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2014年4月15日,总部位于瑞士日内瓦的世界气象组织(World Meteorological Organization,WMO)发布了一则新闻公告:今年2月以来,赤道太平洋海水温度上升,已经达到厄尔尼诺先兆的程度,预测今年可能会出现厄尔尼诺现象,并很有可能成为自1998年以来最严重的厄尔尼诺年。或许很多人都对1998年中国南方特大洪涝灾害记忆犹新,其实厄尔尼诺带来的危害远不止于此,东南亚的持续干旱并由此导致的森林大火,也与此密不可分。

卫星照片

1998年夏中国长江流域的卫星照片。

厄尔尼诺这个词,以其古里古怪的发音、不明觉厉的内涵,莫名传唱于人民群众茶余饭后的交谈中,让其他生僻冷门的气象专业词汇羡慕嫉妒恨。不过厄尔尼诺到底是什么,今年的厄尔尼诺又会带来什么毁灭性的后果吗?

什么是厄尔尼诺现象
厄尔尼诺(El Niño)来自于西班牙语,原本的含义是“圣婴”。要解释清楚厄尔尼诺现象,得先从秘鲁渔场说起。

沿着南美洲西岸(也就是太平洋东岸)有一条秘鲁寒流(Peru Current),也叫洪宝德寒流(Humboldt Current)。它从南纬45°附近一路向北,流到赤道的加拉帕格斯群岛一带,为太平洋东岸带来了大量冷水。这些北上的冷水使得下层海水携带着硝酸盐、磷酸盐等营养物质向上翻涌,浮游生物由此可以大量繁殖,这为冷水鱼类(如沙丁鱼、鳕鱼等)提供了丰富的饵料。由此,这里形成了秘鲁渔场,全球最著名的大渔场之一。

秘鲁寒流

秘鲁寒流

19世纪初,生活在秘鲁渔场沿岸(如厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语国家)的渔民们观测到一个奇怪的现象:有时候,在10月到下一年3月期间,沿着海岸会出现一条暖流,使海水温度明显升高,这会把秘鲁渔场中的冷水鱼类统统热死,渔民们就只好破产了!

这种现象每隔上几年就会重演一次,苦逼的渔民们无法从科学上解释,又因为它总是在圣诞节前后发生,就把它理解为上帝之子“圣婴”在发怒,降下天灾。

到20世纪60年代后期,气象学家们开始注意到这种赤道东太平海水变暖的异常现象,并沿用了“厄尔尼诺”这个称呼。他们普查了二战后30多年的气象资料,发现每当爆发全球性大规模的天气灾难时,都对应着厄尔尼诺现象的发生。于是,针对厄尔尼诺以及它与全球气候异常联系的研究,在气象科研界蓬勃展开,至今仍然是各国气象研究的热点,还存在很多争议和未解之谜。

厄尔尼诺现象是如何影响全球气候的?
大家也许会觉得奇怪,厄尔尼诺只不过是一个不大的区域里海水温度的变化而已,为什么竟然能对全球那么大范围、那么多遥远地区的天气状况产生影响呢?

气象界有句话,叫“海气不分家”,就是说,虽然天气看起来只是“天”的事儿,但它实际上受到海洋状况的极大影响,海-气相互作用是气象研究中非常重要的一环。更全面地说,那就是“海陆气生人不分家”——海洋、陆地、大气、生物圈、人类活动都在互相影响。

厄尔尼诺就是海-气间互相作用的一个典型例子。

正常情况下,赤道附近的西太平洋海水温度较高,东太平洋海水温度较低。于是在西太平洋上,空气受热上升;而在东太平洋上,空气冷却下沉。这就在热带太平洋上空形成了一个环流圈,空气从西太平洋上升,在高空向东输送,到东太平洋以后下降,在低空向西输送形成赤道东风,回到西太平洋,周而复始。这个环流圈叫做沃克环流(Walker Circulation),大家可以从中看出,海水温度的变化对于大气有重要的驱动作用。

而当厄尔尼诺发生时,东太平洋的海水变温暖,本来冷却下沉的空气被削弱了,太平洋东西两侧的温度差值变小,整个沃克环流的强度也会减弱。不仅如此,沃克环流原本上升和下沉的位置也会发生偏移,原本在西太平洋的上升中心移动到了中太平洋,赤道东风随之变弱,并向东撤退。

这种大型环流的变化,会对全球的天气-气候都产生影响。在这里无法全面地列举出来,只举一个最直观的例子:

正常情况下,沃克环流在西太平洋上升,产生了对流,水汽被抬升,凝结成雨,所以西太平洋降水非常丰富;而东太平洋则是沃克环流下沉的地区,云雨不容易产生,盛行晴朗天气。

而当厄尔尼诺发生时,沃克环流被削弱了,西太平洋原本成云致雨的条件一定程度上来说遭到了破坏,降水减少,形成大范围干旱,引发大规模森林大火等;而东太平洋的降水反而增多了,可能发生洪涝、河水猛涨、河堤决口等灾难。

1982年4月-1983年7月的那次厄尔尼诺非常严重,东太平洋的海温比平时高出4-5℃,圣诞节前后,原本栖息在圣诞岛上的一千多只海鸟神秘失踪,接着秘鲁境内普降大雨、洪水泛滥,全世界约有1300-1500人因此丧生,经济损失近百亿美元。1997-1998年也有类似情况发生,东太平洋海温升高了3-4℃,美洲持续暴雨而东南亚持续干旱,在我国也发生了98特大洪涝灾害……

不过这里需要说明的是,厄尔尼诺对于全球气候的影响非常复杂,上面只是一个最简单的例子。实际上当厄尔尼诺发生的季节不同、海域不同、持续时间不同时,对天气-气候的影响都有很大差异,这也正是对厄尔尼诺研究的困难所在。