文 | 方玄昌
1月6日,新年第一波、这个冬季的第三波强寒流开始南侵。据中央气象台消息,未来两天全国大部分地区将持续大风降温,“冷冬”程度大有超越2016年、直逼2008年超级寒冬之势。
这与2020年年底国际气象组织给出的论断“2020年极有可能是有气象记录以来最热的三个年份之一”形成了鲜明对照。
拉尼娜造就冷冬
其实,早在2020年5月初,气象科学家已经可以大致预料到会有现在这个冷冬。
彼时,科学家观察到了持续超过五个月的厄尔尼诺现象——上一个冬季属于“暖冬”,很大程度上就是受厄尔尼诺影响。并且2020年整个夏季,亚欧及美洲大陆发生的气象事件(包括一系列气象灾害事件),或多或少都跟它有关联。
拉尼娜常常跟随于厄尔尼诺之后。2020年10月初,日本气象局发布消息,他们观察到拉尼娜现象已经形成,并且很大概率会贯穿北半球的整个冬季。
说起厄尔尼诺和拉尼娜,很多人都听说过这两个名词,但却很少有人清楚它们究竟是怎么回事。这由两个因素所致:其一是迄今对这两种现象形成的确切原因,科学界尚未十分清楚,目前仅停留在观察其现象、统计其规律层面;其二是这两种气象现象涉及的洋流、大气环流及其相互作用,对于普通百姓而言较为复杂,并不那么容易理解。
笔者尝试着从宏观角度“大而化之”地给出解读。 地球表层主要依赖洋流和大气环流传递热量,以维系赤道附近不至于太热、两极及周围不至于太冷的现状;而在太平洋的赤道南北两侧,各自还有一股自东向西的洋流,是因信风吹拂而形成。它们与大多数环形洋流不同,需要依赖于上升流(亦称“涌升流”)来补充“空缺”的水量——洋流自东向西流动,东部海面水位下降,下层海水上涌“补缺”。
由于上升流带来的下层海水温度更低,这股洋流表面温度会低于四周;并且又由于海水在流动过程中被逐步加热,这股洋流东冷西热。东冷西热的海水对各自上方的空气分别起到了降温以使之下沉(东部)和加热以使之上升(西部)的作用,由此驱动了赤道上空一个垂直向的大气环流。
这一现象于上世纪20年代被英国气象学家吉尔伯特·沃克所发现,因此被称为沃克环流。沃克环流在贴着海面的底层,方向与洋流、信风一致,自东向西;在高层则相反。
由于某些目前尚不明确的原因所致,有时沃克环流会减弱甚至逆转,导致赤道附近的洋流减弱,用以“补缺”的上升流(低温海水)也相应减弱,海水温度因此大面积升高。
这就是厄尔尼诺现象的成因。它带来的主要后果是在太平洋两岸(尤其是北半球)一些区域出现酷暑,另一些区域出现洪涝,还有一些区域出现干旱。
厄尔尼诺现象之后,常常出现“报复性”的反向行为,沃克环流增强,间接带动东太平洋上升流增强,海水温度大面积降低,造成拉尼娜现象。
而拉尼娜的主要后果,就是大概率造成相应区域的冷冬。
寒冬挑战不了气候科学
作为普通老百姓,只要大致记住一点就好(并不十分准确):厄尔尼诺发生后,太平洋赤道附近海水温度会比往常上升零点几度到一两度;拉尼娜发生后则相反,相应位置的海水温度会下降零点几度到一两度。
不要小瞧这一两度、甚至只有零点几度的水温变化,它对整个北半球都将产生显著的影响。拿2020年的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象来说,观察到的水温变化仅有0.5度左右,但气象学界认为,2020年罕见的南方大水就与厄尔尼诺有关;至于拉尼娜造成的效应,这几天大家应该都有体会。
区区0.5摄氏度的海水温度变化可以造成如此强烈的影响,足见气候及气象问题的复杂性。更复杂的是:拉尼娜并不每次都导致冷冬,正如厄尔尼诺也不是每次都造成酷暑、洪涝或干旱一样。
让公众困惑的另一个问题是:2020年位列有记录以来最热年份“前三甲”,为什么会迎来如此冷冬?
早在2008年那个超级寒冬,就有人质疑全球气候变暖的结论。实际上,科学家确定全球气温变化,是基于对全球范围内多年气温数据的观测。某地在某一时间段的温度变化,远不足以反映全局。刚刚过去的10年,是有记录以来最热的10年,这种宏观综合数据才能真正反映问题。
并且,气候科学家根据不同的模型推演都给出了一个相似的结果:随着全球气温的上升,类似于2008年超级寒冬一样的极端气候事件会越来越频繁,强度会越来越大。但具体到全球升温是否会加剧厄尔尼诺和拉尼娜现象的出现,目前还缺乏足够的证据来确证它。
原文:公众号“为何鸭”