異常溫暖的海水。300多年后，海洋學家們意識到，這不是秘魯沿岸的局部現(xiàn)象，其影響橫跨整個熱帶太平洋地區(qū)，而且是更長周期的海溫振蕩現(xiàn)象的一個階段，即赤道太平洋中東部表層海水溫度會在偏暖與偏冷之間波動，當海溫異常升高時，就處于暖相位的厄爾尼諾現(xiàn)象，異常降低則是冷相位的拉尼娜現(xiàn)象，二者間是接近平均溫度水平的中性階段。整個自然周期被稱為厄爾尼諾——南方濤動(ENSO)現(xiàn)象。
當發(fā)生厄爾尼諾時，持續(xù)、異常偏暖的熱帶太平洋中東部海面會源源不斷地將更多熱量釋放到上方大氣層中。海洋的改變帶動大氣的改變，受其影響最大的是沃克環(huán)流與哈德利環(huán)流，而通過大氣環(huán)流模式的“響應”，引發(fā)了多米諾骨牌一樣的連鎖反應。赤道周邊和整個環(huán)太平洋地區(qū)的局部氣候模式隨之發(fā)生變化，甚至輻射到中高緯地區(qū)，最終引發(fā)全球性氣候異常，包括高溫熱浪、干旱、洪水、颶風和暴雨等極端災害天氣事件發(fā)生。因此，厄爾尼諾又被稱為“終極天氣創(chuàng)造者”。
美國加州大學圣地亞哥分校斯克利普斯海洋研究所教授、聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報告的主要作者謝尚平對《中國新聞周刊》解釋說，厄爾尼諾發(fā)源于熱帶海域，這里是全球降水量最大的地區(qū)，在水汽變成水滴的過程中會釋放大量潛熱，成為驅動全球海洋-大氣環(huán)流的重要“燃料”。也就是說，赤道地區(qū)是全球大氣環(huán)流的“發(fā)動機”，厄爾尼諾是“引擎變得特別強烈的一種狀態(tài)”，在厄爾尼諾年，全球異常氣候事件的發(fā)生概率肯定會顯著增加。
“因此，從大尺度全球環(huán)流來說，中國正發(fā)生的高溫一定程度與厄爾尼諾相關，但不能說，厄爾尼諾就是導致這輪華北高溫的直接原因�！编嶏w說。
他認為，對華北高溫影響更直接的是中高緯度大氣環(huán)流的變化，這不完全與厄爾尼諾引發(fā)的連鎖反應相關。今年，中國北方的冷空氣在春末以后變得較弱，沒有經(jīng)常性的南下，南方的暖濕空氣也沒有順利北上，這使得整個華北地區(qū)空氣處于偏干的狀態(tài)，“偏干的空氣增溫會很快”。在鄭飛看來，華北高溫是多重因素綜合影響的結果，厄爾尼諾只是其中一種。實際上，今年是厄爾尼諾的發(fā)展年，目前這個階段，厄爾尼諾本身的“信號”還不是很強。
具體而言，厄爾尼諾對中國的影響主要通過兩個天氣/氣候系統(tǒng)：一個是西北太平洋反氣旋，其西側的西南風異常有利于加強向中國南方的水汽輸送。鄭飛分析說，厄爾尼諾發(fā)生后可能造成華南、東南沿海等地降雨顯著增多�！�1998年和2016年長江流域大洪水，很大程度上就與厄爾尼諾影響下的西北太平洋反氣旋增強相關，它從海上帶來的大量暖濕空氣與梅雨鋒在長江流域形成了匯合。”
另一個是西太平洋副熱帶高壓。國家氣候中心氣候服務首席專家周兵近日接受采訪時指出，在厄爾尼諾發(fā)展年夏季，西太平洋副高往往偏南偏強，造成我國南方地區(qū)降水偏多�！敖诮稀⑷A南等地強降水頻發(fā)就是受到厄爾尼諾狀態(tài)影響的體現(xiàn)之一�！蓖瑫r，副熱帶高壓偏南偏強也不利于汛期雨帶移動。
