影响全球天气的“小男孩”

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导读：

说起分布范围广、杀伤力强的“武器”，熊孩子可以算是其中一个。今年由于新冠肺炎的影响，学生党开启了超长假期模式，这可让家长们叫苦不迭。其实在自然界中也有一个顽皮的小男孩，他的一举一动甚至可以影响到全世界。他是谁呢？

                        图片来源 江苏共青团微信留言截图

哭闹影响全世界的小男孩

南美洲的太平洋东岸有著名的秘鲁渔场，该地区表面海水长期在盛行风的吹拂下远离海岸，于是下层的海水向上补充形成秘鲁寒流。这支洋流带来了大量的硝酸盐、磷酸盐等营养物质，促使浮游生物大量繁殖，为鱼类提供了丰富饵料，全世界每年渔业捕捞量的18%-20%来自该生态系。

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19世纪初，在南美洲的厄瓜多尔和秘鲁等西班牙语系的国家，渔民们发现每隔几年，从10月至第二年的3月便会出现一股沿海岸南移的暖流，使表层海水温度明显升高，习惯了冷水生态环境的鱼群因而大量死亡，海鸟因找不到食物而纷纷离去，渔场失去生机，使沿岸国家遭到巨大损失。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后，因此遭受天灾而又无可奈何的渔民将其称为“厄尔尼诺”（El Niño），意为上帝之子——圣婴。

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后来，科学上“厄尔尼诺”一词主要指太平洋中部和东部的热带海洋的海水温度异常地持续变暖现象。厄尔尼诺现象一般2~7年发生一次，并无固定的周期，波及范围、严重程度等也无固定的规律。与之相对应的是小女孩“拉尼娜”(La Niña)，即赤道中、东太平洋冷水域中海温异常降低的现象。

厄尔尼诺与拉尼娜年份赤道中、东太平洋海表温度异常。

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虽然厄尔尼诺这个小男孩活动范围在赤道中、东太平洋，但是他不是一种孤立的海洋现象，是热带海洋和大气相互作用的产物。因此他的活动可以引起全球范围内的气候异常。当厄尔尼诺发生时，由于海洋温度分布发生巨大变化，大气也会进行相应的调整。

东太平洋的洋面温度升高，就会产生较暖而且湿润的上升气流，美洲中部一带会气温上升、暴雨成灾。同时，随着西太平洋暖水区向东移动，沃克环流的上升支和下沉支的位置也发生偏移，对流活动的中心移至中太平洋上空，中、东太平洋上升气流大大加强，降水显著增加；而西太平洋上升气流明显减弱，变成少雨区，形成大范围干旱。

厄尔尼诺事件对降水的影响

全球变暖下ENSO对降水的影响

厄尔尼诺是表层海水温度异常的表现，但由于海洋与大气是相互影响的，当海温出现异常时对应这两个海域上空的大气也出现温差和气压差。当厄尔尼诺发生时，原来在赤道太平洋的西部印尼与澳大利亚一带的低压区变弱了，甚至变成高气压；相反，东太平洋的高气压则变成低气压。东南太平洋与印度洋及印尼地区之间这样气压变化相反现象称为南方涛动。

由于大气环流与海洋有着密切的关系，于是将厄尔尼诺（El Niño）和南方涛动(Southern Oscillation)的同步变化合成为“ENSO振荡”。ENSO振荡可以驱动全球气候系统发生变化。但是目前耦合气候模式对ENSO自身强度变化和对人类活动响应的预告还存在巨大的不确定性。

中科院大气所吴波研究员团队在Science Advances杂志上发表文章，提出了理解全球变暖背景下ENSO驱动降水异常东移的新机制。该研究分析了英国气象局开展的大集合气候变化模拟试验结果。结果表面全球变暖背景下，由于热带太平洋信风减弱，太平洋副热带经向翻转环流（STC）减弱，导致ENSO经向宽度（指海表面温度异常）变窄。即使ENSO强度变化不大，变窄的ENSO将加强赤道中东太平洋水汽辐合异常，令降水异常东移。

ESPPE大集合气候变化模拟试验模拟的当前气候条件下（a）和全球变暖条件下（b）ENSO引起的热带太平洋降水异常。(Yan.,Wu. et al.2019)

全球变暖背景下，ENSO驱动的热带降水异常东移的机制示意图

(Yan.,Wu. et al.2019)

厄尔尼诺-南方涛动是气候系统中最强的变化信号之一。在全球变暖的大背景下，ENSO驱动的赤道降水异常的变化会导致ENSO年时全球降水异常的分布与当前气候明显不同，我们要警惕应对干旱和洪涝灾害。

参考文献：

1.Zixiang Yan, Bo Wu*, Tim Li, Mat Collins, Robin Clark, Tianjun Zhou, James Murphy and Guirong Tan: Eastward shift and extension of ENSO-induced tropical precipitation anomalies under global warming. Science advances, 2019.

https://advances.sciencemag.org/content/6/2/eaax4177

2.骆高远，我国对厄尔尼诺、拉尼娜研究综述，《地理科学》2000年03期

中科院大气物理研究所

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