“厄尔尼诺”究竟是怎么回事

　　近几年“厄尔尼诺”一词频繁见诸报端，特别是上世纪最强的1997/1998厄尔尼诺事件的出现以及它所带来的影响更吸引了人们对它的关注。为了让公众更多、更好地了解“厄尔尼诺”这一自然现象，作为国内从事厄尔尼诺监测和预测的业务单位，我们愿意就有关科学问题向公众进行介绍。 
　　 
　　 1、什么是厄尔尼诺？ 
　　在南美厄瓜多尔和秘鲁沿岸，由于暖水从北边涌入，每年圣诞节前后海水都会出现季节性的增暖现象。海水增暖期间，渔民捕不到鱼，常利用这段时间在家休息。因为这种现象发生在圣诞节前后，渔民就把它称为“El Nino”，音译“厄尔尼诺”，是西班牙语“圣婴（上帝之子）”的意思。后来，科学家发现有些年份海水增暖异常激烈，暖水区一直发展到赤道中太平洋，持续的时间也很长，它不仅严重扰乱了渔民的正常生活，引起当地气候反常，还会给全球气候带来重大影响。现在，厄尔尼诺一词已被气象和海洋学家用来专门指这些发生在赤道太平洋东部和中部的海水大范围持续的异常偏暖现象。 
　　与之相关联的另外几个科学名词有拉尼娜、南方涛动和ENSO（音“恩索”）。拉尼娜是西班牙语La Nina的音译，是“小女孩”的意思；与厄尔尼诺相反，它是指赤道太平洋东部和中部海水大范围持续异常偏冷的现象，也可称反厄尔尼诺现象。厄尔尼诺和拉尼娜现象与全球大气环流尤其是热带大气环流异常紧密相联，其中最直接的联系就是东南太平洋与西太平洋─印度洋上的海平面气压之间翘翘板式的反相关关系，即南方涛动现象。鉴于厄尔尼诺与南方涛动之间的密切关系，气象上把两者合称为ENSO。 
　　 
　　 2、为何会发生厄尔尼诺？　 
　　目前科学家还没有完全弄清楚厄尔尼诺发生的原因和机制问题。但比较一致的认识是：厄尔尼诺并非是孤立的海洋现象，它们是热带海洋和大气相互作用的产物。由海洋和大气构成的耦合系统内部的动力学过程决定了厄尔尼诺的爆发与结束。 
　　在太平洋洋面，大气低层风驱动着表层海水的流动。在南美北部的太平洋沿岸，盛行偏东风，风向与海岸线相平行，海水的流动是离开海岸的，而沿岸表层没有海水来补充，则迫使表层以下温度较低的海水上升，以替代流走的较暖的海水，因此在这个地区生成巨大的涌升流，称为冷水上翻区。在赤道附近，沿赤道南、北两侧分别为东南信风和东北信风，风驱动着表层海水也向两侧分流，沿东太平洋赤道地区，也会产生冷水上翻，以补充流走的海水。通常，从南美沿岸到东太平洋的海面水温比周围要低，这就是赤道太平洋的冷水区。 
　　由于赤道太平洋海面盛行偏东风，大洋表层暖的海水被输送到西太平洋，西太平洋水位不断上升，热量也不断积蓄，使得西部海平面通常比东部偏高40厘米，年平均海温西部约为29℃，称为暖池区，而东部沿岸仅24℃左右，东西两侧海温差异在3-6℃之间。 
　　但是，当某种原因引起信风减弱或转为西风时，维持赤道太平洋海面东高西低的支柱被破坏，西太平洋暖的海水迅速向东蔓延，原先覆盖在热带西太平洋海域的暖水层变薄，海温在太平洋西侧下降，东侧上升。同时，赤道东太平洋的涌升流也随信风减弱而减弱，暖水逐步占据了赤道中、东太平洋地区，并从海面一直可以到达100米深处。赤道中、东太平洋的海温升高，使得东太平洋的气压进一步下降，赤道信风更为削弱，更有利于海温上升。当赤道中、东太平洋海温异常偏高持续6个月以上时，被称为一次厄尔尼诺事件。

