#气候监测# 【ENSO-148 特别期:关于拉尼娜事件的Q&A】

最近赤道中东太平洋又出现了持续显著偏冷,表明有一次拉尼娜事件正在发展。这会和近期四川盆地北部、陕西与山西大部的强降雨有关么?而在近期的寒潮影响下,全国大部气温都显著偏低;又有传言:“拉尼娜事件导致今年冬季为数十年一遇寒冬”,这是否有依据?

如果需要一个简短结论,那就是:
【这次四川盆地北部、陕西大部与山西的强降雨较大程度和拉尼娜事件的发展有关。近期的寒潮和拉尼娜事件没有直接关联;而在冬季,拉尼娜事件在一定程度上会倾向我国冬季总体偏冷和南方偏干燥,但不能只用该因子作为气候预测依据;而“数十年一遇寒冬”更是无有效凭据。】

这次我也会对拉尼娜事件的一些相关内容,作一些简要的Q&A.

Q1: 什么是拉尼娜事件?
A1: 拉尼娜事件,是指【赤道中东太平洋区域的海表温度持续、显著偏冷的气候现象】。

其中,“持续”代表时间上至少要维持5个月;而“显著偏冷”,是赤道中东太平洋指较常年平均偏低0.5°C以上。

在当前实际监测中,“常年平均”多采用1981-2010年的平均(未来会逐步调整为1991-2020年平均),而“赤道中东太平洋”多选用经纬度上,5°S-5°N,170°W-120°W划定的地区(被称作【Nino3.4区(参见图1)】,这个名词将在后面用到),以该区域平均海表温度的异常作为监测标准。

在词源上,拉尼娜一词来自西班牙语“La Niña”,字面意为“小女孩”,这很可能是与用作赤道中东太平洋显著偏暖的厄尔尼诺事件“El Niño”(意为“圣
婴”/“小男孩”)分野相对。

厄尔尼诺事件和拉尼娜事件,其实是同一类现象的两面,分别代表了赤道中东太平洋海区持续显著偏暖与偏冷的情形(图2)。

Q2:为什么会出现拉尼娜事件?
A2:由于这个问题涉及了气候学与海洋学不少专业知识,考虑到理解难度,这里仅做一些简要、不完全严谨的概述。

在通常情形下,赤道两侧是盛行信风,总体以东风为主,它将东太平洋海表较暖的海水向西太平洋输送。而为了补偿表层海水的缺失,在东太平洋地区会有深处的冷水向表层补充,而西太平洋多获得的海水也会堆积并向下沉,在海表以下回流到东太平洋,构成一个循环。

因此在通常的情形下,东太平洋海表会失去暖水而有冷水补充,海温较低;而西太平洋海表会得到暖水,海温较高且盛行上升运动与对流云活动(图3左)。

但维系这个循环的很多过程,如海表面的信风,也存在明显变化。如果信风突然减弱,上述循环变弱,东太平洋暖水向西输送会减少而海温偏高,反之西太平洋海温偏低,此时对流活动移动到中太平洋一带,这就是厄尔尼诺事件(图3中)。

反之,当信风较常态进一步增强,东太平洋表层暖水被进一步向西输送,东太平洋变得偏冷,此时海表附近的空气受冷却下沉,在海表处聚集形成高压;气压梯度力将导致从东太平洋向西吹拂的信风进一步增强,西太平洋海温变得偏高,会继续增强这一循环,形成正反馈。这就是拉尼娜事件的情形(图3右)。

不过,拉尼娜事件不会因为上述正反馈过程而无限增强,也有不少大气与海洋过程会抑制其增强(由于涉及较专业知识,这里不展开叙述),这使得事件发展会有限制,并在一定时段后减弱结束。

Q3: 拉尼娜事件频率有多高?
A3: 在1950年至今的71年中,共发生了16次拉尼娜事件(图4),平均约4-5年一次,相比同期21次的厄尔尼诺事件,频率略低。

但其中,又分为持续时间短(6-12个月)的高频事件,和持续时间较长(1-2年)的低频事件,这71年里,总共有15年10个月处在拉尼娜状态。因而,拉尼娜事件也并非少见,而其与厄尔尼诺事件总共占了一半以上时间,真正的“中性状态”并不是很多。