國家氣候中心預測，今年夏季，我國華東南部、華中南部、西南地區(qū)南部降水易偏多，發(fā)生洪澇的風險大；西北地區(qū)東部降水易偏少，發(fā)生氣象干旱的可能性大。因此，周兵提醒，今年夏天不僅需警惕南方城市出現(xiàn)內澇，還要密切關注北方等地帶來的干旱現(xiàn)象�！按舜味驙柲嶂Z事件的出現(xiàn)標志著我國降水傳統(tǒng)意義上‘南澇北旱’的回歸。”他說。
根據(jù)中科院大氣物理研究所的短期氣候預測，受厄爾尼諾發(fā)展的影響，今年中國汛期可能會形成兩條主雨帶，分別在華南和黃淮-東北東部區(qū)域。長江流域整體仍然略偏干，川渝地區(qū)等上游降水正�；蚱珴瘢邢掠蔚貐^(qū)比往年略干，梅雨與常年相比基本持平或略偏少。
此外，華北干旱的可能性較大，尤其在7月中下旬華北雨帶來臨之前，華北地區(qū)高溫且偏干的情況還會持續(xù)一段時間。“甚至到秋季，雨帶撤退之后，華北整體可能仍具有高溫干旱特征�！编嶏w說，除華北之外，西北部分地區(qū)高溫干旱也需要警惕。
周兵指出，今年的厄爾尼諾背景和2009年相似，而2009年秋至2010年春，西南地區(qū)出現(xiàn)了有氣象記錄以來最嚴重的秋冬春連旱。總體而言，西南地區(qū)的干旱從去年以來一直在持續(xù)，他擔心，西南地區(qū)雨季的降水如果不能緩解干旱，秋冬季以后，干旱會更加明顯。
不過，鄭飛強調，厄爾尼諾本身是一個較大的氣候影響因子，對特定地區(qū)的具體影響涉及到一個多尺度的復雜動力機制，“比如突然來了一次強臺風、印度洋改變了南海季風的爆發(fā)，甚至是極渦對東北區(qū)域的影響等等，這里涉及到的很多天氣和氣候因子是不可能被長期提前預測的，眾多影響中國的天氣和氣候因素結合起來，才會最終決定今年夏季的降雨分布與多少。”
在他看來，對今夏氣候的種種預測，符合“從拉尼娜向一個后期較強的厄爾尼諾”轉變過程中，中國雨帶可能呈現(xiàn)出來的典型分布特征。
今年大概率會發(fā)生厄爾尼諾事件
準確地說，真正的厄爾尼諾事件還沒有到來。據(jù)國家氣候中心6月底預測，未來三個月，赤道中東太平洋將維持厄爾尼諾狀態(tài)，并在今年秋季形成一次中等以上強度的東部型厄爾尼諾事件。
狀態(tài)和事件的判斷標準不同。在檢測熱帶中東太平洋水域的海表異常增溫時，通常采用關鍵海區(qū)海溫與常年平均值的偏離作為基準，這就是厄爾尼諾研究者最在意的“海洋厄爾尼諾指數(shù) (ONI)”。當ONI超過0.5℃閾值時，就可以認為進入“厄爾尼諾狀態(tài)”，但要形成一次成熟的“厄爾尼諾事件”，標準就高得多。
鄭飛介紹，ONI3個月滑動平均值超過0.5℃且至少持續(xù)5個月以上，才會被定義為一次厄爾尼諾事件�！斑@樣算下來，基本上要求中東熱帶太平洋區(qū)域的海溫異常偏高現(xiàn)象要持續(xù)7個月左右�！�
為何這種差別如此重要？鄭飛解釋，厄爾尼諾對全球氣候產(chǎn)生影響的本質，在于它是一種海洋-大氣耦合過程，如果說海洋是一個齒輪，大氣是另一個齒輪，只有當兩個齒輪緊密嚙合在一起，有“明確的、而不是短暫的信號”證明海氣之間形成了相互作用，比如海洋連續(xù)多個月一直維持異常偏暖狀態(tài)，大尺度的大氣環(huán)流才會真正被帶動起來，大氣變化也會進一步影響海洋變化，二者是相輔相成的。
