德雷克海峡海水异常偏暖：拉尼娜还是厄尔尼诺？

                             杨学祥，杨冬红

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）。

全球气候的三个海冰启动开关示意

图1. 全球气候的三个海冰启动开关示意图

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^[1-6]。

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2）^[6]。

图2 南半球海冰密集度(左)及距平(右) (单位：%)  2006.10和2006.11

     图3是2006、2009-2012年12月太平洋海温矩平对比，表明2012年12月德雷克海峡海水异常偏暖（红黄表示偏暖，蓝黑表示偏冷，白色是海冰），还存在厄尔尼诺增强的机会。

1997~1998年厄尔尼诺事件发生之前，1995年9月增发生一次弱拉尼娜事件，这次事件虽于1996年4月结束，但在1996年底到1997年初，赤道太平洋东部海温指数却再次下降，南方涛动指数也显示出较强的正距平，似有拉尼娜复出之势，但此时的热带海洋和大气状况也显露出一些厄尔尼诺事件即将来临的微弱的征兆^[7]。2012年是否会再次重演？

2006年12月2日海温矩平

2012年12月20日海温矩平

2011年12月19日海温矩平

2010年12月20日海温矩平

2009年12月21日海温矩平

图3 2006、2009-2012年12月太平洋海温矩平对比

参考文献（References）：

[1]  Frakes, L. A., Climates throughout geologic time. Elsevier Scientific Publishing Company[M], Amsterdam—Oxford—New York, 1979. 182, 192, 200, 223, 315.

[2]  杨学祥。太平洋环流速度减慢的原因[J]。世界地质，2003，22（4）：380-384。

[3]  杨学祥。厄尔尼诺事件产生的原因与验证[J]。自然杂志，2004，26（3）：151－155。

[4]  Van Andel T H, Heath G R, Moore T C. Cenozoic history and paleooceanography of the central equatorial Pacific Ocean[J]. Geol. Soc. Am.,Mem., 1975, 143: 134

[5]  刘伟，杨学祥。厄尔尼诺的三个调控器[J]。吉林大学学报（地球科学版）， 2004，34（3 ）：456-458。

[6]  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。

[7]  98中国大洪水与气候异常. 中国气象局国家气象中心著,北京:气象出版社,1998/10.