#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#

【缅怀!#空气动力学家张涵信院士逝世#[蜡烛]】中国科学院院士,著名空气动力学家,张涵信,因病医治无效,于2021年10月1日在北京逝世,享年85岁。张涵信是中国计算流体力学开创者和奠基人之一,长期致力于结合物理分析的计算流体力学理论和应用研究,提出“创新是灵魂,应用是归宿”的学术思想,原创NND、ENN系列差分格式,首创三维流动分离拓扑结构理论,建立飞行器动稳定性理论,解决航空航天飞行器气动力、热、烧蚀和侵蚀等诸多关键气动难题,为中国航空航天事业作出突出贡献。

不锈钢(Stainless Steel)指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢, 又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢
称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异,前者不一定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。
种类
不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢等。另外,可按成分分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。 1、铁素体不锈钢:含铬12%~30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。 属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀,并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸及食品工厂设备,也可制作在高温下工作的零件,如燃气轮机零件等。 2、奥氏体不锈钢:含铬大于18%,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的wC<0.08%,钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr,使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能,在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好,用来制作耐酸设备,如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理,即将钢加热至1050~1150℃,然后水冷,以获得单相奥氏体组织。 3、奥氏体 - 铁素体双相不锈钢:兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。 奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。 4、马氏体不锈钢:强度高,但塑性和可焊性较差。 马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等,因含碳较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上,如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。
不锈钢作用
不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性,所以它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可满足建筑师和结构设计人员的需要 。
3.典型用途
大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要选用的不锈钢类型时,主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。 然而,其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。例如,工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中,物主的建造成本可能比审美更为重要,表面不很干净也可以。 在干燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。但是,在乡村和城市要想在户外保持其外观,就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区,表面会非常脏,甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果,就需采用含镍不锈钢。所以,304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途,但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中,最好采用316不锈钢。 不锈钢拉门 现在,人们已充分认识到了在结构应用中使用不锈钢的优越性。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。因为"双相"不锈钢2205已把良好的耐大气腐蚀性能和高抗拉强度及弹限强度融为一体,所以,欧洲准则中也包括了这种钢。 产品形状 实际上,不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的,而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的,也用中厚板生产特殊产品,例如,生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管及其它形式的产品,包括型材、棒材、线材和铸件。
