七問拉尼娜

帶你了解拉尼娜的“前世今生”

世界氣象組織（WMO）近期發布的最新數據顯示，拉尼娜現象已經連續第二年出現，預計将持續到2022年初，會影響溫度和降水。

拉尼娜現象已經出現

我們将會經曆怎樣的一個冬天？

七問拉尼娜

帶你揭秘

拉尼娜名稱的由來？

拉尼娜與厄爾尼諾的名稱一樣，來自于生活，來自熱帶太平洋東岸漁民對漁業與海溫變化的認知。

漁民們發現，冷水年，漁業大豐收；暖水年，沿海的魚群會神秘消失，不知為什麼赤道中東太平洋海水的冷暖會主宰着漁場的命運？數百年來，他們一直在用“拉尼娜”（La Nina）或“厄爾尼諾”（El Nino）表述新年來臨前夕秘魯沿岸海水異常現象。西方通常稱為“聖嬰”，特指這種現象在聖誕節前後出現或表現得最為顯著。事實上，通過對1950年代以來的19個拉尼娜事件冬季冷水谷值的分析，出現最低值在當年11月和次年1月的概率均為37%，在當年12月的概率僅為21%。

拉尼娜與厄爾尼諾科學術語于1997年正式走進社交媒體界，不過，顯然厄爾尼諾比拉尼娜更加耀眼。

拉尼娜的科學定義有國際标準嗎？

目前世界各國對赤道中東太平洋冷暖事件監測和認定标準不一緻，主要由于不同國家選擇影響關聯的監測區域不同，對于海洋資料的來源和統計方法處理也不一樣，對海洋-大氣相互作用的認識不同，以及不同國家和地區與監測關鍵區地理位置的差異。一般地，美國國家海洋和大氣管理局厄爾尼諾事件的監測标準是：連續5個月的NINO3.4區海溫指數3個月滑動平均值≤-0.5℃定義為一次拉尼娜事件；澳大利亞氣象局将NINO3.4區月海溫距平≤-0.8℃且大氣南方濤動指數≥0.8定義為一次拉尼娜事件；日本氣象廳将連續6個月的NINO3區海溫指數的5個月滑動平均值≤-0.5℃定義為一次 拉 尼 娜 事 件 ；英 國 哈 德 萊 中 心 将NINO3.4區月海表溫度距平值≤-0.5℃并持續至少6個月以上定義為一次拉尼娜事件。反之，則同樣可定義為厄爾尼諾事件。由此可見，NINO3.4區是關注的核心。值得注意的是，一是假設拉尼娜與厄爾尼諾在強度上是對稱的；二是采用3個月滑動平均值的計算，表明當月結束後無法立刻确定監測指标是否達标，仍然需要下個月的監測值參與計算，在實踐中往往難以滿足服務需求。

在2017年之前，我國有關厄爾尼諾的科學傳播中，在定義中會出現諸如NINO綜合區，即 NINO1 2區、NINO3區、NINO3.4區的總稱。當NINO綜合區（NINO1 2 3 4區）海溫距平指數≤-0.5℃至少持續6個月（過程中間可有一個月未達标準）則定義為一次拉尼娜事件。從2017年開始，中國氣象局厄爾尼諾/拉尼娜事件定義标準采用新的國家标準（GB/T33666-2017），連續5個月的NINO3.4區海溫指數的3個月滑動平均值≤-0.5℃定義為一次拉尼娜事件。

拉尼娜究竟是怎樣形成的？

拉尼娜與赤道中東太平洋海水溫度變冷、信風的增強相關聯。因此，拉尼娜實際上是熱帶海洋和大氣共同作用的産物。在赤道中東太平洋，大氣和海洋通過熱量、水汽、動量在分界面上的物質相互交換而耦合在一起，海洋表層的運動主要受海表面風的牽制。來自南北半球赤道信（東）風把溫暖的表層海水向西吹送，既增加了西太平洋次表層海水20℃等溫線的深度，又為亞洲及印度尼西亞群島上空氣的對流和上升提供了能量；高空氣流返回到東太平洋上空，并呈現下沉态勢，形成熱帶緯圈（沃克）環流。當拉尼娜事件出現時，赤道信風會進一步加強，秘魯沿岸海洋的冷水上湧不斷加強，熱帶緯圈環流得到顯著加強；當厄爾尼諾事件出現時，赤道信風減弱，亞洲及印度尼西亞群島上空深對流區東移，形成相反的沃克環流。

在過去的100年間，拉尼娜與厄爾尼諾在年際時間尺度上的循環已成為最強的自然氣候振蕩，也是季節與年際氣候預測中最重要的前兆信号。赤道中東太平洋海-氣相互作用循環過程一般有2年至7年周期，平均為4年。進一步的研究發現，東太平洋的循環周期為3年至7年，而中太平洋平均循環周期為2年至3年。

拉尼娜如何引發區域或全球氣候異常？

赤道中東太平洋大範圍海表溫度的持續異常，為什麼會在全球範圍産生一連串的極端天氣？因為反常的海洋現象通過熱帶海-氣相互作用，觸發了異常的大氣環流，導緻出現異常的氣候事件。由于暖水持續加熱大氣，形成上升氣流，冷水區形成垂直下沉氣流，冷暖海水區位置的變化，改變了大氣運動的原有規律，從而造成氣候異常，但不同區域的影響機理是不同的。盡管拉尼娜對全球氣候異常的影響沒有大名鼎鼎的厄爾尼諾猛烈，但造成的社會與經濟影響還是十分顯著的。

