“风”“水”的影响——关注“厄尔尼诺”(第三期)
日期:20230725
发布者:白毅平
上期(“风”“水”格局的破坏——关注“厄尔尼诺”(第二期))我们提到,“厄尔尼诺”出现的主要原因是“风”、“水”格局的变化:
“风”:赤道南侧的偏东信风发生减弱,甚至逆转为偏西信风,即“风”发生了变化:“东风”变成了“西风”!
“水”:因为风向发生了变化,原来被风驱动的海水的流向也从原来的由东向西堆积(暖水向太平洋西侧堆积),转为暖水由西向东堆积。也就是赤道中东部的海水由原来水温偏低,在“厄尔尼诺”情况下变为了水温偏高。即“水”发生了变化:水由往“西流”变成了往“东流”,原来太平洋赤道中东部的海水由“低温”变成了“高温”。
总结来说,“厄尔尼诺”现象最明显的特征就是赤道中东部太平洋的“风”(信风)“水”(洋流、海水温度)出现了异常(反转)。
下图是美国海洋大气管理局(珊瑚礁监测计划)提供的7月25日海温距平,红色区域为当天的海温相对于历史平均值(资料说明)偏高,而蓝色区域为当天的海温相对于历史平均值偏低。颜色深浅,表示差值的大小,见下图色标。
我们从下图的红色框内可见,当前赤道中东太平洋的海水温度比历史常年海温平均值偏高。
美国海洋大气管理局(珊瑚礁监测计划)每日海温距平(点击图片可放大)
2023年7月25日
Credit: NOAA CRW
我们从下图基于欧洲中长期预报中心的再分析资料,2023年5月的平均海表温度与常年(1991-2020年)5月的平均值的差值分布图可见(红色为偏高),赤道中东太平洋的海水温度比历史海温平均值偏高明显。
Credit: BBC
那么“偏高”多少度才算偏高,如何定量地界定”厄尔尼诺“现象呢?我们后续还有专题介绍,现在可参考附属资料:尼诺指数。
本期,我们重点还是介绍“厄尔尼诺”究竟会有什么影响?为什么会引发全球关注?
1、“厄尔尼诺”是迄今为止全球气候异常最为显著的信号
预报业务、研究机构的专家学者,要“预知未来”可不能凭空想象,需要通过分析一些“蛛丝马迹”,即一些预报因子(也就是预报的依据、信号或者指标)后,方能推断出预报结果。虽然不是很恰当的比喻,就像给人“算命”。相士们都会需要看人的“生辰八字”、卦象、面相气色等等的“蛛丝马迹”,方能给出“结论”。
由于“厄尔尼诺”表征特点较为明显(例如可以用海温异常来分析判断),同时已经发现了一些相关的规律。因此,我们要预测未来一段较长时间,例如一年内的气候年景如何,就会将“厄尔尼诺”作为最先、最重要的考虑预测因子来分析。
就是说,要预测今年气候情况,预测专家一般首先会分析判断今年是否是“厄尔尼诺”年。如果是,那么今年的气候将会出现异常。就如今年7月初,世界气象组织官宣今年出现“厄尔尼诺”的概率很大,并且提出:“这为全球温度可能出现的飙升以及破坏性的天气和气候型态创造了条件”。
2、“厄尔尼诺”如何影响我们的“风”“水”
前面提到,这种“风”“水”异常,虽然发生在赤道中东部太平洋,但是其影响几乎波及全球。由于我们南方沿海地区,其实最关心的灾害天气现象,无非主要就是台风、降水。因此本期,我们先看看“厄尔尼诺”对我们的“风”(台风)“水”(降水)这两个方面的影响。
这里需要说明的是,虽然“厄尔尼诺”是最强信号,但是“厄尔尼诺”只是整个地球气候系统的一小部分,而且其本身就很复杂:其强度有强有弱;其类型甚至还分东部型、中部型(依据《厄尔尼诺/拉尼娜事件判别方法》GB/T 33666-2017)......因此,这个“信号”只能做出大概的判断。
本期主要讲对华南沿海(特别是广东)的影响。
(1)对台风的影响:台风数量一般会偏少、偏晚、偏强?!
这是一个怎么样的逻辑呢?(这里主要指影响我国的台风)我们知道,影响我国的台风主要生成自西北太平洋(见下图红框部分)。
全球台风路径图
Image Credit: National Hurricane Center, NOAA, NASA;
通常上述海域(赤道西太平洋附近海域)由于海温偏高(信风作用将暖水向西堆积),其上空的大气上升运动很强,对流活动旺盛,有利于台风生成。
然而在”厄尔尼诺“年,上述海域的海温则较常年偏低(反而是东太平洋海温异常偏高),因而大气上升运动也将有所减弱,导致该地区对流活动受到抑制。对流活动减弱后,西太平洋提供给大气的热量和水汽减少,不利于形成台风形成所需的低层辐合和强上升运动等大气环流条件。所以,一般而言,在厄尔尼诺年,西太平洋台风生成数量偏少。
另外,由于有利于台风生成的温度偏高的海水在“厄尔尼诺”年东移,也就是台风生成的位置偏东,也就是说“不利于”台风登陆我国(更容易向北转向。当然如果经过长途跋涉而来的台风发展充分,也有可能更加强大),那么登陆我国的台风数量也相对较少了(见下表)。
表 1951 ~ 2016 年厄尔尼诺/拉尼娜事件时期登陆中国与华南地区的台风数
资料来源: 王文秀 林燕丹等.1951 ~ 2016 年厄尔尼诺 /拉尼娜事件对登陆华南地区台风的影响
另外有研究(Wu 等[Workshop on the Network System for Monitoring,2008])用1951—1997年台风资料分析得到,厄尔尼诺年登陆广东初台偏晚。类似今年登陆广东的初台“泰利”比常年晚了20多天。
也就是说,如果是“厄尔尼诺”年,一般影响我国华南的台风偏少、偏强、偏晚。
(2)对降水的影响:华南地区降水偏多?!
有研究(胡娅敏等,2017)指出,厄尔尼诺发展年,广东冬春降水明显偏多。历史上著名的厄尔尼诺年广东省均发生许多暴雨洪涝、高温和干旱等极端自然灾害(《广东省灾害大典》) 。尤其是2014—2016年的一次超强厄尔尼诺事件。期间的2015年秋、冬季,我国长江以南大部降水偏多,冬季华南地区(广东、广西、海南3省区) 平均降水量达历史第1,较常年偏多1. 6倍以上,广东省偏多2. 2倍!
而1998年的发生在我国的大洪水,一般认为也是由上个世纪最强的“厄尔尼诺”事件造成的。
97-98年的“厄尔尼诺”是上世纪有记录最强事件
见附属资料:尼诺指数
下图是美国哥伦比亚大学IRI研究所的在“厄尔尼诺”影响下的降水异常分布,绿色指降水偏多(湿)、淡黄色为偏少(干)。图中也可见,我国华南沿海在冬春季(11月-2月)降水偏多。
也就是说,如果是“厄尔尼诺”年,一般而言我国华南地区降水偏多。
应该说,降水的异常对各种经济农作物的产量影响明显,从而对相关农产品价格产生较大影响。例如,从上图可见:“厄尔尼诺”年整个东南亚地区、巴西地区的降水偏少,再加上较高气温,这两个因素可能会抑制咖啡产量......
“厄尔尼诺”的影响本身非常复杂,很难准确全面表述其正真影响。不过有两点是比较确信的:
在全球气候变化背景下,极端灾害事件发生的概率越来越大!
全球的经济社会发展受自然灾害的影响越来越敏感!
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