今冬發生厄爾尼諾現象可能性高達80%,華北霧霾或有所增多
2018年12月18日12:54

原標題:今冬發生厄爾尼諾現象可能性高達80%,華北霧霾或有所增多

日前,世界氣象組織(WMO)發佈《全球季節性氣候最新信息》和《厄爾尼諾最新情況》稱,今年12月到明年2月,發生厄爾尼諾現象的可能性為75%至80%,預計不會發生強事件。

世界氣象組織官員表示,預計此次事件強度低於2015年至2016年的厄爾尼諾事件。即便如此,它仍可顯著影響許多地區的降雨和溫度,對農業和糧食安全、水資源和公共衛生管理產生重要影響,並可能與長期氣候變化相結合,促使全球2019年溫度的上升。

中國是受厄爾尼諾影響較為顯著的國家,未來厄爾尼諾如何演變?這種演變如何影響我國氣候以及對我國的汙染潛勢是否有影響?

一問 如何看待WMO的預測結果及其對我國氣候預測的指示意義?

國家氣候中心氣候預測室高輝正研級高級工程師:在11月底WMO發佈的最新厄爾尼諾/拉尼娜監測和預測結果中,提到以下幾個方面——首先,熱帶中東太平洋海溫自今年10月達到弱厄爾尼諾等級,但大氣環流並沒有呈現典型相匹配的特點。其次,WMO預測在2018年12月至2019年2月,有75%到80%的可能性會形成一次厄爾尼諾事件,而在明年2月到4月這一概率降為60%左右,也即表明這次事件如果形成,可能在冬季達到峰值。第三,WMO指出,對全球氣候異常而言,厄爾尼諾並非唯一因子。不同地區的氣候預測需要考慮其他信號的影響。以海洋為例,需要關注印度洋、東南太平洋及熱帶大西洋等可能發揮的作用。

厄爾尼諾事件確實會影響到我國部分地區的氣候異常,但正如WMO報告指出的是,厄爾尼諾絕不是短期氣候預測中的唯一參考因子。對於我國氣候來說,無論是夏季的旱澇,還是冬季的冷暖,都會受到高-中-低緯度大氣環流的協同作用。這其中的一些環流會受到厄爾尼諾的影響,一些則受到其他海區海溫或其他外強迫信號(如極冰、積雪)的影響。

中國科學院大氣物理所周天軍研究員:厄爾尼諾是指發生在熱帶中東太平洋的大範圍海溫異常增暖現象,其通常演變規律是在北半球春季發展,夏季建立,在冬季達到鼎盛期,自來年春季開始減弱。

那麼,為什麼遙遠的熱帶太平洋海溫增暖會導致東亞氣候異常呢?原因在於有一個連接厄爾尼諾海溫異常和中國氣候的重要橋樑,即位於西北太平洋的高壓異常,在海氣相互作用研究領域常稱之為“西北太平洋異常反氣旋”或“菲律賓海異常反氣旋”。在觀測中,這個異常反氣旋一般在厄爾尼諾發展年的秋末形成,在之後三個季度的漫長時間里,持續影響東亞和西太平洋暖池區氣候。

如果WMO的預測結果準確,即今年12月到明年2月發生中等強度的厄爾尼諾事件,那麼我國華南地區將經曆偏暖、偏濕的氣候。至於我國華北和東北地區的冬季氣候,其更多受到中高緯度天氣過程影響,因此需要關注來自中高緯度的異常信號。然而,我們目前面臨的困難是,中高緯度過程的氣候可預報性要低於熱帶。

二問 對未來厄爾尼諾的演變方向,國際、國內的認識是否一致?

