厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象

莫彬

在全球變暖背景下，厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象與極端氣候?yàn)?zāi)害將愈加頻繁，各級(jí)政府職能部門(mén)應(yīng)加大宏觀管理和系統(tǒng)調(diào)控力度，加強(qiáng)氣候變化的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。

氣候變化與人類(lèi)的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，分析氣候變化的內(nèi)因，掌握氣候變化的規(guī)律。應(yīng)對(duì)變化帶來(lái)的影響，是人類(lèi)在認(rèn)識(shí)自然、改造自然過(guò)程中必須接受的挑戰(zhàn)和義不容辭的責(zé)任。

兩種太平洋水溫異常的現(xiàn)象

厄爾尼諾（El nino）現(xiàn)象是指發(fā)生在熱帶太平洋海溫異常增暖的一種氣候現(xiàn)象。在發(fā)生厄爾尼諾現(xiàn)象的年份，由于熱帶太平洋的大范圍增暖，常造成全球氣候的顯著變化。例如，在3次有記錄的厄爾尼諾年份中，我國(guó)都發(fā)生異常自然災(zāi)害。第1次是1972年，我國(guó)北方大面積水資源奇缺，發(fā)生了新中國(guó)建立以來(lái)最嚴(yán)重的全國(guó)性干旱；第2次是1982—1983年，連續(xù)發(fā)生異常天氣，洪水泛濫導(dǎo)致數(shù)萬(wàn)公頃農(nóng)田被淹，1982年8月黃河出現(xiàn)有記錄以來(lái)第二大最高水位，1983年7月長(zhǎng)江水位許多觀測(cè)站達(dá)歷史最高值；第3次是1997—1998年，我國(guó)長(zhǎng)江流域發(fā)生了全流域大洪水。

拉尼娜（La nina）是指赤道附近東太平洋水溫反常下降的一種現(xiàn)象，表現(xiàn)為東太平洋明顯變冷，同時(shí)也伴隨著全球性氣候混亂。其表現(xiàn)與厄爾尼諾相反，也被稱(chēng)為“反厄爾尼諾”或“冷事件”，它是一種厄爾尼諾年之后的矯正過(guò)度現(xiàn)象。

拉尼娜現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)造成冷冬熱夏事件的異常增加。通常情況下是拉尼娜與厄爾尼諾交替出現(xiàn)，厄爾尼諾年后隨之就是拉尼娜年，但其發(fā)生頻率要低于厄爾尼諾。從近幾十年的表現(xiàn)看，拉尼娜同厄爾尼諾相比，有逐漸變?nèi)醯内厔?shì)。如1991—1995年中，曾連續(xù)發(fā)生了三次厄爾尼諾，但中間沒(méi)有發(fā)生拉尼娜。

太平洋水溫異常現(xiàn)象對(duì)氣候的影響

海洋浩瀚無(wú)比，它的熱容量比空氣大，如果讓全球海洋里100米深的表層海水降溫1℃，放出的熱量可供整個(gè)地球的大氣增溫5～6℃。因此，太平洋東部和中部的熱帶海洋水溫變化，對(duì)地球大氣的影響就非常明顯。

厄爾尼諾對(duì)氣候的影響是通過(guò)赤道太平洋上空的緯向沃克環(huán)流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。沃克環(huán)流控制著東西半球的熱量、動(dòng)量、水汽的交換和平衡。一旦這種平衡被打亂，地球上的天氣就會(huì)出現(xiàn)異常。在一定程度上首先使南美秘魯和厄瓜多爾沿岸一帶，以及太平洋西岸的印度尼西亞和澳大利亞?wèn)|部沿岸一帶，氣候發(fā)生異常，隨后出現(xiàn)氣象災(zāi)害。

