厄尔尼诺为什么一波三折：拉马德雷冷位相和南极海冰是元凶

                          杨学祥，杨冬红

一、一波三折的2014-2015年厄尔尼诺预测

2014年1月，通常从东面吹来的信风在巴布亚新几内亚附近发生逆转，带来了厄尔尼诺正在酝酿的第一个信号，也开始了专家一波三折的预测之路。

2014年3月6日，美国国家海洋和大气管理局（简称“NOAA”）发布了当年第一个预测结果：厄尔尼诺现象在2014年夏天发生的几率为50%。此后，联合国世界气象组织、澳大利亚气象局、中国国家海洋环境预报中心等纷纷表示，未来几个月内可能形成厄尔尼诺现象。3月31日，NOAA再度发布厄尔尼诺周报，将厄尔尼诺预警提前至4-6月。

2014年5月开始，厄尔尼诺虽没出现，但已经掀起了全球的关注热潮，相关预测也被推上了风口浪尖。5月10日，NOAA发出厄尔尼诺重磅警报，表示如果足够强劲，此次厄尔尼诺不仅能够严重破坏世界各地的天气，同时也可能使看似已停滞15年的全球变暖进程复发，而厄尔尼诺在未来3个月中出现的几率为58%，随着时间渐近，发生几率甚至被“很有把握”地提升至78%。

据新华社消息，国家气候中心气候监测室高级工程师王启祎介绍，从去年3月份开始，气象专家已经发现赤道中东太平洋海水正逐渐从异常冷水转为异常暖水。到了5月，暖水快速东传，赤道中东太平洋次表层已被异常暖水覆盖，并已逐步抬升至表层，海水升温幅度达到0.7摄氏度，超过了0.5摄氏度的“警戒线”。虽然从7月份开始即进入减弱区间，但到了10月，升温情况又有所发展，直至11月份达到偏高0.9摄氏度的峰值。

然而，搬来小板凳坐等厄尔尼诺的科学家和经济学家们，却久久难觅其踪影。

2014年7月至8月，就在厄尔尼诺形成的关键期，赤道中太平洋意外出现冷海温侵袭，厄尔尼诺的热潮也随之退却，就连相关专家都表示“今年（2014年）有点令人困惑”。2014年立秋过后，形成超级厄尔尼诺的要素依然没有全部出现，一些业内人士开始质疑2014年的预测或许又是一次误响的“警报”。

厄尔尼诺的爽约，使得白糖、大豆等农产品多头黯然神伤。根据美国商品期货交易委员会当时的报告显示，截至2014年8月12日一周，对冲基金及大型投机客持有的原糖净多头头寸减少10720手，至37839手，为连续第七周减少。在大豆方面，对冲基金则继续第五周增持大豆空头仓位，创下八年来最长时间。

不过，依旧有气象学家坚持厄尔尼诺将不期而至。例如，澳大利亚机构彼时仍预计2014年厄尔尼诺至少还有50%的几率出现。然而事实是，到了2014年底，厄尔尼诺还是“犹抱琵琶半遮面”。

国家气候中心首席专家周兵博士表示，夏季赤道中太平洋冷水扰动是厄尔尼诺调皮的主因。从2014年春季开始，赤道太平洋西风连续三次爆发，产生暖水层并向东传波，造成各国气象组织预计这个暖水层会很深厚，并且会迅速东传，造成赤道中东太平洋海表温度迅速升高，厄尔尼诺处于发展增强阶段。但是在6月-8月，赤道西太平洋西风减弱，东风加强，结果使得海水又变冷。东风持续时间过长是导致赤道中太平洋海表温度减弱的一个很重要的原因。此外，赤道太平洋过去15年一直是东风盛行，处于冷水状态，即太平洋年代际振荡的冷位相周期，在一个冷的背景下，也不利于一个突然快速增暖的强的厄尔尼诺事件出现。

正当人们还在猜测“调皮鬼”什么时候现身时，2015年3月5日，NOAA对外正式宣布，厄尔尼诺已经到来，并指出2015年可能成为有气候记录以来最炎热的一年。

据NOAA透露，在过去的几个月中，科学家在热带太平洋观察到了史上最高的平均海平面温度。观察的对象包括尼诺3.4区的海平面温度——这被认为是发生厄尔尼诺现象的一个指标。季节性的尼诺3.4指数自去年9月以来升高了0.5摄氏度以上；此后这一数据升高了0.6摄氏度以上。另外，科学家观察到的大气条件也表明厄尔尼诺正在发生。所以在经过几个月的预测后，NOAA正式宣布厄尔尼诺已经到来。

不过，这一看法并未在世界达成一致，但科学家们对厄尔尼诺的到来有信心却是一致的。2015年3月10日，日本气象局表示，到今年夏季出现厄尔尼诺现象的概率大于之前预估的50%。netease 本文来源：中国证券报·中证网

http://news.163.com/15/0420/00/ANJTDHH500014AED.html

二、拉马德雷冷位相和南极海冰最大值是元凶

  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。

   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。厄尔尼诺在7月形成的预测还需要新的大的动力支持。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-791339.html

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忽视拉马德雷冷位相的作用，是导致2014年强厄尔尼诺预测的根本原因。全球变暖轮的支持者甚至期望2014年强厄尔尼诺能将拉马德雷冷位相改变为暖位相，结束全球变暖的停滞状态。模型的缺欠和学术的偏见导致全球各国著名气象机构关于2014年厄尔尼诺预测的失败。

