莫彬

在全球變暖背景下，厄爾尼諾與拉尼娜現(xiàn)象與極端氣候災害將愈加頻繁，各級政府職能部門應加大宏觀管理和系統(tǒng)調(diào)控力度，加強氣候變化的監(jiān)測和預報。

氣候變化與人類的生產(chǎn)生活息息相關，分析氣候變化的內(nèi)因，掌握氣候變化的規(guī)律。應對變化帶來的影響，是人類在認識自然、改造自然過程中必須接受的挑戰(zhàn)和義不容辭的責任。

兩種太平洋水溫異常的現(xiàn)象

厄爾尼諾（El nino）現(xiàn)象是指發(fā)生在熱帶太平洋海溫異常增暖的一種氣候現(xiàn)象。在發(fā)生厄爾尼諾現(xiàn)象的年份，由于熱帶太平洋的大范圍增暖，常造成全球氣候的顯著變化。例如，在3次有記錄的厄爾尼諾年份中，我國都發(fā)生異常自然災害。第1次是1972年，我國北方大面積水資源奇缺，發(fā)生了新中國建立以來最嚴重的全國性干旱；第2次是1982—1983年，連續(xù)發(fā)生異常天氣，洪水泛濫導致數(shù)萬公頃農(nóng)田被淹，1982年8月黃河出現(xiàn)有記錄以來第二大最高水位，1983年7月長江水位許多觀測站達歷史最高值；第3次是1997—1998年，我國長江流域發(fā)生了全流域大洪水。

拉尼娜（La nina）是指赤道附近東太平洋水溫反常下降的一種現(xiàn)象，表現(xiàn)為東太平洋明顯變冷，同時也伴隨著全球性氣候混亂。其表現(xiàn)與厄爾尼諾相反，也被稱為“反厄爾尼諾”或“冷事件”，它是一種厄爾尼諾年之后的矯正過度現(xiàn)象。

拉尼娜現(xiàn)象的出現(xiàn)，會造成冷冬熱夏事件的異常增加。通常情況下是拉尼娜與厄爾尼諾交替出現(xiàn)，厄爾尼諾年后隨之就是拉尼娜年，但其發(fā)生頻率要低于厄爾尼諾。從近幾十年的表現(xiàn)看，拉尼娜同厄爾尼諾相比，有逐漸變?nèi)醯内厔?。?991—1995年中，曾連續(xù)發(fā)生了三次厄爾尼諾，但中間沒有發(fā)生拉尼娜。

太平洋水溫異?，F(xiàn)象對氣候的影響

海洋浩瀚無比，它的熱容量比空氣大，如果讓全球海洋里100米深的表層海水降溫1℃，放出的熱量可供整個地球的大氣增溫5～6℃。因此，太平洋東部和中部的熱帶海洋水溫變化，對地球大氣的影響就非常明顯。

厄爾尼諾對氣候的影響是通過赤道太平洋上空的緯向沃克環(huán)流來實現(xiàn)的。沃克環(huán)流控制著東西半球的熱量、動量、水汽的交換和平衡。一旦這種平衡被打亂，地球上的天氣就會出現(xiàn)異常。在一定程度上首先使南美秘魯和厄瓜多爾沿岸一帶，以及太平洋西岸的印度尼西亞和澳大利亞東部沿岸一帶，氣候發(fā)生異常，隨后出現(xiàn)氣象災害。

據(jù)多年氣象觀測數(shù)據(jù)，厄爾尼諾年中國的氣候可歸納為：暖冬、北旱南澇、東北冷夏、熱帶風暴和臺風數(shù)量減少。中國大部分寒潮和冷空氣來自西伯利亞，高緯度的西北氣流減弱直接導致冬季偏暖。據(jù)中國氣象局統(tǒng)計，近50年來80%的厄爾尼諾年中國出現(xiàn)了暖冬，厄爾尼諾氣候改變了中國的季風，從而打亂了全國范圍的降水。厄爾尼諾還使南方雨帶遲遲不能北移，導致南方水澇、北方干旱。最明顯的結果是長江流域出現(xiàn)洪水，而黃河卻出現(xiàn)斷流。

