从太空看到厄尔尼诺前兆：全球将迎来创纪录的升温

这个动图展示了一系列的波动，称为开尔文波，在2023年三月和四月期间，温暖的海水穿过赤道太平洋从西向东移动。这些信号可能是厄尔尼诺现象发展的早期迹象，被“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”海平面卫星探测到。

图片来源：NASA/JPL-Caltech

厄尔尼诺（El Niño）是一种周期性的气候现象，它会影响全球的天气模式，导致干旱、洪水、暴雨等极端事件。厄尔尼诺现象通常每2至7年就会发生一次，通常持续9至12个月，但有时也会更频繁或更间隔更久。最近一次厄尔尼诺发生在2019年，持续了六个月；在2015年至2016年期间发生了历史上最强烈的厄尔尼诺之一，导致全球创下了最高温记录，并引发了许多干旱、洪水、暴雨、森林火灾等灾难。

那么，我们如何知道厄尔尼诺什么时候会来呢？有没有什么预兆可以提前发现呢？答案是有的。

美国和欧洲联合发射的“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”（Sentinel-6 Michael Freilich）卫星是一颗监测海平面的卫星，它最近发现了厄尔尼诺发展的早期迹象。该卫星的数据显示，从3月到4月，一种名为开尔文波（Kelvin wave）的波浪在赤道太平洋从西向东移动，向南美洲西海岸靠近。这些波浪在海面上只有5到10厘米高，但宽度有数百千米。当它们在赤道形成时，开尔文波会将西太平洋的温暖水层带到东太平洋。从春天开始的一系列开尔文波，被认为是厄尔尼诺的前兆。

“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”卫星是一颗专门监测海平面变化的卫星，于2020年11月发射升空。它可以用高精度的雷达测量海平面高度，并用微波辐射计测量大气层对雷达信号的延迟。通过这些数据，它可以揭示海洋表面温度、密度、盐度和流速等信息。

“我们会密切关注这次厄尔尼诺。”美国航空航天局（NASA）喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”的项目科学家乔希·威利斯（Josh Willis）在一份声明中表示，“如果这次的厄尔尼诺强度很大，全球将会看到创纪录的升温，但在美国西南部，我们可能会迎来另一个潮湿的冬天，紧接着去年所经历泡在水中一样的冬天。”

“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”卫星不是唯一一个观测到这种现象的卫星。NASA和欧洲航天局（European Space Agency，ESA）合作开发的“贾森-3号“（Jason-3）卫星也能监测海平面变化，并与“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”卫星共享数据。此外，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）也有一系列卫星和浮标来观测太平洋赤道地区的海水温度和风速。

NOAA和世界气象组织（WMO）最近都报告了厄尔尼诺在今年夏末发展的可能性增加。根据NOAA在5月11日发布的预测，今年有90%的可能性出现厄尔尼诺，并持续到北半球冬季；有80%的可能性是等待我们的至少是一次中等强度的厄尔尼诺现象，即海水表面温度上升1摄氏度；有55%的可能性是我们将迎来一次强大的厄尔尼诺现象，即海水表面温度上升1.5摄氏度。

及时监测和预测厄尔尼诺对于我们做好应对措施非常重要。而“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”卫星等太空探测器为我们提供了一个从太空看厄尔尼诺的机会，让我们能够更好地理解和预警这种复杂而重要的气候现象。

厄尔尼诺是如何形成的？

厄尔尼诺是厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation，ENSO）气候周期的一部分。厄尔尼诺-南方涛动是指赤道太平洋地区海水温度和大气环流之间相互作用产生的周期性变化。厄尔尼诺-南方涛动有两个相反的阶段：厄尔尼诺和拉尼娜（La Niña）。厄尔尼诺意为“圣婴”，因为它通常在圣诞节前后出现；拉尼娜意为“小女孩”，因为它通常在厄尔尼诺之后出现。

在正常情况下，赤道附近的东风（也称为信风）从东向西吹，也就是从南美洲吹向东南亚，随之推动温暖的表层水。当温暖的水移动时，冷水会上升替代它，这样，南美洲附近的海水就比较冷，而东南亚附近的海水就比较暖。温暖的海水蒸发，增加了空气中的水分，并产生了南亚地区每年都有的季风。

当信风减弱并向东吹时，就会发生厄尔尼诺。这时，温暖的水就被推向东方。这导致了全球天气模式的变化。对于美国来说，这意味着南部地区更潮湿，而西北地区更炎热。对于南美洲来说，这意味着沿海地区更多的降雨和洪水。

相反，当信风增强并将更多温暖水推向西方时，就会发生拉尼娜，这是厄尔尼诺-南方涛动周期的另一部分。拉尼娜通常带来更多干旱和寒冷。

从太空观察厄尔尼诺

4月24日，来自“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”卫星的海平面数据显示，赤道和南美洲西海岸的海平面相对较高（图中以红色和白色显示），海水温度也较高。水的体积会随温升高而膨胀，所以在水温升高的地方海平面往往会升高。图片来源: NASA/JPL-Caltech

这里显示的“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”卫星数据涵盖了2023年3月初至4月底这段时间。到4月24日，开尔文波已经在秘鲁、厄瓜多尔和哥伦比亚的海岸线上堆积了更温暖的海水和更高的海平面（图中以红色和白色表示）。像“哨兵-6号”这样的卫星可以通过雷达高度计探测到开尔文波。雷达高度计利用微波信号来测量海洋表面的高度，当高度计经过比其他地区更温暖的区域时，数据将显示更高的海平面。

通过“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”等仪器和卫星继续监测太平洋的海洋状况，应有助于在未来几个月内弄清厄尔尼诺的强度可能会变得多大。

“当我们使用卫星高度计从太空测量海平面时，我们不仅知道水的形状和高度，还知道它的运动，就像开尔文波和其他波一样。”NASA“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”项目科学家兼主管纳达娅 · 维诺格拉多娃 · 希弗（Nadya Vinogradova Shiffer）说，“海浪向地球周围散发热量，给我们的海岸带来热量和湿气，并改变我们的天气。”

更多“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”任务信息

“哨兵-6号迈克尔 · 弗赖利克”是以NASA前地球科学部主任迈克尔 · 弗赖利克（Michael Freilich）的名字命名的，是组成哥白尼哨兵-6号（Copernicus Sentinel-6）/贾森服务连续性（Jason Continuity of Service，Jason-CS）任务的两颗卫星之一。

哨兵-6号/贾森-CS由欧洲航天局（ESA）、欧洲气象卫星应用组织（European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites，EUMETSAT）、NASA和NOAA联合开发，欧盟委员会提供资金支持，法国国家空间研究中心（Centre National d’Études Spatiales，CNES）提供性能方面的技术支持。欧洲气象卫星应用组织代表欧盟哥白尼计划（Copernicus programme），在所有伙伴机构的支持下对航天器进行监测和控制，以及处理所有高度计科学数据。

喷气推进实验室从属于美国加州理工学院（Caltech），为每颗“哨兵-6号”卫星贡献了三种科学仪器: ：先进微波辐射计（Advanced Microwave Radiometer）、全球导航卫星系统-无线电掩星（Global Navigation Satellite System - Radio Occultation），以及激光反射器阵列（Laser Retroreflector Array）。NASA还提供了发射服务、支持 NASA 科学仪器运行的地面系统、其中两个仪器的科学数据处理器，以及对国际海洋表面地形科学团队（Ocean Surface Topography Science Team）美国成员的支持。