关于20世纪80年代全球气候年代际突变的讨论：徳雷克海峡海冰开关作用

                杨学祥，杨冬红

   与网友的讨论：

[3761]刘杨  2016-6-4 18:39

   各位朋友，有空的话可以看看，东西有点多

http://bbs.typhoon.gov.cn/read.php?tid=74018 

   博主回复(2016-6-4 20:24)：海冰气候开关：2006年厄尔尼诺和南极半岛海冰极小值的对应性

已有 1261 次阅读 2014-5-18 11:22

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-795485.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

 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-896310.html

   博主回复(2016-6-4 20:17)：徳雷克海峡海冰开关作用值得关注。

   博主回复(2016-6-4 20:15)：首先，THC环流震荡而发生显著增强，受其影响东南太平洋极赤热力交换水平显著提高，通过SSTA-海冰-大气的反馈模式，间接加强了南极海冰水平、秘鲁寒流以及AAO的强度，这样通过次表层冷水上涌的方式，间接干扰厄尔尼诺的正常发展。

在此之后，典型的厄尔尼诺分析模式不再容易套用。

   由于德雷克海冰多年位于高位，形成了比以往更强的秘鲁寒流，导致德雷克海鲜海冰开关作用值得关注：东南太平洋的暖水堆积更为困难，非典型的中部型、混合型厄尔尼诺发生频率在增加。如2015年秋冬发生的东部型强厄尔尼诺，尽管暖水核已控制了热带东太平洋的大部分地区，但厄瓜多尔、秘鲁等国沿海地区的SSTA水平也未曾高于1997~98年的东部型厄尔尼诺，可见THC环流震荡的影响之深远。

   而2014年发生的中部型弱厄尔尼诺事件，也正好印证了这一分析，此前NOAA等机构曾极力看好其成为中等或更强的东部型厄尔尼诺事件，但最终却因异常偏强的温跃层冷水上翻而夭折。

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=wall 

   网友原作：

一.AO与AAO
 
 
很奇怪的是，自20世纪80年代起，全球几大主要的气候因子普遍发生了年代际突变，例如北极海冰距平、AO、ENSO、PDO等均发生了不同程度的年代际突变。
而这一年代际突变造成的结果是，在全球范围内，极端天气过程的出现开始越来越频繁。
例如北极海冰距平，自20世纪80年代起，北极海冰距平整体由正距平转向负距平，这应该不只是全球变暖的结果吧？
根据AO与AAO的年际变化特征，我们可以发现北极海冰距平和南极海冰距平存在一定“跷跷板”式反相震荡关系，而众所周知的是，由于北半球主要由陆地组成、南半球主要由海洋组成，由于海水与陆地不同的比热容带来的热力性质也就不同，因此相对来讲北半球温度波动整体更为剧烈，南半球温度波动整体更为平缓，这两张距平图也能体现这一差异。
 
（从学霸那里弄来的分析图=,=）
 
AO（实线）与AAO（虚线）的标准差的年变化折线图。（引用自《北极涛动和南极涛动的年变化特征
》一文）
而这两张图更能清楚地体现这一差别。
所以个人认为，或许AO与AAO的遥相关性就体现在这一点上？
个人提出一个小假设：通过极冰/SSTA——大气的耦合循环，AO为负/正值的时候，由于高纬度环流经向梯度加大/减小，继而引发极涡整体南下/北收，从而影响副高位置（使其偏南/偏北），以间接加强/减弱赤道西风强度，再反馈Kelvin波上影响整个东南太平洋的SSTA水平（偏高/偏低），通过锋区热量交换作用来间接调控AAO（正/负）。
不过我个人觉得，这个假设可能过于理想点了，欢迎大神指出问题。
另外，由于在PDO滞后AO达7~8年的时候，AO与PDO存在较高的相关性（约0.77），而热带太平洋海温的响应又滞后于北太平洋约5~7年，所以PDO又与ENSO有直接关系，那么是否可以这么认为：AO通过影响阿留申低压的位置与强度，间接影响响应到PDO（研究表明阿留申低压与PDO有高达-0.92的相关性），继而影响ENSO，接着通过ENSO调节极赤热力梯度从而影响到AAO。
这一思路也是目前主流的结论之一。
AO与AAO在性质上，本身也是有很大相似之处的，根据目前研究发现，在南北半球中高纬度40°N/S~70°N/S的环状区域内分别存在显著的正相关性，如果能搞清楚AO与AAO"跷跷板"式振荡的成因，将可能有很好的应用空间。
二.EI-Nino 
ENSO，无疑是能集中体现这一轮年代际突变的部分。
首先，THC环流震荡而发生显著增强，受其影响东南太平洋极赤热力交换水平显著提高，通过SSTA-海冰-大气的反馈模式，间接加强了南极海冰水平、秘鲁寒流以及AAO的强度，这样通过次表层冷水上涌的方式，间接干扰厄尔尼诺的正常发展。
在此之后，典型的厄尔尼诺分析模式不再容易套用。
由于德雷克海冰多年位于高位，形成了比以往更强的秘鲁寒流，导致东南太平洋的暖水堆积更为困难，非典型的中部型、混合型厄尔尼诺发生频率在增加。如2015年秋冬发生的东部型强厄尔尼诺，尽管暖水核已控制了热带东太平洋的大部分地区，但厄瓜多尔、秘鲁等国沿海地区的SSTA水平也未曾高于1997~98年的东部型厄尔尼诺，可见THC环流震荡的影响之深远。
而2014年发生的中部型弱厄尔尼诺事件，也正好印证了这一分析，此前NOAA等机构曾极力看好其成为中等或更强的东部型厄尔尼诺事件，但最终却因异常偏强的温跃层冷水上翻而夭折。
而三种类型的厄尔尼诺对全球气候的影响是截然不同的，具体不同主要集中体现在下述环节上：
1.印太齿轮，三种类型的厄尔尼诺带来的Walker环流异常区位置不同。
例如东部型年份，在印太齿轮的作用下阿拉伯海更容易出现Walker环流异常下沉区，与此相对的是孟加拉湾容易出现异常上升区，由于SSTA的差异，北印度洋更容易出现西脊东槽的波列，而这对于我国华西、西南地区秋季降雨是有直接关系的。
2.与中国夏季降水的遥相关。
通常东部型次年，由于副高受异常的Walker环流下沉区影响而偏西偏南，中国夏季的雨带更容易趋向于江南地区，导致入梅时间易偏早，出梅时间略晚或不变，相应的这一年会倾向于丰梅；而中部型次年雨带分布则趋向于两条，分别是华南雨带和黄淮雨带，江南地区极端降水的出现频率会更低，雨量整体接近于常年。
而混合型，基本上就是介于两者之间的。
 
三.结论： 
其实最令我困扰的是，这轮年代际突变或许是更大尺度时空中的年代际振荡的一部分？
根据这一张图，在20世纪40年代初~20世纪70年代末，PDO即经历了一轮年代际振荡，而AO响应则超前于PDO
8年前后，正好印证了上文的观点。那么是否可以说明，由于这轮年代际振荡的周期大致与PDO相当，约为35年左右，因此在推断当前PDO转为负位相时期后，由于年代际振荡响应PDO变化时间约为3~7年，那么这一轮年代际突变或许已经发生？
这样，也许就能解释在2010年后，全球气候为何发生这样显著的变化了。
注：上述纯属个人观点，欢迎讨论。
（发现不对劲的地方欢迎指出= =）

[莫拉菲于2016-03-28 20:38编辑了帖子]

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