　　 3、厄尔尼诺如何影响气候？ 
　　在赤道太平洋西部，温暖而潮湿的海面源源不断地向其上空的大气输送着热量和水汽，使大气温度增高，上升运动加强，从而成云致雨，所以这一地区雨水丰沛，气候湿润，年降水量一般在2000毫米以上；而中、东太平洋冷水域则使得其上空大气变冷，密度增大，下沉气流难以把水汽抬升到能够形成云和雨滴的高度。因此，这一带洋面通常云量很少，降水量只有500毫米左右，常常形成干旱。 
　　厄尔尼诺的发生，改变了整个热带太平洋冷暖水域的正常位置，而海水温度微小的变化，都会对大气产生巨大的影响。据估计，100米厚的暖水层降低0.1℃所释放出来的热量，足以使其上方的大气温度平均升高6℃，厄尔尼诺这样一个持续半年到一年甚至更长时间的大范围海水异常增温现象，无疑对大气产生不可估量的作用。 
　　热带中、东太平洋海温的迅速升高，首先直接导致了中、东太平洋及南美太平洋沿岸国家异常多雨，甚至引起洪涝等灾害；也使得热带西太平洋降水减少，印度尼西亚、澳大利亚发生严重干旱。由于大气总是遵循着一定的规律、在各个方向上不停地运动着，形成了各种各样的环流系统，这些环流系统又相互作用和相互影响着。 
　　当厄尔尼诺发生时，整个赤道中、东太平洋的大气状况都被改变，这种大范围的变化，必然会打乱正常的秩序，影响到热带其它地区，并通过大气环流的作用，影响到热带外的中高纬度地区，甚至给全球气候带来异常。因此，厄尔尼诺还常常引起非洲东南部和巴西东北部的干旱、加拿大西部和美国北部暖冬以及美国南部冬季的潮湿多雨；它与东亚夏季温度和降水等也具有一定的相关性。此外，厄尔尼诺常常抑制西太平洋和北大西洋热带风暴生成，使台风和飓风减少，但使得东北太平洋飓风增加。厄尔尼诺现象发生后，我国常常出现暖冬气候，东北夏季温度容易偏低；我国夏季主要雨带位置偏南、华北雨季偏弱的可能性大；登陆我国的台风比常年减少。拉尼娜现象对气候的影响与厄尔尼诺大致相反。 
　　但是，气候形成的原因是多方面、错综复杂的，也是各种气候因子综合作用的结果。在热带地区，尤其是热带太平洋地区，厄尔尼诺对气候的影响最为直接和强烈。在热带以外的地区，它对气候的影响是间接的、复杂的，它只是影响气候的因子之一。1997/1998年二十世纪最强的厄尔尼诺事件对中国长江大水的影响至今还让人们记忆犹新。但是，1998年长江流域的大水厄尔尼诺并非唯一的决定因素，它是厄尔尼诺、青藏高原积雪、东亚季风环流和中高纬环流异常共同作用的结果。每次厄尔尼诺事件在爆发的时间、区域以及强度上都存在着很大的差异，不同类型的厄尔尼诺对气候造成的影响也不尽相同，很难断言厄尔尼诺发生时我国某个地区的气候一定会发生某种特定的异常。
　　 
　　 4、厄尔尼诺能预报吗？ 
　　厄尔尼诺和拉尼娜通常循环交替发生，两次“厄尔尼诺”事件间隔通常2-7年，但没有严格的周期性。1950年以来共发生了14次厄尔尼诺事件，分别发生在1951，1953，1957-58，1963，1965-66，1968-69，1972，1976，1982-83，1986-87，1991-92，1993，1994-95，1997-98年。厄尔尼诺事件一般持续时间约为一年，短的事件仅半年，1950年以来最长的事件持续了约1年半。九十年代以来，厄尔尼诺事件发生犹为频繁，至今已发生了四次。虽然这些事件有着很多共同的特性，但每次过程又有着它与众不同之处，没有两个过程是完全相象的，如1982—1983年的强厄尔尼诺就很出乎科学家的意外，因为它与过去几十年发生的事件不一样，发生前没有出现当时已经认识到的一些前期征兆。1997年形成的事件则爆发和发展都异常迅猛。所以，每一次厄尔尼诺的发生都使我们增加了新的认识。 
　　对于厄尔尼诺预测问题，国际上正在努力攻克这一科学难关，科学家们希望在厄尔尼诺事件发生半年以前就对此进行预报。国外在二十世纪七十年代后期和八十年代初期研制了一些厄尔尼诺预测模型，但鉴于对厄尔尼诺过程认识的不足，模式十分粗略，其效果也很不理想。我国科学家对此也十分重视，并研制了多种方法对厄尔尼诺进行预测。 
　　目前厄尔尼诺的预测主要采取海洋-大气动力学模式、统计模式、统计和动力相结合的模式等方法。其中最大的进展是科学家们把对厄尔尼诺形成过程的研究结果进一步研制成数值模式，用来对海洋和大气过程进行描述，再利用计算机进行运算，这种模式可以帮助我们认识海洋和大气的相互作用过程，也可以用来重演过去的厄尔尼诺过程。如果这些模式能够真实刻划实际情况，我们就可以用来预测厄尔尼诺现象。复杂的海洋和大气耦合模式甚至还可以对厄尔尼诺带来的气候影响进行预测。但是，目前国际上还没有一种客观方法可以准确地做出预报。临近预报虽然有一定可信度，但也存在较大的不确定性，国际上在行业内发布预报时一般只提供半年或一年的模式预报结果，正式发布预报时态度十分谨慎。至于厄尔尼诺的强度预测则更为困难，目前还没有哪家机构或模式在行业内发布此项预报，更不用说对公众公开发布有关的预测意见。而对于更长时期的预测，不确定性则更大，目前仅限于研究，还不具备发布正式预报的科学基础。对于不确定的科学问题，我们认为不宜进行媒体炒作以免误导公众。 
　　 
　　 5、我国在该领域的工作现状如何？ 
　　厄尔尼诺是科学界公认的迄今为止发现的最强的年际气候信号，加之它对全球特别是热带地区气候的重要影响，科学界对它历来十分重视，世界气象组织在1985-1995期间组织完成了热带海洋-大气（TOGA）计划，其主要目的就是为了解决厄尔尼诺监测和预测问题。中国气象局下属的国家气候中心作为国内从事厄尔尼诺监测和预测的业务单位，自20世纪80年代中期开始，就已经建立了厄尔尼诺监测小组，并于1990年建立了厄尔尼诺监测和预测业务系统，除每月定期开展厄尔尼诺监测和预测会商外，每年还举行1-2次全国性的厄尔尼诺监测和预测会商会议，并一直与世界气象组织在该领域保持密切联系。 
　　我国在厄尔尼诺的研究方面也开展过多项工作，中国气象局、中国科学院、国家海洋局以及一些高校开展了有关厄尔尼诺/拉尼娜研究有近20年的历史，并且得到过一些研究课题的支持，如气象局、海洋局、科学院三家联合参加的“中美热带西太平洋海气相互作用研究”（1985-1991）、国家气候中心承担的国家“九五”重中之重“我国短期气候预测系统的研究”攻关项目中专门设立的三个与厄尔尼诺有关的课题。这些工作有力地推动了厄尔尼诺监测和预测业务的发展。 
　　厄尔尼诺是目前国际上一个非常重要的研究课题，也引起了我国气象和海洋学家的高度重视，相信　　在不远的将来我们能全面增强厄尔尼诺形成机制的认识，大大提高厄尔尼诺的预报水平，并利用这个强信号预报气候，为国民经济各部门的规划和自然灾害的防范作贡献。　　 