表面状态
正如后面将谈到的,为了满足建筑师们美学的要求,已开发出了多种不同的商用表面加工。例如,表面可以是高反射的或者无光泽的;可以是光面的、抛光的或压花的;可以是着色的、彩色的、电镀的或者在不锈钢表面蚀刻有图案,也可进行拉丝等,以满足设计人员对外观的各种要求。 保持表面状态是容易的。只需偶尔进行冲洗就能去除灰尘。由于耐腐蚀性良好,也可以容易地去除表面的涂写污染或类似的其它表面污染。
未来展望
由于不锈钢已具备建筑材料所要求的许多理想性能,它在金属中可以说是独一无二的,而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好,一直在改进现有的类型,而且,为了满足高级建筑应用的严格要求,正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高,质量不断改进,不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。 不锈钢集性能、外观和使用特性于一身,所以不锈钢仍将是世界上最佳的建筑材料之一。中国不锈钢营销网整合了不锈钢及不锈钢供应链信息的服务平台,通过设立不锈钢行业资讯、行业观察、企业管理、不锈钢设计、不锈钢论坛、设备材料、展会信息、不锈钢知识、人才招聘等各种栏目,通过最新信息、资料库、数据库、分析预测、交流平台等为会员单位和世界各国用户,提供中国不锈钢业以的信息和咨询服务;为不锈钢业和相关产业提供贸易信息,寻找商业机会;传播不锈钢文化和家居生活艺术,提供不锈钢消费知识。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • )#每日宜善[超话]#[鲜花]#树袋熊# 那些温柔自愈的句子1、很多人喜欢你,是因为你有点漂亮,好看,懂事,而有的人喜欢你是看你哭了,明白你的狼狈,他提着小灯,
  • 四处游荡,不小心进入了东灵国,化身成为青龙七宿之一的亢宿—-“宾翊”。据传这个“赤魂石”蕴藏巨大力量,乃是练武之人的至宝,但始终邪性太大,并非所有人都可以驾驭,
  • 以前第一次听《你说》我都激动的每天单曲循环,到现在听到《你说》我都回想,哇原来这么久了啊“14年的那个漫展15年的红蜻蜓16年的那个厦门17年的那个EllE盛典
  • 韩国悬疑惊悚电影Confession《局中局》将于10月26日在影院首映。 《局中局》故事描述敏豪(苏志燮 饰)遭威胁要爆料他外遇一事而只好前往某家饭店,却被某
  • 你是紫色浪漫王国里平易近人的柠檬王子,用初心奏唱引人共情的歌,一次次给我们你的专属甜蜜,你仍是坚定初心、不懈努力的你。还送了一瓶水,很好吃,我很喜欢那个热情的店
  • 然而,当地时间周四(10日)他仍对员工们发出了“破产警告”并称自己出售特斯拉股票是为了“拯救推特”。然而,当地时间周四(10日)他仍对员工们发出了“破产警告”并
  • 他接小成本电影和新导演合作,你们嘲他饼烂,现在十七亿票房朱一龙独扛电影,这种靠勤奋改命的演员,只会鼓舞努力派,你们不信的“笨”方法,总有人能一条道走到康庄大道—
  • 但是,也不要忘了,人老了,最值钱的并不是房子,不是车子,而是健康,有了健康,就会少很多麻烦,至少不用求饶伺候,自己能自理,便是最大的幸福,也是一种财富。正如王尔
  • \“我可是故事的女主角,去拯救一次我所爱的世界,不是理所当然的吗?” “你看,即便是末日将至的现在,也依然有人心怀对明天的期待。”她曾经也是一个爱笑的小女孩,直
  • 时空云基础信息平台通过建立统一的坐标系统,可以有效地对厂内资产数据进行统一管理,防止数据重 复建设,有效打破数据壁垒,方便数据管理。通过数字化交付平台,既实现了
  • 虽说喹硫平不属于单胺氧化酶抑制剂,但仍旧不能与牛奶配伍或者用牛奶送服药物,因为牛奶会在药物表面形成类似于“保护罩”的分子结构,是的药物吸附于上,降低药物的体内
  • 常见的误区就是先清热再温补,想先把火泻掉,让身体补得进去,这个想法是挺好的,但是实际操作中忽视了此时上热下寒的体质已经形成,并非初期的状态,继续清热泻火,只会加
  • 一个会布局的人,永远不会把人生塞得太满”这么一段肺腑之言,从这句话当中我们就不难看出,所谓的高贵及美感那种体面只是对于普通人而言的,对于有分量的人、有能力的人和
  • --[心]--部分使用黑色系家具,与周围的白和米灰形成对比,提升空间的层次感!--[心]--沙发背景墙半开放式设计,门洞增加屋内深邃感以及互动性。
  • 八字短句 1.贾谊:天地为炉,造化为工。 2.司马迁:从俗浮沉,与时俯仰。 3.王勃:君子见机,达人知命。 4.岳珂:如鱼饮水,冷暖自知。 5.郑板桥
  • 罗一直重复说,“真的好开心啊,第一次这么晚回到学校,好幸福啊,原来学校晚上有这么多星星。总是比北方早一步进入夏日,却又迟迟不从夏日离开,住在夏日里或许说的是珠海
  • #摩登兄弟 传递正能量# ¹³¹⁴#凝聚v力量# ⁰¹⁰⁸#摩登兄弟[超话]#[送花花][送花花] 来人间一次,要做个明亮的人,要有个珍藏的故事,要看遍山河日落
  • 哪怕纠结于这个夜晚的难受,血月的空灵飘渺,让人试着去释怀,却也无法想象自己属于宇宙哪一粒被扬起的尘埃。都说岁月无情,时光不等人,可今夜的月亮确实让人变得沉默了,
  • 公平起见,既然都说唐撒了点谎可以原谅,让网友不要追,因为她不是完美受害者,那鲁因为冲动打了孩子一巴掌怎么就被形容成全家要下地狱的恶魔,大家也理解理解他看到自己小
  • 就像天真因为有邪玩笑话没钱,因为有邪列今年自己支出账单觉得有邪在跟自己算账,觉得有邪不爱自己,因为男孩女孩就觉得婆婆要拆散老公和自己,因为有邪因为删除十几年的父