拉马德雷冷位相使本世纪拉尼娜现象倍增

                                  杨学祥

澳大利亚有研究指出，气候暖化将导致极端的“拉尼娜现象”在本世纪更趋频繁，平均每13年就会出现一次，较过去一世纪的每23年一次密度提升近一倍。

从耦合模式对比项目第五期中模拟显示，未来气候变暖情景下，极端拉尼娜事件发生频率将从23年一次增长至13年一次。这是因为，预测海洋陆地的温升要快于太平洋中部，上层海洋垂直温差变大，极端厄尔尼诺事件几率增加将引起更多的极端拉尼娜事件。增加的极端拉尼娜事件中大约有75%紧极端厄尔尼诺事件，因此，极端厄尔尼诺与极端拉尼娜之间的隔年切换预计将更加频繁。

   吕俊梅等人利用英国气象局哈德莱中心的月平均海温距平资料、美国Scripps海洋研究所联合环境分析中心（JEDAC）的海表和次表层海温观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料，研究了太平洋年代际振荡（PDO，亦称为拉马德雷现象）不同背景下ENSO循环的特征。结果表明，在PDO的暖位相时期，El Nino事件发生的频率较高，强度较强；反之，在PDO的冷位相时期，La Nina事件发生的频率较高，强度较强（见图4.1和表4.1）。

如果是极端厄尔尼诺事件几率增加将引起更多的极端拉尼娜事件，那么，厄尔尼诺事件倍增才能导致拉尼娜事件倍增。可是，事实被非如此。

2000年进入拉马德雷冷位相，极端的“拉尼娜现象”在本世纪更趋频繁，平均每13年就会出现一次，较过去一世纪的每23年一次密度提升近一倍。两者的事件顺序和因果关系的解释，吕俊梅等人的结论比《自然·气候变化》的文章更有说服力，全球变暖不是包治百病的灵丹妙药，可以解释和确定气候变化的一切异常。

拉马德雷冷位相时期拉尼娜倍增的另一个重要原因是南极海冰增多。

2014年10月14日凤凰科技讯科学日报报道，近日消息称今年南极洲的海冰结冰程度创了新的记录，相比科学家们自20世纪70年代晚期开始进行的海冰结冰程度长期卫星记录相比，今年的海冰覆盖了更多南部海洋。然而，南极洲这一上升趋势只相当于北冰洋海冰丢失程度的1/3。

图1  2014年9月20日南极海冰分布

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（见图1）。

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

观测发现，2003年以前的过去三十年来，南北两半球的亚热带太平洋海域与赤道太平洋海域之间的环流速度有所放慢。从２０世纪７０年代开始发生了变化，从亚热带到达赤道海域的海水减少了２５％。赤道太平洋海域的海面水温过去３０年来已上升了０．８摄氏度。太平洋环流速度放慢，可能与２０世纪７０年代中期以来厄尔尼诺现象越来越频繁而且持久有关（Michael J，2002；杨学祥，2003）。

事实上，1977-1999年为拉马德雷暖位相时期，厄尔尼诺得到增强，对应太平洋环流速度放慢和赤道太平洋海域的海面水温增加。此时，南极大陆的海冰也相应减少（周秀骥等，1996）（见图3）。全球迅速变暖，厄尔尼诺强烈发生，太平洋环流速度放慢，南极海冰相应减少，德雷克海峡的海冰减少，是拉马德雷暖位相的特征。20世纪最强的两次厄尔尼诺事件都发生在暖位相时期，分别发生在1982-1983和1997-1998年。

10⁵km²

 图2 南极大陆海冰净冰面积指数历年月平均距平累计变化趋势（周秀骥等，1996）

从图2中可以看到，南极半岛海冰变化在1973~1994年5月期间是一个大的单峰期，最高峰期在1980年3月，比其它地区滞后4~5年，最低谷值在1994年5月，比其它三个区滞后6~7年^[2]。以此速度计算，南极半岛海冰将在2000年以后开始增加（杨学祥，2003）。2014年南极海冰面积达到40年来最大值，不仅证实了我在2003年的预测，而且还将重复1947-1976年拉马德雷冷位相的变化过程，20世纪60-70年代气候变冷的历史重演已经离我们不远了。

 图3 全球气候的三个海冰启动开关示意图

图3-4给出了南极半岛-德雷克海峡海冰增多增强秘鲁寒流，导致2014年8-11月厄尔尼诺现象发展中断的证据。

图4  2014年2月至2015年1月厄尔尼诺3区海温矩平

由于太平洋、印度洋和大西洋在南半球彼此相连，南半球的西风漂流畅行无阻，形成开放性的西风漂流。因此，南太平洋的环流速度与南极半岛的德雷克海峡海冰状况密切相关。如果德雷克海峡被海冰封闭，南太平洋的环流速度就会大大增加。反之，南太平洋的环流速度就会减慢，热能输送就会减弱，能量就会积累在南太平洋（杨学祥，2003，2004；杨学祥等，2005；杨冬红等，2007a）。

