导读:详细介绍一下,科学家拉尼娜是怎样“三重”拉尼娜真的来了。当世界气象组织的预测结论出来,国家气候中心解读的时候,很多人都中招了:今年会不会是个寒冬?今年冬天会出现极端低温
详细介绍一下,科学家拉尼娜是怎样
“三重”拉尼娜真的来了。当世界气象组织的预测结论出来,国家气候中心解读的时候,很多人都中招了:今年会不会是个寒冬?今年冬天会出现极端低温吗?拉尼娜与“寒冷”的关联迅速成为各种社交平台的热门话题。
拉尼娜现象,这个听起来远没有强风暴雨那么具体的科学名词,是如何获得如此高的社会知名度的?在无疑更为熟悉的气候学家看来,拉尼娜和厄尔尼诺这两个相对“年轻”的概念以及相关理论的形成意味着什么?
国家气候中心气候服务首席专家周冰从他的个人观察和职业经历告诉我们分析。从某种意义上来说,这也可能是对前沿理论进步后,世界上每个人生活快速变化的一种印证。
一个
在周冰看来,公众熟悉拉尼娜是很自然的——“我们统计了拉尼娜年份中国冬季气温异常,其中有18个拉尼娜冬季。在新的气候条件下,冬季气温异常在-1℃以下的有10个,在0℃和-0.99℃之间的有6个。”周冰进一步解释说,拉尼娜与中国冬季气温的对应关系是比较直接的,特别是上世纪80年代中期以前,拉尼娜事件发生时,往往对应的是冷冬或“冷冬”,甚至是“强冷冬”。但随着全球变暖,这种对应性正在减弱,甚至少数拉尼娜事件年也会出现“暖冬”。
2021年秋冬第二次拉尼娜到来时,当年11月5日至9日,中国遭遇有气象记录以来第四强寒潮,让公众感知到拉尼娜“冷”的印象,不少媒体提出强寒潮是否“打脸”导致气候变暖的质疑。人们自然会想到拉尼娜与2008年初中国南方历史罕见的大范围持续性低温雨雪冰冻灾害的关系。
二
接下来,视角转向气候学家。
拉尼娜与我国冬季气温和夏季降水有一定的对应关系,但不能完全划等号。因为中国的气候复杂多样,除了拉尼娜、厄尔尼诺之外,还有很多大气内外的强迫因素,比如高原积雪、北极海冰等,需要综合分析判断。但是,对于气候学家来说,拉尼娜或厄尔尼诺概念及相关理论的出现,确实具有非常特殊的意义。
"南方涛动指数和海温指数是相反的吗?"周冰指着最近五年的“SSTI (℃)和厄尔尼诺3.4区SOI月演变图”一一介绍。虽然具体定义不同,但在世界各地的气候学家看来,这张地图显示了海洋和大气各自的变化以及它们之间的密切关系,是分析和预测全球气候的重要工具。
也代表了百年来科学的一种传承和接力。
20世纪20年代,英国气象学家吉尔伯特·沃克(Gilbert Walker)利用澳大利亚达尔文站和赤道中太平洋大溪地站的观测数据,发现印度洋和太平洋海平面气压变化之间存在神奇的跷跷板关系。1924年,他将这种气压变化命名为南方涛动(SO)。
南方涛动是热带大气对厄尔尼诺或拉尼娜的响应,但当时学者并不知道这一点。此外,1930-1950年代表南方涛动的气候信号较弱,与前期相比不明显,因此对南方涛动的进一步研究陷入低潮。
直到1960年Jacob Bjerknes深入研究厄尔尼诺的机理,发现热带太平洋存在垂直环流模式。在此基础上,他首次将南方涛动与海表温度联系起来,指出南方涛动与厄尔尼诺的密切关系是热带大气与海洋运动相互作用的表现。后来,为了表彰沃克的贡献,气象学家将这种环流命名为“沃克环流”。
科学界称厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)事件的结合。ENSO事件的发生往往与区域或全球大气气候异常密切相关,在全球变暖的背景下导致极端天气增多。
三
ENSO信号出现后对气候学家意味着什么?
周冰直言,“这不正是我们气象学家最喜欢、最兴奋的吗?”
周冰说,由于它们与气候条件有很好的对应性,可以应用到气候预测的实践中,它们可以有效地提高气候预测的准确性。在气候学家看来,它们是“全球年际和年代际气候变化的重要信号”。
简单来说,赤道中东太平洋海温变化时,触发全球或区域气候异常的途径主要有三种:
一种是按照由近及远的原则,通过纬向环流(沃克环流和次级环流)影响热带地区,包括南美洲、澳大利亚、印度尼西亚和热带非洲;进而通过大气遥相关波列的传播间接影响下游北美,也称大气遥相关。还有就是影响西太平洋副热带高压的“上游效应”,会导致东亚的经圈环流异常,从而影响东亚。
这些理论如何改变气候学家对气候分析和预测的思考方式?
举个例子。2020年8月以来,赤道中东太平洋一直维持着冷海温度事件,与这条时间线重合。其中之一就是澳大利亚连续三年遭遇历史罕见洪水。作为一个气候学家,从周冰的角度来看,虽然他“不知道哪一天会下大雨,因为作为一个天气过程,需要和其他环流配合才能触发”,但他“很清楚这个地区的降水量会明显增加,因为拉尼娜提供了一个容易产生暴雨的背景”。
在中国,应用ENSO理论和机制最成功的例子之一是准确把握1998年长江中下游地区的特大降水。
是的,前沿理论的进步和突破已经并将继续以气候预测为桥梁,影响社会生活的各个领域,让个体通过预判调整更有利的行为。
挥霍
然而,在ENSO相关理论的帮助下,为什么气候预测,尤其是在中国,仍然不是一件容易的事情?
位于东亚ENSO发生区的上游,我们先来看看“上游效应”是如何发生的。例如,以拉尼娜为例,纬向沃克环流中的东南信风将温暖的海水从东太平洋带到西太平洋,赤道西太平洋会出现一个暖湿低压区。低压区的对流活动会加强热带辐合带,增加降水强度。然而,赤道西太平洋上升运动的加强,通过经向Hadley环流,导致了北副热带高压下降气流的加强。听起来有点复杂。它涉及到热带大气和温带大气之间的相互作用。今年夏天,在强副热带高压的控制下,我国南方出现持续干旱,而华北、黄淮等地的强降水背后,拉尼娜层层“推”的阴影效应功不可没。
同样,每个过程的形成机理和基本特征也不同,影响方式复杂多变。比如,由于这种“逐层转发”的关系,海温异常的强度和位置即使有一点点的变化,也会导致副热带高压传输到中国时位置和强度的相应调整和配置。相反,某个地区是旱还是涝,结果可能不一样,但可以肯定的是有一个特旱或特涝的特点。
除了ENSO本身,北极海冰、欧亚积雪等因素也在以各自复杂的方式影响着中国的气候,这也是一个重难点,气候预测具有很大的不确定性,因此需要滚动会商跟上。
如何解决这种复杂性?
也许,你心里已经有了答案。没错,就是不停的理论创新。
中国气象报社制作
作者:陆健
嘉宾:国家气候中心气候服务首席专家周冰
来源:中国气象
总结:以上内容是科学家眼中拉尼娜介绍一下的详细介绍。文章部分内容转载自网络。我希望这对你了解与众不同意味着什么是有帮助和有价值的。
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