厄尔尼诺与拉尼娜:塑造全球气候的太平洋两种呼吸
左侧,至少数千年来,厄尔尼诺现象以一股暖水舌改变太平洋表面形态,阻碍了冷水的上涌。右侧,拉尼娜现象则加剧赤道地区的降温,并强化了太平洋周边地区的干旱。图片来源:astronoo.com
热带太平洋:气候变率的中心
没有固定的周期,通常每隔两到七年,地球上最大的海洋会从一种状态转变为另一种状态。 有时,它的海水过热,变得异常温暖,并在通常干旱的沙漠地区引发暴雨。 另一些时候,它们过度寒冷,推开云层,扼杀季风。 这两种相反的脉动有着源自南美渔民的西班牙语名称:厄尔尼诺(圣婴,因其常发生在圣诞节前后)和拉尼娜(小女孩)。 它们共同构成了ENSO现象(厄尔尼诺/南方涛动),这是耦合海洋与地球大气的最强烈的气候引擎。
厄尔尼诺和拉尼娜远非孤立的灾害,而是同一无情机制的两个方面。 挪威气象学家雅各布·比耶克内斯(1897-1975)在20世纪中期率先认识到,热带太平洋与大气之间通过一个令人目眩的反馈循环紧密相连。 打破这种共舞,无异于试图让地球停止自转。
ENSO摆锤是如何运作的?
太平洋在常态下的脆弱平衡
信风总是沿赤道自东向西吹拂(从秘鲁吹向印度尼西亚)。 通常情况下,信风将温暖的海水推向印度尼西亚和澳大利亚方向。 这一运动导致秘鲁沿岸的深层冷水上涌:这就是上升流现象,富含营养物质的洋流滋养了地球上最富饶的渔场之一。
正常:印度尼西亚/澳大利亚 ←(暖水)← 太平洋 ←(信风)← 秘鲁(冷上升流)
当信风减弱:厄尔尼诺登场
在厄尔尼诺现象期间,信风带和雨带向东移动,将温暖的海水推向太平洋中东部,阻碍了秘鲁沿岸的上升流。随之而来的后果包括:南美洲西海岸出现暴雨,印度尼西亚和澳大利亚遭遇严重干旱,印度季风受到干扰,甚至急流减弱导致欧洲冬季气候紊乱。
厄尔尼诺:印度尼西亚/澳大利亚 ←(暖水)← 太平洋 ←(信风减弱)← 秘鲁(降雨)
当信风增强:拉尼娜启动寒冷机器
另一方面,拉尼娜现象发生在信风异常加速时。暖水被猛烈推向西部,上升流变得异常活跃,东太平洋温度显著低于正常水平。南美洲海岸降雨停止,而澳大利亚和东南亚则被反复发生的洪水淹没。
拉尼娜:印度尼西亚/澳大利亚 ←(非常温暖的水域)← 太平洋 ←(增强的信风)← 秘鲁(强烈的上升流 + 干旱)
过去一个世纪最引人注目的事件
海洋学与卫星记录如今使我们能够精确追溯ENSO事件的历史。下表显示了自1950年以来最极端的几次事件,其数据来自位于赤道太平洋核心区域(西经170°至120°之间)的NINO 3.4区域的平均热异常值。该海域的温度与正常值的偏差被用于正式诊断厄尔尼诺事件(异常值>+0.5°C)或拉尼娜事件(异常值<-0.5°C)。
| 年 | ENSO类型 | 平均NINO 3.4异常值 | 主要影响 | 如何 |
|---|---|---|---|---|
| 1957-1958 | 强厄尔尼诺现象 | +1.2 °C | 印度干旱,秘鲁洪灾 | 首次使用现代数据记录的事件 |
| 1965-1966 | 中等强度的厄尔尼诺现象 | +0.9 °C | 印度季风失效,饥荒 | 加剧了印巴战争 |
| 1972-1973 | 强厄尔尼诺现象 | +1.4 °C | 秘鲁鳀鱼渔业的崩溃 | 鱼粉行业突然衰退 |
| 1982-1983 | 极强厄尔尼诺 | +2.1 °C | 澳大利亚干旱,波利尼西亚飓风 | 20世纪最致命的(死亡人数超过2000人) |
| 1988-1989 | 强拉尼娜现象 | -1.6 °C | 美国大平原地区的干旱 | 紧随1982-1983年超级厄尔尼诺现象之后 |
| 1997-1998 | 极端厄尔尼诺现象 | +2.4 °C | 印度尼西亚火灾,肯尼亚洪水 | 当时测量到的强度最高的 |
| 1999-2000 | 中等强度的拉尼娜现象 | -1.1 °C | 印度活跃的季风,大西洋飓风 | 延长了前一次厄尔尼诺现象的影响 |
| 2010-2012 | 长期拉尼娜现象 | -1.3 °C | 昆士兰州洪水,德克萨斯州干旱 | 有史以来最长的记录之一 |
| 2015-2016 | 极强厄尔尼诺现象 | +2.3 °C | 大规模珊瑚白化,创纪录的高温事件 | 强度堪比1997-1998年 |
| 2020-2023 | 三重拉尼娜现象 | -1.0 °C(三年平均值) | 巴塔哥尼亚干旱,东南亚异常降雨 | 罕见现象:连续三个冬季 |
注:三次拉尼娜事件(连续三个拉尼娜冬季)在记录中较为罕见。上一次出现是在1973年至1976年。而2020年至2023年的这次事件出乎了模型的预料。
关键要点
在气候异常的数字背后,厄尔尼诺和拉尼娜现象数千年来一直转化为粮食危机、流行病、被迫迁徙以及巨大的经济损失。
厄尔尼诺和拉尼娜并非气象的任性之举, 它们承载着地球混沌的呼吸。 气候稳定并不存在:只有脆弱的平衡,在海洋与天空的舞动中不断被改写。
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