2014年9月南极海冰增加，特别是南极半岛海冰增加，阻塞德雷克海峡表面海水通道，增强秘鲁寒流，阻碍了2014年厄尔尼诺事件的发生。

南极海冰增加有利于拉尼娜事件的形成，南极海冰减少有利于厄尔尼诺事件的形成，这是拉马德雷暖位相增强厄尔尼诺，拉马德雷冷位相增强拉尼娜的原因之一（见表1）。

表1  1999-2012年南极海冰变化与厄尔尼诺事件

http://blog.sina.com.cn/s/blog_bd64c19e0101ihif.html

http://weather.news.qq.com/a/20140109/012127.htm

http://roll.sohu.com/20140718/n402426913.shtml

相关报道：

气候变暖将导致更多极端拉尼娜事件

来源：自然发布时间：2015年02月03日10:54分享到：

　　厄尔尼诺与/南方涛动是地球年际气候变率最显著的来源，其变化导致厄尔尼诺和拉尼娜不规则地交替出现，并在全球引起天气模式、生态系统、渔业和农业的紊乱。紧随1997/1998年极端厄尔尼诺事件，1998/1999年的极端拉尼娜事件为原本干旱的西太平洋地区带来洪涝灾害，而在美国西南部，则是相反的景象。在极端拉尼娜期间，太平洋中部海水表面变冷，使海洋陆地（菲律宾、印尼、巴布亚新几内亚等，编者注释）与太平洋中部海水之间产生温度梯度变化。近来的研究揭示了厄尔尼诺在模拟未来温室气体导致的气候变暖中做出有力的反应，但拉尼娜如何变化仍不得而知。从耦合模式对比项目第五期中模拟显示，未来气候变暖情景下，极端拉尼娜事件发生频率将从23年一次增长至13年一次。这是因为，预测海洋陆地的温升要快于太平洋中部，上层海洋垂直温差变大，极端厄尔尼诺事件几率增加将引起更多的极端拉尼娜事件。增加的极端拉尼娜事件中大约有75%紧极端厄尔尼诺事件，因此，极端厄尔尼诺与极端拉尼娜之间的隔年切换预计将更加频繁。

网页链接：http://www.nature.com/nclimate/journal/v5/n2/full/nclimate2492.html

（来源：《自然·气候变化》责任编辑：张永）

http://wwwNaNa.gov.cn/2011xwzx/2011xqxkj/qxkjgjqy/201502/t20150203_273669.html

本世纪拉尼娜现象倍增的原因：全球变暖还是PDO冷位相？

                               杨学祥

澳大利亚有研究指出，气候暖化将导致极端的“拉尼娜现象”在本世纪更趋频繁，平均每13年就会出现一次，较过去一世纪的每23年一次密度提升近一倍。

有博士论文在2009年指出，极端的“拉尼娜现象”在本世纪更趋频繁，不是由于全球变暖，而是由于2000年进入拉马德雷冷位相。

近十年研究发现，El Nino和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[19-20]。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[21-22]。

“拉马德雷”（Lamadre ）是一种高空气压流，在气象学和海洋学上被称为“太平洋十年涛动”（PDO），其“暖位相”和“冷位相”两种形式分别交替在太平洋上空出现，每种现象持续近二十年至三十年。近一个世纪以来，Lamadre 已经出现了两个完整的周期。第一周期的“冷位相”发生在1890年—1924年，而“暖位相”发生在1925年—1945年；第二周期的“冷位相”发生在1946年—1976年，而“暖位相”发生在1977年—1999年。2000年进入第三周期的“冷位相”。Lamadre是西班牙语“母亲”的意思，即她是El Nino和La Nina的母亲。其形成原因尚待研究。为叙述简便，文中“太平洋十年涛动”也用“拉马德雷”表达。

图4.1 年平均的PDO指数（直方条）以及相应的11年滑动平均（吕俊梅等人，2005）

吕俊梅等人利用英国气象局哈德莱中心的月平均海温距平资料、美国Scripps海洋研究所联合环境分析中心（JEDAC）的海表和次表层海温观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料，研究了太平洋年代际振荡（PDO）不同背景下ENSO循环的特征。结果表明，在PDO的暖位相时期，El Nino事件发生的频率较高，强度较强；反之，在PDO的冷位相时期，La Nina事件发生的频率较高，强度较强（见图4.1和表4.1）。

吕俊梅等人对PDO指数和Nino3指数进行离散功率谱分析，结果见图4.2所示，超过99%显著性水平的F值所对应的周期即为显著变化周期。由图可知，PDO最显著的变化周期为50a，其次为5.6 a。ENSO最显著的变化周期为3.6 a。在10-33a周期波段上，除了12.5a周期外，PDO其余的周期都通过了显著性检验；ENSO也有33、20、14、12.5a这几个周期通过了显著性检验。

表4.1  PDO的冷暖位相下El Nino和LaNina事件发生年份（吕俊梅等，2005）

图4.2 PDO指数和Nino3指数的离散功率谱分析（吕俊梅等，2005）

PDO指数和Nino3指数进行离散功率谱分析结果与5.5a、5.57a、10a、18.6a、22a、51a、52a、54a、55a和55.8a的潮汐周期有很好的对应关系，与本文的周期叠加和模型计算是一致的。潮汐3.1a和4.1a周期的平均值为3.6a，任振球也发现地球自转的3-4年周期[8]，与ENSO最显著的变化周期3.6a相对应。5.57a和55.7a显著周期表明月亮近地潮和日月大潮在PDO中的重要作用。潮汐3.1a和4.1a周期表明ENSO与月亮近地潮、日月食、月亮赤纬角相关。

本世纪拉尼娜现象倍增的原因不是由于全球变暖，而是由于PDO冷位相。国外研究比国内落后十年。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-864818.html