厄尔尼诺现象和拉尼娜对气候的影响

1、什么是厄尔尼诺与拉尼娜？

为什么有“现象”“状态”或“事件”的不同叫法呢？

厄尔尼诺，是指赤道中、东太平洋海域发生的大范围持续性海表温度（简称海温）异常偏高的现象，也就是海水异常偏暖。“厄尔尼诺”一词，来源于西班牙语，意为“圣婴”。一种说法是，早先，赤道东太平洋沿岸的秘鲁、厄瓜多尔等国渔民出海捕鱼，发现大量死鱼粘在渔船上的现象，鼎盛时期出现在圣诞节前后，即以“圣婴”相称。这是一种自然现象，过几年可能又来一词。与这一现象相反的，该海域海温异常偏低，即异常偏冷，则称为拉尼娜现象，意为小女孩或“圣女”。

后来人们逐渐认识到，厄尔尼诺和拉尼娜不是简单的海洋现象，而是大气与海洋相互影响的结果，与信风减弱或者加强相呼应，常伴有东西太平洋大气压力的跷跷板效应—即所谓“南方涛动”，其形成前海洋表层之下的次表层海温通常先有异动。

厄尔尼诺或者拉尼娜一旦形成，对气候将产生重要而深远的影响。简而言之，厄尔尼诺和拉尼娜是全球气候系统年际变化的强信号。为表述方便，下面在总体说明这一现象时，用厄尔尼诺/拉尼娜来表示。

每次厄尔尼诺，看似相像，又有差异，正所谓“年年岁岁花相似，岁岁年年人不同。”为准确描述和分析预测厄尔尼诺或者拉尼娜，就需要建立监测指标体系和具体量化指标，由此就衍生出了厄尔尼诺/拉尼娜“状态”及厄尔尼诺或拉尼娜“事件”—在海温距平达到量值标准的初期，尚不清楚是昙花一现，还是能维持数月之久，在这初期，可叫进入“状态”；当这一现象延续，达到规定的持续时间时，就将该现象称为一次“事件”。

2、以什么指标来判定厄尔尼诺/拉尼娜？

什么叫大范围持续性异常偏暖或异常偏冷呢？一般来说，海洋比热容很大，海温不像气温变化那么剧烈，偏高或偏低几摄氏度很不容易，而大范围持续性异常偏暖或偏冷，按指标算，海温要偏高或偏低0.5摄氏度以上，时间尺度要持续几个月以上，空间范围内东西方向在数千千米以上、南北方向1000千米以上。

对这一事件的具体检测指标，各国的各业务与科研机构尚未达成一致看法。目前，中国以中国气象局国家气候中心发布的监测信息为准，是以赤道两侧南北纬各5度、西经120度—170度范围的所谓尼诺3.4区（Nino3.4）委监测关键区，以每月平均海温的距平值求区域平均，作为指数，也就是每月一个值，再看指数的逐月变化情况。

当Nino3.4指数3个月滑动平均的绝对值（保留一位小数）达到或超过0.5摄氏度且持续至少5个月时，判定为一次厄尔尼诺/拉尼娜事件。如Nino3.4指数大于等于0.5摄氏度为厄尔尼诺事件，Nino3.4指数小于等于—0.5摄氏度为拉尼娜事件。

轨迹上通常采用尼诺分区，分为尼诺1区、2区、3区、4区，上面所说的3.4区，是3区和4区两区各占一部分的混合区，以这些区域分别求区域平均，得到相应的各区指数。将这四个区合并，形成所谓的综合区，又得到综合区指数。在2016年仲春之前，我国主要采用综合区指数，春季后期之后，在与世界气象组织讨论后，现改用3.4区指数。

对厄尔尼诺/拉尼娜事件的评判，还有强度、持续时间、区域类型，这些标准都分别用什么指标呢？大致来说，强度分峰值强度和累积强度，以指数单月峰值（海温最大月距平值）作为峰值强度、月距平0.5摄氏度以上的累积距平值为累积强度，事件的强度，主要看峰值强度。持续时间以达到0.5摄氏度月距平标准的开始月至达到标准的最后一个月，作为持续时间的期限。区域类型是指主要发生在太平洋的哪个区域，分中部型和东部型（在太平洋的中部还是东部）。