據(jù)多年氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，厄爾尼諾年中國(guó)的氣候可歸納為：暖冬、北旱南澇、東北冷夏、熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)數(shù)量減少。中國(guó)大部分寒潮和冷空氣來(lái)自西伯利亞，高緯度的西北氣流減弱直接導(dǎo)致冬季偏暖。據(jù)中國(guó)氣象局統(tǒng)計(jì)，近50年來(lái)80%的厄爾尼諾年中國(guó)出現(xiàn)了暖冬，厄爾尼諾氣候改變了中國(guó)的季風(fēng)，從而打亂了全國(guó)范圍的降水。厄爾尼諾還使南方雨帶遲遲不能北移，導(dǎo)致南方水澇、北方干旱。最明顯的結(jié)果是長(zhǎng)江流域出現(xiàn)洪水，而黃河卻出現(xiàn)斷流。

拉尼娜現(xiàn)象對(duì)氣候的影響強(qiáng)度遠(yuǎn)不如厄爾尼諾。拉尼娜出現(xiàn)時(shí)，由于熱帶地區(qū)大氣環(huán)流受到明顯影響，易引發(fā)風(fēng)暴和降雨過(guò)程，使部分地區(qū)遭受洪澇災(zāi)害；我國(guó)則易出現(xiàn)冷冬熱夏，登陸我國(guó)的熱帶氣旋個(gè)數(shù)比常年多，出現(xiàn)“南旱北澇”現(xiàn)象。春季北方地區(qū)易連續(xù)出現(xiàn)大風(fēng)天氣，土借風(fēng)勢(shì)，沙塵暴隨即形成；南方則易出現(xiàn)歷史罕見(jiàn)的大范圍低溫雨雪冰凍天氣過(guò)程。

厄爾尼諾現(xiàn)象研究

每次發(fā)生厄爾尼諾現(xiàn)象時(shí)都有很多共同特征，但幾乎沒(méi)有兩個(gè)過(guò)程是完全一樣的。如1982—1983年的強(qiáng)厄爾尼諾就出乎科學(xué)家的意料，它與過(guò)去幾十年發(fā)生的現(xiàn)象都不一樣。發(fā)生時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)之前已被認(rèn)識(shí)的一些前期征兆；1997—1998年的厄爾尼諾爆發(fā)和發(fā)展都異常迅猛?？梢哉f(shuō)，每一次厄爾尼諾的發(fā)生都使科學(xué)家增加一些新的認(rèn)識(shí)，但它的形成原因，仍然是一個(gè)未解之謎。

目前科學(xué)家正在積極探索厄爾尼諾的成因，并認(rèn)為厄爾尼諾的出現(xiàn)是由于地球上東南信風(fēng)變?nèi)醯木壒?。信風(fēng)是指低層大氣中從副熱帶地區(qū)吹向赤道地區(qū)的盛行風(fēng)，在北半球稱(chēng)為“東北信風(fēng)”，南半球稱(chēng)為“東南信風(fēng)”。赤道太平洋中部信風(fēng)減弱，是形成厄爾尼諾現(xiàn)象的一個(gè)直接原因，這種看法為較多的海洋學(xué)家和氣象學(xué)家所接受。

氣象學(xué)家沃基斯（K.Watkis）發(fā)現(xiàn)，太平洋赤道附近的東南信風(fēng)強(qiáng)度同南太平洋復(fù)活節(jié)島附近的高壓系統(tǒng)和印度尼西亞附近的低壓系統(tǒng)的氣壓互成比例，即這兩個(gè)系統(tǒng)的氣壓差增大，信風(fēng)加強(qiáng)；反之，信風(fēng)減弱，這就是所謂的“南方濤動(dòng)”（ENSO）。厄爾尼諾正是在這種形勢(shì)下出現(xiàn)的。由此，沃基斯建立了厄爾尼諾形成的“信風(fēng)理論”。該理論在一定程度上解釋了海洋對(duì)風(fēng)場(chǎng)崩潰的響應(yīng)，也為近年一些實(shí)際觀測(cè)所證實(shí)。然而，迄今對(duì)風(fēng)場(chǎng)崩潰的原因，即信風(fēng)為什么會(huì)突然減弱，尚不清楚。