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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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事实上，2014年9月南极海冰面积达到1979年以来最大值，导致2014年7月至8月，就在厄尔尼诺形成的关键期，赤道中太平洋意外出现冷海温侵袭，厄尔尼诺的热潮也随之退却，就连相关专家都表示“今年（2014年）有点令人困惑”。2014年立秋过后，形成超级厄尔尼诺的要素依然没有全部出现，一些业内人士开始质疑2014年的预测或许又是一次误响的“警报”。

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。

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

我在6月21日指出，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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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2) 。

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2 全球气候的三个海冰启动开关示意图

图3 给出了厄尔尼诺3区在2014年7-8月海温异常变化，显示7月末海温开始下降，8月数据中断，与8-9月南极海冰逐渐达到最大值相对应。图4给出了 2014年9月21日、25日、29日南极海冰最大值导致的秘鲁寒流增强。

图3 2014年2月至2015年1月厄尔尼诺3区海温矩平

图4 2014年9月22日、25日、29日南极海冰最大值导致的秘鲁寒流增强

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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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7月热带太平洋部分水域的水温降低，验证了我们的准确预测，表明我们预测理论的可靠性：地球自转速度季节性变化和南极海冰变化对厄尔尼诺的影响。

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澳大利亚气象局承认前期预测的失误，这为那些盲目跟风的气象机构敲响了警钟。

关注厄尔尼诺预测中的国际科学争论。

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世界气象组织（WMO）2014年9月8日发布最新简报说，今年夏季没有出现厄尔尼诺现象，简报说，太平洋赤道海域海水温度今年5月至6月高出正常值0.5摄氏度，此后回落；海平面气压、信风等多项气象指标显示，最近数月大致处于“厄尔尼诺中性”状态，即厄尔尼诺或拉尼娜现象均未发生。根据气象模型分析和专家观点，太平洋中部赤道海域海水温度可能会再次升高，未来三个月内形成厄尔尼诺现象的概率为60%，并且其高峰可能出现在今年末并延续至明年初。不过，世界气象组织指出，结合当前情况判断，今年出现弱厄尔尼诺现象的可能性较高，强厄尔尼诺现象几乎不可能发生。

http://roll.sohu.com/20140908/n404151721.shtml

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-863797.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-864803.html

目前，根据国际上主要气候中心的预测，这次厄尔尼诺将继续维持一个中部型的弱厄尔尼诺状态，甚至这种状态可延续到今年秋冬。如果预测准确的话，这就意味着我们将经历历时两年弱厄尔尼诺事件的影响。

丁一汇指出，这类似于1982年至1983年和1986年至1988年的两次事件。这两次厄尔尼诺事件带来的启示是，在第二年的夏季，我国出现了北方干旱、南方多雨的现象，而第三年则出现北方多雨、南方干旱的逆反现象。这无疑将对今年及明年我国夏季南北方降水预测带来更大的压力。

http://wwwNaNa.gov.cn/kppd/kppdrt/201502/t20150213_274514.html

事实上，我在2015年1月23日指出，2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，2015年高温、干旱继续威胁我国南方、北方地区，新一波厄尔尼诺将增加灾害的强度，必须高度重视，及时监测，积极预防。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-861959.html

我在2015年1月25日指出，如果2015年发生厄尔尼诺事件，高温、干旱、洪水将接连发生。监测厄尔尼诺非常关键。

高度关注2015年警钟！

2015年的警钟：厄尔尼诺和最热年可能重现江湖。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-862543.html

1997年和2015年日食-厄尔尼诺系数为12，1998年为-2，1997年发生了最强厄尔尼诺事件，1998-2000年发生了最强拉尼娜事件；2015年日食-厄尔尼诺系数为12，2016年为-2 ，2015年的厄尔尼诺和2016年的拉尼娜发生的概率超过50%。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-868448.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-875771.html

三、2015年9月南极海冰面积变化仍是关键

2015年9月南极海冰面积达到一年中的最大值，如果这个最大值异常变小，厄尔尼诺将继续发展；如果这个最大值异常变大，将导致拉尼娜的到来。

自1998年以来，厄尔尼诺极端热事件都导致了拉尼娜极端冷事件的到来，我们必须关注极端冷热事件带来的危害。

忽视极端冷事件将导致天灾变成人祸。

月亮赤纬角最大值形成大气和海洋潮汐南北震荡的最大振幅（南北纬28.6度之间），形成赤道和两极最强烈的冷热交换，导致赤道和低纬度地区变冷，两极和高纬度地区变暖；月亮赤纬角最小值形成大气和海洋潮汐南北震荡的最小振幅（南北纬18.6度之间，比最大值减少了三分之一还强），形成赤道和两极最微弱的冷热交换，导致赤道和低纬度地区变暖，两极和高纬度地区变冷。

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根据同样的原理，2023-2025年月亮赤纬角最大值将使全球气温再次下降，由于那时已进入2000-2030年拉马德雷冷位相时期的中后期，全球气温再次下降的幅度会更大，对人类社会的影响也更强烈。

2014年成为最热年不是全球持续变暖的救命稻草，而是气候变冷的醒世警钟。

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2023-2025年严寒进入高峰2032-2034年全球变暖加速

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关注下一次拉尼娜事件带来的极端冷事件！

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