2006年南极寒流导致最强南极臭氧洞发生

                              吉林大学：杨学祥，杨冬红

2006年11月15日澳大利亚正值夏季，澳大利亚维多利亚州的部分地区却突降大雪，当地气温也出现大幅下降。造成这次降雪的主要原因是一股来自南极的寒流突然来袭。有专家认为，澳大利亚今年遭遇的反常天气，主要是厄尔尼诺效应造成的[1]。

澳大利亚地处南半球，时值春夏交接，但在10月，澳大利亚先是遭遇百年来最严重的干旱，然后又在27日开始猛降温，雪雹齐下。其中，塔斯马尼亚州两周内的温度更是从33.1℃急降至最低－6℃。塔斯马尼亚州首府霍巴特27日晚气温突然骤降至2℃，并出现大量霜雪及冰雹。霍巴特附近的威灵顿山区，气温更降至－6℃，创下41年来10月夜间最寒冷纪录。澳大利亚东南部的塔斯马尼亚岛因为这场严寒，30多年来第一次迎来了降雪[2]。南极大陆三个海冰气候开关可以解释澳大利亚的气候突变。

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据国家气候中心2006年10月海冰监测，南极海冰较常年同期以偏多为主。除别林斯高晋海附近海冰密集度较常年同期偏低20%～60%外，南大西洋西部、南印度洋西部和南太平洋西部沿60^oS的海区海冰密集度较常年同期偏高20%～60%(见图2)。由于澳大利亚海冰开关II的海冰增加，阻塞了西风漂流的通道，加强了西澳大利亚寒流，使东印度洋海水变冷。由于增加的海冰迫使西风漂流北移，澳大利亚东南部的塔斯马尼亚岛因此而遭遇这场严寒。这是澳大利亚在10月和11月遭受寒流袭击的原因，也是环南极三个“海冰开关”控制全球气候突变的证据。强潮汐激发的冷空气活动传递了冷水的能量。别林斯高晋海附近海冰密集度较常年同期偏低20%～60%。这表明，德雷克海峡海冰开关被打开，秘鲁寒流减弱，厄尔尼诺事件发生，环南极大陆环流增强，南太平洋环流减慢。由此导致东澳大利亚暖流减弱，为南极冷空气向北袭击澳大利亚东南部的塔斯马尼亚岛创造了条件（见图1）。

图1.全球气候的三个海冰启动开关示意图

 Fig.1 Sketch map of threesea-ices switches for global climate

在短周期的气候变化中，德雷克海峡中的海冰进退控制气候变化的一个可能模式是：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，加强沃克环流及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水减少；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，使部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡，造成秘鲁海流变弱和东太平洋表面海水变暖，减弱沃克环流；结果使堆积在太平洋西部的暖水东流，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，称之为南极环大陆海冰的气候开关效应（图1）。

     当南极洲的温度变冷时，存在很多海冰的德雷克通道处于封闭状态，阻塞环南极大陆的海流，加快南太平洋环流，并从向极方向连接南极洲热输送，从而使南极洲变暖；当南极洲的温度变暖时，存很少海冰的德雷克通道处于开放状态，打通环南极大陆海流，减慢南太平洋环流，并从向极方向隔离南极洲热输送，因而使南极洲变冷。如图1所示，非洲海冰开关I，澳大利亚海冰开关II和德雷克海峡开关III控制了环南极大陆海流，并从向极方向隔离或连接向南极洲的热输送，因而增加或减少在非洲、澳大利亚和南美洲西部的海洋寒流流量。因此，南太平洋海温的增加和减少在环南极三个“海冰开关”的控制下不断交替发生，与南太平洋环流速度减慢与增加相对应。

图2 南半球海冰密集度(左)及距平(右) (单位：%)  2006.10和2006.11 黄色代表海冰异常异常减少

Fig.2 Monthly Sea Ice Concentrations (left)  and Anomalies (right) in the Southern Hemisphere (unit:%)  

solid line----positive value    dashed line---- negative value   isoclines interval----20%

