灾害之源人人相关：我们为什么要关注2015年厄尔尼诺

                              杨学祥，杨冬红

国家气候中心的监测数据显示，2014年5月~10月，海表温度距平指数连续6个月达到或超过0.5℃，2014年5月厄尔尼诺事件出现，10月正式形成。当年11月至2015年2月，监测区域海表温度距平指数仍一直维持在0.5℃或以上，表明厄尔尼诺事件仍在增强。

2015年5月澳大利亚和美国气象机构相继宣布厄尔尼诺已经形成，有专家宣称超级厄尔尼诺将要发生，给全球带来严重的极端灾害。

网友Talky  2015-5-20 建议我写个科普：什么是厄尔尼诺，现象，危害，和人类社会的关系。现将作业交付，请网友批评指正。

什么是厄尔尼诺现象和厄尔尼诺事件

图1 厄尔尼诺事件的发生导致赤道东太平洋海水变暖

厄尔尼诺事件和拉尼娜事件是全球气候异常变化的最强信号，它们使全球气候反常，严重旱涝灾害交替发生，是自然灾害发生的主要根源。关于厄尔尼诺事件的成因众说纷纭，并未取得一致意见。主要有大气环流异常说、海洋环流异常说、地球自转减慢说、日食说、地震火山说和潮汐说等。

在赤道东太平洋，由于暖水从北边涌入，每年年末海水就会出现季节性的增暖现象。在海水增暖期间，渔民捕不到鱼而在家休息，成为季节性“假期”。因为这种现象发生在12月25日圣诞节前后，渔民就把它称为El Nino，中文音译为“厄尔尼诺”，是西班牙语“圣婴（上帝之子）”的意思，称之为厄尔尼诺现象。反厄尔尼诺现象被称为La Nina，中文音译为“拉尼娜”，是西班牙语“圣女（上帝之女）”的意思。

有些年份赤道东太平洋海水增暖（变冷）异常激烈，暖（冷）水区一直发展到赤道中太平洋，持续时间也很长，引起当地气候反常，成为全球气候带来重大影响的特殊事件。厄尔尼诺事件一词被用来专门指赤道太平洋东部和中部的海表温度大范围持续异常增暖现象。拉尼娜事件用来专门指赤道太平洋东部和中部的海表温度大范围持续异常变冷现象。目前规定发生厄尔尼诺事件或拉尼娜事件的一般标准是赤道太平洋特定地区（如El Nino3区）海温异常超过0.5℃，持续时间超过6个月。厄尔尼诺事件和拉尼娜事件的时间一般持续1-2年，使环太平洋地区发生气候异常，严重旱涝灾害交替，热浪和寒流交替，从而激发重大自然灾害发生。

厄尔尼诺和拉尼娜有三大特征性的显著变化：赤道东西太平洋的气压、风向和海温反向变化，此起彼伏，形成跷跷板现象。

热带大气的南方涛动（SouthOscillation）是发生在东南太平洋与印度洋及印尼地区之间的反相气压振动^[19-20]。当东南太平洋气压偏高时，印度洋及印尼地区气压偏低；反过来，当东南太平洋气压偏低时，印度洋及印尼地区气压偏高。热带大气的南方涛动与El Nino存在某种联系，它反映太平洋在大尺度范围里气压的一种长期不规则变化，因此把它们合称为厄尔尼诺—南方涛动事件，简称为恩索，即ENSO（ElNino South Oscillation的缩写）的中文音译。就一般情况而言，在El Nino出现之前南方涛动指数滑动平均值出现峰值，并且在赤道盛行东南信风（贸易风），而当南方涛动指数滑动平均值及东南信风达到最低值时，就会出现El Nino。

拉马德雷现象对厄尔尼诺和拉尼娜具有控制作用

图2 拉马德雷现象的冷位相和暖位相：蓝色表示冷水，红色表示暖水

近十年研究发现，ElNino和La Nina的发生与更大时间尺度的“太平洋十年涛动”（PacificDecadal Oscillation，缩写为PDO）密切相关。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。

“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^[22]。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。

拉马德雷对厄尔尼诺和拉尼娜具有控制作用：在拉马德雷冷位相，拉尼娜得到增强；在拉马德雷暖位相，厄尔尼诺得到增强。

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（见表1）^[20]。

表1 PDO的冷暖位相下El Nino和LaNina事件发生年份（吕俊梅等，2005）

20世纪以来，全球共发生了两次极强厄尔尼诺事件，分别为 1982~1983 年、1997~1998年，都在拉马德雷暖位相时期。2000~2030年，拉马德雷处于冷位相时期，厄尔尼诺受到抑制。因此，杨教授推测，2014-2015年厄尔尼诺的强度应该不会超过那两次。

拉马德雷现象通过南极半岛海冰面积变化控制厄尔尼诺和拉尼娜的发生。在拉马德雷冷位相，南极半岛海冰面积增大，增强秘鲁寒流，有利于拉尼娜的发生；在拉马德雷暖位相，南极半岛海冰面积减少，减弱秘鲁寒流，有利于厄尔尼诺的发生。德雷克海峡的海冰变化具有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。

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，形成厄尔尼诺事件。反之，“拉尼娜”事件出现。

2014年9月南极半岛海冰达到1979年以来最大值，阻止了2014年超级厄尔尼诺的发生，2015年超级厄尔尼诺能否发生，取决于2015年9月南极海冰最大值的异常程度，异常变小将导致强厄尔尼诺的发生。

图3 1973-1994年南极海冰面积

图4 南极半岛海冰变化控制秘鲁寒流的强弱

未完待续