Q4: 拉尼娜事件发生在热带太平洋,为什么还能对我国气候产生影响?
A4: 因为拉尼娜事件,不是简单的热带太平洋区域气候异常。

前文已经提及,由于热带太平洋的面积之广与较高的海温,拉尼娜事件通过影响到热带太平洋海表温度,影响到海表之上大气的温度和对流活动。对流活动的变化,会导致对流云形成过程中,水汽凝结并释放热量(被称作潜热)的多寡,而潜热是大气运动重要的能量源。

因而,拉尼娜事件可引起相当大范围大气环流异常,甚至通过激发波长极长的大气波动,超越热带地区的囹圄束缚,影响到热带以外的广阔天地。此外,它还能影响到热带太平洋以外海区的海温,这也会进一步导致各地大气环流与气候的异常(图5)。

实际上,厄尔尼诺/拉尼娜事件,是季节到数年的时间范围内,影响力最强的自然气候因子。

但需要注意,由于我国并非位于赤道太平洋沿岸,受厄尔尼诺/拉尼娜的影响也是相对间接,不如同印度尼西亚、秘鲁等直接影响区明显。讨论厄尔尼诺/拉尼娜事件对我国的影响时需要注意这一点。

Q5: 近期四川盆地北部、甘肃东部、陕西与山西大部、河北中部和辽宁等地出现了罕见的强降雨。在这个季节降雨如此偏北且偏多,是否有即将正式形成的拉尼娜事件影响呢?
A5: 正在形成的拉尼娜事件是一大重要的成因,但不是全部。

图6是1951年以来,所有拉尼娜事件发展的秋季年降雨量异常的合成结果。可以看到,有拉尼娜事件发展的秋季,四川盆地、陕西、山西等地降雨的确明显偏多。

这主要与拉尼娜事件发展下,赤道西太平洋一侧马来群岛区域海温上升导致对流活动增强,通过增强的哈德莱环流(Hadley Cell)加强了副热带地区的下沉气流,导致了副热带高压出现增强;此外赤道太平洋信风的增强,也对副热带高压增强有一定作用。而增强的副热带高压将海洋的水汽深入输送向更内陆的四川盆地和更偏北的华北地区,造成了当地降雨的偏多。

但导致副热带高压增强的原因,不只是拉尼娜事件的发展。中高纬度西风带内的槽与脊异常,甚至高纬度地区的海冰积雪异常,都会影响到副热带高压的强度与位置。图7给出了一个本次持续强降雨的概念性解释。

Q6: 所以,拉尼娜事件会造成我国冬季怎样的气候异常?近期的寒潮和偏冷和拉尼娜事件有关么?“数十年一遇的寒冬”会发生么?
A6: 简要回答:【一定程度上,会倾向我国冬季总体偏冷且南方大部偏干燥。但近期的寒潮和气温偏低是短期天气过程,和拉尼娜这类气候异常没有直接明显关联;至于“数十年一遇寒冬”,没有任何显著有力依据。】

这个问题,已有相当多的气候学研究人员做过统计和具体机制研究。

如果简单地从统计学上做相关分析,图8-9的结果表明,拉尼娜事件更倾向于全国大部冬季偏冷,降水偏少。

但这两张图也显示出,其对不少地区冬季气温相关系数未通过0.10显著性检验,这表明拉尼娜事件对我国冬季气候影响并非很显著。在拉尼娜事件期,我国也有不少暖冬事件发生,如1998-99年、2016-17年等。综合其他气候因子,如北极海冰、中高纬度海温异常、陆地积雪等对我国气候的影响,综合考虑才能更好地分析我国冬季气候趋势;仅凭拉尼娜现象这一条,断定极端寒冷的冬季发生是没有任何显著依据。

至于“数十年一遇的寒冬”,这已是属于极端气候事件,不仅要考虑季节平均的气候因子,还需要考虑时间更短的一些天气气候过程,这不是拉尼娜事件能简单判定。此外,在过去百年间全球显著变暖的气候背景基础下,要出现“数十年一遇的寒冬”,也已是非常困难。

Q7: 有分析认为2007-08年冬季南方的持续低温雨雪冰冻灾害,是由同期的拉尼娜事件引起。这是否有依据?

