2015年厄尔尼诺为什么比1997年弱?

                           杨学祥，杨冬红

图1 2015年9月30日、2015年10月7日和2015年10月14日厄尔尼诺3,4区厄尔尼诺指数同为2.4（周均值），2015年10月21日厄尔尼诺3,4区厄尔尼诺指数同为2.5（周均值），2015年10月要达到1997年10月月均值2.64，几乎没有可能。除非2015年10月28日厄尔尼诺3,4区厄尔尼诺指数都超过3.28（周均值）

http://www.weatherzone.com.au/climate/indicator_enso.jsp?c=nino34

2014年3-5月，世界气象组织和各国著名气象机构纷纷预测2014年7月将发生最强厄尔尼诺，使2014年成为最热年。

我在2014年5月4日指出，最强厄尔尼诺不会重演。

按照日食-厄尔尼诺系数理论，连续多次日食发生在两极，易发生厄尔尼诺事件。1999年林振山等人给出2014-2015年日食-厄尔尼诺系数累计值为12，有利于2015年厄尔尼诺事件发生。依据同一原理，赵得秀认为，2014-2015年将发生强厄尔尼诺事件。这一数据与1997-1998年发生最强厄尔尼诺的条件相同。

除此之外，1995-1997年和2014-2016都是月亮赤纬角最小值时期。这两个重要的相同点使它们有许多相似之处。

但是，1997-1998年与2014-2015年比较有一个重要的不同点：前者处于1977-1999年拉马德雷暖位相时期，厄尔尼诺得到增强；后者处于2000-2030年拉马德雷冷位相时期，厄尔尼诺受到抑制。因此，2014-2015年发生的厄尔尼诺要比1997-1998年厄尔尼诺弱很多，最大的可能是发生在2015-2016年。

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据计算，7月30日-11月6日为地球自转减速阶段，有利于拉尼娜的形成。日本气象厅预计厄尔尼诺现象可能只有到9月到11月期间某个时间出现，这一预测也缺乏根据。2014年11月18日-2015年1月23日为地球自转加速阶段，有利于厄尔尼诺的形成，厄尔尼诺在2014-2015年冬季形成的可能性最大。

我在6月21日指出，厄尔尼诺3区自2014年5月中旬海温异常超过0.5℃，目前超过1℃，进入厄尔尼诺状态，如果持续到11月，将形成一次厄尔尼诺事件。

不过，4月9日-7月28日地球自转加快有利于厄尔尼诺发展时期已过去大半，9月南极半岛海冰达到最大值，将加强秘鲁寒流，不利于厄尔尼诺发展；7月30日-11月6日为地球速度减慢时期，不利于厄尔尼诺发展，8月形成厄尔尼诺的预测还是阻力重重，除非9月南极半岛异常变暖。

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判断最强厄尔尼诺发生条件的重要标准是拉马德雷现象（亦称太平洋十年涛动，英文缩写为PDO）的位相变化：在拉马德雷暖位相，厄尔尼诺得到增强，拉尼娜受到抑制；目前处于拉马德雷冷位相，厄尔尼诺受到抑制，拉尼娜得到增强。在西班牙语中，厄尔尼诺是圣婴，拉尼娜是圣女，拉马德雷是母亲。1951年以来，全球共发生了2次极强厄尔尼诺事件，分别为1982年到1983年事件，以及1997年到1998年事件，都处在1977-1999年拉马德雷暖位相时期。2000-2030年为拉马德雷冷位相时期，发生最强厄尔尼诺的可能性很小。

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谁的预测更准确？

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自20世纪70年代晚期以来，北极每年丢失了53900平方千米的冰；南极每年增加了18900平方千米的海冰。今年9月19日，自1979年以来南极洲的海冰结冰区域首次超过了2000万平方英里，根据国家冰雪数据中心（NSIDC）这样显示。这一基准的结冰程度持续保持了几天。1981年至2010年间平均最大的结冰范围为1872万平方千米。

