今年气候异常的底层地理逻辑,究竟是什么?【地球知识局】

本期视频是地球操作系统的第 14 期



两者及其大气影响形成恩索循环(enso),从2万公里外就可以影响中国,是南涝北旱还是北涝南旱。
在经历了三年拉尼纳之后,按国家气候中心的预测,今年很可能是厄尔尼诺年。

众所周知,鄂尔尼诺是指赤道中东太平洋表层水温持续且显著偏暖,拉尼娜则是持续且显著偏冷。

判断海水偏暖还是偏冷的基准:常年平均值。Nino3.4区:一般用 1981- 2010 或 1991- 2020 年的数据选取南北为 5 度,西经 120- 170 度这个范围的平均海表温度作为检测冷暖的标准。

所谓持续偏暖,往往要维持 6- 24 个月。比如鄂尔尼诺在第一年的北半球夏天发展壮大,到了冬天达到它的顶峰,之后不断衰减,在第二年的春夏季结束,但也有可能维持两到三年。
如果看今年的情况,5月初,世界气象组织表示,拉尼娜在持续三年后已经结束热带太平洋处于中性状态。

预计在 5- 8月, NESO 从中性转向厄尔尼诺的可能性会不断提高,从 60% 到 80% 是大概率事件了。
在中性状态下,赤道两侧的盛行信风会把东太平洋的表层暖水吹向西太平洋,从而在西边形成一个暖池,在东边形成一个冷舌。

东边为了补偿表层海水的缺失,深处的冷水会向上补充,从而形成西暖冬冷的局面。

这种冷暖局面导致西太平洋大气上升,东太平洋大气下沉,组成了一个海洋大气相互作用的环流圈。
但如果信风这个原动力出于某种原因突然且持续减弱怠工了,就会导致向西输送的暖水变少,暖水集中在中东太平洋,整个环流的范围也向东收缩,并导致信封进一步减弱,形成正反馈,厄尔尼诺由此形成。

厄尔尼诺作为全球最显着的海温异常信号,会在数年内逐渐影响热带海域和全球气候,对不同地区的影响可能有很长的时差。菲律宾、印尼、秘鲁就属于受厄尔尼诺影响最严重的地区,中国离得稍微远一点,但厄尔尼诺会深刻影响东亚季风,从而改变我国的晴雨冷暖。
在厄尔尼诺发展壮大的夏天,西太平洋副热带高压和夏季风的雨带都会相对靠南,而且东北低窝会比较活跃,就导致我国南方与东北的降雨偏多,而华北、中原的降雨偏少。

而在冬天的厄尔尼诺鼎盛期,通常会导致东亚大槽和西北冷空气偏弱,我国除青藏高原之外的大多数地方会更加温暖,

但厄尔尼诺和暖冬的相关性较小,不能完全说厄尔尼诺年就一定是暖冬。

到了第二年夏天,鄂尔尼诺已经逐渐衰退,但此时对中国的影响反而最加猛烈。

热带太平洋虽然没那么热了,但热带印度洋受其影响,水温仍然比较高。
从地图上看,热带印度洋其实比热带太平洋离中国南方更近,水温偏高直接导致海水蒸发量变多,输送到我国的水汽也就变多了。

同时还会通过多条路径激发出异常稳定靠南的复热带高压,将水汽源源不断引导向长江流域,在四川盆地到长江一线形成长时间降雨,甚至引发洪涝灾害。
建国以来长江流域三次最大的洪涝灾害, 1954 年特大洪水、1998 年特大洪水、 2020 年特大洪水,都出现在鄂尔尼诺次年的夏季。
5月中旬的全球海表聚平温度,黄色、红色是偏暖,蓝色是偏冷。

这个范围就是赤道中东太平洋的南美沿岸,已经热得发黄了,看上去妥妥的厄尔尼诺。

但更重要的是,这个区域,也就是Nino3.4区。这里的变暖趋势还不明显,说明鄂尔尼诺还没有发展起来,在中太平洋遭遇了某种阻击。这个中太平洋非常重要,是鄂尔尼诺能否完全发育的关键战场。