3、1950年以来，厄尔尼诺/拉尼娜的出现有何规律？

由于选取指标区域的不同，定义的些许差异，甚至还有检测方法的差异，各国确定的厄尔尼诺/拉尼娜事件次数和起止时间均有一定差异。

根据中国气象局国家气候中心以尼诺3.4区指数的监测指标体系统及，1950年以来，历史上共发生了19次厄尔尼诺事件和14次拉尼娜事件。

在19次厄尔尼诺事件中，超强事件有3次，分别发生于1982—1983年、1997—1998年和2014—2016年；强、中等和弱事件分别有1次、7次和8次。在14次拉尼娜事件中，无超强事件，仅有1次强事件，中等和弱事件分别有8次和5次。从区域类型看，无论尔尼诺还是拉尼娜，大约70%是东部型，30%是中部型。

厄尔尼诺与拉尼娜，看似兄妹，秉性差异却不小，一个“性情暴躁”，来去匆匆，一个却“温顺安逸”，一副乖乖女模样。

从事件次数看，厄尔尼诺事件共发生19次，比起拉尼娜事件的14次多36&；从事件强度看，厄尔尼诺强度大，仅超强就有3次，强事件以上共4次，明显强于拉尼娜；从持续时间看，厄尔尼诺短于拉尼娜，每次厄尔尼诺事件平均持续11.1个月，比每次拉尼娜事件平均短1.5个月。

1982—1983年，我国气象部门在气候对外业务交流中，试验开展全国和省域气候影响评价工作，从美国、加拿大的有关世界和北美气候影响评价中，注意到厄尔尼诺对气候的影响。我国个别试点省份（如河北省）就将1982年、1983年本省气候异常直接归因于厄尔尼诺。

又过了约10年，我国才逐步开始对厄尔尼诺/拉尼娜及对我国气候的影响机理进行探索，并在长期预报—现称短期气候预测中得以应用，稍后水文部门也逐步开始关注这一海洋—大气异常事件。1995年国家气候中心成立以后，我国气象部门显著加强了对这一领域的研究，并逐步扩大了该领域的国际研究和业务交流。

基于历史上厄尔尼诺与后期我国汛期降水与旱涝的统计关系，以及部分机理的研究，1998年4月初，在水利部与中国气象局联合组织的全国气候趋势预测会商会上，基于前期发生超强厄尔尼诺事件、西北太平洋副高异常偏强、冬春季青藏高原积雪异常偏多等极端一场因子的分析，提前成功预测了长江中下游汛期降水将异常偏多，并及时向国家防总做了汇报，得到高度重视，使当年备讯工作更具针对性。

水利部水利信息中心1998年还成功预测了松花江流域汛期降水将显著偏多的趋势。2010年汛期，同样基于对厄尔尼诺等异常因子的研判，对当年汛期长江中下游多雨和安全台风偏少趋势做出了较为准确的预测。

5、厄尔尼诺/拉尼娜是怎样影响我国旱涝的？

厄尔尼诺/拉尼娜，发生在赤道太平洋中东部，鼎盛期大多在冬季，即便从尼诺3.4区西部算起，与我国空间距离也超过7000千米，时间上也相差约半年，那怎么就能影响我国汛期的旱涝呢？历史上统计的厄尔尼诺/拉尼娜发生后，我国气候之所以与它们发生联系，会不会只是偶然的巧合呢？

为解释这一点，先说说气候系统，它包括大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈。除大气圈和生物圈外，水圈主要是海洋，约占地球表面70%；冰雪圈主要包括极地冰盖，以及高原、高山的永久性或半永久性冰川与积雪；岩石圈即陆地下垫面。太阳是地球气候系统运动能量的根本来源，但能量可能在气候系统各圈储存，进行圈际交换和空间转移，特别是大气和海洋，既有常见的显热交换，还通过蒸发和凝结降水，产生巨大的潜热交换，两者又都是流体，可以在很大空间范围实现能量的空间转移。

