博文

39年前和12年前冬季气温突变：暖冬和冷冬的转换

已有 7568 次阅读 2012-9-14 06:27 |个人分类:科技点评|系统分类:观点评述| 厄尔尼诺, 冷冬, 暖冬, 拉马德雷, 多雪

39年前和12年前冬季气温突变：暖冬和冷冬的转换

杨学祥

一、暖冬预报

青岛晚报讯 “达维”刚走“海葵”又送来降雨，近期台风频频，而这，可能和远在赤道东太平洋的厄尔尼诺有关。中国气象局局长郑国光表示，我国已进入厄尔尼诺状态，冬季可能会出现暖冬现象，明年南方地区或许还会有洪涝灾害（1998年时即受此影响）。市气象局专家称，厄尔尼诺现象出现的年份青岛气候出现了一些波动。它的卷土重来在一定程度上加剧了暖冬的形成，今年冬天我市或许就是个“暖冬”。

http://roll.sohu.com/20120811/n350414619.shtml

沈阳从1961年至2011年，共出现9个暖冬和9个冷冬。沈阳气象台副台长梁红在研究中发现，1973年至1977年，沈阳冬季气温发生“突变”。突变表现在，1973年之前，沈阳冬季平均气温为-10.3℃，而在“突变”之后，沈阳冬季平均气温上升至-9.9℃，呈现出变暖趋势。绝大多数暖冬年出现在近些年，因此未来沈阳仍有暖冬年多发的趋势。

http://roll.sohu.com/20120914/n353100275.shtml

39年前（1973年—1977年），沈阳冬季平均气温发生了一次明显阶段性气候突变，突变后的平均气温增势明显，升高了1.8℃。突变发生后，异常、严重暖冬事件陆续出现，特别是上个世纪90年代以后暖冬事件加剧。6年的异常、严重暖冬事件中，有5年出现在20世纪90年代以后。1961年到2010年，沈阳有9个冷冬年、9个暖冬年。突变把暖冬年“变多”了。突变发生前，有5个冷冬年，而只有1972年偏暖。在突变发生后有8个暖冬年，只有3年偏冷。突变发生期间冷暖年交替出现，次数相当。虽然冬天在变暖，但也不排除某一时间出现严重冷冬事件。还记得1999年和2000年的寒冷冬天吗？这是由于北半球极涡南压且面积偏大，而致使北方冷空气活动频繁，另一方面也是受到拉尼娜事件的影响。

http://news.syd.com.cn/content/2012-09/14/content_26356305.htm

与气象界主流观点相反，我们认为2012年厄尔尼诺给中国北方带来冷冬和多雪。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-573215.html

二、暖冬向冷冬的转变

　 2010年12月1日至2011年2月28日，全国平均气温为-4.7℃，较常年同期-4.3℃偏低0.4℃，是1987年以来的最低值。监测显示，2010/2011年冬季，除青海南部、西藏西部和中部、云南南部气温较常年同期偏高1～2℃外，全国其余大部地区气温接近常年或偏低，其中东北中西部、江南南部、华南、西南东部及新疆中部和北部、甘肃北部、内蒙古西部和东北部等地偏低1～2℃，局部偏低2～4℃。

　　根据国家标准《暖冬等级》规定的气象台站单站冷暖冬指标统计，2010/2011年冬季全国冷冬站数占全国总站数的68.9%，远大于暖冬站数占全国站数的比例10.1%。从全国单站冷暖冬等级分布看，除青海大部、西藏、四川西南部、云南大部、河南中部为暖冬外，全国大部地区为冷冬或正常年份。

　　从1986年至2006年，中国连续经历了20个“暖冬”。2008年冬季，受当年1月中旬开始的持续低温雨雪冰冻灾害影响，2007/2008年冬天中国平均气温为近22年以来同期最低值。http://news.e23.cn/Content/2011-03-01/201130100001.html

刚刚过去的这个冬季(2011年12月1日至2012年2月29日)，我国平均气温创下近27年来最低值，是一个气温异常偏低的冷冬。国家气候中心气候检测室首席专家、高级工程师任福民说，如果冬季全国平均气温比常年同期(1981年—2010年同期)的平均值偏低0.5℃以上，就算是冷冬;比常年平均值偏高0.5℃以上，就算是暖冬。我国已经连续两个冬季气温异常偏低，遭遇冷冬（2010-2011年和2011-2012年）。在最近的5个冬季中，有3个是较明显的冷冬（包括2007-2008年）。

http://www.zhimantian.com/gwy/shizheng/2012/0313/51972.html

事实上，1977年和2000年发生了两大气候突变，其中，1947-1976年年和2000-2030年为拉马德雷冷位相，中国冷冬偏多；1977-1999年为拉马德雷暖位相，中国暖冬偏多（有8年的过渡和滞后期）。从1986年至2006年，中国连续经历了20个“暖冬”，拉马德雷冷暖位相的转变是主要原因。