今年单日最大结冰量发生在9月20日，据国家冰雪数据中心的数据显示。在这一天海冰覆盖面积为2014万平方千米。今年五天平均最大结冰量发生在9月22日，海冰覆盖了2011万平方千米。

http://www.weather.com.cn/climate/2014/10/qhbhyw/2209601.shtml

2014年9月末南极海冰面积达到最大值，是阻碍厄尔尼诺现象发展最主要的因素。

在短周期的气候变化中，德雷克海峡中的海冰进退关系重大。一个可能的模式是：南极半岛海冰增多使西风漂流在德雷克海峡受阻，导致环南极大陆水流速度变慢和南太平洋环流速度变快，部分受阻水流北上，加强秘鲁寒流，使东太平洋表面海水变冷，加强沃克环流，形成拉尼娜事件，增强赤道太平洋热流与南极环流的热交换，增温的南极环流使南极半岛的海冰减少；南极半岛的海冰减少使德雷克海峡水流通量增加，导致环南极大陆水流速度变快和南太平洋环流速度变慢，部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡，使秘鲁寒流变弱，使东太平洋表面海水变暖，减弱沃克环流，使堆积在太平洋西部的暖水东流，形成厄尔尼诺诺事件，减弱赤道太平洋热流与南极环流的热交换，降温的南极环流使南极半岛海冰增加。这就是德雷克海峡的海冰变化调控全球气候变化的机制，我们称之为南极环大陆德雷克海峡海冰的气候开关效应(图1) 。

同样，非洲海冰开关可控制南大西洋的海洋环流，澳大利亚海冰开关可控制印度洋的海洋环流。由于德雷克海峡通道狭窄，海冰开关的控制效果更为显著。

 图1全球气候的三个海冰启动开关示意图

图2 给出了厄尔尼诺3区在2014年7-10月海温异常变化，显示7月末海温开始下降，8月出现负值，8-10月低于厄尔尼诺标准，与8-9月南极海冰逐渐达到最大值相对应。

图2 厄尔尼诺3区2014年3月至2015年2月海温异常变化

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表1  日食- 厄尔尼诺系数及其预测（据林振山等^[12]，1999）

日食时间   中午见食纬度   日食中心区     r_i      R₁      R₂     预测（实况）

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）

2000-02-05     p             极区        3

2000-07-01     p             极区        3

2000-07-31     p             极区        3

2000-12-25     p             极区        3       12     14  极强厄尔尼诺（未发生）

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  (未达到最强)

图1-2和表1的数据表明，日食- 厄尔尼诺系数并不能唯一的确定厄尔尼诺的强度，必须有南极半岛海冰变化的共同配合。1997-1998年最强厄尔尼诺是日食-厄尔尼诺系数得到南极半岛海冰配合最典型的例子，2000年厄尔尼诺没有发生是日食-厄尔尼诺系数没有得到南极半岛海冰配合最典型的例子，2015-2016年厄尔尼诺没有达到最强标准是日食-厄尔尼诺系数没有得到南极半岛海冰配合最典型的例子。

我们多次指出，2015年9月南极半岛海冰面积最大值将导致2015年最强厄尔尼诺预测泡汤。

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1997-1998年最强厄尔尼诺的发展过程与2000年、2015年对比：

1996年9月21日南极半岛海冰面积最小值

1997年9月23日南极半岛海冰面积最小值

1998年9月22日南极半岛海冰面积最大值，此次厄尔尼诺在6月结束，拉尼娜形成。

1999年9月21日南极半岛海冰面积最大值，支持拉尼娜发展。

2000年9月23日南极半岛海冰面积最大值，厄尔尼诺没有形成。

2013年9月23日南极半岛海冰面积最大值。

2014年9月22日南极半岛海冰面积最大值，厄尔尼诺没有形成。

2015年9月21日南极半岛海冰面积最大值，阻碍最强厄尔尼诺发生。