一、到底什么是厄尔尼诺?
先说最核心的。
厄尔尼诺,西班牙语“El Niño”,意思是“圣婴”或“小男孩”。这个名字是南美洲秘鲁、厄瓜多尔一带的渔民起的。因为他们发现,每隔几年,圣诞节前后附近的海水就会异常变暖,捕鱼量大幅下降,好像上帝在跟人类开玩笑。后来这个叫法就被科学界沿用了下来。
那这个“海水异常变暖”是怎么回事?
正常年份是什么样的?
赤道附近的太平洋,情况大概是这样的:
- 赤道上空常年吹东风(就是从东边往西边吹的风),这叫“信风”或者“贸易风”
- 这个东风会把太平洋表面的暖水从东边(南美那边)往西边(亚洲、印尼那边)推
- 结果就是:西太平洋(印尼、菲律宾、澳大利亚北部)的海水温度很高,常年维持在28-30℃
- 而东太平洋(秘鲁、厄瓜多尔沿岸)的海水温度较低,大约20-22℃左右
- 这个温度差大概在6-8℃
与此同时,东太平洋沿岸还有一个重要的现象叫“上升流”——深层寒冷的海水会往上涌,把海底的养分带到表层。这些养分养活了大量的浮游植物,进而养活了大量的鱼,特别是鳀鱼。这就是为什么秘鲁沿岸是全球最大的渔场之一。
厄尔尼诺年份发生了什么?
厄尔尼诺来的时候,事情就反过来了:
- 赤道上空的东风突然减弱了,有时候甚至变成西风(从西往东吹)
- 那个把暖水往西推的力量消失了,甚至反向推动
- 结果就是:西太平洋的暖水哗啦啦地往东回流
- 赤道中东太平洋的海水温度急剧上升
- 西太平洋反而变冷了
这个海水温度的变化幅度有多大?厄尔尼诺事件的定义标准是:赤道中东太平洋(科学家用Niño3.4区来衡量,大约在北纬5度到南纬5度、西经170度到西经120度这片海域)的海水温度,连续三个月以上比常年平均值高出0.5℃以上。
弱的厄尔尼诺:海温异常0.5-0.9℃
中等强度:1.0-1.4℃
强:1.5-1.9℃
超强(也有人叫“超级厄尔尼诺”):2.0℃以上
历史上最强的几次超强厄尔尼诺:1982-83年(海温异常约2.1-2.2℃)、1997-98年(约2.3-2.4℃)、2015-16年(约2.0-2.1℃)。这三次都在全球造成了巨大的灾害。
厄尔尼诺的“开关”是什么?
很多人会问:那这个东风为什么突然就弱了?科学界还没有完全搞明白,但大致知道几个关键的触发机制:
第一,是赤道太平洋的“热容量”积累。西太平洋在正常年份会积累大量的暖水,就像一个巨大的热水池子。当这个池子“水位”太高的时候,就容易往东溢。
第二,是西风爆发。有时候赤道上空会突然出现一阵强烈的西风,像一只大手一样,把暖水往东推。这个西风爆发可能跟大气内部的波动(比如马登-朱利安振荡,MJO)有关,也可能跟中纬度地区的天气系统有关。
第三,是开尔文波。简单说,就是海洋内部的一种波动,从西太平洋沿着赤道往东传,速度很快,一两周就能从巴布亚新几内亚传到秘鲁。这个开尔文波会把海面以下的热水带到表层,进一步加剧海温升高。
这三个东西相互作用、相互放大,最后就形成了一个厄尔尼诺事件。
二、厄尔尼诺的周期、频率和强度
厄尔尼诺不是年年都有。
它的发生频率大约是每2到7年一次。为什么是这个周期?因为太平洋的海气系统需要时间“重新充电”——一次厄尔尼诺把西太平洋积累的暖水都释放掉了,需要几年时间才能重新积累起来。
每次厄尔尼诺事件持续的时间也不一样。大多数持续9到12个月,从春季开始发展,夏秋达到高峰,冬季到次年春季快速消退。但也有少数持续更久的。
还有一个很重要的概念:厄尔尼诺不是孤立的。它和拉尼娜是交替出现的。
拉尼娜是西班牙语“La Niña”,意思是“小女孩”或者“圣女”,是厄尔尼诺的相反相。拉尼娜的时候,赤道中东太平洋的海水异常变冷,东风异常加强,西太平洋更暖。
一个完整的“厄尔尼诺-拉尼娜”循环周期,通常持续2到7年。科学家把这个循环叫做“厄尔尼诺-南方涛动”(El Niño-Southern Oscillation,缩写ENSO),是地球气候系统里最重要的年际波动。
用数字说话:
- 1950年以来,有记录的超强厄尔尼诺:3次(1982-83、1997-98、2015-16)
- 强厄尔尼诺:大概每10-15年一次
- 中等强度厄尔尼诺:大概每5-7年一次
- 弱厄尔尼诺:大概每3-5年一次
也就是说,你现在三四十岁,这辈子可能已经经历过了2-3次强厄尔尼诺。
三、厄尔尼诺怎么影响全球天气?