拉尼娜現(xiàn)象對氣候的影響強度遠不如厄爾尼諾。拉尼娜出現(xiàn)時，由于熱帶地區(qū)大氣環(huán)流受到明顯影響，易引發(fā)風暴和降雨過程，使部分地區(qū)遭受洪澇災害；我國則易出現(xiàn)冷冬熱夏，登陸我國的熱帶氣旋個數(shù)比常年多，出現(xiàn)“南旱北澇”現(xiàn)象。春季北方地區(qū)易連續(xù)出現(xiàn)大風天氣，土借風勢，沙塵暴隨即形成；南方則易出現(xiàn)歷史罕見的大范圍低溫雨雪冰凍天氣過程。

厄爾尼諾現(xiàn)象研究

每次發(fā)生厄爾尼諾現(xiàn)象時都有很多共同特征，但幾乎沒有兩個過程是完全一樣的。如1982—1983年的強厄爾尼諾就出乎科學家的意料，它與過去幾十年發(fā)生的現(xiàn)象都不一樣。發(fā)生時沒有出現(xiàn)之前已被認識的一些前期征兆；1997—1998年的厄爾尼諾爆發(fā)和發(fā)展都異常迅猛?？梢哉f，每一次厄爾尼諾的發(fā)生都使科學家增加一些新的認識，但它的形成原因，仍然是一個未解之謎。

目前科學家正在積極探索厄爾尼諾的成因，并認為厄爾尼諾的出現(xiàn)是由于地球上東南信風變?nèi)醯木壒?。信風是指低層大氣中從副熱帶地區(qū)吹向赤道地區(qū)的盛行風，在北半球稱為“東北信風”，南半球稱為“東南信風”。赤道太平洋中部信風減弱，是形成厄爾尼諾現(xiàn)象的一個直接原因，這種看法為較多的海洋學家和氣象學家所接受。

氣象學家沃基斯（K.Watkis）發(fā)現(xiàn)，太平洋赤道附近的東南信風強度同南太平洋復活節(jié)島附近的高壓系統(tǒng)和印度尼西亞附近的低壓系統(tǒng)的氣壓互成比例，即這兩個系統(tǒng)的氣壓差增大，信風加強；反之，信風減弱，這就是所謂的“南方濤動”（ENSO）。厄爾尼諾正是在這種形勢下出現(xiàn)的。由此，沃基斯建立了厄爾尼諾形成的“信風理論”。該理論在一定程度上解釋了海洋對風場崩潰的響應，也為近年一些實際觀測所證實。然而，迄今對風場崩潰的原因，即信風為什么會突然減弱，尚不清楚。

表層海水的運動主要受海表面風的驅動。如信風加強時，赤道太平洋深層海水上翻現(xiàn)象更加劇烈，導致海水表層溫度異常偏低，進一步加劇赤道東太平洋冷水發(fā)展而引發(fā)拉尼娜現(xiàn)象。厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象是赤道中、東太平洋海溫冷暖交替變化的異常表現(xiàn)，這種海溫的冷暖變化過程構成一種循環(huán)。因此，在厄爾尼諾之后接著發(fā)生拉尼娜并非罕見之事。同樣拉尼娜后也會接著發(fā)生厄爾尼諾。

厄爾尼諾現(xiàn)象的測報

世界氣象組織（WMO）在1985—1995年期間組織完成了熱帶海洋一大氣（TOGA）計劃，其目的就是為了解決厄爾尼諾的監(jiān)測和預測問題。該計劃建立了一個比較系統(tǒng)的厄爾尼諾監(jiān)測網(wǎng)，其觀測結果通過衛(wèi)星或網(wǎng)絡系統(tǒng)及時地發(fā)送到各國的氣象部門，使科技人員及時了解熱帶大氣一海洋的狀況，進一步分析兩者之間的相互作用過程，也使科研人員有了對厄爾尼諾初步預測的能力。