　　 6、今年厄尔尼诺会来吗？ 
　　近期，热带太平洋海水的冷暖变化再度引起了气象和海洋学家的关注，并推测一次新的厄尔尼诺现象将很快出现。可以说，近期有关发生新的厄尔尼诺的报道并非空穴来风。从目前监测结果来看，预计赤道中、东太平洋将逐渐向暖水状态发展，如果在春季以前西太平洋上空持续西风异常，有可能在春季爆发厄尔尼诺。其主要依据为： 
　　（1）2001年夏末以来，赤道太平洋中部海水温度一直较常年偏暖，过去的几个月内赤道太平洋东部海水温度偏冷现象逐步减弱，表层以下海水温度的冷暖结构也与1997/1998年厄尔尼诺事件前期非常相似。 
　　（2）西太平洋上空西风异常过程频繁出现，这是有利于厄尔尼诺发生的基本条件，如果这种西风异常持续发展，春季爆发厄尔尼诺的可能性很大。 
　　（3）自1998年发生拉尼娜事件以来,赤道太平洋中、东部海水温度总体上表现出来的偏冷状况持续时间是近50年来最长的，同时春季又是最容易发生厄尔尼诺的季节。 
　　（4）国内不少动力和统计模式预测在2002年赤道太平洋中部和东部海水温度将趋于变暖甚至可能出现厄尔尼诺。美国、英国、日本等国家的不少模式预报也支持上半年将发生厄尔尼诺的预报结论。 
　　 
　　中国气象局作为我国气候监测和预测的权威部门，对厄尔尼诺的预测历来持慎重态度。虽然在行业内部，国家气候中心早在2001年11月初全国2001/2002年度气候预测会商会上就提出了2002年春季可能出现厄尔尼诺的预测意见；2002年1月25日我们又将《关于2002年春季可能发生厄尔尼诺的监测和预测报告》提供给中共中央办公厅，并已刊登在中办1月的《参阅资料》第8期上，供中央领导参考。但是，我们未向媒体发布有关消息。我们认为，何时向公众发布以及发布哪些内容是应该慎重考虑的，没有必要将太多不确定的信息过早告知社会，以免给公众造成不必要的恐慌。对于热带太平洋海洋、大气的未来发展，我们将继续密切监测，并在合适的时间再向公众报告有关信息。

（任福民 翟盘茂 2002-2-9） 

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