这是大家最关心的问题。
厄尔尼诺的本质是热带太平洋海温分布的改变,而热带太平洋是全球大气环流最重要的发动机。这个发动机的“火力”分布变了,全球的天气都要跟着变。
物理学原理其实不复杂:
- 海水温度高的地方,蒸发量大,空气受热上升,形成低压区,容易下雨
- 海水温度低的地方,蒸发量小,空气下沉,形成高压区,不容易下雨
正常年份,西太平洋最暖,所以那里是全球最大的降雨区,印尼、马来西亚、菲律宾、巴布亚新几内亚一带常年多雨。
厄尔尼诺年份,暖水往东移动,最大的降雨区也跟着往东移动。结果就是:
干旱的地方(原本多雨的地方)
- 印度尼西亚
- 菲律宾
- 巴布亚新几内亚
- 澳大利亚北部和东部
- 东南亚大部分地区
这些地方的上升气流减弱,降水大幅减少,容易引发干旱和森林大火。1997-98年那次超强厄尔尼诺,印尼的森林大火烧了几个月,整个东南亚被雾霾笼罩,空气质量爆表,经济损失高达数十亿美元。单是印尼一个国家,当年的森林火灾过火面积就超过了200万公顷。
多雨的地方(原本少雨的地方)
- 秘鲁
- 厄瓜多尔
- 智利北部
- 美国加利福尼亚州
- 阿根廷北部
- 巴西南部
- 乌拉圭
这些地方的上升气流增强,降水大幅增加,容易引发洪水和泥石流。1982-83年那次,秘鲁的降雨量是正常年份的十倍以上。洪水冲毁了无数房屋和桥梁,泥石流掩埋了村庄,全国死亡人数超过600人,经济损失超过30亿美元。
这是赤道地区的直接影响。那中纬度地区呢?
厄尔尼诺还会通过改变大气环流来影响更远的地区。
一个重要的机制是:赤道地区的对流活动(就是下雨)改变了大气加热的分布,进而激发出像波浪一样向外传播的波动——科学家叫它“遥相关”(teleconnection)。这些波可以传播到几千公里之外,影响中纬度地区的天气模式。
具体来说:
对北美洲的影响
厄尔尼诺年,美国南部的天气通常更湿润,特别是加利福尼亚到佛罗里达这一带。这对常年干旱的加州是好消息——加州的用水主要靠冬天山区降雪,厄尔尼诺年雪量通常更足。同时,美国中西部在厄尔尼诺年通常雨水更充足,温度更低,有利于玉米、大豆的生长。加拿大的草原省份(主要种小麦和油菜籽)也可能受益于更好的水分条件。
但同时,美国南部在厄尔尼诺年也更容易遭遇强风暴、龙卷风、洪水。1997-98年那次,美国加州遭遇了严重的洪水,损失超过5亿美元。
对南美洲的影响
除了前面说的秘鲁、厄瓜多尔暴雨成灾,巴西东北部在厄尔尼诺年通常干旱,而巴西东南部和阿根廷北部通常多雨。
这对农业影响巨大。巴西是全球最大的大豆出口国、最大的咖啡生产国、最大的甘蔗生产国。厄尔尼诺导致的干旱会大幅减少这些作物的产量,推高全球食品价格。2015-16年厄尔尼诺期间,巴西东北部的玉米产量下降了约40%,咖啡价格一度上涨了超过50%。
对亚洲的影响
中国、印度、东南亚都会受影响。这个后面专门说。
对非洲的影响
厄尔尼诺对非洲的影响比较复杂,但有一个区域非常敏感:非洲之角(索马里、埃塞俄比亚、肯尼亚、乌干达等国家)。