拉尼娜事件對北美等地的影響主要是通過下遊效應和大氣遙相關來傳遞。就冬季而言，在赤道中東太平洋下沉區北側的北回歸線附近，熱帶輻合帶對流活動加強，北太平洋阻塞高壓好天氣系統加強，東北太平洋與北美西海岸低值壞天氣系統發展（好天氣系統指受高壓系統控制，陽光明媚，萬裡無雲，天氣晴好；反之，壞天氣系統受低壓系統控制，對流系統活躍，容易出現降水等天氣現象），美國南部出現幹旱暖冬氣候；反之，厄爾尼諾事件使得北美西海岸高溫幹旱，東北部則暴風雪肆虐。

拉尼娜事件對東亞的影響主要是通過控制西太平洋副熱帶高壓的位置與強度、影響東亞季風環流發生作用的。由于亞洲及印度尼西亞群島上熱帶地區熱帶輻合帶對流活動加強，西太平洋副熱帶高壓位置偏北、強度偏強，有利于我國北方秋冬季降水增多，形成北方及華西秋汛。同時，東亞冬季風偏強，冬春季冷空氣較常年活躍。而厄爾尼諾事件，使得南方汛期降水偏多。

拉尼娜事件對太平洋以外熱帶地區的影響主要是通過緯圈次級環流的異常控制的，南美洲北部暴雨洪澇會頻發，澳大利亞北部和東南亞等地洪澇風險加大。

從全球範圍來看，拉尼娜會造成氣溫偏低、降水偏多，但是具體到各個國家和地區并不同。當拉尼娜發生時，南美沿岸附近地區（如阿根廷）降水稀少，而印度尼西亞、澳大利亞東部則多雨；當拉尼娜長時間持續時，非洲中部、美國東南部等地常發生幹旱，巴西東北部、印度和非洲南部等地則容易出現洪澇。

拉尼娜對我國冬季冷暖的影響？

拉尼娜對我國氣候的影響主要有兩方面：一是拉尼娜發生的當年秋季，北方降水易偏多，出現秋汛的可能性大，如1974年、1984年和2000年發生的拉尼娜事件，都造成了當年秋季黃河和淮河流域降水偏多；二是其發生的當年冬季，氣溫易偏低，出現冷冬的可能性較大。如2000年發生的拉尼娜事件，導緻2000/2001年冬季東北、華北地區氣溫明顯偏低，部分地區出現了少見的嚴寒；2007至2008年拉尼娜事件導緻2008年初我國南方發生大範圍低溫雨雪冰凍災害。

國家氣候中心的數據表明，1954年以來的15次拉尼娜事件中冬季偏冷的概率為67%，但20世紀80年代以來，由于全球變暖現象更加凸顯，冬季出現偏冷的可能性僅為50%，但也比沒有拉尼娜事件要總體偏冷。曆史上，1964年、1973年、1974年和1988年等拉尼娜事件發生後，出現了明顯的華西秋雨，1999年和2007年則出現明顯冬季低溫雨雪凍害。

我國對拉尼娜預測水平如何？

目前，我國拉尼娜/厄爾尼諾氣候預測已跻身國際領先水平，但全球變暖疊加赤道中東太平洋海溫異常的自然氣候振蕩，極端天氣呈現廣發、頻發、強發和并發态勢，使得極端天氣變得更為複雜。目前，國家氣候中心第3代氣候模式（BCC-CPSv3）建立了次季節-季節-年際尺度一體化氣候模式預測業務系統，氣候預測性能有明顯提升。對赤道中東太平洋厄爾尼諾/拉尼娜事件、熱帶印度洋東西海表溫度異常結構的跨季度預測能力也優于美國、英國和日本業務水平。來自南京信息工程大學等高校院所機構的中國科學家團隊在研究中對厄爾尼諾/拉尼娜事件提前24個月的預測技巧超過0.5，基于機器深度學習的人工智能預測對冬季尼諾3.4區海溫預測技巧可以延長到20個月。

圖/中國氣象局微博

此次拉尼娜事件未來的強度與影響如何？

世界氣象組織在9月9日正式對外宣布，2021年晚些時候将迎來一次弱拉尼娜事件。10月國家氣候中心預計，冬季将形成一次弱-中等強度拉尼娜事件，并将使我國冬季冷空氣活動更加頻繁、勢力偏強，中東部地區氣溫總體以偏冷為主，出現極端寒潮事件的概率增大。

2021年是雙拉尼娜年，上一次事件峰值出現在2020年11月，這次又于今年10月已進入拉尼娜狀态，目前在進一步發展。華西極端秋雨、秋季“南旱北澇”、10月南海-西太平洋台風接踵而來，曆史第四強寒潮席卷全國，這些氣候異常的推手竟都聚焦在此次拉尼娜。聯合國糧農組織數據顯示，10月份全球食品價格指數漲幅超3%，創下近十年新高，拉尼娜也使全球饑餓情況持續惡化。

因此，需特别關注冬季我國中東部大範圍強降溫天氣過程、北方地區可能出現的低溫雪災、西南地區東部和江南西部可能出現的階段性低溫雨雪冰凍天氣過程以及江南華南等地的幹旱發展。但也需要特别指出，在全球變暖的氣候背景下，影響我國冬季氣候的因素更加複雜，北極海冰融化、歐亞積雪變化以及其他海域的海溫異常等因素都會影響東亞冬季風環流的變率，進而影響我國冬季氣候異常。

拉尼娜事件增加了極端氣候異常出現的概率，氣象部門将加強實時監測、滾動預測和精細化服務，以減少氣象災害對農業生産、能源供給、人體健康、交通運輸等經濟社會和人民生活等方面的不利影響。防災減災乃政治之責、核心之要、戰略之重，應切實提高氣象災害風險科學防範能力，充分發揮第一道防線的積極作用。

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