谁泄露了2015年厄尔尼诺增强的信息：南极海冰变化

                              杨学祥，杨冬红

一、2015年厄尔尼诺真的来了

　　坏消息：厄尔尼诺来了

　　一般情况，厄尔尼诺事件只会持续6至8个月，但有分析称，今年的厄尔尼诺持续期可能会增加到两年或者更长

　　尽管厄尔尼诺上次现身还要追溯到2010年3月，但是关于厄尔尼诺的传言似乎每年春夏都会出现，这多少使得厄尔尼诺有些“狼来了”的意味。

3月12日，美国国家海洋与大气管理局(NOAA)的气候科学家在科技公报上正式宣布，厄尔尼诺事件再次到来，2015年可能成为有气候记录以来最炎热的一年，“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℃以上；最近几周，尼诺3.4指数升高了0.6℃以上”。

4月下旬开始，印度出现极端高温天气。印度官方消息称，截至6月1日，过去3周印度多地持续高温，已造成2200多人死亡，其中，位于东南部的安得拉邦共有约1600人死于高温天气，而新德里的一条马路因为太热，致使斑马线被烧变形了。

5月，全球三大气象机构——美国国家海洋和大气管理局、日本气象厅和澳大利亚气象局，先后确认，太平洋海水温度已经达到气象学定义标准，厄尔尼诺这回是真的来了。

　　关于此次厄尔尼诺的强度，目前“仍存相当大的不确定性”。美国夏威夷大学的阿克塞尔·蒂默曼认为，这次很可能是一个“超级厄尔尼诺”，“强度可能堪比1997-1998年的那轮厄尔尼诺”。

澳大利亚气象局在官方网站发布公告，称厄尔尼诺已经到达太平洋热带地区，由于今年厄尔尼诺的出现比往常更早，或许意味着周期比往年更长，对一些地区的影响也将更加深远。根据中国国家气候中心预测，厄尔尼诺事件将持续发展至秋季，并达到中等以上强度，比目前历史上最强的1997-1998年的厄尔尼诺强度弱，不会出现史上最强厄尔尼诺事件。

http://paper.people.com.cn/gjjrb/html/2015-06/08/content_1573929.htm

美国国家气象局下属的气候预测中心5月中旬发布月度报告说，厄尔尼诺已经形成，截至5月初，赤道太平洋海域已经出现轻微至中度的厄尔尼诺。该中心预测说，厄尔尼诺“几乎肯定”会持续贯穿北半球整个夏天。

在南半球，澳大利亚气象局上周也正式宣布厄尔尼诺已经来临，中度到强度的厄尔尼诺将在2015年下半年逐渐影响澳大利亚。

中国国家气候中心认为，本次厄尔尼诺事件发端于2014年5月，到2014年10月正式“成型”，其强度处于动态变化过程中。今年5月以来，赤道中东太平洋表层（即洋面以下）暖水不断增强，次表层暖水强度也在不断增强，赤道东太平洋海温增温更加显著；赤道中东太平洋海温已经比常年同期偏高1.3摄氏度，是本次厄尔尼诺现象形成以来最高值。

而世界气象组织今年3月发布关于厄尔尼诺现象的一份简报称，太平洋赤道海域水温异常已持续5个多月，大多数气象模型预测，今年中期将出现厄尔尼诺现象。

针对美国和澳大利亚气象部门作出厄尔尼诺已出现的判断，世界气象组织发言人克莱尔·努利斯表示，世界气象组织还未能提供明确答案，预计该组织最新的厄尔尼诺简报将于近日发布。她说：“我们正在汇总最新厄尔尼诺简报，这一过程需要全世界专家的参与，这也是我们滞后于美国跟澳大利亚的原因”。

http://difang.gmw.cn/newspaper/2015-06/08/content_107134676.htm

二、关于厄尔尼诺两次准确预测的根据

1.      2014年不会发生最强厄尔尼诺

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

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-766497.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-792743.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-818548.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-826059.html

我在2014年5月26日指出：最近数月，多家全球气候预测机构上调了厄尔尼诺的发生概率。美国联邦政府气候预测中心表示，过去一个月，厄尔尼诺天气现象在今年发生的概率大幅增加，夏季爆发厄尔尼诺现象的可能性超过65%。世界气象组织日前也发布公报称，鉴于赤道海域海水温度已达到出现厄尔尼诺前兆的程度，今年中期可能出现厄尔尼诺现象。美国、澳大利亚、印度的国家气象机构均预计，今年有60%至70%的可能性爆发超级厄尔尼诺现象。