6月8日，美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)發(fā)布“厄爾尼諾警報”，預計未來幾個月，發(fā)生中等厄爾尼諾事件的可能性為84%，發(fā)生強烈事件的可能性為56%，在2023~2024年的北半球冬季，厄爾尼諾現(xiàn)象將逐漸加強。NOAA稱，事件越強烈，特定地區(qū)受其典型影響就越大。在NOAA發(fā)布于6月26日的報告中，最新的ONI指數(shù)已經(jīng)從0.5℃攀升到了1℃。
實際上，在厄爾尼諾的預測中，有一個多年來難以繞開的“春季預報障礙”。鄭飛解釋說，在厄爾尼諾模型預報中會發(fā)現(xiàn)，每當模式的預報跨越春季時，預報能力會大幅降低。因為大氣、海洋在春天正處于一個最不穩(wěn)定的階段，也就是兩個齒輪沒有很好地咬合上，“有時甚至可能是反向旋轉或脫離的”，因此對后續(xù)厄爾尼諾發(fā)展的指示性信號不強。一般在夏季之后，海洋和大氣的耦合程度會增強，預報結果才更加可靠。
但今年與以往不同，謝尚平發(fā)現(xiàn)，從4月開始，赤道太平洋的溫躍層，即海洋表面的暖流與深海寒流之間的過渡層就出現(xiàn)變深的趨勢，從側面反映出，赤道太平洋的暖水量異常增加。“個人認為這是NOAA在6月初就有很大信心預報厄爾尼諾的原因之一。”
鄭飛也表示，綜合表層海溫、次表層海溫、大氣表層風層等監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，從今年春天起已經(jīng)能明顯看到在熱帶太平洋大氣與海洋兩個齒輪的嚙合趨勢�！懊绹鴩H氣候與社會研究所(IRI)綜合了國際上大約20個預測模式，根據(jù)每個模式的不同結果，統(tǒng)計出一個總體發(fā)生概率。以往由于春季預報障礙的存在，通常各個模式間的預報結果差異很大，甚至預報的海溫會朝冷暖不同的方向發(fā)展，但今年大家都比較一致�！彼f，在歷次厄爾尼諾事件中，這種情況相對少見。
根據(jù)鄭飛團隊的預測，今年有90%以上的概率會發(fā)生厄爾尼諾事件，到10~12月會進入盛期，次年春季后開始衰退。多位專家還指出，在北半球的這個冬天，厄爾尼諾至少能達到中等以上強度，鄭飛預測，可能約有70%的概率發(fā)生一次“強厄爾尼諾事件”，對應的異常升溫幅度在1.5℃~2℃之間�！斑@個影響是非常大的，因為大范圍的海洋即使只升溫0.1℃，也會對大氣釋放大量的熱量。”
但中國是否可能在今年冬季迎來一次升溫超過2℃的“超強厄爾尼諾事件”？
專家還未對此形成共識，“目前還很難預測。”謝尚平說，“各預報中心在強度預測上有很大差異，因為厄爾尼諾的峰值一般在12月左右出現(xiàn)，預測的初始條件很重要。從現(xiàn)在到12月之間可能會發(fā)生什么，誰也不知道。海洋大氣是一個混沌系統(tǒng)，有一點點擾動，就會影響到厄爾尼諾事件未來的發(fā)展，可能到8月之后預測會比較明朗。”
2024年或成為“最熱一年”
多位專家指出，如果超強厄爾尼諾事件真的到來，他們最擔心的是2024年夏季可能出現(xiàn)的暴雨洪水或極端高溫。
南京信息工程大學海洋科學學院教授張榮華對《中國新聞周刊》解釋說，目前，厄爾尼諾只是剛在赤道太平洋中東部海域形成，今年12月左右可能達到最強，而要對東亞氣候產(chǎn)生更直接、明顯的影響，中間至少有兩三個月的滯后期�！敖Y合歷史資料來看，一般要到次年春夏達到最強。因此對厄爾尼諾，我們更需要警惕的是明年這個時間�！彼f。
