2015年10月14日,极度的干旱诱发加里曼丹岛的森林大火,这是可以预计的厄尔尼诺现象带来的影响
一场严重的厄尔尼诺现象正在肆虐我们的地球。它已经实质性地影响了全球的气候模式,但仍有可能会对这个冬天产生更大的影响。到目前为止,地球上只发生过两次“超级”厄尔尼诺现象:分别发生于1982-83年以及1997-98年。此刻我们正在经历第三次“超级”厄尔尼诺现象。
每一次厄尔尼诺现象的周期各不相同。今年厄尔尼诺的影响已经造成太平洋地区创纪录数量的飓风/台风以及印度尼西亚强烈的森林火灾的发生。
在接下来的几个月中,厄尔尼诺现象预计会给整个美国南部带来强降雨,导致加利福尼亚州沿岸的洪涝灾害和北部各州相对暖和干燥的气候。全球气候变化有可能加重厄尔尼诺现象的影响,在两者的共同作用下,2015年成为有记录以来最温暖的年份。
何为厄尔尼诺?
厄尔尼诺现象并不罕见。每隔大约三到七年的时间,从国际日期变更线到南美洲西海岸的太平洋热带海域的表层水会变得极端温暖。这个过程会改变局部和地区性的生态,并且无疑会导致异常的全球气候模式。
海洋厄尔尼诺指数(ONI)指示出太平洋热带海域异常的海洋表层水温度变化中温暖(红色)和冷却(蓝色)的阶段(图片来源: NCAR作者)。
历史上,“厄尔尼诺现象”曾经特指圣诞节期间(尼诺“Ni?o”在西班牙语里是“圣婴”的意思)出现在秘鲁海岸周围海水异常温暖的现象。现在泛指在太平洋水域出现的众多的气候变化现象。
太平洋热带海域的海洋和空气状况在温暖的厄尔尼诺阶段和冷却(整个太平洋热带海域的表层水被冷却)的阶段中不规则地波动。这种海水被冷却的事件被称为“拉尼娜”现象(在西班牙语中是“女孩”的意思)。每一次事件中最强烈的阶段通常都会持续一年左右。
厄尔尼诺现象与大气中的重大变化息息相关,这种关系被称为南方涛动(SO)。科学家们把这整个现象叫做厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)。厄尔尼诺现象发生时,在澳大利亚、印度尼西亚、东南亚和菲律宾的上空形成高出正常范围的表层大气压力,引起更干燥的气候状况,甚至会导致旱灾。干燥的状况同样也会在夏威夷、非洲的部分地区、巴西东北部和哥伦比亚盛行。
在太平洋的中东部地区则会形成低于正常范围的气压,在冬季沿着南美洲的西海岸、乌拉圭附近的部分南美洲地区并到达美国的南部,常常造成大暴雨和洪水。那些在厄尔尼诺现象降临期间变得尤为干燥的地区会在拉尼娜现象发生时变得极其湿润,反之亦然。
在1997-98年“超级”厄尔尼诺期间,1998年3月1日加利福尼亚州克利尔湖地区发生的洪灾
为什么会产生厄尔尼诺现象?
ENSO是一个由于大气和海洋耦合作用产生的自然现象,发生在太平洋热带海域。海水表层温度的变化改变了降雨量和海面风,从而又会改变洋流和海水的表层温度。这些相互作用会产生一个正反馈回路,在这个回路中每一个部分的改变都会促使更深层次的变化。ENSO已经持续了上千年,采集自珊瑚礁和安第斯山脉冰川冰的核心样品给我们提供了的证据。
在厄尔尼诺现象期间,横跨太平洋上空的信风通常自东向西减弱。随着温暖的海水沿着赤道向东涌入,海平面在西太平洋下降而在东太平洋上升了约一英尺。结果不仅使得海水温度上升,还将上覆大气变得温暖湿润。该现象触发了一个被称为对流的过程:温暖湿润的气体从海洋上升进入大气层,改变了正常的降雨模式以及相应的热量释放。
如同在河流中的岩石,异常的加热启动了远程连接:冬季时,大气层中大陆尺度范围的热浪延伸到中纬度地区。这些热浪改变了风并更改了喷流和风暴的路径,形成了持续的气候模式。厄尔尼诺现象造成的海洋表层温度的变化在北半球的冬季达到了端点,因此我们观察到了其最大的影响。
2015-16年的厄尔尼诺现象爆发
