每年夏天全网都在争论空调该开26度还是24度,可有多少人留意到,地球那台真正的巨型空调——海洋,正在拉响警报?其实很多人对厄尔尼诺、拉尼娜有一些误解,觉得这个东西发生了就意味着有灾难要来。
但其实它们只是一个自然气候模式,以二到七年为周期循环往复的冷相与暖相交替。厄尔尼诺是大家非常熟悉的概念,一般简称为ENSO。
ENSO分为两部分:EN就是厄尔尼诺,SO是南方涛动。ENSO这两部分分别指海洋和大气相互耦合的模态。
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它其实就是赤道中东太平洋海表面温度异常偏高或偏低的模态,以及由此导致的大气环流现象。两者合起来就是ENSO的整个过程。
它是全球气候年际变率最主要的贡献者,因此从年际来看,ENSO的变化对全球气候的分布有着深远影响。从物理过程来看,在不偏暖也不偏冷的正常年份,其机制与前面讲的AMOC类似,只是发生位置从大西洋换到了太平洋。
赤道附近有偏东风,在太平洋地区同样把表层的暖海水从东边往西边推,暖海水从太平洋表面被推到西边堆积,就在西太平洋形成一个温暖的海域,通常称为"西太平洋暖池"。西太平洋暖池因为表面海温较高、水汽充足,在夏季是热带风暴(即台风)孕育的高发区。
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东风把表层海水往西推之后,东边的海水因需要质量补充,底层海水会上涌,把表层水温降低,从而形成西太平洋偏暖、东太平洋偏冷的格局——这是正常年份的情况。
如果ENSO进入暖位相(即厄尔尼诺事件),赤道东风减弱,推力减小,更多的暖海水会滞留在东太平洋,因此东太平洋会出现暖的表面海水异常。暖异常会加热上方的大气,形成上升运动;
而西太平洋比正常年份偏冷,就会形成下沉运动。因此在暖位相(厄尔尼诺事件)时,会形成海洋与大气耦合的这样一种模态。
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由于东边是上升运动,那里会发生更多降水;西边是下沉运动,降水更少。所以在暖位相时,西太一带天气比较干旱、炎热、少雨。
若是冷位相(拉尼娜事件),情况正相反:赤道东风加强,把更多暖海水推到西边,东边海面变得更冷,环流方向相反,导致的天气也与暖位相相反。这就是ENSO的物理过程。
之所以说ENSO是最强的年际气候波动因素,是因为它对全球年际变率的贡献大约占百分之三十到四十,是主导模态。厄尔尼诺对降水分布影响特别大,因此关注度尤其高。
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它变化的周期与年际周期相近——一年一年这样的变化,主要是由厄尔尼诺贡献占主导,因为其变率周期大约在两年到几年这一范围。如果是更长周期,比如年代际十年、二十年的变化,则由其他气候模态主导。
新闻和专业报道里也会强调厄尔尼诺、拉尼娜的开始,但大家可能只是把这些词当作背景信息来听。今天终于清晰地明白了什么叫厄尔尼诺、什么叫拉尼娜。
这里有一个看似悖论的现象:拉尼娜时,大家觉得天气会更冷一些,那为什么拉尼娜也会增强高温发生的概率?因为厄尔尼诺和拉尼娜本身是相反的位相,带来的天气有可能是在某些地方造成更多降水、某些地方造成更多高温干旱。
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厄尔尼诺时东边降水多、西边少而干旱;拉尼娜时则相反。所以不管是厄尔尼诺还是拉尼娜,都可能造成某些地方降水增多或干旱天气增多,只是位置不同。
因此虽然厄尔尼诺叫"暖相"、拉尼娜叫"冷相",但并不代表它们会给周围所有地方甚至全球带来一致的变暖或变冷效果。需要补充的一点是:对于部分地域造成的高温,其实是多因素叠加。
即便二三年经历了一次中等强度厄尔尼诺、之后转为拉尼娜,二五年仍是全球平均温度最高的年份,很多地方也刷新了最高温纪录。这些地域性高温的影响因素不止海洋一个。
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在全球升温的背景之下,再叠加一些气象因素,就会导致极端高温以及极端事件的发生概率和频率上升。因此海洋变暖这一背景一直存在,各类极端事件的可能性就会更高。
即便是拉尼娜事件,理论上该凉快的地方仍然更热,是完全可能的。由此可见,最核心的因素是有巨大的能量储存在海洋里。
它虽然在海洋内部换来换去位置,但总归会在那里,因此总会有更多的概率给某些地方带来更多的极端天气。这也回答了之前有一期播客提出的问题:为什么整个地球升温只有一点几度,就会造成如此严重的后果?
