之前我们讲过厄尔尼诺和拉尼娜跟中国异常气候的关系，两者及其大气影响，合称ENSO循环，从20000公里外就可以影响中国是南涝北旱还是北涝南旱。在经历了三年拉尼娜之后，按国家气候中心的预测，今年很可能是厄尔尼诺年。今年1月至3月Nino3.4指数平均值为-0.4℃因此“三重”拉尼娜在2023年春季之前结束▼
ENSO作为一个非常庞大的模型，从一种状态转向另一种状态是非常复杂的，而当前这个过渡阶段就是一个绝佳的案例，能让我们认识到其中的细节和复杂性。今天我们就来仔细讲讲今年的厄尔尼诺。
众所周知，“厄尔尼诺”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。偏暖还是偏冷，需要一个基准，也就是“常年平均值”，一般用1981-2010年或1991-2020年的数据。选取5°S-5°N，170°W-120°W这个范围的平均海表温度，作为检测冷暖的标准，这里也被称为Nino3.4区，非常重要，后边我们还会提到。而所谓“持续偏暖”，往往要维持6-24个月。比如“厄尔尼诺”在第一年的北半球夏天发展壮大，到了冬天达到他的顶峰，之后不断衰减，在第二年的春夏季结束，但也有可能维持2-3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，ENSO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。这种转变绝不是无缘无故的，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，并导致信风进一步减弱，形成正反馈，厄尔尼诺由此形成。厄尔尼诺作为全球最显著的海温异常信号，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。比如，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，而且东北低涡会比较活跃，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，厄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、靠南的副热带高压，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水，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，都出现在厄尔尼诺次年的夏季，真的是不可不防。但我们也不用过于担心，厄尔尼诺每次都有所不同，具体到今年这次，我们会发现其发育得并不那么顺利。这是5月中旬的全球海表“距平温度”，黄色红色是偏暖，蓝色是偏冷。放大看，这个范围（下图绿框）就是“赤道中东太平洋”，东太平洋的南美沿海已经热得发黄了，看上去妥妥的厄尔尼诺，但更重要的是这个区域（橙色框），也就是Nino3.4区，这里的变暖趋势还不明显，说明厄尔尼诺还没发展起来，在中太平洋遭遇了“某种阻击”。今年的Nino3.4区，看起来似乎离厄尔尼诺还有点距离▼这个中太平洋非常重要，是厄尔尼诺能否完全发育的关键战场。这张图，是五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℃。但与此同时，我们会发现在160°W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，但中太平洋这一带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儿，向西送温暖这活儿，你不干我干。为什么会出现这种状况？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，本来这里的信风是要罢工的，又被这个北美因素鞭策了一把，开始打卡上班儿送温暖，果然一切责任全在北美方面。所以，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，由于中太平洋一阻碍，厄尔尼诺事件的发展速度可能明显放缓。毕竟，要成长为一个完整的厄尔尼诺，除了表层水温偏高，还需要“信风显著减弱”、“温跃层和沃克环流向东转移”这两个重要标志，目前这俩还不具备，所以这次厄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年内的厄尔尼诺事件，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，今年这次就明显属于发育比较晚、位置偏东的类型。对于这种偏晚偏东的厄尔尼诺，容易导致“西太副高”偏东偏弱，在其影响下，今年夏季前期将主要是“南涝北旱”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，雨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。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。这个说法靠谱么？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℃这个振幅，但在一百多年里，全球气温其实呈现出一种“进两步退一步”，不断叠加的升温节奏，站在前辈高温的基础上，如果这次厄尔尼诺发展壮大，确实可能一代更比一代热，刷新1880年以来的最高均温。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娜期间的极端高温，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。而且这些预测也要综合几个月后太平洋的观测数据，才能更加准确。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，他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。
今天周二，
五月初十。
凭时间赢来的东西，
时间肯定会为之作证。
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2023-06-27 11:00:35
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