超级灾害链及其预测：疫情之后武汉可能还有长江巨洪威胁?

       我们在2007年中国首届灾害链学术研讨会论文集上指出，近期科学研究的一系列成果揭示了冷气候、台风、强潮汐、禽流感世界大流行和强震相互对应的规律和物理机制，对气候及其相关灾害的预测有重大科学意义。规律表明，在拉马德雷冷位相时期，全球强震、低温、飓风伴随拉尼那、禽流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈。印尼地震海啸发出了自然界对人类的警告：拉马德雷冷位相时期的灾害链已经启动，人们必须有所准备。8年的科研实践正在验证这一理论预测。 
       2016-2020年气象灾害、地质灾害和经济灾害进入集中爆发时期，对京津冀地区发展有重大影响，我们称之为气象-地震-经济超级灾害链。

       2016年和2020年可能发生长江巨洪 

       冯利华和陈立人在2001年指出，形成长江3次巨大洪水有4个遥相关因子：（1）太阳黑子活动的磁周期转变年前后（1913，1933，1954，1976，1996，2020年）；（2）厄尔尼诺事件，（3）青藏高原南部7级以上大震；（4）青藏高原大雪。 

       1931、1954和1998年具备了三个以上条件，因此出现了20世纪长江的三次巨洪。1976年也是太阳黑子活动的磁周期转变年，尽管1976年是厄尔尼诺年，但在1976年青藏高原南部未发生大震，故长江1977年未出现巨洪。根据以上认识可以推断，在2020年（太阳黑子活动的下一个磁周期转变年）前后，如果3个因子的出现时间互相重叠，那么长江有可能发生21世纪第一次巨洪。 2015年发生了厄尔尼诺，2015年4月25日尼泊尔发生了8.1级地震，但是，2015年不是太阳黑子活动的磁周期转变年，按照长江巨洪的3因子标准，2015年不会发生类似1998年的长江巨洪。 
       用以上认识去验证19世纪的长江巨洪就不能完全符合历史事实。如19世纪排在第一位的长江巨洪出现在1870年，尽管1868-1869年发生了厄尔尼诺事件，并且1869年1月10日缅甸发生了7-8级以上的大震，但该年不是太阳黑子活动的磁周期转变年（谷年），而是太阳黑子活动的峰年。 不过，如果把第一个因子的限定条件放宽为在太阳黑子活动的峰谷年前后（已有的研究表明，在太阳黑子活动的峰谷年前后，长江容易出现洪水），那么该年还是具备了长江发生巨洪的3个因子。这一判定标准可称之为长江巨洪新3因子。 
       我们在2015年10月28日指出，2015年发生了强厄尔尼诺，2015年4月25日青藏高原南部的尼泊尔发生了8.1级以上大震，2015年10月26日阿富汗东北部发生7.8级强烈地震，2014年为太阳黑子活动的峰年，这完全符合长江巨洪新3因子的标准，2016年有可能发生类似1870年的长江巨洪。

      有评论说，对于长江流域而言，存在着这样一个事实：每逢大规模洪水爆发的前一年，都恰好是厄尔尼诺现象的高潮之年。例如，1998年长江流域特大洪水就发生在一次超强厄尔尼诺之后。2020年，长江沿岸迎来了自1961年以来的最强降雨，滔天洪水至今令人印象深刻。然而奇怪的是，2019年并不是厄尔尼诺的兴盛期，换句话说：2020年那场洪水来得出人意料......

       那么，2020年的长江大洪水源起何由？美国圣地亚哥加州大学斯克里普斯海洋学研究所的研究人员通过建模发现，中国2020年那场“莫名”的大洪水可能缘起于2019年创纪录的印度洋偶极子正位相事件，而非传统的厄尔尼诺事件。研究结果发表在3月8日的PNAS上。

       实践表明，2019年创纪录的印度洋偶极子正位相事件可以代替厄尔尼诺，成为判定长江巨洪的三因子之一。

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威胁超过厄尔尼诺？2020年长江洪水爆发，印度洋偶极子难辞其咎！

原创 朱张 环球科学大观 4月18日

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你可能不知道，印度洋正在成为引发我国长江流域极端灾害的重要“威胁”......

