根据国家气候中心10月22日的消息,2021年7月以来,赤道中东太平洋海温持续下降,预计10月进入拉尼娜状态,并于冬季形成一次弱到中等强度的拉尼娜现象。
今年10月17日,北京最低气温便在下半年内首次跌破了零摄氏度,这一日期比平常年份的平均日期提前约20天,11月6日北京又迎来局地暴雪,在寒风中瑟瑟发抖的人们不禁要问,这就是拉尼娜的魔法攻击吗?事实上,我国中东部地区出现的这一轮大范围降温,就是拉尼娜现象的序曲。
2019年10月至2021年9月的拉尼娜关键区域海温距平变化
图 | 国家气候中心
2021年8月11日至10月5日的赤道太平洋表层300米海温异常距平变化
该垂直剖面图横轴为经度,纵轴为海水深度,海温从蓝至红递增
对比1981年至2010年的历史数据均值
图 | NOAA美国国家海洋和大气管理局
大家应该对“圣婴”厄尔尼诺现象都有充分的了解,然而作为与厄尔尼诺相对应的名词,“圣女”拉尼娜现象的存在感似乎略低一些。拉尼娜是西班牙语“La Niña”的音译,意为小女孩,是厄尔尼诺现象的反相,指赤道附近东太平洋水温异常下降的一种现象,表现为东太平洋明显变冷,同时也伴随着全球性气候异常。
上图:强拉尼娜现象盛期(1988年12月)太平洋海表温度距平差异
下图:强厄尔尼诺现象盛期(1997年12月)太平洋海表温度距平差异
图 | NOAA美国国家海洋和大气管理局
——小女孩为何出现?——
拉尼娜是典型的低纬太平洋气候异常现象。在太阳的直射作用下,赤道南北两侧分别存在东南信风和东北信风,信风持续驱动着温度较高的表层海水由东向西流动,形成了南赤道暖流和北赤道暖流,太平洋西部的低纬地区便成为一个温度较高的暖水池。当东部表层海水向西移动后,邻近及下层的海水前来补充形成低温补偿流,使东太平洋海域相对偏冷。如此不断进行的海气热量交换,形成的大气环流名为沃克环流。
当信风加强时,赤道东太平洋深层海水上翻现象更加剧烈,导致海表温度异常偏低,使得气流在赤道太平洋东部下沉,而气流在西部的上升运动更为加剧,又有利于信风加强。赤道东太平洋冷水在这样的正反馈循环中不断发展,直至形成拉尼娜现象。
拉尼娜盛期环流示意,太平洋呈现东冷西热
赤道太平洋上厄尔尼诺/拉尼娜事件的海温监测关键区
图 | 国家气候中心
不难看出,厄尔尼诺和拉尼娜密不可分,兄妹俩一热一冷,同属于气候异常的一体两面,会对气候造成不同的影响,是厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)循环过程中的两种不同位相状态。拉尼娜可视为厄尔尼诺之后一种矫枉过正的气候效应,二者犹如陀螺的左右两种倾斜失衡状态,越是高强度的厄尔尼诺,之后越可能形成拉尼娜,但其发生频率和强度一般不如厄尔尼诺。
——拉尼娜对生产生活的影响——
作为太平洋海洋在多年际时间尺度上(大约2年至8年)最显著的变化特征,拉尼娜与厄尔尼诺的覆盖范围接近行星尺度,二者均可对全球气候造成影响,通过大范围引发的降水和温度异常,将在一定程度上干扰农业生产。例如南美的玉米大豆等农作物将面临更严重的旱情,美国加州的山火风险也会居高不下,而在亚洲的另一边,东南亚爪哇岛的咖啡和橡胶生产则或许遭遇洪涝。
除了上述农业问题,在大规模减排限碳、去产能的背景下,当今世界能源普遍紧缺,此时出现的拉尼娜有可能叠加放大不利影响。寒冷天气将对能源等相关产业造成较大压力,加剧市场对冬季能源短缺的担忧,推动大宗能源商品价格的非理性上涨,影响经济生产节奏。
拉尼娜时期与非拉尼娜时期的农产品价格走势对比
拉尼娜时期除白糖外,其余5种农产品价格均出现明显的涨跌波动现象
数据选取1980以来的月度价格均值
图|兴业研究
特别是在近年全球工业存在供需失衡隐忧的情况下,更应对异常出现的极端天气提高警惕,例如2021年汽车芯片的产能萎缩、供不应求,就与年初的得克萨斯寒潮有一定关系,飙升200倍的电价使得工业重镇陷入瘫痪,这样的案例足以为全球工业生产敲响警钟。
应该说,拉尼娜对不同地区、不同领域造成的影响具有差异性,它并非全盘带来坏处,在全球大部分地区受到不利影响的时候,一些地方的行业却可能反而受益。例如非洲南部将获得丰沛水汽,更多的雨量有利于当地的蔗糖和玉米生产。
——"小女孩"与中国——
中国位于太平洋西北向沿岸,虽然远离拉尼娜形成的关键区域,但拉尼娜现象仍与我们息息相关。由于活跃的沃克环流使得西太平洋表层水温升高,通常会导致秋台风在拉尼娜年的强度偏强,同时数量偏多。冬春季节的中纬度大气环流经向度加强,冷空气和扬尘天气也可能频繁光顾我国。另外,对我国降水方面的影响则存在着地域差异性,大致呈现南旱北涝的分布特征。
1951年以来历次拉尼娜年合成降水距平百分率显示,长江中上游降水偏多
数据 | NOAA陆地降水重建数据(PREC/L)
图 | 国家气候中心
长江流域的洪涝事件普遍发生在厄尔尼诺的次年,最为典型的1998年长江特大洪灾,与1997年的厄尔尼诺—拉尼娜快速转变现象有着较大关系,它是导致长江流域降雨暴增的原因之一。
而2021年国庆热映的电影《长津湖》,为我们展现了志愿军在冰天雪地中可歌可泣的战争场景。当时东亚受拉尼娜广泛影响,寒潮与湿冷气流共同侵袭朝鲜盖马高原,使得长津湖战役超过二战中的莫斯科保卫战,成为有明确记录以来人类战争史上最冷的战役。
在全球变暖加剧波动的背景下,影响我国冬季气候的因素更加复杂。我国的冬季气候仍然主要受东亚季风环流影响,除了拉尼娜以外,还有欧亚积雪变化、北极海冰融化、及其他海域的海温异常等因素共同参与。
自1950年以来的拉尼娜事件记录
节选自国家气候中心厄尔尼诺-南方涛动历史事件表
图 | 国家气候中心
回顾我国自1951年来记录的15个拉尼娜年,有10个年份冬季气温偏低,5个年份冬季气温偏高。今年是第16个拉尼娜年,我国究竟会不会迎来冷冬,尚不得而知,冷冬概念在时间与空间范围上有严格的定义,只有到今年冬季结束,才能通过实测数据判断是否为冷冬。目前各国研究机构对东亚冬季的温度预测,一般倾向于总体温度偏高,出现冷冬的可能性较低。
值得注意的是,虽然历史上的5次双拉尼娜年均为偏冷,而且今年的拉尼娜比较接近以往发生过的典型事件,但由于气候系统的复杂性,每一个拉尼娜都有一些差异,因此今年气候的中后期演变趋势还存在较大的不确定性。在其余因素,比如全球变暖和北极放大效应的共同作用下,即便延续了去年的暖冬,也不排除极端寒潮爆发和短期阶段性偏冷的可能。除了公众做好防寒保暖措施以外,提升事件预警精度、完善防灾减灾体系依然是我们气象相关工作的主旋律。