A7: 有部分贡献,但远非最重要、最直接的原因。
2008年雨雪冰冻灾害持续了约1个月,这在气象学上被称作延伸期-低频过程事件,它的持续时间较普通的天气过程(数日)长,但又较短期气候过程(数月)短。此时,主要影响数月到数年的拉尼娜事件,成为了一个背景因素,它让冬季风偏强,冷空气会更容易持续入侵南方。

但要形成持续雨雪冰冻灾害,需要稳定的暖湿气流与冷空气的输送交锋,这种维持一个月时长的异常大气环流,需要其他大气过程,如中高纬度西风带内部较稳定的扰动,热带地区的大气振荡过程等,作为直接且最重要的因素。这类因素的起源就较为独立于拉尼娜事件,包括极地海冰的异常,中高纬度海洋的海温异常,甚至大气层内部的扰动发展。

于是,在分析雨雪冰冻灾害这类冬季内极端事件时,不仅需要考虑诸如拉尼娜等“相对长期”的气候因子作为背景因素,同时要考虑更短期、但影响更直接更显著的天气、气候因子与过程。

参考链接:
中国国家气候中心-厄尔尼诺/拉尼娜监测
https://t.cn/A6bSjHgc
美国气候预测中心-厄尔尼诺/拉尼娜监测
https://t.cn/A6bSjHgf

图1: 最近一周的全球海表温度异常,其中暖(冷)色调代表偏高(低),红色方框即Nino3.4区域。可以看到,以Nino3.4区域为代表的赤道中东太平洋有显著冷异常,表明了拉尼娜事件的发展。图片来源:https://t.cn/A6MYTMC2

图2: 厄尔尼诺(左)/拉尼娜(右)事件下海温异常,其中红(蓝)色代表海温偏高(低)。图片来源:https://t.cn/A6bSjHgV

图3: 正常年份(左)、厄尔尼诺年(中)、拉尼娜年(右)的热带太平洋海洋与大气情形。表层暖(冷)色代表暖(冷)海表温度,白色箭头代表海面信风,黑色箭头代表高空大气运动。图片来源:
https://t.cn/A6bSjHg6

图4: 1950年以来的拉尼娜事件(冷事件)列表。图片来源:https://t.cn/A6bSjHgM

图5: 拉尼娜事件在北半球冬季(上部)、夏季(下部)造成的气候异常。图片来源:https://t.cn/A6bSjHgi

图6: 1951年以来有拉尼娜事件发展的秋季(9-11月),全国降水量距平(偏离均值的程度)百分率(左侧)和降雨偏多的概率(右侧)。

图7: 本次河南、陕西、山西等地异常偏强的秋雨形成原因简要机制。其中拉尼娜事件造成了较显著的影响。图片来源:国家气候中心

图8: 1981-2014年,同时期Nino3.4区海温对冬季(12-2月)我国(左)和全球(右)表面温度的相关系数。颜色从浅到深的界限,分别为通过0.1,0.05,0.01,0.001显著性检验的阈值。
图9: 同图8,但为同期降水量相关系数。
图6与图8-9来源:https://t.cn/A6bSjHgI

#今年冬季将形成拉尼娜事件# #今年冬天会有多冷#

恭请
南无本师释迦牟尼佛(三遍)
南无大愿地藏王菩萨(三遍)
十方诸佛菩萨(三遍)
光临道场,放光加持
为我等众生及法界一切众生作证明,
证明我等,今在佛前真诚心的忏悔;
忏悔无始劫以来所造作的一切恶业;
一经忏悔直至成佛永不更造。
弟子代法界一切众生,
虔诚的礼佛三拜
向我等无始劫以来伤害的一切众生
顶礼三拜
弟子我等 今在佛前
代法界一切苦难众生
及弟子我等
忏悔无始劫以来所造作的一切恶业
弟子我等 从与无始
以至今生 毁破三宝
做一阐提 谤大乘经
断学般若 弑害父母
出佛身血 污僧伽蓝
破他梵行 焚毁塔寺
盗用僧物 起诸邪见
拔无因果 狎近恶友
违背良师 自作教他
见闻随喜 如是等罪
无量无边 故于今日
生大惭愧 克诚披露
求哀忏悔 唯愿三宝
慈悲摄受 放净光明
照触我身 诸恶消灭
三障消除 复本心源
究竟清净 (三遍)
图片
南无普贤王菩萨摩诃萨(三拜)
往昔所造诸恶业 皆由无始贪嗔痴