   我们目前还不能够断定今年肯定会出现这个现象，4月出现征兆，7月能见分晓，9月南极半岛海冰变化趋势是关键，最大的可能性是在2015年爆发厄尔尼诺。

我们认为，类似1997至1998年的超级厄尔尼诺事件不会在2014年发生。因为统计数据表明，太平洋10年涛动(PDO)冷位相一般持续30年左右，暖位相一般持续20年左右。目前的冷位相持续时间不到20年，至少还将继续10年。改变这一统计规律需要数据支持。

http://edu.dahe.cn/2014/05-26/102895856.html

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。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-805335.html

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。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-811702.html

图1  2014年2月至2015年1月厄尔尼诺3区海温矩平

   图1表明，2014年7-10月厄尔尼诺3区海温迅速下降，与9月南极海冰最大值对应。

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。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-815739.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-815844.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-818548.html

谁的预测更准确？

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-828641.html

事实上，2014年9月南极海冰达到1979年以来最大值，阻碍太平洋冷水进入大西洋，增强秘鲁寒流阻碍厄尔尼诺形成，是副热带太平洋冷海温异常的主要原因，也是拉马德雷冷位相抑制厄尔尼诺增强拉尼娜的主要方式。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-865043.html

中国气象机构认为，厄尔尼诺持续了十三个月，那么在去年厄尔尼诺就已经发生了，是什么让它的发展没增强反而减弱了呢？“南极海冰和拉马德雷冷位相，这俩因素阻止了厄尔尼诺的发展。”杨学祥老师说，9月南极半岛海冰变化趋势是关键，2014年9月南极海冰达到1979年以来最大值，阻碍太平洋冷水进入大西洋，增强秘鲁寒流，阻碍厄尔尼诺形成，是副热带太平洋冷海温异常的主要原因，也是拉马德雷冷位相抑制厄尔尼诺增强拉尼娜的主要方式。

http://news.163.com/15/0607/07/ARG71LO300014SEH.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-896183.html

谁的预测更准确？

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-820969.html

谁的理论更有预见性？

2.      2015年厄尔尼诺增强

我在2014年12月17日指出，今年可能还是厄尔尼诺年：厄尔尼诺变强的可能性得到认同。

   11月18日-1月23日为地球自转加速阶段，有利于厄尔尼诺的形成。厄尔尼诺通常发生在12月25日圣诞节前后，所以被称为“圣婴”。

  2月是南半球的夏季，南极半岛海冰达到最小值，打开德雷克海峡通道，减弱秘鲁寒流，有利厄尔尼诺的形成。

这两种因素使厄尔尼诺发生在2015年初的可能性最大。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-828641.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-844478.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-862771.html

按照林振山等人的预测，2014年的两次日食和2015年的两次日食都发生在极区，导致较强的厄尔尼诺发生（见表1）。所以，2015年较强厄尔尼诺可能卷土重来，2018年可能发生极强厄尔尼诺。

2014年为太阳黑子峰值，2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，2015年如果发生较强厄尔尼诺，那么2015年的严重灾害将持续发生：强震、流感、旱涝、雾霾和严重低温冻害。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-851846.html

   我们在2015年1月25日指出，厄尔尼诺和最热年可能重现江湖。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。

2014年为太阳黑子峰值，2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，2015年如果发生较强厄尔尼诺，那么2015年的严重灾害将持续发生：强震、流感、旱涝、雾霾和严重低温冻害。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-877952.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-878961.html

我们在2015年4月13日指出，2015年厄尔尼诺从赤道太平洋中部开始，与1982-1983年厄尔尼诺很相似，能否有相同的发展过程值得关注。

2015年厄尔尼诺演变为东部型厄尔尼诺，是厄尔尼诺变强，中国发生南涝北旱的关键。    

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-882095.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-890588.html

20世纪最强的两次厄尔尼诺发生在1977-1999年拉马德雷暖位相时期的1982-1983年和1997-1998年，2015年处于拉马德雷冷位相时期，2015年厄尔尼诺的规模不会超过1997年。2014年的预测已经得到证实。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-890349.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-894887.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-890073.html

