2014年4月15日,總部位于瑞士日內(nèi)瓦的世界氣象組織(World Meteorological Organization,WMO)發(fā)布了一則新聞公告:今年2月以來,赤道太平洋海水溫度上升,已經(jīng)達到厄爾尼諾先兆的程度,預(yù)測今年可能會出現(xiàn)厄爾尼諾現(xiàn)象,并很有可能成為自1998年以來最嚴(yán)重的厄爾尼諾年?;蛟S很多人都對1998年中國南方特大洪澇災(zāi)害記憶猶新,其實厄爾尼諾帶來的危害遠不止于此,東南亞的持續(xù)干旱并由此導(dǎo)致的森林大火,也與此密不可分。
1998年夏中國長江流域的衛(wèi)星照片。(圖片:NOAA)厄爾尼諾這個詞,以其古里古怪的發(fā)音、不明覺厲的內(nèi)涵,莫名傳唱于人民群眾茶余飯后的交談中,讓其他生僻冷門的氣象專業(yè)詞匯羨慕嫉妒恨。不過厄爾尼諾到底是什么,今年的厄爾尼諾又會帶來什么毀滅性的后果嗎?
厄爾尼諾(El Ni?o)來自于西班牙語,原本的含義是“圣嬰”。要解釋清楚厄爾尼諾現(xiàn)象,得先從秘魯漁場說起。
沿著南美洲西岸(也就是太平洋東岸)有一條秘魯寒流(Peru Current),也叫洪寶德寒流(Humboldt Current)。它從南緯45°附近一路向北,流到赤道的加拉帕格斯群島一帶,為太平洋東岸帶來了大量冷水。這些北上的冷水使得下層海水?dāng)y帶著硝酸鹽、磷酸鹽等營養(yǎng)物質(zhì)向上翻涌,浮游生物由此可以大量繁殖,這為冷水魚類(如沙丁魚、鱈魚等)提供了豐富的餌料。由此,這里形成了秘魯漁場,全球最著名的大漁場之一。
秘魯寒流 (圖片:Wiki Commons)19世紀(jì)初,生活在秘魯漁場沿岸(如厄瓜多爾、秘魯?shù)任靼嘌勒Z國家)的漁民們觀測到一個奇怪的現(xiàn)象:有時候,在10月到下一年3月期間,沿著海岸會出現(xiàn)一條暖流,使海水溫度明顯升高,這會把秘魯漁場中的冷水魚類統(tǒng)統(tǒng)熱死,漁民們就只好破產(chǎn)了!
這種現(xiàn)象每隔上幾年就會重演一次,苦逼的漁民們無法從科學(xué)上解釋,又因為它總是在圣誕節(jié)前后發(fā)生,就把它理解為上帝之子“圣嬰”在發(fā)怒,降下天災(zāi)。
到20世紀(jì)60年代后期,氣象學(xué)家們開始注意到這種赤道東太平海水變暖的異常現(xiàn)象,并沿用了“厄爾尼諾”這個稱呼。他們普查了二戰(zhàn)后30多年的氣象資料,發(fā)現(xiàn)每當(dāng)爆發(fā)全球性大規(guī)模的天氣災(zāi)難時,都對應(yīng)著厄爾尼諾現(xiàn)象的發(fā)生。于是,針對厄爾尼諾以及它與全球氣候異常聯(lián)系的研究,在氣象科研界蓬勃展開,至今仍然是各國氣象研究的熱點,還存在很多爭議和未解之謎。
大家也許會覺得奇怪,厄爾尼諾只不過是一個不大的區(qū)域里海水溫度的變化而已,為什么竟然能對全球那么大范圍、那么多遙遠地區(qū)的天氣狀況產(chǎn)生影響呢?
