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2015年厄尔尼诺和2016年拉尼娜：发生原因解析
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2015年厄尔尼诺和2016年拉尼娜：发生原因解析
杨学祥，杨冬红
（一）、网友的分析
[2547]zecrio 2015-8-22 15:47
这个网站所描述的是未来一年SSTA（赤道太平洋水平海表温度趋势预测图），其中预报了2015年10月、2016年1月、2016年4月和2016年7月赤道太平洋海表水温趋势预测，上面两张图左侧是2015年10月太平洋海表温度图，厄尔尼诺持续偏强，暖水中心达到+2.5度，上边右侧2016年1月太平洋海表温度图显示厄尔尼诺仍然明显偏强，但暖水从赤道东太平洋已经移动到中太平洋，暖中心为+3度，但是随着暖水中心从东太平洋移动到中太平洋也标志着厄尔尼诺进入衰减阶段。到了下边左图，2016年4月厄尔尼诺强度大大减弱，海水温度下降了4度左右，厄尔尼诺已接近结束，到了下边右图，2016年7月份，赤道太平洋中东部暖水（红色）全部消失并被深蓝色冷水取代，中心达到-1--2度，拉尼娜出现。由此可见在2016年2月-6月太平洋海水温度将出现激烈的变化，海水降温速度将极快。与1998年和2010年同一时期完全相同。强拉尼娜2016年7月出现再次得到印证。我们耐心等待。
删除回复 [2546]zecrio 2015-8-22 15:31
这个网站所描述的未来一年厄尔尼诺、正常海温以及拉尼娜爆发概率图，也是中国气象局预测的结果，图中红色方柱为厄尔尼诺爆发几率，绿色为正常海温出现几率，蓝色为拉尼娜爆发几率，，可见在2015年8月-4月厄尔尼诺占据绝对主导地位（表面强厄尔尼诺此阶段将维持），到2016年6月厄尔尼诺开始全面下降，而正常海温及拉尼娜出现几率全面提高，到2016年7月拉尼娜爆发几率达到60%以上，比6月提高了20%，到8月预计将达到80-90%爆发几率，可见拉尼娜爆发将从2016年7月前后开始。这点毫无疑问了。
删除回复 [2545]zecrio 2015-8-22 15:23
2015年8月-2016年8月赤道太平洋海表水温沿赤道随时间的变化。。。大家注意看。在2016年4-5月以前赤道太平洋180-90W都为异常暖水控制（红色），其中2015年11-12月暖水中心120-150W之间为+3度暖中心，说明本轮厄尔尼诺在2015年11-12月发展到最强，进入2016年开始暖水明显减弱。到最上面的2016年6-7月的时候180-90W被异常蓝色冷水取代了，中心达到-2度（深蓝色），2016年7月拉尼娜将登场，已经毫无悬念了。
（二）、我们的计算
我们有理论计算得出的准确结论：
一、11月18日-1月23日（66天）为地球自转加速阶段有利于厄尔尼诺形成
如果把大气圈和海洋圈作为一个整体来计算，而不仅仅是其表层流动，那么，应用三轴椭球体转动惯量计算公式的计算结果表明，当太阳的位置由南北回归线移向赤道，岩石圈的日长增量dT =0.00027s,相当于1/3704s,它是春分和秋分时的地球自转速度小于夏至和冬至时的自转速度的原因。
当地球由远日点运动到近日点时，太阳引潮力增加10%，得日长增量dT= 0.00007s，相当于1/14286s。这使远日点的地球自转速度大于近日点的自转速度，从而使远日点处的增减速时间变长，近日点处的增减速时间变短。
应用三轴椭球壳转动惯量计算公式的计算结果表明，地球各圈层潮汐形变的规模不相同，大气圈的起伏约为465m，海洋圈的起伏大约为0.60m，固体地球的起伏约为0.20m，比例为2326：3：1，速度增量比也为2326：3：1。可以对比的是，空气、水、地壳的密度比为3：1：0.00129,是2326：3：1的倒数。当太阳的位置由南北回归线移向赤道，岩石圈的日长增量dT=0.00027s,海洋圈的日长增量为0.00081s，大气圈的日长增量为0.628s。
赤道处的地表线速度为v = 465m/s,日长T=24小时=86400s，地球的岩石圈、水圈和大气圈的线速度增量dv分别为-0.00000145m/s、-0.00000435m/s和-0.00337m/s，即地球各圈层自转减慢（见表1）。以岩石圈为参照，水圈相对减慢最少，气圈相对减慢最多。这导致赤道东风增强，赤道太平洋热水集中在西太平洋，有利于拉尼娜事件的形成，对应时间为3月末或9月末（春分3月20-22日，秋分9月22-24日，太阳在赤道面上）。