表層海水的運(yùn)動(dòng)主要受海表面風(fēng)的驅(qū)動(dòng)。如信風(fēng)加強(qiáng)時(shí)，赤道太平洋深層海水上翻現(xiàn)象更加劇烈，導(dǎo)致海水表層溫度異常偏低，進(jìn)一步加劇赤道東太平洋冷水發(fā)展而引發(fā)拉尼娜現(xiàn)象。厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象是赤道中、東太平洋海溫冷暖交替變化的異常表現(xiàn)，這種海溫的冷暖變化過(guò)程構(gòu)成一種循環(huán)。因此，在厄爾尼諾之后接著發(fā)生拉尼娜并非罕見(jiàn)之事。同樣拉尼娜后也會(huì)接著發(fā)生厄爾尼諾。

厄爾尼諾現(xiàn)象的測(cè)報(bào)

世界氣象組織（WMO）在1985—1995年期間組織完成了熱帶海洋一大氣（TOGA）計(jì)劃，其目的就是為了解決厄爾尼諾的監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)問(wèn)題。該計(jì)劃建立了一個(gè)比較系統(tǒng)的厄爾尼諾監(jiān)測(cè)網(wǎng)，其觀測(cè)結(jié)果通過(guò)衛(wèi)星或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及時(shí)地發(fā)送到各國(guó)的氣象部門(mén)，使科技人員及時(shí)了解熱帶大氣一海洋的狀況，進(jìn)一步分析兩者之間的相互作用過(guò)程，也使科研人員有了對(duì)厄爾尼諾初步預(yù)測(cè)的能力。

厄爾尼諾與拉尼娜一般呈循環(huán)交替發(fā)生，兩次厄爾尼諾間隔通常為2～7年，但沒(méi)有嚴(yán)格的周期性。近50年來(lái)。共發(fā)生14次。一般持續(xù)時(shí)間約為1年，短的僅半年，長(zhǎng)的1年半，超長(zhǎng)的2～4年。1990年代以來(lái)，厄爾尼諾事件發(fā)生尤為頻繁，至今已發(fā)生了4次。一般拉尼娜現(xiàn)象會(huì)隨著厄爾尼諾現(xiàn)象而來(lái)，在厄爾尼諾現(xiàn)象的第二年，都會(huì)出現(xiàn)拉尼娜現(xiàn)象。有時(shí)拉尼娜現(xiàn)象會(huì)持續(xù)兩三年。1988—1989年、1998—2001年都發(fā)生了強(qiáng)烈的拉尼娜現(xiàn)象，太平洋東部至中部的海水溫度比正常低了1～2%，1995—1996年發(fā)生的拉尼娜現(xiàn)象則較弱。

厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象預(yù)測(cè)現(xiàn)在仍是國(guó)際科學(xué)界正在努力攻克的一項(xiàng)難題。國(guó)外在1980年代研制了一些模式，主要采取海洋-大氣動(dòng)力學(xué)模式、統(tǒng)計(jì)模式、統(tǒng)計(jì)與動(dòng)力相結(jié)合的模式等，提供半年或一年的預(yù)測(cè)結(jié)果，但預(yù)測(cè)效果并不理想，甚至出現(xiàn)較大失誤。就目前的技術(shù)水平而言，要做出準(zhǔn)確的強(qiáng)度預(yù)報(bào)和半年乃至一年以上的預(yù)報(bào)仍然十分困難。