厄尔尼诺年,非洲之角的长雨季(3-5月)通常偏干,而短雨季(10-12月)可能偏湿。这种不规律的降水模式对农业和牧业是巨大的打击。1997-98年厄尔尼诺期间,东非遭遇了严重的洪水和随之而来的霍乱疫情;而在此之前,该地区还经历了一段严重干旱。
南部非洲(南非、津巴布韦、赞比亚、莫桑比克等)在厄尔尼诺年通常偏干,容易引发干旱。2015-16年厄尔尼诺期间,南部非洲遭遇了数十年来最严重的干旱,农作物大面积绝收,超过5000万人面临粮食危机。
对澳大利亚的影响
澳大利亚是厄尔尼诺影响最直接的国家之一。厄尔尼诺年,澳大利亚北部和东部降水减少,温度升高,干旱和森林火灾风险大幅增加。同时,澳大利亚的小麦产量会大幅下降——澳大利亚是全球第四大小麦出口国,小麦减产会直接影响国际粮价。
2009年厄尔尼诺期间,澳大利亚东南部的“黑色星期六”森林大火造成173人死亡,2000多座房屋被毁。2015-16年厄尔尼诺期间,澳大利亚大堡礁遭遇了有史以来最严重的珊瑚白化事件,超过90%的珊瑚受到影响。
四、厄尔尼诺对中国的影响
这是咱们最关心的。
厄尔尼诺对中国的影响,不是简单的“南涝北旱”四个字就能概括的。实际上,影响非常复杂,而且不同的厄尔尼诺事件、不同的季节,影响可能完全不一样。
对夏季降水的影响
厄尔尼诺通常会导致中国的夏季雨带位置发生变化。
具体来说:厄尔尼诺发展年的夏季(就是厄尔尼诺正在形成的那个夏天),长江流域及江南地区通常降水偏多,容易发生洪涝;而华北地区降水偏少,容易发生干旱。这就是所谓的“南涝北旱”。
为什么?因为厄尔尼诺会增强西太平洋副热带高压的强度和位置。这个副热带高压是中国夏季雨带的“指挥官”。副热带高压增强、位置偏南时,雨带就长期滞留在长江流域,导致那里多雨;而华北地区处于副热带高压的控制下,少雨干旱。
1998年长江特大洪水就跟1997-98年那次超强厄尔尼诺有直接关系。那一年,长江流域出现了持续性的强降水,武汉、九江等城市被洪水围困,全国受灾人口超过2亿,直接经济损失超过1600亿元人民币。
2016年,又是一个厄尔尼诺年。那一年夏天,长江中下游地区也遭遇了严重洪涝,安徽、湖北、江苏等多个省份受灾。
对夏季气温的影响
厄尔尼诺年,中国夏季的气温分布也比较特殊。
通常,厄尔尼诺发展年的夏季,华北地区容易出现高温热浪。因为副热带高压偏强偏南,华北地区处于高压控制下,下沉气流导致天气晴朗、日照强烈,加上降水偏少,地面温度就容易飙升。
2016年夏天,华北地区就遭遇了持续的高温热浪,北京、天津、石家庄等多个城市气温突破40℃,很多人第一次听说“热射病”这个词。2019年夏天,又是一个厄尔尼诺年,华北和东北地区同样遭遇了严重的高温干旱,黑龙江、吉林等地的玉米和水稻大幅减产。
对台风的影响
厄尔尼诺对台风也有明显影响。
通常,厄尔尼诺发展年的夏季,西北太平洋的台风生成位置会偏东、偏南,生成的台风数量可能偏少,但一旦生成,强度可能更强,路径可能更复杂。