而在6月末或12月末（夏至6月21或22日，冬至12月21-23日）日月大潮发生在南北回归线附近，地球各圈层自转加快。以岩石圈为参照，水圈相对加快最少，气圈相对加快最多。这导致赤道东风减弱，赤道太平洋热水回流到东太平洋，有利于厄尔尼诺事件的形成，对应时间为6月末或12月末。
季节性厄尔尼诺现象发生在12月末的原因还在于，每年1月3日或4日为地球轨道近日点，太阳引潮力增大10.2%，与11月18日-1月23日（66天）地球自转加速阶段相对应。冬至为12月22日或23日，离地球轨道近日点1月3日或4日很近，太阳潮最强。引起的地球扁率变化也最显著。季节性厄尔尼诺现象发生在每年的12月25日圣诞节附近，就是潮汐改变地球扁率，影响地球自转、大气环流和海洋环流的最好证明。
二、2月南极半岛海冰面积最小值有利于厄尔尼诺的发生
2月是南半球夏季，南极半岛海冰面积最小值打开南极半岛德雷克海峡通道，减弱秘鲁寒流有利于厄尔尼诺的形成。
9月是南极半球冬季，南极半岛海冰面积最大值堵塞德雷克海峡海水通道，增强秘鲁寒流，有利于拉尼娜的形成。
三、海温
由于南半球的季节变化和南极半岛海冰变化的滞后效应，赤道太平洋海水在3月最暖，在9月最冷。
综合三方面的因素，可以得出如下结论：
8月至11月上旬是拉尼娜高峰期。
11月下旬至次年3月是厄尔尼诺高峰期。
厄尔尼诺事件和拉尼娜事件有明显的季节性特征，资料和研究成果的积累使我们有可能对其作科学的讨论并用于预测实践。计算数据表明，潮汐南北震荡、地球自转速度变化、南极大陆海冰变化对厄尔尼诺事件和拉尼娜事件的季节性特征均有贡献。我们可以通过厄尔尼诺和拉尼娜季节性关键节点变化的观测，发现异常，预测厄尔尼诺和拉尼娜事件的发生时间。尽管厄尔尼诺事件和拉尼娜事件的最终形成与非季节性因素相关，但季节性因素是我们观察和预测事件发生的重要依据。研究表明，厄尔尼诺事件和拉尼娜事件是南北太平洋热交换的必然产物，与三大洋能量交换密不可分。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-912434.html
（三）、厄尔尼诺和拉尼娜事件的非季节性成因：日食
1999年林振山等人提出日食造成的大气热环流机制：日食多次发生在赤道产生的大气热对流有利拉尼娜的形成，日食多次发生在两极产生的大气热对流有利于厄尔尼诺的形成，日食与厄尔尼诺现象之间存在12-24个月的位相差。根据天文数据，预测2000年、2005年、2008年、2011年、2015年和2018年发生厄尔尼诺事件[1，2]。
表1 日食- 厄尔尼诺系数及其预测（据林振山等[1]，1999）
日食时间 中午见食纬度 日食中心区 ri R1 R2 预测（实况）
1994-11-03 -36 南中纬 1 2 8
1995-04-29 -6 北赤道 -1
1995-10-24 10 南赤道 -1 -2 0 （拉尼娜事件）
1996-04-17 p 南极区 3
1996-10-12 p 北极区 3 6 4
1997-03-09 p 北极区 3
1997-09-01 p 南极区 3 6 12 （极强厄尔尼诺）
1998-02-26 6 北赤道 -1
1998-08-22 -4 南赤道 -1 -2 4 （极强拉尼娜事件）
1999-02-16 -41 中纬 1
1999-08-11 46 中纬 1 2 0 （极强拉尼娜事件）
2000-02-05 p 极区 3
2000-07-01 p 极区 3
2000-07-31 p 极区 3 （极强拉尼娜事件）
2000-12-25 p 极区 3 12 14 极强厄尔尼诺（未发生）
2001-06-21 -12 低纬 -1
2001-12-14 1 赤道 -2 -3 9 （极强拉尼娜事件）
2002-06-10 35 中纬 1
2002-12-04 -40 中纬 1 2 -1 （弱厄尔尼诺）
2003-05-31 60 高纬 1.5
2003-11-23 -51 中纬 1 2.5 4.5
2004-04-19 p 极区 3