20世紀80年代以來，超強厄爾尼諾事件大約每15年~20年會出現(xiàn)一次，上一次超強厄爾尼諾現(xiàn)象侵襲中國是在2015~2016年，是1951年以來最強的事件。2016年，長江中下游地區(qū)發(fā)生區(qū)域型大洪水，部分支流發(fā)生特大洪水，同時，這一年也創(chuàng)造了全球迄今為止的最暖紀錄。鄭飛說，1998年和2006年長江流域大洪水都出現(xiàn)在厄爾尼諾發(fā)展年后的第二年，如果今年冬季厄爾尼諾事件達到強事件的標準，那么2024年夏季，長江流域發(fā)生洪澇的概率就比較大。
相較不確定的洪水，對于2024年可能成為打破歷史高溫紀錄的“最熱一年”，多項預測結果更為肯定。
專家指出，厄爾尼諾對全球氣溫的影響通常會在發(fā)展后的一年內顯現(xiàn)出來，因此新的破紀錄高溫可能在2024年最為明顯。世界氣象組織(WMO)秘書長彼得里·塔拉斯在5月3日的發(fā)布會上稱，盡管過去三年出現(xiàn)了降溫的拉尼娜現(xiàn)象，但厄爾尼諾現(xiàn)象的發(fā)展很可能導致全球變暖出現(xiàn)新的高峰，并增加打破氣溫紀錄的機會。鄭飛預測，2024年全球平均地表氣溫創(chuàng)造全球高溫新紀錄的概率“基本上達到60%”，“這是結合歷史事件數(shù)據(jù)，從統(tǒng)計學上估算出來的”。
張榮華分析，在本世紀初以來的20多年中，太平洋赤道表層海水整體處于偏冷狀態(tài)，使得拉尼娜出現(xiàn)得更加頻繁；相較而言，厄爾尼諾不容易出現(xiàn)且較弱，但太平洋氣候系統(tǒng)還存在以10~20年為周期的年代際變化。2022年在偏冷的年代際背景下，全球平均溫度尚且比工業(yè)化前水平約高出1℃左右，幾乎和2016年相當。
他擔心，未來幾年，在厄爾尼諾疊加全球變暖的“雙重變暖效應”下，全球溫度變化曲線還會被不斷拉高�！坝醒芯勘砻�，厄爾尼諾會使全球平均表面溫度升高0.1℃左右，如果2024年春天后，厄爾尼諾進入衰減并轉變成拉尼娜，未來幾年溫度也可能會下降，但如果不轉變，總的趨勢一定會是越來越高的�！�
全球變暖是否加劇了厄爾尼諾的發(fā)生強度或頻率？
對此，澳大利亞科學院院士、澳大利亞聯(lián)邦科工組織海洋與大氣研究所首席科學家蔡文炬團隊在一項發(fā)表于2023年的研究中發(fā)現(xiàn)，1961~2020年觀測到的ENSO海溫變率超過了97.5%的工業(yè)革命前模擬水平。這表明，不太可能僅由ENSO內部的自然波動導致。蔡文炬等人推測，可能由于全球變暖導致熱帶太平洋上層海洋較下層增暖較快， 海洋與大氣之間耦合效率增加�！癊NSO變化的幅度很可能在過去一個世紀增加了大約 10%，雖然10%在表面上看起來并不多，但實際伴隨著的是強厄爾尼諾和強拉尼娜事件更加頻繁地發(fā)生，并轉化為更加極端和更為頻繁的干旱、洪水、熱浪、野火等。”
不過，多位受訪專家指出，對全球變暖和厄爾尼諾之間的關聯(lián)性，目前在科學上還存在很多爭議。“全世界大概有二三十個氣候模式在研究這個問題，受大時間尺度的氣候變化影響，厄爾尼諾現(xiàn)象本身是增強還是減弱？有的模式說是增強，有的認為是減弱，也有模式說沒什么變化�！敝x尚平說。
但在所有不確定中，至少有一點可以確定：全球變暖背景下，厄爾尼諾會對全球各地極端天氣的爆發(fā)強度、頻率產(chǎn)生影響�！笆澜缯媾R更熱、更旱和更澇的未來，極端高溫天氣已成為一種‘新常態(tài)’�！敝鼙f。
《中國新聞周刊》2023年第25期
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