厄爾尼諾與拉尼娜一般呈循環(huán)交替發(fā)生，兩次厄爾尼諾間隔通常為2～7年，但沒有嚴格的周期性。近50年來。共發(fā)生14次。一般持續(xù)時間約為1年，短的僅半年，長的1年半，超長的2～4年。1990年代以來，厄爾尼諾事件發(fā)生尤為頻繁，至今已發(fā)生了4次。一般拉尼娜現(xiàn)象會隨著厄爾尼諾現(xiàn)象而來，在厄爾尼諾現(xiàn)象的第二年，都會出現(xiàn)拉尼娜現(xiàn)象。有時拉尼娜現(xiàn)象會持續(xù)兩三年。1988—1989年、1998—2001年都發(fā)生了強烈的拉尼娜現(xiàn)象，太平洋東部至中部的海水溫度比正常低了1～2%，1995—1996年發(fā)生的拉尼娜現(xiàn)象則較弱。

厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象預測現(xiàn)在仍是國際科學界正在努力攻克的一項難題。國外在1980年代研制了一些模式，主要采取海洋-大氣動力學模式、統(tǒng)計模式、統(tǒng)計與動力相結合的模式等，提供半年或一年的預測結果，但預測效果并不理想，甚至出現(xiàn)較大失誤。就目前的技術水平而言，要做出準確的強度預報和半年乃至一年以上的預報仍然十分困難。

中國氣象局、中國科學院、國家海洋局以及一些高校先后開展“中美熱帶西太平洋海氣相互作用研究”、“我國短期氣候預測系統(tǒng)研究”，以及與厄爾尼諾相關的課題研究，并于1990年建立了厄爾尼諾監(jiān)測和預測業(yè)務系統(tǒng)。國家海洋環(huán)境預報中心建立了厄爾尼諾監(jiān)測和預報系統(tǒng)，還自主開發(fā)研制了預測厄爾尼諾的統(tǒng)計模式。這個模式的基本原理是根據(jù)北半球環(huán)流形勢的發(fā)展過程來預測厄爾尼諾的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，厄爾尼諾形成之前的夏季，往往在北半球緯向環(huán)流占主導地位，這種緯向環(huán)流發(fā)展到一定程度時，在秋季容易發(fā)生大規(guī)模擾動，使緯向環(huán)流遭到破壞，到初冬便轉為強低指數(shù)型，經(jīng)向環(huán)流明顯加強，促使西太平洋副熱帶高壓強度減弱、赤道偏東信風減弱、西風暴發(fā)、赤道西太平洋暖水向東輸送等一系列過程的發(fā)生，最終導致厄爾尼諾事件形成。根據(jù)這個物理過程建立的統(tǒng)計模式，最先準確預測出1997年4月開始形成新的一次厄爾尼諾事件。

另外，德國波茨坦氣候影響研究所的研究人員基于200個高質量的空氣溫度測量點數(shù)據(jù)，采用一種基于物理學和數(shù)學學科交叉的網(wǎng)絡分析新方法，可提前六個月到一年及時精準地預報厄爾尼諾的發(fā)生。

2014年3月時出現(xiàn)在西太平洋的西風開始明顯增強，氣象預報亦提醒要密切關注厄爾尼諾的發(fā)生。到5—6月，西太平洋產(chǎn)生的暖水層已經(jīng)到達了中東太平洋，正接近水面，而溫度已經(jīng)超出正常年均值0.5～0.8℃，預計到達中美洲西海岸就能升高到1.2℃，據(jù)此判斷就已明確進入了厄爾尼諾狀態(tài)。根據(jù)氣象模型分析和專家觀點，2014年厄爾尼諾高峰出現(xiàn)在12月底，并延續(xù)到2015年夏、秋季。