2004-10-14 p 极区 3 6 8.5
2005-04-08 -16 低纬 -1
2005-10-03 18 低纬 -1 -2 4 弱厄尔尼诺（未发生）
2006-03-29 29 中纬 1
2006-09-22 -27 中纬 1 2 0 （弱厄尔尼诺）
2007-03-19 p 极区 3
2007-09-11 p 极区 3 6 8 （拉尼娜）
2008-02-07 p 极区 3
2008-08-01 p 极区 3 6 12 厄尔尼诺（未发生）
2009-01-26 -26 中纬 1
2009-07-22 25 中纬 1 2 8 （厄尔尼诺事件）
2010-01-15 3 赤道 -1
2010-07-11 -22 中纬 1 0 2 拉尼娜（发生）
2011-01-04 p 极区 3
2011-06-01 p 极区 3
2011-07-01 -64 高纬 1.5 （弱拉尼娜事件）
2011-11-25 p 极区 3 10.5 10.5 厄尔尼诺（未发生）
2012-05-20 49 高纬 1.5
2012-11-13 -41 中纬 1 2.5
2013-05-10 2 赤道 -1
2013-11-03 4 赤道 -1 -2 0 弱拉尼娜事件
2014-04-29 p 极区 3
2014-10-23 p 极区 3 6 4
2015-03-20 p 极区 3
2015-09-13 p 极区 3 6 12 厄尔尼诺（发生）
2016-03-09 12 低纬 -1
2016-09-01 -2 赤道 -1 -2 4 拉尼娜事件
2017-02-26 -37 中纬 1
2017-08-21 38 中纬 1 2 0
2018-02-15 p 极区 3
2018-07-13 p 极区 3
2018-08-11 p 极区 3 9 11 极强厄尔尼诺
注：原文表的数据从1948年开始。
统计规律表明，日食-厄尔尼诺系数小于-1将发生拉尼娜事件；大于10将发生厄尔尼诺事件。林振山等人根据计算结果预测，2005年发生弱厄尔尼诺，2008、2011、2015年发生较强的厄尔尼诺，2018年发生极强的厄尔尼诺，误差在1-2年。我们预测，2005、2010、2013、2016年将发生拉尼娜事件。
实际的情况是，2000年没有发生极强厄尔尼诺事件，2002年和2006年发生了弱厄尔尼诺事件，2009年发生了中等强度的厄尔尼诺事件，与预测年份在估计的误差范围之内。2007年发生拉尼娜事件，2010年和2011年发生强拉尼娜事件，在预测的误差范围之内。
2000年进入拉马德雷冷位相时期，增强拉尼娜事件，减弱厄尔尼诺事件，使厄尔尼诺事件的发生比预测后延1-2年，强度减弱；使拉尼娜事件逐渐加强，并在当年发生，时间延长。根据这一规律，原来预测的厄尔尼诺年2011、2015、2018年可能后延到2012、2016、2019年，而2013、2016的拉尼娜事件可能在当年发生。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-591106.html
（四、综合结论
受2015年3月20日日食在极区的影响，2015年3月厄尔尼诺已经发生。受2015年9月13日日食在极区的影响，2015年厄尔尼诺在9月下旬至12月末逐渐达到高潮。2015年9月南极半岛海冰最大值的影响必须及时监测，异常变小将增强厄尔尼诺，异常增大将减弱厄尔尼诺并导致其消亡。
如果2016年2月南极半岛海冰面积最小值异常变小，2015年11月下旬至2016年3月是厄尔尼诺高峰期。
受2016年3月9日日食在低纬的影响，2016年3月厄尔尼诺开始减弱。受2016年9月1日日食在赤道的影响，2016年拉尼娜在9月至11月末逐渐达到高潮。
如果2016年9月南极半岛海冰面积最大值异常变大，2016年8月至11月上旬是拉尼娜高峰期。
郑飞教授的预报与我们的理论计算结果大致相同。
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https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-915565.html
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