胡星月 胡文運(yùn)

摘 要：為了揭示赤道中、東太平洋海溫的冷暖交替異常變化特征及其對(duì)宣城市降水量和氣溫的影響，根據(jù)1960年以來宣城市7個(gè)站的降水和氣溫資料，分析1960年以來宣城市年降水量和氣溫的變化趨勢，研究了厄爾尼諾事件/拉尼娜事件的發(fā)生和變化，以及厄爾尼諾/拉尼娜事件對(duì)宣城市年降水量和年平均氣溫以及旱澇災(zāi)害的影響。結(jié)果表明，1960—2016年分別有17次厄爾尼諾事件和13次拉尼娜事件發(fā)生，發(fā)生概率分別為0.298和0.228，暖事件發(fā)生強(qiáng)度要大于冷事件發(fā)生的強(qiáng)度。宣城市年降水異常年份均出現(xiàn)在厄爾尼諾/拉尼娜事件發(fā)生年或結(jié)束年，且厄爾尼諾開始年和結(jié)束年所對(duì)應(yīng)的氣候基本相反。宣城市年平均氣溫的高低與厄爾尼諾事件/拉尼娜事件有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，大旱大澇與厄爾尼諾/拉尼娜事件有極其密切的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：厄爾尼諾；拉尼娜；降水；氣溫；宣城

中圖分類號(hào) P461.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）22-0139-04

厄爾尼諾（El Nino）現(xiàn)象與拉尼娜（La Nina）現(xiàn)象（以下簡稱ENSO事件）是全球氣候變化研究的熱點(diǎn)之一。厄爾尼諾是指在秘魯沿岸和赤道東太平洋洋面上幾年發(fā)生1次的大規(guī)模高水溫現(xiàn)象，由于其大多出現(xiàn)于圣誕節(jié)前后而得名；而拉尼娜則是指上述洋面上水溫異常變冷的現(xiàn)象，是經(jīng)常出現(xiàn)在厄爾尼諾現(xiàn)象之后的一種使氣候發(fā)生驟變的現(xiàn)象。ENSO事件是低緯度海氣相互作用的強(qiáng)年際氣候信號(hào)，是造成全球氣候異常的重要因子。有許多學(xué)者探討了ENSO事件對(duì)中國氣候的影響[1-3]，但是具體到ENSO事件對(duì)宣城市氣候影響的相關(guān)研究還沒有。為了進(jìn)一步揭示ENSO事件與宣城市氣候變化的關(guān)系，筆者根據(jù)1960年以來宣城市逐月降水量、氣溫與ENSO事件資料，研究ENSO事件給宣城市氣候帶來的影響，以減少ENSO事件對(duì)宣城市氣候、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人們生活造成的不利影響，為預(yù)防可能引起的災(zāi)害提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

資料采用1960—2016年宣城市7個(gè)測站逐月氣溫資料、降水資料、NCEP的ENSO監(jiān)測資料，采用國家氣候中心新30年標(biāo)準(zhǔn)劃分的ENSO冷暖事件。ENSO事件發(fā)生年對(duì)應(yīng)的冬季指當(dāng)年12月至次年2月，氣候標(biāo)準(zhǔn)值為1981—2010年。

2 結(jié)果與分析

2.1 1960年以來ENSO事件的變化特征

2.1.1 指標(biāo)定義 ENSO事件的標(biāo)準(zhǔn)在不同國家略有不同，筆者根據(jù)國家氣象局的《厄爾尼諾/拉尼娜事件監(jiān)測業(yè)務(wù)規(guī)定》（氣預(yù)函〔2016〕22號(hào)），使用NINO3.4指數(shù)定義ENSO事件的起止、持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度。NINO3.4指數(shù)為赤道太平洋海區(qū)（170°～120°W，5°S～5°N）平均的海表溫度異常值。NINO3.4指數(shù)3個(gè)月滑動(dòng)平均的絕對(duì)值（保留1位小數(shù)，下同）達(dá)到或超過0.5℃、且至少持續(xù)5個(gè)月，判定為一次ENSO事件。NINO3.4指數(shù)≥0.5℃為厄爾尼諾事件，NINO3.4指數(shù)≤-0.5℃為拉尼娜事件。

2.1.2 ENSO事件分型 根據(jù)ENSO事件空間模態(tài)的演變，將ENSO監(jiān)測指數(shù)區(qū)分為東部型指數(shù)（Ni?o Eastern Pacific index，簡寫為NEPI）和中部型指數(shù)（Ni?o Central Pacific index，簡寫為NCPI）。

其中：N3I：NINO3區(qū)（150°～90°W，5°S～5°N）月平均海表溫度異常值；N4I：NINO4區(qū)（160°E～150°W，5°S～5°N）月平均海表溫度異常值。當(dāng)N3I和N4I同時(shí)大于0時(shí)，α=0.4；否則，α=0。