據(jù)我國國家氣候中心監(jiān)測顯示，2014年全球平均氣溫為14.6%，比1961—1990年的平均值高出0.6℃，也比歷史上最暖的2005年和2010年高出約0.04℃，成為自1880年有記錄以來最暖的一年。世界氣象組織發(fā)表2014年全球氣候聲明時也稱，受海洋表面平均溫度升高等因素影響，2014年超過2010年、2005年和1998年，成為有氣象記錄以來的最暖年。美國國家海洋和大氣局的分析報告中也表明：至今15個最暖年份中有14個發(fā)生在21世紀，這說明氣候變暖的趨勢沒有停滯。如果地球再處于自然增溫階段，與人類活動造成的氣候系統(tǒng)增溫相疊加，將會進一步加速全球氣候變暖，也將導致包括世界范圍出現(xiàn)高溫、暴風雪、暴雨、洪澇、千旱等風險加劇，極端氣候災害將趨多趨強，各國應對防御災害的形勢更加嚴峻。

應對氣候變化及其影響

1988年世界哲學大會在莎士比亞的故鄉(xiāng)英國舉行，大會主題引用了莎翁名言：“生存還是死亡？”旨在由哲學高度，呼吁政府和知識界正視自然變化對人類政治、經(jīng)濟和生活的影響，加強國際的交流和合作，制定保護人類賴以生存與發(fā)展的生態(tài)環(huán)境的有效政策和切實措施。幾十年過去了，人類面對的自然災害卻越來越頻繁，強度越來越大，1997—1998年的強厄爾尼諾事件，全球至少造成2萬人死亡，總經(jīng)濟損失高達340多億美元，期間許多國家都發(fā)生了嚴重的旱澇災害，導致全球糧食減產(chǎn)20%左右。

長期從事海洋與氣候關系研究的澳大利亞最大的國家級科研機構——聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織（CSIRO）首席科學家蔡文炬認為，厄爾尼諾事件的總體數(shù)量不會增加，但在全球變暖效應下，未來100年內(nèi)，赤道東太平洋的海水將熱得更快，溫度更高，“超級厄爾尼諾”的發(fā)生頻率將會翻倍，將從20年一次發(fā)展到10年一次。

2014年4月聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布報告，過去一個世紀里，美國大部分地區(qū)平均增溫將近1.1℃，假如二氧化碳和甲烷等溫室氣體的濃度持續(xù)激增，到21世紀末，升溫的幅度有可能超過5.5℃。

中國科學家更多關注的是氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響。據(jù)中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心研究員張正斌的研究，氣候變化給中國農(nóng)業(yè)帶來的影響是好處居多：由于氣候變暖，中國冬小麥的安全種植北界已由長城沿線向北擴展了1至2個緯度（100至200公里）；華北地區(qū)冬小麥正由冬性向半冬性過渡，東北地區(qū)糧食產(chǎn)量顯著提高，水稻面積和總產(chǎn)量增加迅速；喜溫作物玉米目前已經(jīng)成為中國第一大作物。除了利好消息，氣候變化也有不利影響：各種極端天氣事件增多，各種病蟲害危害加重，會導致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。

氣候變化不僅具有生態(tài)方面的意義，它也將成為影響人類行為的一個因素。美國愛荷華州立大學的研究發(fā)現(xiàn)，氣溫每升高1℃，每10萬人中的暴力犯罪案件就會增加4.19起。高溫還增加了人們“路怒癥”的發(fā)作，也提高了交通事故的發(fā)生率。氣候變化和城市群的發(fā)展是令人類更容易遭受災害影響的兩大因素，在全球變暖背景下，極端氣候災害愈加頻繁，同時由于我國快速城鎮(zhèn)化的發(fā)展，使得城鎮(zhèn)化建設面臨更大的風險。

科學的進步、工業(yè)化的發(fā)展，不但提高了人類利用環(huán)境的能力，也加深了人類影響自然的程度，人與自然的矛盾變得日益尖銳。近幾十年頻繁出現(xiàn)的各種嚴重災害已向人類發(fā)出警告。因而，有必要呼吁將保護環(huán)境、防止災害、珍愛生命的意識上升到國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，加強天氣變化的監(jiān)測和預報，各級政府職能部門應加大宏觀管理和系統(tǒng)調(diào)控力度，將生產(chǎn)和社會活動納入科學化、系統(tǒng)化的有序管控軌道。

關鍵詞：厄爾尼諾 拉尼娜 信風 氣候變化