國家氣候中心氣候研究開放實驗室任宏利研究員:2017年10月開始的拉尼娜事件於2018年4月結束後,熱帶中東太平洋海溫緩慢上升,今年8月、9月、10月,Nino3.4區海溫指數分別為0.27℃、0.38℃、0.85℃,三個月滑動平均為0.5℃。

根據熱帶中東太平洋海洋大氣近期演變特徵以及國家氣候中心的BCC和國內外多家氣候動力與統計模式預測,未來熱帶中東太平洋海溫將繼續處於偏暖狀態並持續上升。

氣象部門預計2018/2019年冬季熱帶中東太平洋將形成一次厄爾尼諾事件(按照現行國標,Nino3.4區海溫指數大於0.5℃、小於1.3℃)。

中國科學院大氣物理所鄭飛研究員:目前對於厄爾尼諾的預測主要依靠基於地球流體力學原理和物理學規律建立的氣候系統模式。根據國際上20餘個氣候模式自2018年11月對厄爾尼諾未來趨勢演變的預測結果看,未來將有80%左右的可能性將在2018年冬季發生一次厄爾尼諾事件,該厄爾尼諾事件有60%的可能性會維持到2019年春季。這次厄爾尼諾事件的強度將維持在弱到中等強度,發生強厄爾尼諾事件的可能性不大。

依據國家標準《厄爾尼諾/拉尼娜事件判別方法》,12月6日,中科院大氣物理研究所多個厄爾尼諾預測模式的最新預測結果顯示,今年6月左右開始出現的熱帶中東太平洋暖海溫將有可能發展成一次厄爾尼諾事件。

中國科學院大氣物理所吳波研究員:根據日本海洋研究機構(JAMSTEC)發佈的預報結果,今年冬季厄爾尼諾將形成,並在2019年2月達到頂點,熱帶中東太平洋海表面溫度達到1.7℃左右,形成一個中等偏強的厄爾尼諾事件。之後,厄爾尼諾逐漸衰減,直至明年初秋。英國氣象局給出了類似的預報結果,今年冬季將形成一個Nino3.4區海溫指數大於1℃的厄爾尼諾事件。

厄爾尼諾事件大多遵循特定的演變軌跡,但今年的情況非常特殊,截至11月底,根據美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)氣候預測中心的分析,觀測中尚不能認定厄爾尼諾已發生。

如果日本、英國兩家機構預報結果準確,中等強度厄爾尼諾將發生,那麼根據NOAA的曆史數據,此次厄爾尼諾事件將是1950年以來發生最晚的Nino3.4區海溫指數大於1℃的厄爾尼諾事件。今年冬季,我國氣候將呈現典型的厄爾尼諾年冬季特徵。

三問 如何看待中國冬季氣候預測的複雜性?

國家氣候中心氣候預測室高輝正研級高級工程師:我國幅員遼闊,地形多樣,影響冬季氣候的外強迫因子和大氣環流系統種類繁多,各因子之間也存在非常複雜的相互作用。厄爾尼諾或者拉尼娜事件是冬季氣候預測重點考慮的因素之一,但絕非唯一因素。

一方面,強度較弱的厄爾尼諾事件對冬季氣候的直接影響有限,會受到其他海域海溫或海冰、積雪等熱力異常因子的調控;另一方面,在厄爾尼諾事件的不同空間分佈和不同發展階段,其影響也不盡相同。而且無論冬夏,厄爾尼諾的高影響區都有很大的地域差異,並非全國氣候都會受其影響。

中國科學院大氣物理所王林研究員:厄爾尼諾是影響我國冬季氣候的重要因子,但它並不能影響我國所有地區。對於華北以南、青藏高原以東的地區而言,厄爾尼諾的影響很大;但對於我國北方,特別是東北地區,影響則比較小。

在氣候系統中,除了像厄爾尼諾生命史比較長的熱帶海氣耦合現象外,中高緯度地區還存在很多生命史更短、大氣內部的變動現象,比如北大西洋濤動或北極濤動。這些現象對於東北地區的冬季氣候有非常大的影響,其影響程度甚至超過厄爾尼諾。因此,我國北方地區今年冬季的冷暖不僅取決於厄爾尼諾,還取決於中高緯地區大氣環流本身的變化。