这张图是5月中旬赤道太平洋海温的垂直剖面东西跨度相当于从科隆群岛到所罗门群岛。

西太平洋的暖水层有一部分已经转移到东部,其温跃层显著加深,直接阻止了下面冷水的补偿,加速东太平洋的增暖温度已经比平均值高了 3- 5 度。


我们会发现,在西经 160 度附近的温度线突然变得陡峭,这条线越平缓就表示东西温差越小,厄尔尼诺越强,越陡峭则厄尔尼诺越弱。所以中太平洋明显还不够暖,说明暖水主体没有进一步东移,这直接阻碍了厄尔尼诺事件的进一步发展壮大。

这背后的主要原因还是那个原动力——信风。信风减弱会导致东太平洋变暖,但中太平洋这一代的信风却意外的加强了。

风应力,传导至温跃层,阻碍了暖水层向东转移的过程。相当于东边的工友已经罢工了,中间的工友还在加班向西送温暖,这活你不干我干
我们把目光拉到靠北的北美西海岸,此时的赤道东太平洋在变暖,但北美西海岸却在变冷,还一路向西延伸到赤道中太平洋,一方面给这里降温,一方面形成了一个局部高压本。

本来这里的信封是要罢工的,又被这个北美因素鞭策了一把,开始打卡上班送温暖。果然一切责任全在北美方面。

从海洋次表层热力和动力学角度来判断, 5 月份赤道东太平洋虽然变暖,但是对中太平洋影响不大。

在 6- 7 月份,由于中太平洋的阻碍,厄尔尼诺事件的发展速度可能明显放缓,

成长为一个完整的厄尔尼诺:
①表层水温偏高
②信风显著减弱。
③温跃层和沃克环流向东转移
目前这俩还不具备,所以这次鄂尔尼诺应该不会那么顺利,虽然会在夏季形成,但发展速度应该会比预期要慢。

如果我们归纳对比最近 50 年内的鄂尔尼诺事件,会发现有春季和夏季两款类型,前者在春季就发育完全,后者就要晚很多。
今年这次就属于发育比较晚、位置偏东的类型,这种偏晚偏东的鄂尔尼诺容易导致西太富高、偏东偏弱。

在其影响下,今年夏季前期将主要是南落北旱的趋势,南方将有更多更长时间的降水,北方则是高温热浪,但到了后期,履带还是会向北扩展到华北和东北南部。
不过,厄尔尼诺事件只是影响我国气象的要素之一,如果要全面分析,还得考虑极地海冰、中高纬度海温、青藏高原积雪等一大堆问题。
另外,很多媒体在引用世界气象组织报告的时候说,在厄尔尼诺的推动下, 2023 年可能是有记录以来最热的一年。
这个说法靠谱吗?首先需要指出,在数年范围内,厄尔尼诺拉尼娜对全球平均气温的影响大约是 0. 1- 0. 2 度这个振幅。
但在 100 多年里,全球气温其实呈现出一种近两步退一步不断叠加的升温节奏。
站在前辈高温的基础上,如果这次厄尔尼龙发展壮大,确实可能一代更比一代热,刷新 1880 年以来的最高绝温,但具体到不同区域、不同时段,差别还是挺大的。

比如我国长江流域,要想重现去年三峰拉尼纳期间的极端高温,概率就极低。今年南方的重点反而是防洪,华北和西北地区则需要防范高温热浪。
如今,虽然我们对 ENSO相关的海洋大气相互作用有了更深的理解,但面对更辽阔的海域和天空,ENSO也只是其中一个子项,其他的天气系统也同样重要,它们彼此咬合、相互作用,构成了我们人类生存环境的底层地理逻辑。
我们这个系列视频的目的,也是为了从一个个子项开始搭建起地球操作系统的全貌,已经完成了北大西洋暖流、中国西北暖视化、鄂尔尼诺等十几期主题之后,还会造访青藏高原、中国南北分界线、西伯利亚解冻。