从身语意之所生 今对佛前求忏悔
往昔所造诸恶业 皆由无始贪嗔痴

从身语意之所生 一切罪障皆忏悔
往昔所造诸恶业 皆由无始贪嗔痴

从身语意之所生 一切罪根皆忏悔
罪从心起将心忏 心若灭时罪亦亡

心亡罪灭两俱空 是则名为真忏悔
南无大愿地藏王 杀害物命我忏悔

南无大愿地藏王 不义窃盗我忏悔

南无大愿地藏王 非礼邪淫我忏悔

南无大愿地藏王 恶口粗言我忏悔

南无大愿地藏王 兴造毁谤我忏悔

南无大愿地藏王 嗔恚嫉妒我忏悔

南无大愿地藏王 悭吝不施我忏悔

南无大愿地藏王 饮食无度我忏悔

南无大愿地藏王 畋猎恣情我忏悔

南无大愿地藏王 悖逆父母我忏悔

南无大愿地藏王 烧山林木我忏悔

南无大愿地藏王 恶视生灵我忏悔

南无大愿地藏王 网捕生雏我忏悔

南无大愿地藏王 毁谤三宝我忏悔

南无大愿地藏王 轻法慢教我忏悔

南无大愿地藏王 破用常住我忏悔

南无大愿地藏王 污梵诬僧我忏悔

南无大愿地藏王 汤斫伤生我忏悔

南无大愿地藏王 破戒犯斋我忏悔

南无大愿地藏王 非礼毁用我忏悔

南无大愿地藏王 吾我贡高我忏悔

南无大愿地藏王 两舌斗乱我忏悔

南无大愿地藏王 愚痴邪见我忏悔

南无大愿地藏王 无量罪障我忏悔

图片

弟子众等 普为 四恩三有 法界众生

求于诸佛 一乘无上 菩提道故

专心持念 阿弥陀佛 万德洪名

期生净土
又以业重福轻 障深慧浅

染心易炽 净德难成

今于佛前 翘勤五体

披沥一心 投诚忏悔
我及众生 旷劫至今

迷本净心 纵贪嗔痴

染秽三业 无量无边

所做罪垢

无量无边

所结冤业

愿悉消灭
从于今日 立深誓愿

远离恶法 誓不更造

勤修圣道 誓不退惰

誓成正觉 誓度众生

阿弥陀佛以慈悲愿力
当证知我 当哀悯我 当加被我

愿禅观之中 梦寐之际

得见阿弥陀佛 金色之身

得历阿弥陀佛 宝严之土

得蒙阿弥陀佛 甘露灌顶

光明照身 手摩我顶 衣覆我体

使我宿障自除 善根增长

疾空烦恼 顿破无明

圆觉妙心 豁然开悟

寂光真境 常得现前

至于临欲命终 预知时日

身无一切 病苦厄难

心无一切贪恋迷惑 诸根悦豫

正念分明 舍报安详 如入禅定

阿弥陀佛 与观音势至诸圣贤众

放光接引 垂手提携

楼阁幢幡 异香天乐

西方圣境 昭示目前

令诸众生 见者闻着

欢喜感叹 发菩提心

我于尔时 乘金刚台

随从佛后 如弹指顷

生极乐国 七宝池内

胜莲花中 花开见佛

见诸菩萨 闻妙法音

获无生忍 于须臾间

承事诸佛 亲蒙授记

得授记已 三身四智

五眼六通 无量百千

陀罗尼门一切功德 悉皆成就

然后不违安养 回入娑婆

分身无数 遍十方刹

以不可思议自在神力

种种方便 度脱众生 咸令离染

还得净心 同生西方 入不退地

如此大愿 世界无尽 众生无尽

业及烦恼 一切无尽 我愿无尽

愿今礼佛发愿 修持功德

回施有情 四恩总报 三有齐资

法界众生 同圆种智
弟子我等代法界一切苦难众生,

真诚心发愿

此时就要往生西方极乐世界

祈求大慈大悲接引导师阿弥陀佛

观音势至清净海众诸大菩萨

光临道场 放光接引

令法界一切苦难众生脱离业海

往生极乐世界花开见佛永不轮回。

(三遍)
图片

赞佛偈
阿弥陀佛身金色 相好光明无等伦
白毫宛转五须弥 绀目澄清四大海

光中化佛无数亿 化菩萨众亦无边

四十八愿度众生 九品咸令登彼岸

南无西方极乐世界

大慈大悲阿弥陀佛

南无阿弥陀佛

阿弥陀佛
回向

忏悔功德殊胜行 无边胜福皆回向
普愿沉溺诸众生 速往无量光佛刹

十方三世一切佛 一切菩萨摩诃萨

摩诃般若波罗蜜
南无自皈依佛,当愿众生,

体解大道,发无上心;

自皈依法,当愿众生,

深入经藏,智慧如海;

自皈依僧,当愿众生,

统理大众,一切无碍,和南圣众。

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