热带太平洋再次与厄尔尼诺事件进行着欲拒还迎的调情,而就在一年前,有记录以来最强烈的厄尔尼诺现象之一刚刚消亡。
目前,厄尔尼诺现象发生的几率大约各占一半,这让预测人员陷入了所谓的春季可预测性障碍之中。在这段时间里,模型预测不如展望未来那么准确,部分原因是厄尔尼诺周期的本质。
科学家们试图预测厄尔尼诺现象的原因是,它可能在全球范围内引起重大且常常是破坏性的天气变化。上一次厄尔尼诺现象给东南亚和非洲部分地区带来了严重的干旱,给南美洲部分地区带来了倾盆大雨。
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厄尔尼诺现象也有助于全球气温升高,正如2016年(有记录以来最热的一年)和之前的1998年所发生的那样。不过,全球变暖意味着,即使厄尔尼诺现象强度相当,2016年也比1998年几乎高出 0.5°F (0.3°C)。
如果今年再次出现厄尔尼诺现象,那将是记录中第二次太平洋在三年内经历了从厄尔尼诺热期到拉尼娜冷期,然后又回到厄尔尼诺现象的情况。然而,这些记录的相对局限性意味着研究人员无法确定这种组合是否非常罕见。
机会均等
热带太平洋自然地在大约每三到五年在三种不同状态之间波动。在中性状态下,温暖的水聚集在盆地的西侧,为那里的雷暴提供能量。在拉尼娜现象期间,将温暖的水堆积起来的由东向西的信风增强,从而增强了整个盆地的正常状况。
但在厄尔尼诺现象期间,这些信风会减弱甚至逆转,使温暖的水溢出到盆地的东侧,从而将风暴活动转移到太平洋中部。
为了确信厄尔尼诺现象即将到来,预测人员希望看到海洋和大气都进入状态。虽然太平洋东部最近几周出现了一些变暖迹象,但大气层尚未显示出它正在效仿的迹象。
尽管2015-16年的主要厄尔尼诺现象之后是相当弱的拉尼娜现象,但大气层似乎看到了拉尼娜现象持续到冬季的影响。
美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 的厄尔尼诺现象预报员米歇尔·莱勒克斯说:“这使得海洋难以变暖,因为大气层本质上是试图将其踢回较冷的状态。”她说,大气层才刚刚开始看起来更中性。
预测人员也没有看到海洋表面以下存在大片暖水区,而暖水区是为更大的厄尔尼诺现象提供能量所必需的,尽管对于较弱的厄尔尼诺现象并非如此。这种暖水库的存在将使他们更有信心厄尔尼诺现象很可能发生。
莱勒克斯说:“我们还没有看到这些指标出现在我们的雷达上。”
因此,NOAA 的最新预测显示,在夏末或秋季,持续中性条件或厄尔尼诺现象发生的几率均等,都略低于 50%。
春季障碍
模拟气候系统物理学的计算机模型比预测人员更看好厄尔尼诺现象,因为预测人员知道,模型在一年中的这个时候预测厄尔尼诺现象的发展并不那么准确——这就是可怕的春季可预测性障碍。
莱勒克斯说:“春季障碍是一个极其难以处理的问题。” 它在某种程度上也很难定义和区分。
部分可预测性不足来自于厄尔尼诺现象往往在深秋或初冬达到顶峰,而且预测离事件越远就越困难。但即使是春季对夏季状况的预测也不是很好,这表明还有其他因素在起作用。
春季也是一个过渡时期,气候系统的任何信号都更难从天气的噪音中辨别出来,因为噪音更高。
这种困难也来自于厄尔尼诺周期本身的性质。厄尔尼诺现象需要海洋热量和微弱或逆转的信风结合在一起才能形成,而这些风更难提前预测。美国国家海洋和大气管理局太平洋海洋环境实验室的博士后研究员亚伦·莱文在一篇博客文章中解释说,在冬季末和春季衰退的厄尔尼诺现象期间,温暖的表层水会从赤道向南北方向流失,使较冷的水从下方涌出。这会将系统的动量推向拉尼娜现象,这意味着大气层的活动不再那么重要。
从本质上讲,在春季,海洋在为预测人员提供未来几个月是否可能发生厄尔尼诺现象的线索方面帮助不大。
一些研究表明,地球因大气中温室气体积累而变暖可能会导致更强烈的厄尔尼诺和拉尼娜现象。计算机模型在完全捕捉厄尔尼诺-拉尼娜周期行为方面的局限性意味着,关于该周期可能如何随着地球温度持续升高而变化,仍有许多问题尚不清楚。
不过,变暖可能会加剧厄尔尼诺和拉尼娜现象对全球天气的影响。例如,当气温较干燥时,发生的任何干旱都会变得更糟,因为增加的热量会导致更多的蒸发。另一方面,变暖也可能导致某些地区在事件期间发生的强降雨更加强烈,因为温暖的大气层有更多的水分可用于降雨。
模型在厄尔尼诺现象前景方面比预测人员更乐观,部分原因是冬季期间秘鲁沿海爆发了所谓的沿海厄尔尼诺现象,导致海水异常温暖。这些水域比正常水平高出 1.8°F (1°C),并助长了该地区的强降雨,造成了严重的洪水。
虽然在某些情况下,沿海厄尔尼诺现象会蔓延到全面的厄尔尼诺现象,但这并不能保证,而且过去几周沿海地区的气温一直在下降。
目前的海面温度一直徘徊在高于平均水平 0.9°F (0.5°C) 的阈值附近,该阈值定义了厄尔尼诺现象,但这些温度需要持续更长时间,预测人员才会放心地发布厄尔尼诺现象观察预警,这意味着条件有利于厄尔尼诺现象在未来六个月内发展。
莱勒克斯说:“显然,作为一名预报员,我们希望系统做出决定。”
如果今年确实出现厄尔尼诺现象,那将是 65 年记录以来第二次出现这种背靠背的情况。另一次是在 1963 年至 1965 年。但该记录可能不够长,无法捕捉到厄尔尼诺现象行为的全部范围。
莱文说:“其中一些行为并非非常不寻常,只是我们还没有机会”观察它们。“每一次新事件都会为我们提供新信息。”
本文经 气候中心 许可转载。该文章于 2017年5月18日首次发表。