因为太平洋表层水的温度显著提升,并且贯穿热带地区的大气层环流模式已经发生了改变,在厄尔尼诺现象发生期间,大西洋热带水域的热带风暴和飓风的数量骤减。但是在太平洋海域,热带风暴和飓风现象却发生得更为频繁。[url=]超强台风[/url]“梅花”于2015年3月袭击了瓦努阿图并造成了巨大的损失,由厄尔尼诺现象引起的海水增温是这场灾难的助推剂。
2015年夏秋季的北太平洋飓风季节,总共形成了25个种类4和种类5的飓风/台风,而往年的记录是18个。改变后的气候模式造成了雨量的匮乏,因此导致了印度尼西亚严重的旱灾和森林大火,从而使得上百英里的地区空气质量恶化。
厄尔尼诺现象近期也对印度洋海域造成了影响。孟加拉湾已经经历了异常的高温,印度东南的清奈在十一月的降雨量达到47英寸,十二月的第一周又一轮11英寸的降雨为那里带来了创纪录的降雨量和广泛的洪灾并造成了巨大的损失。印度洋海域的这一气象事件很可能使得预期的厄尔尼诺模式在全球范围内的发展受到瓦解。厄尔尼诺现象引发的暴雨同样也在近期(2015年12月)袭击了美洲:在巴拉圭及邻近区域,还有在美国密苏里州。而发生在后者的暴雨则导致了密西西比河严重的洪涝灾害,勾起了人们对于1993年同样由厄尔尼诺引起的密西西比河大洪灾的痛苦回忆。
由厄尔尼诺现象造成的海面温度异常倾向于在十二月达到峰值,今年这一变化可能已经在十一月末(2015年)的时候到达最高点。然而季节性周期会进一步增加海面的温度,因此厄尔尼诺现象对大气层最大的影响将会在接下来的二月和三月到来。此次的厄尔尼诺现象起始于2014年,随后其发展几乎停滞,并未产生多大的影响,直到2015年才又重新发挥作用。每一次的厄尔尼诺事件都不尽相同,但是根据美国国家海洋与大气管理局(NOAA)最新的每月天气展望,厄尔尼诺现象预计会在2015-16年的冬季达到高峰,随后会在2016年的春季逐渐减弱,最终在2016年的春末夏初结束。
厄尔尼诺:1997年与2015年的比较(更新至2015年12月3日)
1997年和2015年“超级”厄尔尼诺现象发生时,一月到十二月初海洋表面温度的异常变化。
气候科学家预计,厄尔尼诺现象在接下来的几个月将会转变北半球太平洋东部海域的喷流和相关风暴路径的方向,使其朝南。一般来说,这些风暴会朝北转向阿拉斯加湾或者进入北美洲靠近加拿大英属哥伦比亚省和美国华盛顿州的区域,在那里风暴通常会和温度低的北极和加拿大气团汇合并进入到美国境内。如今取而代之的是,喷流的行进路径被改变之后,美国北部各州可能会经历相较于往年更暖和且干燥的天气。风暴路径横跨整个北美大陆并进一步朝南,很有可能为加利福尼亚州带来潮湿的天气,风暴还将穿越美国南部地区来到遥远东部的佛罗里达州。
每一个厄尔尼诺事件都有其独特的特征。在1992–93、1994–95、1997–98和2004-05的厄尔尼诺冬季,南加利福尼亚州饱受大暴雨的肆虐并经历了洪灾和海岸侵蚀的灾害。然而,在更多次温和的厄尔尼诺现象中,包括1986-87年和1987-88年的冬季,加利福尼亚州则主要处于旱灾的威胁中。考虑到今年厄尔尼诺现象的影响范围,加利福尼亚州应提前做好准备,预防来自因为海平面上升(由气候变化和厄尔尼诺效应共同造成)和风暴潮共同引发的暴雨以及潜在的洪涝灾害和海岸侵蚀的威胁。
厄尔尼诺和全球变暖
所有的厄尔尼诺现象的影响都会因为全球变暖而加重。从全球角度来说,2015年的温度是有记录以来的最高值,一部分原因应归咎于厄尔尼诺事件。全球变暖为这样的气候模式设置了背景,而厄尔尼诺现象则决定了地区性的气候模式。当两者共同作用在同一个方向的时候,就会产生巨大的影响从而打破气候记录。
与厄尔尼诺现象相关的变化包括旱灾、洪水、热浪等等,令世界上许多地区遭受到了重创。这些变化可以严重地破化农业、渔业、环境、健康、能源需求和空气质量,也会增加森林大火的危险。由人类活动引起的全球变暖加大了此类负面影响,并增加了频繁发生、甚至前所未有的极端气候所带来的风险。
通过更好地了解厄尔尼诺现象,我们可以通过作出预测和警报来为不寻常的气候影响做好准备,但是我们也应该为减缓全球气候变化而做出行动。
翻译:季韬
审稿:辅平萍