由于宣城市各氣象觀測站建站均在19世紀(jì)50年代后期，至1960年全市氣象觀測站才全部建成，所以僅統(tǒng)計(jì)1960年以來ENSO事件對(duì)宣城市的影響情況。1960—2016年共發(fā)生了17次厄爾尼諾事件，12次拉尼娜事件，見表1和表2。

從表1可見，厄爾尼諾事件的峰值基本出現(xiàn)在11月（7次）、12月（2次）或1月（4次）、2月（1次），即峰值發(fā)生在深秋和冬季的概率為82.4%，8月、9月、10月分別出現(xiàn)1次；開始時(shí)間出現(xiàn)在4～10月，結(jié)束時(shí)間出現(xiàn)在1～6月；維持時(shí)間超過12個(gè)月的有7次，小于等于6個(gè)月的有4次。弱厄爾尼諾事件有7次，中等強(qiáng)度事件有6次，強(qiáng)事件1次，超強(qiáng)事件3次。

從表2可知，拉尼娜事件的峰值也基本出現(xiàn)在11月（2次）、12月（6次）或1月（4次），即峰值發(fā)生在深秋和冬季的概率為100%；開始時(shí)間也出現(xiàn)在4～10月，結(jié)束時(shí)間也出現(xiàn)在1～6月；維持時(shí)間超過12個(gè)月的有6次，小于6個(gè)月的只有1次。弱拉尼娜事件有5次，中等強(qiáng)度事件6次，強(qiáng)事件1次。

2.1.3 ENSO事件強(qiáng)度變化特征 為了更好的研究ENSO事件發(fā)生的強(qiáng)度特征，根據(jù)海溫距平，對(duì)厄爾尼諾、拉尼娜年的強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行量化。量化標(biāo)準(zhǔn)為：超強(qiáng)厄爾尼諾年（峰值所在年份，下同）強(qiáng)度等級(jí)定量為4，強(qiáng)厄爾尼諾年強(qiáng)度等級(jí)定量為3，中等厄爾尼諾年強(qiáng)度等級(jí)定量為2，弱厄爾尼諾年強(qiáng)度等級(jí)定量為1；強(qiáng)拉尼娜年強(qiáng)度等級(jí)定量為-3，中等拉尼娜年強(qiáng)度等級(jí)定量為-2，弱拉尼娜年強(qiáng)度等級(jí)定量為-1；因?yàn)榇蟛糠諩NSO事件是跨年度的，所以規(guī)定ENSO事件發(fā)生年且強(qiáng)度未達(dá)到峰值的年份則等級(jí)降一級(jí)；正常年份強(qiáng)度等級(jí)定量為0。依據(jù)以上量化標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)繪制了1960年來發(fā)生的ENSO事件發(fā)生強(qiáng)度圖（圖1）。

圖1表明，1960年以來ENSO事件的發(fā)生有明顯的周期性波動(dòng)特點(diǎn)，波動(dòng)周期約為2～7年。厄爾尼諾事件發(fā)生強(qiáng)度高峰期有4個(gè)，分別為1972—1973年、1982—1983年、1997—1998年、2014—2016年；拉尼娜事件發(fā)生的強(qiáng)度高峰期只有1個(gè)，即1988—1989年。圖1顯示20世紀(jì)80年代以來，厄爾尼諾事件明顯增多，強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，其發(fā)生強(qiáng)度要大于拉尼娜事件發(fā)生的強(qiáng)度。

2.2 ENSO事件與宣城市降水量的關(guān)系

2.2.1 厄爾尼諾事件年與宣城市降水量的關(guān)系 從表3可見，厄爾尼諾峰值年年降水量偏多、偏少的概率均僅為1/17；汛期降水量偏多的概率為2/17，偏少的概率為5/17；梅雨期降水量偏多的概率為4/17（3次為超強(qiáng)厄爾尼諾年），偏少的概率為10/17。

厄爾尼諾次年年降水量偏多的概率僅為1/17，汛期降水量偏多的概率為4/17，梅雨期降水量偏多的概率為5/17。其中1984年、2016年異常偏多，這2年均為超強(qiáng)厄爾尼諾事件次年。

2.2.2 拉尼娜事件年與宣城市降水量的關(guān)系 拉尼娜年年降水量在正常范圍內(nèi)。汛期降水量偏多的概率為1/11。梅雨期降水量偏多的概率為2/11，偏少的概率為4/11。

拉尼娜次年年降水量變化幅度都在正常范圍內(nèi)。汛期降水量偏多的概率為3/11。梅雨期降水量偏少的概率為5/11，其中3次為顯著偏少，1次異常偏多。

2.3 ENSO事件與宣城市氣溫的關(guān)系 厄爾尼諾年年平均氣溫在1993年前基本上都偏低（1978年例外），春季和冬季平均氣溫也普遍偏低，其中1976年及1983年異常偏低；1993年以后厄爾尼諾年年平均氣溫、春季和冬季平均氣溫則普遍偏高。