三、30年经验和60年经验的对比

1. 30年的经验：

1977-1999年为拉马德雷（亦称太平洋十年涛动）暖位相时期，1986-2004年中国部分省份连续18年发生暖冬，特别是厄尔尼诺与暖冬有很好的对应关系。30年的局部经验表明，厄尔尼诺年中国发生暖冬的可能性很大，因此，不少气象部门认为2004年（弱）、2006年、2009年、2012年的厄尔尼诺现象将给中国带来暖冬。

根据气象局发布的公告，2006-2007年的冬天，不仅是一个暖冬，而且是历史同期第二位，比平常的温度升高了1.9度。1998年到1999年的冬天的温度是最高的，2006年到2007年的冬季气温仅次于这两年。全国的情况来说，刚刚过去的冬天也是50年来的第二个最暖的冬天。http://it.sohu.com/20070308/n248574046.shtml

可是，2004-2005年、2009-2010年的厄尔尼诺事件却给中国带来冷冬。30年经验受到挑战。

2. 60年的拉马德雷周期：

1947-1976年为拉马德雷（亦称太平洋十年涛动）冷位相时期，1952-2008年，长江中下游冬季最大连续冰冻天数超过4天次数共8次，1955年（拉尼娜年，太阳黑子低值年，日月同纬）、1957年（厄尔尼诺年，太阳黑子高值年）、1964年（拉尼娜年，太阳黑子低值年，日月同纬）、1969年（厄尔尼诺年，太阳黑子高值年，月亮赤纬角最大值）、1972年（厄尔尼诺年）、1977年（厄尔尼诺年，太阳黑子低值年，月亮赤纬角最小值）、1984年（拉尼娜年，太阳黑子低值年）。拉马德雷冷位相、拉尼娜、厄尔尼诺、太阳黑子极值、潮汐强度与长江中下游冬季最大连续冰冻天数有很好的相关性，有7-8年的滞后期。

2000年进入拉马德雷冷位相时期，2008年（拉尼娜年，太阳黑子低值年）发生了中国南方罕见的冰雪冻灾，验证了拉马德雷冷位相、拉尼娜、厄尔尼诺、太阳黑子极值、潮汐强度与长江中下游冬季最大连续冰冻天数有很好的相关性，有7-8年的滞后期。2009年提前一个月入冬，再现拉马德雷周期。气象台不研究拉马德雷现象使暖冬和冷冬预测处于是是而非的尴尬境地。

“拉马德雷”是一种高空气压流，亦称太平洋十年涛动，分别以“暖位相”和“冷位相”两种形式交替在太平洋上空出现，每种现象持续 20 年至 30 年，周期为50-70年。近 100 多年来，“拉马德雷”已出现了两个完整的周期。1889-1924年为“拉马德雷冷位相”时期，1925-1945年为“拉马德雷暖位相”时期，1946-1976年为“拉马德雷冷位相”时期，1977-1999年“拉马德雷暖位相”时期，2000年进入了拉马德雷冷位相时期。石家庄市54年以来最大的一场降雪再现了拉马德雷周期。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-271571.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-601213.html

近十年研究发现，厄尔尼诺（El Nino）和拉尼娜（La Nina）的发生与更大时间尺度的“太平洋十年涛动”（Pacific Decadal Oscillation，缩写为PDO）密切相关[5-6]。PDO是近年来揭示的一种年代际时间尺度上的气候变率强信号，它是叠加在长期气候趋势变化上的一种扰动，直接造成太平洋及其周边地区气候的年代际变化，影响厄尔尼诺南方涛动（ENSO）事件的频率和强度。1976-1977年北太平洋出现了一次显著的气候年代际突变现象，直到上世纪八十年代末，人们才开始对引起这种现象原因予以关注。这次气候突变使全球气候变暖，中国暖冬连续发生。

2000年又发生了一次显著的气候年代际突变现象，这次突变使气候波动变化和中国冷冬频繁出现。

四、暖冬错报的教训

1. 谁制造了暖冬的谎言

　　一向是避寒胜地的佛罗里达，正遭受着八十余年来的破纪录低温，让这里正值成熟期的柑橘备受考验。备受考验的还有中国的海运，截至目前，渤海海面的冰封已达40%。这给经济造成巨大损失。