2015年夏天,超强台风“苏迪罗”以17级的强度登陆福建,造成严重破坏。2016年秋天,台风“莫兰蒂”以16级的强度登陆厦门,整个城市一片狼藉。
对冬季气温的影响
厄尔尼诺通常会导致中国出现“暖冬”。
因为厄尔尼诺会增强东亚冬季风的强度?等等,这个要小心说——实际上,厄尔尼诺对冬季风的影响比较复杂。有些研究表明,厄尔尼诺年东亚冬季风通常偏弱,导致冷空气活动偏少,冬季气温偏高;但也有研究发现,厄尔尼诺的不同类型(东部型vs中部型)对冬季风的影响不一样。
不过从历史数据看,大多数厄尔尼诺年的冬季,中国大部分地区的气温确实偏高。比如2016-17年冬天,全国平均气温比常年同期高了1.5℃左右,是1961年以来最暖的冬天之一。
对农业的影响
综合起来,厄尔尼诺对中国农业的影响是多方面的:
- 长江流域洪涝灾害风险增加,影响水稻、油菜、棉花
- 华北地区干旱风险增加,影响小麦、玉米
- 东北地区可能出现夏季低温,影响水稻、玉米灌浆
- 华南地区台风风险增加,影响晚稻、水果
2009-10年的厄尔尼诺事件,导致中国西南地区遭遇了百年一遇的特大干旱,云南、贵州、广西等省份的农作物大面积绝收,数千万人面临饮水困难。
五、厄尔尼诺和全球变暖是什么关系?
这是最近几年科学界讨论最多的问题之一。
先说结论:全球变暖确实在改变厄尔尼诺的行为方式,但具体怎么改,科学界还在激烈争论中。
确定的事情
第一,全球变暖提高了海洋的基础温度。过去100年,全球海洋表面温度平均上升了约0.6-0.7℃。这意味着,即使厄尔尼诺本身的“异常”幅度没有变大,但“异常”发生时的绝对温度更高了,对大气的影响也可能更大。
第二,全球变暖导致大气中的水汽含量增加。温度每升高1℃,大气能容纳的水汽量增加约7%。这意味着,厄尔尼诺引起的极端降水事件(暴雨)会更极端,因为大气里有更多的水可以往下倒。
第三,全球变暖导致海平面上升。这加剧了厄尔尼诺引起的风暴潮和海岸洪水的破坏力。
不确定的事情
第一,厄尔尼诺的频率会不会增加?有些模型预测,全球变暖会导致厄尔尼诺频率增加;另一些模型预测频率不变甚至减少。目前还没有共识。
第二,超强厄尔尼诺的发生频率会不会增加?有些研究表明,全球变暖会增加极端厄尔尼诺事件(类似1997-98年那种)的发生概率;另一些研究则认为,未来可能更常见的反而是“中部型”厄尔尼诺(暖水不是跑到最东边,而是停留在赤道中太平洋),而不是那种经典的“东部型”超强事件。
第三,厄尔尼诺-拉尼娜的循环模式会不会改变?有些科学家担心,全球变暖可能导致ENSO循环“锁定”在厄尔尼诺状态,或者变得更有“弹性”。但目前这些都还是猜测。
用一个比喻来总结:全球变暖就像给太平洋这个“锅炉”加了更高的压力。锅炉里的水更热了,水蒸气更多了,锅盖(大气)也更热了。当厄尔尼诺这个“安全阀”打开的时候,释放出来的能量可能会更大、更猛。但具体是更频繁地释放,还是更猛烈地释放,还是以不同的方式释放,科学家还在研究。
六、我们怎么预测厄尔尼诺?
