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厄尔尼诺:赤道太平洋上的一台跷跷板

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  • 厄尔尼诺
  • ENSO
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南美洲西海岸的渔民很早就注意到,有些年份圣诞节前后海水会异常变暖,鱼群随之不见踪影。他们用西班牙语把这种现象叫作 El Niño,意思是“小男孩”,指的正是圣婴。这个名字后来进入科学文献,成了气候报道里的常客。

真正让人意外的是它牵动的范围。一片偏暖的海水停在秘鲁外海,能让印度尼西亚干旱、南美沿岸发洪水、大西洋的飓风变少。人们把这一连串后果笼统地称为“厄尔尼诺效应”。它本身不制造风暴,也不直接送来降雨,它做的是把太平洋上一池暖水的位置挪一挪,然后让全球大气环流跟着重新排队。

同一个现象,两个相反的名字 ​

现在说的厄尔尼诺,指的是赤道太平洋中部和东部海面温度持续偏高。它最初得名于秘鲁沿岸的局部暖水,但科学上关注的范围要大得多。与它相对的是拉尼娜(La Niña),同一片海域异常偏冷。两者合起来叫 ENSO,全称“厄尔尼诺—南方涛动”。海温接近常年平均时,称为中性状态。

这个循环并不规律,大约每两到七年切换一次。厄尔尼诺通常在南半球的 3 月到 6 月间开始发展,在 11 月到次年 2 月达到最强,一般持续 9 到 12 个月,个别能拖到 18 个月;拉尼娜则更长,最长可以到三年。

名字的来历带点偶然。“厄尔尼诺”来自渔民对圣诞前后暖水的称呼,“拉尼娜”(小女孩)这个名字要到 1980 年代才被广泛使用。20 世纪初,英国气象学家吉尔伯特·沃克发现了热带太平洋两侧气压此消彼长的“南方涛动”,但他并不知道这与海洋温度有关;直到 1960 年代,雅各布·比耶克内斯等人才意识到,海洋与大气的这些变化其实是一件事的两面,ENSO 这个合并叫法也由此而来。

平静年份里,赤道太平洋在做什么 ​

要理解厄尔尼诺,得先看没有它的时候。

赤道太平洋常年刮着方向稳定的信风,从东往西吹,把表层暖水不断推向西边。结果是西太平洋堆起一池暖水,海面比东太平洋高出约半米;东太平洋则因为深层冷水上涌,形成一条水温明显偏低的“冷舌”,营养盐随冷水一起被带到表层,支撑着秘鲁外海丰饶的渔业。

冷暖差异还塑造了大气。空气在暖水上方上升,在冷水上方下沉,形成横跨太平洋的环流圈,气象学上叫沃克环流。上升支所在的地方云雨密集,下沉支所在的东太平洋则干燥少雨。信风、暖池、冷舌、沃克环流,这套互相咬合的背景状态,就是厄尔尼诺要打破的东西。

一个会给自己加温的循环 ​

赤道太平洋平时的样子,全凭信风维持,而信风并不像看上去那么稳定。它的强弱本来就时常起伏,多数波动几天就过去了,西太平洋的暖水重新被推回原处;偶尔有一次减弱会持续数周乃至数月,堆在西边的暖水就有了往东回流的机会。

最初那一下减弱并不稀奇,难解释的是它为什么没有像往常一样迅速恢复。关于这一点至今没有定论。不同研究给出过不同解释,包括赤道太平洋上层热量的积累与释放、其他海域传来的随机扰动等等。有一个很实在的困难:厄尔尼诺并不年年出现,可观察的样本太少,对“它什么时候开始”的预报能力至今有限。

一旦信风持续偏弱,后面的变化会自己滚起来。西太平洋的暖水向东回流,东太平洋的温跃层(暖表层水之下温度骤降的那一层)被压低、变平。原本上涌的冷水此刻够不到海面,海表温度于是升高。

海面变暖又反过来改变大气环流。对流和降雨跟着最暖的水移动,沃克环流的上升支从印度尼西亚一带东移到太平洋中部,印尼和澳大利亚随之少雨,中太平洋雨量增加。这一轮调整还会在低层产生偏西的风,进一步削弱原本自东向西的信风。风越弱,暖水越往东堆;暖水越往东,风越难恢复。这个正反馈是厄尔尼诺能自我维持的关键。

拉尼娜是同一套机制的镜像:信风比常年更强,把更多表层暖水推到西边,东太平洋的冷水上涌更旺,偏低的海温又进一步强化信风。至于循环为什么会自己掉头,海温偏高持续一段时间后,海洋内部另有反向的调节过程把它拉回来,具体机制同样存在多种理论。

