什么是强厄尔尼诺现象?气象学家预计冬季会产生重大影响,但预测并不完全一致

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气象学家已经讨论了数周 即将到来的雪季 位于落基山脉南部和内华达山脉。他们预计 更多风暴 在美国南部和东北部,以及本已干燥的太平洋西北地区和中西部上部地区变得温暖、干燥。

这些预测中反复出现一句话: 强烈的厄尔尼诺现象 即将到来。

听起来很不祥。但这实际上意味着什么呢?我们问 亚伦·莱文, 华盛顿大学大气科学家,主要研究厄尔尼诺现象。

美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 用动画解释了厄尔尼诺现象是如何形成的。

什么是强厄尔尼诺现象?

在正常年份,最温暖的海面温度位于西太平洋和印度洋,即所谓的“西太平洋”和“印度洋”。 印度-西太平洋暖池.

但每隔几年,从东向西吹的信风就会减弱,让温暖的海水向东流动, 沿着赤道堆积. 。温暖的海水导致其上方的空气变暖并上升,加剧了太平洋中部的降水,并改变了整个盆地的大气环流模式。

这个图案是 称为厄尔尼诺现象, ,并且它可以 影响世界各地的天气.

An animation shows how warm water builds up along the equator off South America. The box where temperatures are measured is south of Hawaii.
方框显示了 2023 年 1 月至 6 月厄尔尼诺现象开始在热带太平洋发展时的尼诺 3.4 区域。 NOAA Climate.gov

根据最基本的定义,一旦赤道太平洋的平均海面温度比正常情况高至少 1.5 摄氏度(2.7 华氏度),就会发生强烈的厄尔尼诺现象。它是在沿着赤道的一个假想的盒子里测量的,大约在夏威夷以南,被称为 尼诺3.4指数.

但厄尔尼诺现象是一种海洋-大气耦合现象,大气也起着至关重要的作用。

今年的厄尔尼诺现象令人惊讶的是——现在仍然如此——大气层的反应没有我们根据海面温度上升所预期的那么大。

这就是厄尔尼诺现象没有像预测那样影响 2023 年飓风季节的原因吗?

2023 年大西洋飓风季节就是一个很好的例子。预报员经常使用厄尔尼诺现象作为预测因子 风切变, ,它可以撕裂大西洋飓风。但由于大气层没有立即对温暖的海水做出反应,对大西洋飓风的影响减轻了,结果证明是 旺季.

大气是厄尔尼诺影响的传递者. 。来自温暖海水的热量导致其上方的空气变暖并上升,从而促进降水。空气在较冷的水中再次下沉。

上升和下沉在大气中形成巨大的循环 称为沃克循环. 。当暖池的水向东移动时,上升和下沉运动发生的位置也会发生变化。大气层对这种变化的反应就像你向池塘扔一块石头时激起的涟漪一样。这些涟漪会影响急流,从而影响美国的天气模式。

An animation shows the differences in the atmosphere between El Niño and La Niña. Stormy conditions that are typically over the warm pool in the west shift toward the central Pacific. Arrows shows atmospheric circulation.
厄尔尼诺现象期间,驱动热带环流的引擎向东移动。 NOAA Climate.gov。

今年,与其他大型厄尔尼诺事件相比,例如 1982-83, 1997-982015-16 – 我们没有看到降水发生的地方发生同样的变化。它需要更长的时间来发展,而且它的强度也不是那么强。

据推测,部分原因与整个热带地区非常非常温暖有关。但 这仍然是一个新兴的研究领域.

厄尔尼诺现象将如何随着全球变暖而发生变化是一个重大且悬而未决的问题。厄尔尼诺现象 每隔几年才会发生一次, ,并且事件之间存在相当大的可变性,因此仅仅获得基线是很困难的。

强烈的厄尔尼诺现象通常对美国天气意味着什么?

期间 典型的厄尔尼诺冬季, ,美国南部和西南部凉爽湿润,西北温暖干燥。中西部上部往往较为干燥,而东北部则较为湿润。

可能性和强度通常与厄尔尼诺事件的强度成正比。

厄尔尼诺现象历来对加州的山地积雪有利,该州大部分水源都依赖于山地积雪。但对于太平洋西北地区的积雪来说,情况往往不太好。

Two maps showing wetter, cooler weather in the Southeast and drier warmer air in the north during El Nino.
典型厄尔尼诺现象与非厄尔尼诺现象中急流的路径截然不同。拉尼娜冬季天气模式。但这些模式有很大的可变性。并非每个厄尔尼诺或拉尼娜年份都是一样的。 NOAA Climate.gov

急流发挥作用 在那个转变中。当极地急流向北或向南移动很远时,通常会穿过华盛顿或不列颠哥伦比亚省的风暴就会转向加利福尼亚和俄勒冈州。

未来几个月的预测显示什么?

预测者是否认为强烈的厄尔尼诺现象会发展取决于他们信任谁的预测模型。

今年春天, 动态预测模型已经非常有信心了 关于强烈厄尔尼诺现象发展的潜力。这些是从当前海洋和大气条件开始求解基本物理方程的大型模型。

然而,使用根据历史观测计算出的厄尔尼诺现象统计预测因子的统计模型不太确定。

即使在 最新预测模型展望, ,动态预测模型预测厄尔尼诺现象比统计模型更强。

A landscape photos shows snowy mountains in the background with snow up to the roofs on homes among the pine trees.
NOAA 气候预测中心,10 月2023 年 12 月 12 日更新,描述了冬季出现强烈厄尔尼诺现象的可能性很高。虽然这并不总是适合当地的情况,但加州的山区可能会再次经历一个潮湿的冬天。 马里奥·塔玛/盖蒂图片社

如果仅根据基于海面温度的厄尔尼诺指数,则预测厄尔尼诺现象相当强烈。

但纳入大气的指数并没有以同样的方式做出反应。我们见过 大气异常 – 根据卫星监测的云高或监测站的海平面压力进行测量 – 自五月和六月以来在太平洋上断断续续地进行测量, 但不是以一种非常稳健的方式. 。即使在 9 月,就总体规模而言,它们也远不及 1982 年的规模。

我们将看看厄尔尼诺现象在冬季达到顶峰时大气层是否会跟上。

厄尔尼诺现象会持续多久?

通常,在厄尔尼诺事件(尤其是强烈的厄尔尼诺事件)期间,北半球春季的海面温度异常会迅速崩溃。几乎都在四月或五月结束。

原因之一是厄尔尼诺现象播下了自身消亡的种子。当厄尔尼诺现象发生时, 用完温水 并且温水的体积会缩小。 最终,它耗尽了燃料.

地表可以保持一段时间的温暖,但一旦地下的热量消失并且信风卷土重来,厄尔尼诺事件就会崩溃。在过去的厄尔尼诺事件结束时,海面异常下降得非常快,我们看到情况通常会转变为拉尼娜现象——与厄尔尼诺现象相反的凉爽现象。

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