中國(guó)氣象局、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家海洋局以及一些高校先后開(kāi)展“中美熱帶西太平洋海氣相互作用研究”、“我國(guó)短期氣候預(yù)測(cè)系統(tǒng)研究”，以及與厄爾尼諾相關(guān)的課題研究，并于1990年建立了厄爾尼諾監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心建立了厄爾尼諾監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)系統(tǒng)，還自主開(kāi)發(fā)研制了預(yù)測(cè)厄爾尼諾的統(tǒng)計(jì)模式。這個(gè)模式的基本原理是根據(jù)北半球環(huán)流形勢(shì)的發(fā)展過(guò)程來(lái)預(yù)測(cè)厄爾尼諾的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，厄爾尼諾形成之前的夏季，往往在北半球緯向環(huán)流占主導(dǎo)地位，這種緯向環(huán)流發(fā)展到一定程度時(shí)，在秋季容易發(fā)生大規(guī)模擾動(dòng)，使緯向環(huán)流遭到破壞，到初冬便轉(zhuǎn)為強(qiáng)低指數(shù)型，經(jīng)向環(huán)流明顯加強(qiáng)，促使西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度減弱、赤道偏東信風(fēng)減弱、西風(fēng)暴發(fā)、赤道西太平洋暖水向東輸送等一系列過(guò)程的發(fā)生，最終導(dǎo)致厄爾尼諾事件形成。根據(jù)這個(gè)物理過(guò)程建立的統(tǒng)計(jì)模式，最先準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出1997年4月開(kāi)始形成新的一次厄爾尼諾事件。

另外，德國(guó)波茨坦氣候影響研究所的研究人員基于200個(gè)高質(zhì)量的空氣溫度測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用一種基于物理學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)科交叉的網(wǎng)絡(luò)分析新方法，可提前六個(gè)月到一年及時(shí)精準(zhǔn)地預(yù)報(bào)厄爾尼諾的發(fā)生。

2014年3月時(shí)出現(xiàn)在西太平洋的西風(fēng)開(kāi)始明顯增強(qiáng)，氣象預(yù)報(bào)亦提醒要密切關(guān)注厄爾尼諾的發(fā)生。到5—6月，西太平洋產(chǎn)生的暖水層已經(jīng)到達(dá)了中東太平洋，正接近水面，而溫度已經(jīng)超出正常年均值0.5～0.8℃，預(yù)計(jì)到達(dá)中美洲西海岸就能升高到1.2℃，據(jù)此判斷就已明確進(jìn)入了厄爾尼諾狀態(tài)。根據(jù)氣象模型分析和專(zhuān)家觀點(diǎn)，2014年厄爾尼諾高峰出現(xiàn)在12月底，并延續(xù)到2015年夏、秋季。

據(jù)我國(guó)國(guó)家氣候中心監(jiān)測(cè)顯示，2014年全球平均氣溫為14.6%，比1961—1990年的平均值高出0.6℃，也比歷史上最暖的2005年和2010年高出約0.04℃，成為自1880年有記錄以來(lái)最暖的一年。世界氣象組織發(fā)表2014年全球氣候聲明時(shí)也稱(chēng)，受海洋表面平均溫度升高等因素影響，2014年超過(guò)2010年、2005年和1998年，成為有氣象記錄以來(lái)的最暖年。美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局的分析報(bào)告中也表明：至今15個(gè)最暖年份中有14個(gè)發(fā)生在21世紀(jì)，這說(shuō)明氣候變暖的趨勢(shì)沒(méi)有停滯。如果地球再處于自然增溫階段，與人類(lèi)活動(dòng)造成的氣候系統(tǒng)增溫相疊加，將會(huì)進(jìn)一步加速全球氣候變暖，也將導(dǎo)致包括世界范圍出現(xiàn)高溫、暴風(fēng)雪、暴雨、洪澇、千旱等風(fēng)險(xiǎn)加劇，極端氣候?yàn)?zāi)害將趨多趨強(qiáng)，各國(guó)應(yīng)對(duì)防御災(zāi)害的形勢(shì)更加嚴(yán)峻。