拉尼娜年年平均氣溫基本在正常范圍內(nèi)；春季平均氣溫偏低的概率為5/11；夏季平均氣溫除1971年顯著偏高外，基本都在正常范圍內(nèi)；秋季平均氣溫偏高和偏低（包括顯著偏低）的概率均為3/11；冬季平均氣溫顯著偏低的概率為4/11。

2.4 3次超強(qiáng)ENSO事件對(duì)比分析 1960年以來發(fā)生了3次超強(qiáng)厄爾尼諾事件，分別是1982年4月至1983年6月、1997年4月至1998年4月、2014年9月至2016年5月。通過3次超強(qiáng)厄爾尼諾事件海溫異常演變的對(duì)比可以看到，從持續(xù)時(shí)間上看，2015—2016年厄爾尼諾事件發(fā)展階段要明顯長于前2次超強(qiáng)事件。此次事件從2014年9月開始至2015年11月到達(dá)峰值，共歷時(shí)15個(gè)月，而在1982—1983年及1997—1998年2次事件中從爆發(fā)到峰值均在6個(gè)月左右。但是，在2015—2016年的厄爾尼諾事件中，前期2014年秋季至2014—2015年冬季的發(fā)展過程十分緩慢，到2015年春季得到再次發(fā)展。這次的發(fā)展與前2次超強(qiáng)厄爾尼諾事件的發(fā)展類似，大約用了半年左右達(dá)到盛期。

3次超強(qiáng)厄爾尼諾事件中，1997—1998年事件中超過3.5℃的暖海溫異常范圍最大，且位置偏東；1982—1983年次之；在2015—2016年厄爾尼諾事件中中心強(qiáng)度基本沒有超過3.5℃，但是超過2.5℃的暖海溫異常范圍大于前2次超強(qiáng)事件。并且由于在厄爾尼諾盛期，前2次事件的暖海溫異常中心都偏東，因此在Nino3.4區(qū)并不是暖海溫異常中心。而在2015—2016年事件盛期，暖海溫異常擴(kuò)展到日界線以西。因此，雖然中心強(qiáng)度弱于前兩者，但是Nino3.4區(qū)的暖海溫異常要強(qiáng)于前2次事件。在厄爾尼諾事件的衰減階段，前2次超強(qiáng)事件中的赤道西太平洋異常冷海溫比較強(qiáng)盛，而2015—2016年厄爾尼諾事件中赤道西太平洋地區(qū)海溫基本表現(xiàn)為中性狀態(tài)。

3 小結(jié)

（1）厄爾尼諾事件的峰值發(fā)生在深秋和冬季的概率為82.4%，拉尼娜事件的峰值發(fā)生在深秋和冬季的概率為100%。

（2）1960年以來ENSO事件的發(fā)生有明顯的周期性波動(dòng)特點(diǎn)，波動(dòng)周期約為2～7年。20世紀(jì)80年代以來厄爾尼諾事件明顯增多，強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，其發(fā)生強(qiáng)度要大于拉尼娜事件發(fā)生的強(qiáng)度。

（3）ENSO事件對(duì)年降水量影響較??；厄爾尼諾年汛期和梅雨期降水量偏少的概率大于偏多的概率；厄爾尼諾次年汛期和梅雨期降水量偏多的概率大于偏少的概率，超強(qiáng)厄爾尼諾次年汛期和梅雨期降水量更可能異常偏多。

（4）厄爾尼諾年年平均氣溫在1993年前基本上都偏低（1978年例外），春季和冬季平均氣溫也普遍偏低。1993年以后厄爾尼諾年年平均氣溫、春季和冬季平均氣溫則普遍偏高。拉尼娜年年平均氣溫基本在正常范圍內(nèi)，冬季平均氣溫偏低的概率為7/11。

（5）2015—2016年厄爾尼諾事件是自1960年以來繼1982—1983年和1997—1998年厄爾尼諾事件之后的第3次超強(qiáng)厄爾尼諾事件，并且在持續(xù)時(shí)間、峰值強(qiáng)度、累計(jì)海溫距平和海溫距平連續(xù)超過2.0℃的時(shí)間等指標(biāo)上均強(qiáng)于前2次超強(qiáng)厄爾尼諾事件。

（6）ENSO事件只是影響宣城市氣候特別是汛期氣候的強(qiáng)信號(hào)之一，對(duì)它的認(rèn)識(shí)也是剛剛起步，目前還不能只用它來簡單地預(yù)測氣候，必須綜合考慮其他因素對(duì)氣候的影響。

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（責(zé)編：徐世紅）