这个问题对普通人来说可能不重要,但我简单说一下,方便理解新闻里的那些预测是怎么来的。
目前,全球有几十个气候模型在预测厄尔尼诺。这些模型包括:
- 动力模型:基于物理方程,用超级计算机模拟大气和海洋的运动
- 统计模型:基于历史数据,找规律,做外推
每个模型都有自己的预测结果。科学家会把所有模型的结果综合起来,给出一个“多模型集合预测”。
主要发布厄尔尼诺预测的机构包括:
- 美国国家海洋和大气管理局(NOAA)旗下的气候预测中心(CPC)
- 欧洲中期天气预报中心(ECMWF)
- 日本气象厅
- 澳大利亚气象局
- 中国国家气候中心
这些机构通常每月发布一次厄尔尼诺展望,内容包括:当前的海温状况、未来几个月的海温预测、厄尔尼诺/拉尼娜的概率等。
不过,前面说了,厄尔尼诺预测有一个著名的“春季可预报性障碍”。什么意思呢?
简单说,就是每年3-5月这个时间段,所有模型的预测能力都会大幅下降。因为这个时候,热带太平洋的大气-海洋系统处于一种“平衡”状态,没有明显的方向性信号。一个小扰动就可能改变整个系统的走向。
这就是为什么2017年春天,ECMWF预测夏天会有厄尔尼诺,结果啥也没发生。也是为什么现在(2026年4月)我们看到的那些“140年来最强”的预测,还需要用谨慎的态度看待。
一般来说,到了6-7月,模型的预测就会靠谱很多。到时候再看,就能更准确地知道今年秋冬到底会发生什么。
七、厄尔尼诺的经济账
最后,聊点实在的:厄尔尼诺到底要花多少钱?
这个问题其实很难回答,因为厄尔尼诺的影响是全球性的、分散的、长期的。但有一些研究给出了大概的数字。
1997-98年那次超强厄尔尼诺,据估计造成的全球经济损失在320亿到960亿美元之间(按当时币值计算)。其中:
- 南美(主要是秘鲁、厄瓜多尔):洪水导致超过100亿美元损失
- 美国:洪水、风暴等导致约50亿美元损失
- 印尼:森林火灾、干旱导致约40亿美元损失
- 中国:1998年洪水导致超过200亿美元损失(但这次洪水不完全归因于厄尔尼诺)
2015-16年那次强厄尔尼诺,造成的全球经济损失估计在150亿到300亿美元之间。比1997-98年少的两个主要原因:第一,这次强度稍弱一些;第二,全球的预警和应对能力增强了。
除了直接的灾害损失,厄尔尼诺还会通过影响物价来影响每个人。
前面说了,厄尔尼诺会影响全球粮食产量。粮食减产→价格上涨。1997-98年厄尔尼诺期间,全球食品价格指数上涨了约15-20%。2015-16年期间,食品价格上涨了约10%。
这不是小数目。对于发达国家的人来说,10-20%的食品价格上涨可能只是多花几百美元。但对于发展中国家、对于贫困人口来说,这可能是能不能吃饱饭的问题。
世界银行的研究显示,1997-98年厄尔尼诺期间,全球贫困人口增加了约1.5亿人。这些人因为粮价上涨、就业机会减少、财产损失等原因,掉到了贫困线以下。
这就是为什么厄尔尼诺不仅仅是一个气象问题,它也是一个经济问题、社会问题、人道主义问题。
八、写在最后
厄尔尼诺是一个自然现象,在地球上存在了至少几千年甚至更久。它每隔几年就来一次,给人类带来洪水、干旱、饥荒、瘟疫,也给另一些地方带来雨水、丰收、甚至花海。
但有一个趋势是明确的:随着全球变暖,厄尔尼诺的影响正在被放大。同样的海温异常,现在造成的破坏比五十年前更大。不是因为厄尔尼诺本身变强了,而是因为地球的基础更热了,人类的活动更密集了,社会经济系统更复杂了。
理解厄尔尼诺,不是为了预测末日,而是为了减少损失、抓住机会。知道今年夏天可能会很热,就提前检修空调;知道下半年粮价可能上涨,就适度储备一些食品;知道住在低洼地区有洪水风险,就提前准备好沙袋和应急包。
这些小事,花不了多少钱、多少时间,但关键时刻能救命。
这就是我理解的厄尔尼诺。
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