影响为什么能传到几千公里外 ​

中太平洋上空多出来的对流,会把大量水汽凝结时释放的热量送到高空。这层额外的加热让热带向高纬输送热量的哈得来环流变得更强,而它的变化会改变中纬度急流的位置和路径。

急流一挪,天气系统就跟着挪。厄尔尼诺期间,急流往往沿偏南的路线横穿北美,把更多风暴带到美国南部;太平洋另一侧,印度尼西亚、澳大利亚东部、南部非洲和南亚部分地区倾向干旱;秘鲁、厄瓜多尔沿岸、东非和南美东南部则倾向多雨。大西洋飓风活动通常减少,东太平洋飓风反而增多。

这些影响是概率性的。气候学家描述某地和厄尔尼诺“相关联”,意思是这类天气出现的可能性上升,但并非每次厄尔尼诺都会发生。每一次事件的位置、强度和持续时间都不同,没有一个公式能直接套用。至于某一场具体的风暴是否该算在厄尔尼诺头上,通常需要事后做专门的归因分析,而且答案往往是“它抬高了概率,但无法把它单独归因”。

厄尔尼诺还会在海洋和大气之间搬运热量。偏高海温把热量放给大气,全球平均气温随之抬升;偏冷时热量则被暂时存进深海。太平洋大得出乎直觉:赤道上属于它的那一段,占了整个赤道周长的四成以上,这么大一片海域的冷暖变化,足以在全球平均气温上留下痕迹。这也是为什么一个十年里最热的年份往往出现在厄尔尼诺年。世界气象组织指出,2023—2024 年的强厄尔尼诺叠加长期升温趋势,是 2024 年成为有记录以来最热年份的原因之一。

怎么监测,能提前多久知道 ​

判断厄尔尼诺有没有来,气象机构盯的是两组指标。

一组是大气指标。南方涛动指数(SOI)用塔希提和澳大利亚达尔文两地海平面气压的差,反映信风的强弱。另一组是海洋指标,测量赤道太平洋特定海域的海面温度异常,其中最关键的是 Niño3.4 区(南纬 5 度到北纬 5 度、西经 120 度到 170 度)。把这个区域的海温异常做三个月滑动平均,得到海洋尼诺指数(ONI),常用的判定阈值是正负 0.5 摄氏度,并要求这样的状态维持至少五个连续的重叠季节。

近几年多了一个相对海洋尼诺指数(RONI)。它把 Niño3.4 区的升温减去同期整个热带海洋的升温,用来区分某次变暖是厄尔尼诺本身造成的,还是全球海洋一起变暖的结果。NOAA 目前以 RONI 作为官方监测和预测指标。

这些数字来自一整套观测系统:锚系浮标、漂流浮标、卫星、科考船和探空观测,实时记录海温、风、气压和上层海洋热含量。

预报能力可以这样概括:一旦事件已经成型,模式对后续演变的预测能有几个月的有效提前量。世界气象组织给出的说法是提前一至六个月,NOAA 的说法是几个月到一年;但对“何时开始”的预报仍然薄弱,往往要等到信号已经明显才能确认。因此实际发布的往往是概率性的季节展望。

它和全球变暖是什么关系 ​

一个常见的疑问是:全球变暖会不会让厄尔尼诺更频繁、更强?

世界气象组织目前的表述是,没有明确证据表明气候变化正在提高厄尔尼诺或拉尼娜的频率与强度。但这不意味着两者互不相干:更暖的海洋和大气给气候系统补充了更多热量与水汽,可能让某些与 ENSO 相关的极端事件更严重。NOAA 的评估也类似:对变暖如何改变 ENSO,科学界的信心仍然偏低,但对 ENSO 本身会继续存在,信心很高。更早的 NOAA 资料说得更直白:不同气候模式在这一点上给出的结论并不一致。

需要分清的是,ENSO 并不向气候系统增加或带走总能量。它是在海洋和大气之间搬热:厄尔尼诺把深海储存的热量翻到海表,拉尼娜再把它压回去。这一点和火山喷发、太阳活动变化那样真正改变进入地球能量总量的因素,性质不同。

结语 ​

厄尔尼诺更像背景状态的切换,而不是一个会登陆的天气系统。它改变的是某个季节里各类天气出现的概率,这也决定了关于它的信息天然带着不确定性。

想了解眼下处于什么状态,看几个机构的定期更新就够了:世界气象组织的厄尔尼诺/拉尼娜更新、澳大利亚气象局的 ENSO 监测,以及 NOAA 气候预测中心的诊断讨论。以 2026 年 9 月为界,世界气象组织和澳大利亚气象局都报告一次强厄尔尼诺正在发展并可能进一步增强,将在年底前后达到峰值。这类判断会随观测滚动修订,具体数值以最新发布为准。

参考来源 ​

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