对于长江流域而言，存在着这样一个事实：每逢大规模洪水爆发的前一年，都恰好是厄尔尼诺现象的高潮之年。例如，1998年长江流域特大洪水就发生在一次超强厄尔尼诺之后。2020年，长江沿岸迎来了自1961年以来的最强降雨，滔天洪水至今令人印象深刻。然而奇怪的是，2019年并不是厄尔尼诺的兴盛期，换句话说：2020年那场洪水来得出人意料......

那么，2020年的长江大洪水源起何由？美国圣地亚哥加州大学斯克里普斯海洋学研究所的研究人员通过建模发现，中国2020年那场“莫名”的大洪水可能缘起于2019年创纪录的印度洋偶极子正位相事件，而非传统的厄尔尼诺事件。研究结果发表在3月8日的PNAS上。

研究人员发现，2020年的长江洪水最初于2019年秋天显现出端倪。当时，印度洋西部靠东非海岸区域异常温暖，高温表层海水比正常情况下厚约70米，而印度洋东部靠近印度尼西亚周围的水域异常寒冷，这种印度洋东部和西部海表温度的巨大差异，就是强正位相印度洋偶极子（Positive Indian Ocean Dipole, pIOD）事件。做个简单的类比，印度洋偶极子（IOD）可以看作是发生在印度洋的厄尔尼诺-拉尼娜现象，但对中国的影响很可能更大！

2019年的pIOD事件引发了从中国到日本的东亚地区的一系列强暴风雨带，暴风作用在海面以下产生了罗斯比海浪，这种内部的“海水整体涌动”从西到东以缓慢的速度横穿整个洋盆，持续时间长达数百天，因此2019年秋天的印度洋偶极子的影响一直持续到2020年。

印度洋西部异常厚的高温海表水威力十分强大，导致在2020年夏季之前印度洋一直维持着变暖的趋势。印度洋的变暖迫使印度西北太平洋地区对流层下部的反气旋异常，进而加剧了东亚上空的西风急流，导致2020年长江流域夏季出现大量强降雨，最终酿成滔天洪灾。

通过海洋-大气过程耦合，2019年pIOD事件对印度洋盆周围地区的气候和环境产生了重要影响，致使印度洋周边大陆极端灾难性事件频发。除了给中国带来极端洪灾，还导致了澳大利亚的降水明显减少，引发严重干旱，致使2019年9月澳大利亚爆发世纪森林大火，持续数月之久；

在东非沿岸一带造成降水量增加，而彼时正值蝗虫幼虫大量长成的季节，充足的水分加之土地环境良好的自然条件，引发了2019年12月爆发在东非的“蝗虫瘟疫”事件，蝗虫大军甚至一路向东蔓延至印度各省。

显然，单纯的太平洋厄尔尼诺或拉尼娜现象已经无法为我们提供有价值的气候预测。通过15年的观察，研究人员确定了印度洋变暖和明显的大气环流等区域气候模式的存在，确认在没有强大厄尔尼诺现象的条件下也可能触发这些区域的极端气候模式，加剧东亚地区的季风降雨。显然，比太平洋小得多的印度洋同样可以自行催生气候变化。

这一研究为预测印度洋周边国家的气候趋势提供了一种新方式，而且可以预测洪水的发生，有助于为印度洋周围和内陆数十亿人提供气候灾难的预测。这项研究还显示出了海洋盆地相互作用的重要性，这意味着气候预测不应该只依赖一个地区的数据。面对日益增加的大气温室气体，借助此模型预测未来气候变化，有助于提前部署救灾工作，挽救更多的生命和财产。

责编：朱张航宇

参考文献：Historic Yangtze flooding of 2020 tied to extreme Indian Ocean conditions, PNAS, 2021, 118(12), e2022255118.

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