南极半岛海冰异常减少：南极半岛的海冰控制了的雷克海峡的海洋通道，当海冰增多时，通道堵塞导致一部分冷水北上，加强了秘鲁寒流，使东太平洋海水变冷，有利于拉尼娜形成；当海冰减少时，拓宽的通道增大流量，减弱了秘鲁寒流，使东太平洋海水变暖，有利于厄尔尼诺的形成。

     2006年南极寒流导致最大南极臭氧洞形成

南极上空的臭氧空洞在南半球8月到9月的春季期间形成并扩大。臭氧空洞最大时有2410万平方公里，几乎与2013年的峰值相当。它还远未达到曾经创下的单日最高纪录，卫星在2000年观测到的面积达到了2990万平方公里。这一状况在1998年到2006年间最糟糕，现在臭氧空洞似乎正在逐渐恢复。

https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1648242946&ver=3699&signature=PYC8LilWneFVRWAf9T1RF5LYyKo-r5pw3kHcBzWrzXgdQon5fg7DajlkhuZkMyChCWdujATf7Dw5wgJDZJWVTKWC6-6hTG3ykp-3kcAfJvbeIK*8L6tYu1*HNyVH9uws&new=1

南极臭氧洞的大小在每年的9月或10月的某个时候会出现波动并会达到最大尺寸。Copernicus Sentinel-5P卫星的任务就是观测臭氧层空洞。德国航空航天中心在对数据进行分析后确定，臭氧空洞将在2020年达到峰值，臭氧水平则将会在今年年底恢复。

在2020年10月初，该洞的面积达到960万平方英里（2500万平方公里）左右。ESA表示，这个大小跟2015年和2018年形成的黑洞的大小旗鼓相当。

随该份声明发布的一张图片显示，这个洞覆盖了南极洲的大部分地区，另外还有一段视频可以让大家观看从9月底到10月中旬的臭氧空洞变化。

可以看到，去年的臭氧空洞还非常小，但这并不意味着它已经愈合。ESA表示：“臭氧空洞大小的可变性很大程度上取决于环绕南极地区的强风的强度。”

2006年11月15日澳大利亚正值夏季，澳大利亚维多利亚州的部分地区却突降大雪，当地气温也出现大幅下降。造成这次降雪的主要原因是一股来自南极的寒流突然来袭。这也是2006年厄尔尼诺和最大南极臭氧洞形成的原因。

太阳黑子、异常寒流和厄尔尼诺与南极臭氧洞的关系

对比表1-2可以看到，太阳黑子缺席最多年份和最少年份南极臭氧洞面积排序最靠前。这表明，太阳风对南极臭氧洞的影响客观存在。太阳黑子11年周期决定太阳黑子缺席天数，太阳黑子峰值对应0缺席，如2012年和2015年（双峰值）；谷值对应最大缺席数，如2008年和2019年。

表1   2007-2019年各年份的太阳黑子缺席记录（网上资料）

表2  1993-2020年南极臭氧洞面积排序前15名记录（网上资料）

https://pic.sogou.com/d?query=%E5%8D%97%E6%9E%81%E8%87%AD%E6%B0%A7%E6%B4%9E&forbidqc=&entityid=&preQuery=&rawQuery=&queryList=&st=&did=273

表3 臭氧洞、太阳活动、异常寒流、月亮赤纬角极值、最热年、厄尔尼诺和拉尼娜对比 

        表4 股市崩盘和气象灾害

注：黑体字是笔者后加的。

http://finance.ifeng.com/a/20150825/13931633_0.shtml

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-991473.html

SARS 疫情发生的外部环境为：2000年和2002年为太阳黑子双峰年，2000-2001年发生强拉尼娜，2002-2003年发生弱厄尔尼诺。

https://www.weatherzone.com.au/climate/indicator_enso.jsp?c=nino34&p=monthly

图3  2000-2019年厄尔尼诺（红色超过0.5）和拉尼娜（蓝色低于-0.5）曲线

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1217279.html

相关文献

1950年以来拉尼娜事件与重大自然灾害

已有 1270 次阅读 2021-11-5 14:59 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