厄尔尼诺/拉尼娜,是大范围持续性的海表温度异常事件，除直接影响当地海域与周边气候外，还通过洋流等海洋运动和大气环流运动，对全球气候产生重大影响。通常，厄尔尼诺强度越强，持续时间越长，造成的水旱灾害影响就越严重，而且影响时间越久。

已有大量研究表明，厄尔尼诺/拉尼娜，最主要和直接影响赤道太平洋附近地区。通常，厄尔尼诺发生时，太平洋东西两岸的赤道及低纬度地区气候异常比较明显，南美沿岸暴雨洪水频发，澳大利亚、印尼、印度一带则易干旱。

我国大陆主要位于副热带和温带，厄尔尼诺通常是通过加强副高，间接影响我国的降水和旱涝的。厄尔尼诺有利于赤道中东太平洋上升运动，导致大气环流的哈德来环流加强，有利于西北太平洋副高强度增强、面积增大。通常，厄尔尼诺越强、维持时间越长，对副高加强的影响作用就越显著。

统计表明，多数厄尔尼诺影响年，我国易出现南北两条多雨带，其中南方多雨带主要位于长江流域，有时范围大些，可以覆盖淮河流域；北方多雨带多位于华北至东北，但北方多雨带的南北位置和强度，不如南方多雨带稳定。换句话说，就是有的厄尔尼诺影响年，北方雨带不怎么明显，有些雨带在华北北部至东北北部，有些则位于东北南部。这样，在厄尔尼诺影响年，长江流域—特别是长江中下游易发生洪涝。拉尼娜与我国降水和旱涝的对应关系，远不如厄尔尼诺影响年明显，更不是厄尔尼诺事件影响的反相展现，这一点，在后文中再结合本次拉尼娜事件作解释。

气候系统是及其复杂的，厄尔尼诺/拉尼娜事件，虽然对我国气候和旱涝有重要影响，但其作用目前也有被明显夸大和妖魔化倾向，似乎所有异常现象都归结于厄尔尼诺和拉尼娜，这是不正确、不全面和不科学的。

值得注意的是，副高自身就有强弱阶段性变化，厄尔尼诺只是促使其加强的重要原因之一，不是唯一因子。此外，副高偏强虽有利我国降雨偏多，也要有北方冷空气的配合才行。

纵观大气—海洋系统，即便只观察这两圈，能量在海洋与大气之间传递和转换，既有显而易见的显热交换，还有更为重要的潜热交换。大气和海洋都是流体，能将能量转移到非常遥远的地方。举例来说，受北大西洋暖流影响，西欧的荷兰与我国最北端黑龙江漠河纬度大致相同，1月份两地气温相差20摄氏度之上。海洋还有储存能量的功能，使得冬季赤道中东太平洋海温异常的能量，通过海洋水平洋流及垂直运动与能量交换，将能量转移和延后“支付”给大气，可能造成北半球夏季气候的异常与旱涝的频发。

已有研究表明，大气对海洋的影响，要滞后至少3—6个月甚至更长时间。厄尔尼诺事件即便结束，其影响仍可持续至少1—2个季度。

我国夏季降水受西北太平洋副高影响，而中高纬度西风带环流带来的冷空气、与印度洋及孟加拉湾相关的西南季风、青藏高原的热力作用、西北太平洋台风活动等，对我国旱涝也都有重要影响。特别是北大西洋呵呵北冰洋等，对西风带高空大气环流和影响我国的冷空气的活动，都有重要作用。此外，西北太平洋台风活动虽与厄尔尼诺有较大关系，但南半球越过赤道的气流等影响作用也贡献很大，不容忽视。

总之，厄尔尼诺/拉尼娜，不是影响我国旱涝的唯一因子，甚至有时连最重要的因子都算不上—每一个厄尔尼诺年，在共性之上，个性与差异都很明显，我国旱涝分布并不完全相同。

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