对于国家气候中心的预测：2014年5月开始的厄尔尼诺事件在今年夏季持续加强，并至少维持到今年秋季，强度可能达到强厄尔尼诺事件标准。如果真是这样，那么今年的冬天可能会更冷，大风岂不是还会继续肆无忌惮地刮。但杨学祥老师认为，秋季9月份厄尔尼诺是否会增强，现在还不好下定论，这需要参考南极半岛海冰的面积变化。“如果南极半岛海冰面积异常增大，那么决定了厄尔尼诺增强趋势结束，如果南极半岛海冰面积减小，那么厄尔尼诺就会增强。”

http://news.163.com/15/0607/07/ARG71LO300014SEH.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-896183.html

谁泄露了2015年厄尔尼诺增强的信息：南极海冰变化！

2014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

9月26日卫星观测的南极海冰面积情况，约为1944万平方公里

图2 2014年9月19日和26日南极半岛海冰变化对比

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://tech.ifeng.com/a/20141011/40833133_0.shtml

在九月下旬，卫星数据显示南极洲周围的海冰区域达到了有史以来最大的范围，根据美国冰雪数据中心在本周四的公布，南极海冰区域面积为751万平方英里，约为1944万平方公里，并且还呈现出缓慢增长的趋势，以约1%的速度增加。9月26日卫星观测的南极海冰面积情况，约为1944万平方公里。

http://tech.qq.com/a/20121016/000033.htm

从2014年9月22日最大值的2011万平方公里，到9月26日卫星观测的南极海冰面积情况，约为1944万平方公里，4天南极海冰减少了67万平方公里，减少的海冰主要集中在南极半岛。这表明，南极半岛在迅速变暖，有利于厄尔尼诺发展的关键条件已经形成。

这一关键性信息与图1有很好的对应性：自2014年10月末，厄尔尼诺3区海温迅速增加，11月超过0.5℃线，符合世界气象组织今年3月发布关于厄尔尼诺现象的一份简报称，太平洋赤道海域水温异常已持续5个多月的报导。

三、南极海冰控制厄尔尼诺和拉尼娜的基本原理

德雷克海峡海温变冷和南极半岛海冰最大值堵塞了德雷克海峡表面海水通道，增强了秘鲁寒流，使赤道东太平洋海水降温，阻止了2014年最强厄尔尼诺事件的发生。

图3 2014年1-12月全球气温变化水平（不包括两极海冰覆盖地区）

图1中，厄尔尼诺3区在2014年7-10月海温迅速变冷，图3中，南极半岛以北德雷克海峡之中的海水明显变为最冷。图2中，2014年9月19日南极半岛海冰明显增多。图4中，南极半岛海冰最大值（见海冰开关III）堵塞了海峡的通道，增强了秘鲁寒流，导致2014年8-11月厄尔尼诺现象发展中断。

图4 全球气候的三个海冰启动开关示意图

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，形成开放性的南半球海洋冷流：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。

对于国家气候中心的预测：2014年5月开始的厄尔尼诺事件在今年夏季持续加强，并至少维持到今年秋季，强度可能达到强厄尔尼诺事件标准。如果真是这样，那么今年的冬天可能会更冷，大风岂不是还会继续肆无忌惮地刮。但杨学祥老师认为，秋季9月份厄尔尼诺是否会增强，现在还不好下定论，这需要参考南极半岛海冰的面积变化。“如果南极半岛海冰面积异常增大，那么决定了厄尔尼诺增强趋势结束，如果南极半岛海冰面积减小，那么厄尔尼诺就会增强。”

厄尔尼诺持续了十三个月，那么在去年厄尔尼诺就已经发生了，是什么让它的发展没增强反而减弱了呢？“南极海冰和拉马德雷冷位相，这俩因素阻止了厄尔尼诺的发展。”杨学祥老师说，9月南极半岛海冰变化趋势是关键，2014年9月南极海冰达到1979年以来最大值，阻碍太平洋冷水进入大西洋，增强秘鲁寒流，阻碍厄尔尼诺形成，是副热带太平洋冷海温异常的主要原因，也是拉马德雷冷位相抑制厄尔尼诺增强拉尼娜的主要方式。

http://news.163.com/15/0607/07/ARG71LO300014SEH.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-896183.html

参考文献

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。

杨冬红，杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。2008 Vol. 23 (6): 1813～1818

杨冬红，杨学祥. 厄尔尼诺事件和拉尼娜事件的成因与预测. 沙漠与绿洲气象. 2008,2(5): 1-10

杨冬红 , 杨学祥. 潮汐和地震对全球气候变化的影响. 沙漠与绿洲气象.  2007，1（4）：5-12。