　　中国气象局局长郑国光指出，现在虽然还没有极端天气造成损失的具体数据，但是由整个气象灾害，以及由气象灾害引发的地质灾害、洪涝灾害所造成的经济损失，在过去的15年中，全国平均每年是1000亿到3000亿，占GDP的1~3%。

　　这让气象预报工作备受责难。2009年底，中国气象网上刚刚公布说今年是厄尔尼诺年，又是一个暖冬，紧接着华北就来了强暴风雪的寒冬。

　　气候的不确定性确实为气象科学家们出了难题。2004~2005年冬天，我们预报是暖冬，但却经历了全球变暖后的第一个寒冬，当时的媒体报道“谁制造了暖冬的谎言”，我们压力非常大。2009年也是一样，刚报出来暖冬，华北就遭遇了六十年一遇的寒冬。当时发布报告的时候，还没有深入认识到假厄尔尼诺，经过这段时间的实际观察和分析，才得出结论。

　　极端气候的出现，为天气预报提出了更高的要求。中国气象局在接下来的相当一段时间内要下大功夫研究自然因素和人类活动相互作用的关系。(据《南方周末》报道)

http://www.hljnews.cn/fou_gn/2010-01/23/content_292430.htm

2. 连续暖冬的终结

争论了几个月的暖冬话题终于在2005年2月28日得出结论——今冬3个月北京的平均气温只比常年同期略高，在正常范围内。因此，既不算暖冬，也不冷。如下的两则报道也说明了暖冬预测的失败：

2004-2005年这个冬天，天气有点儿怪——刚开始都预测是暖冬，大家以为又要少遭一冬的罪，谁料12月刚过去一半儿就出奇地冷，冰天雪地一直持续到3月，才见一丝暖意，可没两天，又是急剧降温，把人们欲换春装的兴致冻了回去。3月1日，辽宁省气象部门召开新闻发布会，通报了2004年辽宁省气候资源评估及冬季气温状况分析的有关情况，其中，2004年12月至今年2月全省平均气温为－8.3℃，比常年同期偏低0.7℃，确凿的数据表明--刚刚过去这个冬天是个不折不扣的严冬，而非入冬前大家所说的“暖冬”。

12月到次年2月是气象学意义上的冬季。2004-2005年冬季，舟山市平均气温较常年持平略偏低，从1996年延续的持续偏暖现象被终结。去年冬季，舟山市平均气温为6.9℃，比常年偏低0.2℃。整个冬季气温呈前期明显偏高、中后期明显偏低的状况。12月份，平均气温较常年偏高1.9℃；1、2月份，平均气温较常年偏低1.3℃。

http://ncc.cma.gov.cn/Website/index.php?ChannelID=83&NewsID=792

3. 拉马德雷冷位相中国频发冷冬和多雪的原因

网友zecrio觉得华北地区冬季降雪应该比头几年有所增多，甚至偏多。在PDO冷位相厄尔尼诺发生年一般华北（含北京），冬季降雪有增多趋势，1963、1965、1968、1972年等几个厄尔尼诺发生年的当年冬季华北地区降雪都以偏多为主，新世纪以来，2002年、2004年（未达厄尔尼诺标准），2009年这几个厄尔尼诺发生年当年冬季华北大部包括北京降雪全部偏多，只有2006年厄尔尼诺年除外，这可能与厄尔尼诺发生年当年冬季副热带高压偏北有关，暖湿空气相对拉尼娜年强盛。所以我个人感觉今冬北方特别是华北降雪应该比头两年偏多。

我认为，关键是与拉马德雷冷位相时期冬季西北太平洋海温偏暖有关，巨大的温差导致冷空气南下，由此造成北方低温冷害、南旱北涝和北方降雪增多。

西北太平洋十年际气候变化受PDO（亦称拉马德雷现象）支配。PDO的特点在于海水表面温度，海平面气压及风场的变化。PDO可分为暖位相（暖相）和冷位相（凉相）。PDO位于暖位相时，赤道附近及北美洲沿岸的海水表面温度异常温暖，北太平洋中部的海水表面温度则异常清凉。PDO的冷位相与暖位相的海水表面温度相反。每个PDO的位相一般持续20-30年。在PDO暖位相和冷位相时，冬天海平面温度（颜色代表），海平面气压（等线代表）以及海表风力（箭头代表）异常的典型分布，见图1。