1950年以来拉尼娜事件与对应的重大自然灾害

                                                     陈伟  

【气象专家通过分析1951年以来历史上15次拉尼娜事件发现，有10个拉尼娜年我国冬季气温偏低，5个拉尼娜年我国冬季气温偏高。】
  本博主此项研究清楚表明，2008年1月中国南方雪灾/2021年2月美国南部罕见雪灾均与拉尼娜事件密切相关！
  除极端气候外，拉尼娜事件与特大洪灾、特大地震及强震事件关联紧密！
  建国以来1954年与1998年长江、淮河全流城特大洪灾均发生在拉尼娜事件期间；另外1950年淮河大洪水（超过1931年江淮大洪水1931年7月洪水期全月降雨量）/1975年淮河流域河南驻马店特大洪灾，也都发生在拉尼娜事件期间。
  1950.8.15西藏墨脱8.6级特大地震（欧亚大陆内部震级位列第一的巨震）、2011.3.11东日本9.0级巨震海啸发生在拉尼娜活动期间；2008.5.12四川汶川8.0级特大地震发生在2007.8～2008.5拉尼娜事件末期。
  此外，1955.4.14四川康定7.5级/1972.1.25台湾火烧岛8.0级/1974.5.10云南大关7.1级/1988.11.6云南澜沧7.6与7.2级双震/1996.2.3云南丽江7.0级/1999.9.21台湾南投7.6级/2017.8.8四川九寨沟7.0级等诸多强震，均发生在拉尼娜事件期间。
  目前正处于2021.10～2022年弱至中强拉尼娜活动期间，以上研究认识需引起关注重视！

    来自国家气候中心2021年10月22日最新消息，今年7月以来，赤道中东太平洋海温持续下降，预计10月进入拉尼娜状态，并于冬季形成一次弱到中等强度的拉尼娜事件。10月20日，召开的国务院常务会议指出，据预测，今年冬季北方等地区气温较常年同期偏低，可能出现极端天气。

    鉴于2020-2021年秋冬季曾出现拉尼娜事件，2021年将是“双拉尼娜年”。通常而言，受拉尼娜影响的冬季，北半球极端冷事件发生频率增加，我国中东部大部地区，气温偏低的概率比较高。通过分析1951年以来历史上15次拉尼娜事件发现，有10个拉尼娜年我国冬季气温偏低，5个拉尼娜年我国冬季气温偏高。也就是说，不是每个拉尼娜年的冬季平均气温都偏低；出现拉尼娜事件以后，我国冬季偏冷的概率确实更大一些，约是偏暖概率的两倍。另外，需要注意的是，气温偏冷不等于冷冬。“偏冷”“偏暖”只是相较于平均状况而言，而“冷冬”“暖冬”则不同，是有严格标准的。根据国家气候中心制定并于2008年正式颁布实施的《暖冬等级》国家标准和于2017年5月发布的《冷冬等级》国家标准。判定冷暖冬的基本要素为冬季（12月至次年2月）三个月的平均气温，在空间上分为单站、区域、全国三个范围等级。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2672021-1311074.html 

参考文献

崔笑愚。澳大利亚入夏前反常降雪 气温两周骤降40度[EB/OL]。东方网2006-10-30　　　　http://society.eastday.com/eastday/node81844/node81853/node168954/u1a2408907.html
张兰。澳大利亚遭遇寒流 夏季时分突降大雪[EB/OL]。2006年11月16日 08:35 来源: CCTV.com　http://news.cctv.com/world/20061116/100434.shtml

杨冬红，杨学祥。澳大利亚夏季大雪与南极海冰三个气候开关。地球物理学进展。2007，22（5）：1680-1685。