厄爾尼諾現象又來了?很難說

 科學家們正試圖儘快確定答案

熱帶太平洋再次與厄爾尼諾事件進行著欲拒還迎的調情,而就在一年前,有記錄以來最強烈的厄爾尼諾現象之一剛剛消亡。

目前,厄爾尼諾現象發生的機率大約各佔一半,這讓預測人員陷入了所謂的春季可預測性障礙之中。在這段時間裡,模型預測不如展望未來那麼準確,部分原因是厄爾尼諾週期的本質。

科學家們試圖預測厄爾尼諾現象的原因是,它可能在全球範圍內引起重大且常常是破壞性的天氣變化。上一次厄爾尼諾現象給東南亞和非洲部分地區帶來了嚴重的乾旱,給南美洲部分地區帶來了傾盆大雨。


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厄爾尼諾現象也有助於全球氣溫升高,正如2016年(有記錄以來最熱的一年)和之前的1998年所發生的那樣。不過,全球變暖意味著,即使厄爾尼諾現象強度相當,2016年也比1998年幾乎高出 0.5°F (0.3°C)

如果今年再次出現厄爾尼諾現象,那將是記錄中第二次太平洋在三年內經歷了從厄爾尼諾熱期到拉尼娜冷期,然後又回到厄爾尼諾現象的情況。然而,這些記錄的相對侷限性意味著研究人員無法確定這種組合是否非常罕見。

機會均等

熱帶太平洋自然地在大約每三到五年在三種不同狀態之間波動。在中性狀態下,溫暖的水聚集在盆地的西側,為那裡的雷暴提供能量。在拉尼娜現象期間,將溫暖的水堆積起來的由東向西的信風增強,從而增強了整個盆地的正常狀況。

但在厄爾尼諾現象期間,這些信風會減弱甚至逆轉,使溫暖的水溢位到盆地的東側,從而將風暴活動轉移到太平洋中部。

為了確信厄爾尼諾現象即將到來,預測人員希望看到海洋和大氣都進入狀態。雖然太平洋東部最近幾周出現了一些變暖跡象,但大氣層尚未顯示出它正在效仿的跡象。

儘管2015-16年的主要厄爾尼諾現象之後是相當弱的拉尼娜現象,但大氣層似乎看到了拉尼娜現象持續到冬季的影響。

美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 的厄爾尼諾現象預報員米歇爾·萊勒克斯說:“這使得海洋難以變暖,因為大氣層本質上是試圖將其踢回較冷的狀態。”她說,大氣層才剛剛開始看起來更中性。

預測人員也沒有看到海洋表面以下存在大片暖水區,而暖水區是為更大的厄爾尼諾現象提供能量所必需的,儘管對於較弱的厄爾尼諾現象並非如此。這種暖水庫的存在將使他們更有信心厄爾尼諾現象很可能發生。

萊勒克斯說:“我們還沒有看到這些指標出現在我們的雷達上。”

因此,NOAA 的最新預測顯示,在夏末或秋季,持續中性條件或厄爾尼諾現象發生的機率均等,都略低於 50%。

春季障礙

模擬氣候系統物理學的計算機模型比預測人員更看好厄爾尼諾現象,因為預測人員知道,模型在一年中的這個時候預測厄爾尼諾現象的發展並不那麼準確——這就是可怕的春季可預測性障礙。

萊勒克斯說:“春季障礙是一個極其難以處理的問題。” 它在某種程度上也很難定義和區分。

部分可預測性不足來自於厄爾尼諾現象往往在深秋或初冬達到頂峰,而且預測離事件越遠就越困難。但即使是春季對夏季狀況的預測也不是很好,這表明還有其他因素在起作用。

春季也是一個過渡時期,氣候系統的任何訊號都更難從天氣的噪音中辨別出來,因為噪音更高。

這種困難也來自於厄爾尼諾週期本身的性質。厄爾尼諾現象需要海洋熱量和微弱或逆轉的信風結合在一起才能形成,而這些風更難提前預測。美國國家海洋和大氣管理局太平洋海洋環境實驗室的博士後研究員亞倫·萊文在一篇部落格文章中解釋說,在冬季末和春季衰退的厄爾尼諾現象期間,溫暖的表層水會從赤道向南北方向流失,使較冷的水從下方湧出。這會將系統的動量推向拉尼娜現象,這意味著大氣層的活動不再那麼重要。

從本質上講,在春季,海洋在為預測人員提供未來幾個月是否可能發生厄爾尼諾現象的線索方面幫助不大。

一些研究表明,地球因大氣中溫室氣體積累而變暖可能會導致更強烈的厄爾尼諾和拉尼娜現象。計算機模型在完全捕捉厄爾尼諾-拉尼娜週期行為方面的侷限性意味著,關於該週期可能如何隨著地球溫度持續升高而變化,仍有許多問題尚不清楚。

不過,變暖可能會加劇厄爾尼諾和拉尼娜現象對全球天氣的影響。例如,當氣溫較乾燥時,發生的任何干旱都會變得更糟,因為增加的熱量會導致更多的蒸發。另一方面,變暖也可能導致某些地區在事件期間發生的強降雨更加強烈,因為溫暖的大氣層有更多的水分可用於降雨。

模型在厄爾尼諾現象前景方面比預測人員更樂觀,部分原因是冬季期間秘魯沿海爆發了所謂的沿海厄爾尼諾現象,導致海水異常溫暖。這些水域比正常水平高出 1.8°F (1°C),並助長了該地區的強降雨,造成了嚴重的洪水。

雖然在某些情況下,沿海厄爾尼諾現象會蔓延到全面的厄爾尼諾現象,但這並不能保證,而且過去幾周沿海地區的氣溫一直在下降。

目前的海面溫度一直徘徊在高於平均水平 0.9°F (0.5°C) 的閾值附近,該閾值定義了厄爾尼諾現象,但這些溫度需要持續更長時間,預測人員才會放心地釋出厄爾尼諾現象觀察預警,這意味著條件有利於厄爾尼諾現象在未來六個月內發展。

萊勒克斯說:“顯然,作為一名預報員,我們希望系統做出決定。”

如果今年確實出現厄爾尼諾現象,那將是 65 年記錄以來第二次出現這種背靠背的情況。另一次是在 1963 年至 1965 年。但該記錄可能不夠長,無法捕捉到厄爾尼諾現象行為的全部範圍。

萊文說:“其中一些行為並非非常不尋常,只是我們還沒有機會”觀察它們。“每一次新事件都會為我們提供新資訊。”

本文經 氣候中心 許可轉載。該文章於 2017年5月18日首次發表

安德里亞·湯普森是一位負責環境、能源和地球科學的副編輯。她已經報道這些問題 16 年了。在加入大眾科學之前,她是氣候中心報道氣候科學的資深作家,以及Live Science的記者和編輯,她在那裡主要報道地球科學和環境。她曾主持過小組討論,包括作為聯合國可持續發展媒體區的一部分,並接受過主要網路的廣播和電視採訪。她擁有紐約大學科學、健康和環境報道的研究生學位,以及佐治亞理工學院的大氣化學學士和碩士學位。在 Bluesky 上關注湯普森 @andreatweather.bsky.social

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