中國科學院大氣物理所彭京備高級工程師:在冬季,我國比較常見的天氣過程之一是中緯度有一高壓脊形成發展,高壓脊東側有低壓槽。當中緯度槽脊發展時,中緯度西風減弱,高壓脊東部的偏北氣流不斷引導冷空氣在低壓槽內聚積,形成一股極寒冷的冷空氣。當高壓脊減弱時,低壓槽向南加深,引導冷空氣大舉南下,影響我國,形成降溫。這樣的降溫過程一般來說有降溫幅度大、降溫過程迅速而且猛烈的特點,冷鋒可以一天之內從華北南壓到南嶺地區。有時候,我國還會發生持續時間較長的低溫事件。

由於海洋巨大的熱容量,厄爾尼諾事件對大氣環流和全球氣候產生巨大影響。它不僅導致熱帶地區正常的對流及降水分佈被打亂,同時熱帶的異常信號通過大氣內部動力學過程傳播,影響中高緯度大氣環流,是全球氣候年際變化的最主要外強迫。在厄爾尼諾鼎盛期的冬季,更多的熱帶表面角動量被運輸到熱帶以外地區,導致中緯度西風加強,不利於冷空氣活動。

需要注意的是,在厄爾尼諾鼎盛期的冬季,天氣並不是一成不變的。北大西洋、印度洋和黑潮區海溫都對冬季關鍵環流系統有影響。同時,冷空氣活動還受到大氣內部動力過程的影響。因此,仍會出現階段性冷空氣過程。

四問 厄爾尼諾對我國汙染潛勢是否有影響?

國家氣候中心氣候預測室柳豔菊正研級高級工程師:一般來說,厄爾尼諾對我國華北地區冬季的霧霾影響比較大。截至目前,共發生過三次超強厄爾尼諾事件,分別是1982/1983、1997/1998、2015/2016等三次超強厄爾尼諾事件。從這三年的監測看,霧霾主要分佈在華北地區,而且都比較嚴重。

國家氣候中心做的統計相關分析顯示,在厄爾尼諾年的冬季,由於大氣對熱帶中東太平洋暖海溫的響應,在西北太平洋地區容易形成異常反氣旋,有利於偏南風水汽和汙染物向華北地區輸送。從目前的監測情況看,今年11月,Nino3.4區海溫指數是0.99℃,大氣和海洋還沒有完全耦合。未來一個階段,隨著海溫上升,厄爾尼諾強度有所增強,華北地區的霧霾發生可能會較前一階段有所增多。

暨南大學 何超 副教授:汙染物的排放不是決定霧霾現象出現的唯一因素,氣象條件的影響不容忽視。

鑒於我國南北方氣候的巨大差異,對霧霾變率起關鍵作用的氣象因子在我國南方和北方並不相同。華北冬季降水稀少,霧霾的消散主要依靠北風勁吹。我國東部地區冬季盛行偏北風,也就是東亞冬季風,不同年份冬季風的強度有明顯不同,在冬季風偏弱年份,北風對華北霧霾的驅散作用明顯減弱,華北霧霾汙染偏重;反之,在冬季風偏強年份,華北霧霾汙染偏輕。

我國南方地區降水較多,降水對霧霾的衝刷作用是南方地區大氣霧霾清除的重要途徑。根據統計分析,在冬季多雨年份,南方霧霾汙染偏輕,在冬季少雨年份,南方霧霾汙染偏重。可以說,冬季降水量多少直接決定南方地區霧霾汙染的嚴重程度。

一般來說,在厄爾尼諾現象發生的冬季,我國南方地區的抬升運動偏強,降水偏多,南方地區降水對霧霾的衝刷作用更強,氣象條件有利於南方地區霧霾減少;同時,厄爾尼諾也使得東亞冬季風在一定程度上偏弱,北風對華北霧霾的驅散作用減弱,導致華北霧霾偏多。而在拉尼娜現象發生時,氣象條件有利於冬季南方霧霾偏多,華北霧霾偏少,這是基於曆史資料的統計規律。

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