引言:
我們正在親歷本世紀的首場三重拉尼娜。起初,大家都以為它和尋常的拉尼娜一樣,維持個一年半載就消失不見,但沒想到,它斷斷續續維持了三年。截至發稿前的2022年12月15日,拉尼娜還在繼續,在2022-2023年冬季存續幾乎板上釘釘。那么,拉尼娜是什么,這次三重拉尼娜到底有什么特別,引發了什么極端天氣,以及大家最關心的,會不會導致冬天極寒?這就是中氣愛在本期文章和視頻中要講解的內容。本文正文總計約3000字,希望大家耐心看完。
一、拉尼娜、厄爾尼諾和ENSO
在很久很久以前,敏銳的東太平洋漁民們,在茫茫大洋上發現了這樣一個現象。那就是秘魯和厄瓜多爾西海岸附近的海水,在某些年份的圣誕節會突然變暖,他們認為這是神在顯靈,于是把這種變暖稱為“圣嬰”。后來漁民們又發現了變冷的現象,把它稱為“圣女”。在西班牙語中,圣嬰叫El Ni?o,翻譯為厄爾尼諾,而圣女叫La Ni?a,翻譯為拉尼娜。
2015年的厄爾尼諾示意圖
漁民行動時,科學家們也在思考。上世紀20年代,英國氣象學家沃克發現,地球東南半球、西南半球的海平面氣壓,常常存在一種蹺蹺板效應,如果東邊高那么西邊就低,如果西邊高那么東邊就低。這個蹺蹺板效應,就叫做南方濤動。1969年,挪威氣象學家小皮葉克尼斯還發現,基于南方濤動,印尼附近氣流上升,秘魯附近氣流下沉,這一升一降就組成了一個垂直環流,為了紀念沃克,這個環流被命名為沃克環流。
南方濤動示意圖
1969年以后,科學家們意識到,厄爾尼諾/拉尼娜和南方濤動有著密切的聯系,它們可能是一枚硬幣的兩面。因此,科學家們把厄爾尼諾/拉尼娜和南方濤動這仨整合,形成了一個更復雜的概念,那就是ENSO,圍繞它們建立了宏偉的理論大廈,發展出了日益精細復雜的定義。
沃克環流示意圖
但不管理論怎么發展,大家都公認,厄爾尼諾和拉尼娜并不是吉祥如意的圣嬰,而是十足的倒霉孩子。每當這兩孩子橫空出世,全球性的大氣環流異常就會出現,各種極端天氣事件頻繁發生。其中,1998年的長江全流域大洪水,2008年的南方雨雪冰凍天氣,不少學者認為和厄爾尼諾、拉尼娜分別密切相關。而剛剛過去的2022年,北半球超級高溫和巴基斯坦洪災也引發了廣泛關注。
二、三重拉尼娜正在發生
現有的數據和研究顯示,大多數拉尼娜都會在兩年內結束,平均維持20個月。一般的拉尼娜,應該是在秋季發展,冬季達到鼎盛,然后在春季和夏季消退,用氣象術語來說,這就是ENSO的季節鎖相特征。這次拉尼娜打破了季節鎖相特征,完完整整走過了三年。所以媒體稱它為“三重拉尼娜”,實際上更準確的說法應該是“三峰拉尼娜”。1950年以來,完全滿足條件的三重拉尼娜只出現過三次,放低一些標準也只有五次。而2020年開始的這波,是完全滿足條件的三重拉尼娜,確實非常少見。
2010年以來ONI指數變化
而這次拉尼娜的最大異常之處,并不是它的超長待機時間,而正是它徹底打破了季節鎖相的歷史規律,尤其是在2022年春季的發展。這一點,可能和諸多極端天氣氣候事件有關,包括大家都非常熟悉的北半球異常高溫,以及巴基斯坦史無前例的大洪水。
2022年夏季我國高溫分布
在那個剛剛過去的夏天,干燥的巴基斯坦遭遇了多輪暴雨襲擊,夏季降水量遠超我國長江流域甚至珠江流域,直到2022年底還沒有徹底走出洪災陰影。而曠日持久的超級高溫襲擊了更多國家,包括我們中國。永遠強大的副熱帶高壓,難以發展的臺風,連綿不絕的高溫預警,砍瓜切菜般的破高溫紀錄,已經成為南方人深刻的夏天記憶。
2022年巴基斯坦洪水前后對比
或許是因為2022年夏季的高溫實在太強,不少人有了擔憂。2022年的冬天,會不會補償性偏冷,報復性偏冷?會不會夏天有多熱,冬天就有多冷?夏天都不退的三重拉尼娜,會不會在冬天發展出新的高潮,成為一次超級霸王級拉尼娜,讓冬天的極寒寒上加寒?