應(yīng)對(duì)氣候變化及其影響

1988年世界哲學(xué)大會(huì)在莎士比亞的故鄉(xiāng)英國(guó)舉行，大會(huì)主題引用了莎翁名言：“生存還是死亡？”旨在由哲學(xué)高度，呼吁政府和知識(shí)界正視自然變化對(duì)人類(lèi)政治、經(jīng)濟(jì)和生活的影響，加強(qiáng)國(guó)際的交流和合作，制定保護(hù)人類(lèi)賴(lài)以生存與發(fā)展的生態(tài)環(huán)境的有效政策和切實(shí)措施。幾十年過(guò)去了，人類(lèi)面對(duì)的自然災(zāi)害卻越來(lái)越頻繁，強(qiáng)度越來(lái)越大，1997—1998年的強(qiáng)厄爾尼諾事件，全球至少造成2萬(wàn)人死亡，總經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)340多億美元，期間許多國(guó)家都發(fā)生了嚴(yán)重的旱澇災(zāi)害，導(dǎo)致全球糧食減產(chǎn)20%左右。

長(zhǎng)期從事海洋與氣候關(guān)系研究的澳大利亞最大的國(guó)家級(jí)科研機(jī)構(gòu)——聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）首席科學(xué)家蔡文炬認(rèn)為，厄爾尼諾事件的總體數(shù)量不會(huì)增加，但在全球變暖效應(yīng)下，未來(lái)100年內(nèi)，赤道東太平洋的海水將熱得更快，溫度更高，“超級(jí)厄爾尼諾”的發(fā)生頻率將會(huì)翻倍，將從20年一次發(fā)展到10年一次。

2014年4月聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）發(fā)布報(bào)告，過(guò)去一個(gè)世紀(jì)里，美國(guó)大部分地區(qū)平均增溫將近1.1℃，假如二氧化碳和甲烷等溫室氣體的濃度持續(xù)激增，到21世紀(jì)末，升溫的幅度有可能超過(guò)5.5℃。

中國(guó)科學(xué)家更多關(guān)注的是氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響。據(jù)中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心研究員張正斌的研究，氣候變化給中國(guó)農(nóng)業(yè)帶來(lái)的影響是好處居多：由于氣候變暖，中國(guó)冬小麥的安全種植北界已由長(zhǎng)城沿線向北擴(kuò)展了1至2個(gè)緯度（100至200公里）；華北地區(qū)冬小麥正由冬性向半冬性過(guò)渡，東北地區(qū)糧食產(chǎn)量顯著提高，水稻面積和總產(chǎn)量增加迅速；喜溫作物玉米目前已經(jīng)成為中國(guó)第一大作物。除了利好消息，氣候變化也有不利影響：各種極端天氣事件增多，各種病蟲(chóng)害危害加重，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。

氣候變化不僅具有生態(tài)方面的意義，它也將成為影響人類(lèi)行為的一個(gè)因素。美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，氣溫每升高1℃，每10萬(wàn)人中的暴力犯罪案件就會(huì)增加4.19起。高溫還增加了人們“路怒癥”的發(fā)作，也提高了交通事故的發(fā)生率。氣候變化和城市群的發(fā)展是令人類(lèi)更容易遭受災(zāi)害影響的兩大因素，在全球變暖背景下，極端氣候?yàn)?zāi)害愈加頻繁，同時(shí)由于我國(guó)快速城鎮(zhèn)化的發(fā)展，使得城鎮(zhèn)化建設(shè)面臨更大的風(fēng)險(xiǎn)。

科學(xué)的進(jìn)步、工業(yè)化的發(fā)展，不但提高了人類(lèi)利用環(huán)境的能力，也加深了人類(lèi)影響自然的程度，人與自然的矛盾變得日益尖銳。近幾十年頻繁出現(xiàn)的各種嚴(yán)重災(zāi)害已向人類(lèi)發(fā)出警告。因而，有必要呼吁將保護(hù)環(huán)境、防止災(zāi)害、珍愛(ài)生命的意識(shí)上升到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，加強(qiáng)天氣變化的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，各級(jí)政府職能部門(mén)應(yīng)加大宏觀管理和系統(tǒng)調(diào)控力度，將生產(chǎn)和社會(huì)活動(dòng)納入科學(xué)化、系統(tǒng)化的有序管控軌道。

關(guān)鍵詞：厄爾尼諾 拉尼娜 信風(fēng) 氣候變化