氣象界有句話,叫“海氣不分家”,就是說,雖然天氣看起來只是“天”的事兒,但它實際上受到海洋狀況的極大影響,海-氣相互作用是氣象研究中非常重要的一環(huán)。更全面地說,那就是“海陸氣生人不分家”——海洋、陸地、大氣、生物圈、人類活動都在互相影響。
厄爾尼諾就是海-氣間互相作用的一個典型例子。
正常情況下,赤道附近的西太平洋海水溫度較高,東太平洋海水溫度較低。于是在西太平洋上,空氣受熱上升;而在東太平洋上,空氣冷卻下沉。這就在熱帶太平洋上空形成了一個環(huán)流圈,空氣從西太平洋上升,在高空向東輸送,到東太平洋以后下降,在低空向西輸送形成赤道東風(fēng),回到西太平洋,周而復(fù)始。這個環(huán)流圈叫做沃克環(huán)流(Walker Circulation),大家可以從中看出,海水溫度的變化對于大氣有重要的驅(qū)動作用。
正常年份下的沃克環(huán)流 (圖片:NOAA/PMEL/TAO)而當(dāng)厄爾尼諾發(fā)生時,東太平洋的海水變溫暖,本來冷卻下沉的空氣被削弱了,太平洋東西兩側(cè)的溫度差值變小,整個沃克環(huán)流的強度也會減弱。不僅如此,沃克環(huán)流原本上升和下沉的位置也會發(fā)生偏移,原本在西太平洋的上升中心移動到了中太平洋,赤道東風(fēng)隨之變?nèi)?,并向東撤退。
厄爾尼諾發(fā)生時的沃克環(huán)流 (圖片:NOAA/PMEL/TAO)
這種大型環(huán)流的變化,會對全球的天氣-氣候都產(chǎn)生影響。在這里無法全面地列舉出來,只舉一個最直觀的例子:
正常情況下,沃克環(huán)流在西太平洋上升,產(chǎn)生了對流,水汽被抬升,凝結(jié)成雨,所以西太平洋降水非常豐富;而東太平洋則是沃克環(huán)流下沉的地區(qū),云雨不容易產(chǎn)生,盛行晴朗天氣。
而當(dāng)厄爾尼諾發(fā)生時,沃克環(huán)流被削弱了,西太平洋原本成云致雨的條件一定程度上來說遭到了破壞,降水減少,形成大范圍干旱,引發(fā)大規(guī)模森林大火等;而東太平洋的降水反而增多了,可能發(fā)生洪澇、河水猛漲、河堤決口等災(zāi)難。
1982年4月-1983年7月的那次厄爾尼諾非常嚴(yán)重,東太平洋的海溫比平時高出4-5℃,圣誕節(jié)前后,原本棲息在圣誕島上的一千多只海鳥神秘失蹤,接著秘魯境內(nèi)普降大雨、洪水泛濫,全世界約有1300-1500人因此喪生,經(jīng)濟損失近百億美元。1997-1998年也有類似情況發(fā)生,東太平洋海溫升高了3-4℃,美洲持續(xù)暴雨而東南亞持續(xù)干旱,在我國也發(fā)生了98特大洪澇災(zāi)害……
不過這里需要說明的是,厄爾尼諾對于全球氣候的影響非常復(fù)雜,上面只是一個最簡單的例子。實際上當(dāng)厄爾尼諾發(fā)生的季節(jié)不同、海域不同、持續(xù)時間不同時,對天氣-氣候的影響都有很大差異,這也正是對厄爾尼諾研究的困難所在。
既然厄爾尼諾如此恐怖,那有沒有什么辦法可以提前進行預(yù)測呢?
現(xiàn)在,人類對于海洋和大氣的氣象監(jiān)測已經(jīng)逐漸完善,并研究出各種指數(shù)來描述厄爾尼諾,比如南方濤動指數(shù)指數(shù)(South Oscillation Index,常簡寫為SOI指數(shù))、信風(fēng)指數(shù)和向外長波輻射指數(shù)(Outgoing Long-wave Radiation,常簡寫為OLR指數(shù))等。
依靠各種數(shù)值模式(盡管不同模式的結(jié)果會有所差異),可以對厄爾尼諾現(xiàn)象作出大致的預(yù)報。本文篇首所提到的WMO對厄爾尼諾的預(yù)測,就是基于今年2月以來赤道太平洋海域信風(fēng)的減弱和海水溫度的上升,以及數(shù)值模式的預(yù)報結(jié)果,而得出的結(jié)論。
如果這般強度的厄爾尼諾真的如期而至,那我國一定會受到很大影響,比如暖冬、北方干旱而南方洪澇、東北夏季低溫、臺風(fēng)登陸減少等。但是具體哪些地區(qū)會受到直接影響,發(fā)生的氣象災(zāi)害會有什么樣的強度,目前還沒有辦法給出定論。
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