三、三重拉尼娜會不會誘發冬季極寒
首先需要注意的是,三重拉尼娜并不是拉尼娜乘以三,更不是超級霸王級拉尼娜。長,不代表強。衡量拉尼娜強度的不是長度,而是海洋尼諾指數。長,也不代表永遠發展。事實上,在2022年春夏季節的異常發展之后,進入秋冬季節的拉尼娜已顯出疲態,極端程度遠不及上半年,用海洋尼諾指數衡量,2022年秋冬季節的拉尼娜只是弱拉尼娜。而弱拉尼娜,只是一個弱的冷信號。
1974-76年三重拉尼娜冬季特點
更值得注意的是,在上世紀80年代之后,隨著全球陸地和海洋溫度的日益上升,拉尼娜的冷信號越發失靈。在80年代前,只要拉尼娜出現,冬天大概率是偏冷或者冷冬。而到了80年代以及80年代后,拉尼娜在全球變暖面前逐漸力不從心,拉尼娜后的冬天,偏冷和偏暖一半一半。之前的兩次三重拉尼娜就很能說明問題:1973-1976年的三重拉尼娜中,三個冬季都非常寒冷,之后的1977年更是出現了極度嚴寒,武漢達到-18.1度。而1998-2000年的三重拉尼娜中,有兩個冬季偏暖,一個冬季偏冷。
1998-2000年三重拉尼娜冬季特點
因此可以看出,單憑三重拉尼娜本身,并不能造出極寒的冬天。那么,酷熱的夏天,會不會導致極寒的冬天?先說結論,這個觀點是不成立的。再說數據,在2022年夏季之前,2003年、2013年和2017年的夏季也出現了破紀錄的高溫,2003年福建和浙江、2013年的長江中下游高溫持久程度也不遜色于2022年。但隨后的三個冬季中,沒有一個達到冷冬標準,2003和2013年甚至總體偏暖。可見,夏天的溫度情況,和冬天并沒有必然聯系。
四、今冬面臨考驗
但需要強調的是,邊界層的強迫(如海溫、海冰等)和大氣的內部變率對大氣環流均很重要。我國大部在亞熱帶和溫帶,除了拉尼娜本身的影響以外,我們冬季的環流還受到了中高緯波列等大氣內部動力過程的影響,而后者往往能夠干擾前者的信號。在全球變暖的背景下,這一堆堆信號和三重拉尼娜疊加在一起,在讓氣候更加混沌的同時,更容易在無意間扣動極端天氣的扳機,讓極暖極寒事件發生。
近期北極濤動指數
譬如說2022年秋冬以來,北冰洋尤其是西伯利亞沿岸的海冰異常偏少,北極濤動指數一路走低,到12月中旬已經到了最低水平,與此同時歐亞高緯度積雪非常多。于是我們看到,11月底以來北半球寒潮頻發,西歐寒冷不斷,英國的河流中出現了難得一見的冰煎餅,倫敦風雪不斷;美國中部出現了強降溫和12月龍卷風爆發。
英國近期的”冰煎餅“
而我國已經出現了兩次大寒潮,11月底的寒潮讓新疆和華南降溫超過20度,12月中旬的寒潮讓東南沿海的低溫達到歷史同期的極端水平,讓云南下雪。
12月16日的寒潮預警
令人擔憂的是,這些天氣可能并不是結束,甚至不是開始的結束。從氣候信號發令到極端天氣發生,那是需要一段時間的。用大白話講,現在的這些寒潮,應該還不是今冬最大的。就在我們發稿時,美國阿拉斯加附近有強烈的暖高壓發展,它將極速擴大北上,很有可能在接下來的一星期內鳩占鵲巢,占據大半個北極地區,讓北極的寒冷空氣無處容身,四散南下。12月下旬乃至1月,北半球的冷空氣活動還將繼續活躍下去,美國有發生極端寒潮的可能性,而我國東部沿海地區,包括華南沿海,可能會持續偏冷。
12月下旬美國寒潮形勢
總而言之,這場歷史少見,歷時三年的三重拉尼娜已經接近尾聲,它不是三倍的超級無敵拉尼娜,不需要對它產生恐慌心理。但是,在全球陸地和海洋變暖的背景下,拉尼娜的信號和中緯度、高緯度各種氣候信號交織,會導致氣候更加混沌復雜,但極端天氣事件更容易發生。在2022年的夏季和秋季,我們已經見證過很多buff的疊加,親眼目睹過很多難以想象的天氣。
CFS對NINO3.4區海溫異常的預測
而北極和北半球高緯度的種種跡象表明,今冬冷空氣非常容易南下,暖濕氣流也容易北上過頭。因此在這個冬天,波動率特別大的偏冷和偏暖往往會交替并存,用大白話說,就是寒潮南下的時候會冷的六親不認,但暖空氣反攻的時候也會超乎季節的偏暖。這樣大起大落的天氣,對我們的身體健康,病毒防御以及安全生產等,都是新的考驗。這種考驗,在變暖的未來還會繼續。
12月中下旬我國將持續偏冷
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