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我们感受到的热浪远远不止一点几度。核心原因就在于整体热量增加了那么多——想想前面说的每秒增加的热量值。
人们通常觉得全球升温一点几度不多,但对气候专家来说这是非常危险的数字。它是全球平均值,而地球热量分布极不均匀。
即便极寒地区、极热地区一起平均下来仍是升温状态,我们感受到的极端天气相当于振幅:高温更多、低温也更多;平均温度可以不变,但生活感受完全不同。
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海水如今分层减弱,海平面温度很高,但能量仍在不断被吸入。能量不断吸入,很多热量却又存在表面。
温度升高之后,表面必须蒸发;蒸发之后水汽被气象条件带到不同的地方,变成降雨。这些多出来的能量遵循能量守恒,必须以降雨或风暴的形式回到陆地。
海洋若表面增温,人类居住在陆地上,可能会遭遇两方面的后果。一是热浪:若海洋表面热量全部储存在表面、下不去,海洋表面热浪发生的强度会越来越强、范围越来越大、持续时间越来越长。
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陆地上的热浪一般只持续几天,尺度相对短暂,但若海洋升温持续,海洋热浪就有可能与陆地热浪叠加,进一步延长陆地热浪的持续时间与强度,对居住在陆地上的人类产生较大影响。二是水汽:海洋升温会增强海表面的水汽蒸发,进入大气的水汽会增加很多。
从比例来看,气温每升高一度,大气能够容纳的水汽就会增加百分之七。因此平均而言,全球升温一摄氏度,全球平均降水会增加百分之七。
但这是平均情况,全球水汽分布极度不均匀,会造成某些地方水汽积聚更多,导致降水强度增强、极端降水概率升高。海洋升温对陆地天气的改变,不仅在于增加热浪与降水频率,更重要的是它对某些敏感区天气和气候的改变比其他地方更为显著。
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前两天有一则新闻,很多人可能都没有注意到——有超级海洋热浪来袭,面积相当于半个美国。海洋热浪是有定义的:某一异常值达到本地海温日平均的九十分位数以上,持续五天,就定义为一次海洋热浪。
前面王已静也说过,海洋比热容较大,温度改变非常缓慢,因此一旦热量累积到足以引发海洋热浪,持续时间会非常长。从很热降到没那么热的过程本身就漫长,所以海洋热浪的时间尺度远大于陆地热浪。
可以再想象一下那锅汤的比喻:整锅汤凉下来的速度比单独把肉捞出来要慢很多。海洋热浪影响的重点区域在哪里?
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前面讲到的洋流都发生在大洋,属于较大尺度、大范围的洋流。而对区域性海域来说,海洋热浪最直接的影响是对周边沿海城市夜间温度的影响。
当空气比较潮湿时,体感温度与实际空气温度并不一致——湿度高,散热受阻,体感温度更高。水蒸气更多地蒸发,会使得夜间温度显著升高。
这也是越来越多专家关注的重点——并非白天最高温,而是夜间温度。夜间最低温度对人体健康,特别是脆弱人群(如老人、孕妇)来说尤为重要,是脆弱人群死亡的关键风险因素之一。
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若夜间人体器官得不到恢复且持续较长时间,就会非常危险。这也是气候适应的一部分。
在国内有空调的情况下,多数人尚可克服;但在欧洲很多地方没有空调,情况非常危险。这边甚至很多养老院、医院都没有空调,难以想象。
前一阵高温时明显能听到救护车声音更加频繁,救护中心近乎饱和运作。若再叠加其他风险,这种适应的应对准备实在太不足了。
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接下来讨论一些具体的案例。温度升高之后,海洋与大气之间的水汽交换通量会大大增强,极端天气也会大大增强。
目前正有几个台风给周边区域带来影响。去年八月华北的强降水极端事件也与台风外围环流长距离的水汽输送有关。
因此关注台风时不能只关注它对沿岸的影响,其外围环流对内陆降水同样非常重要。尤其在海表面温度上升的情况下,大气中存在更多、更大量的水汽可被气流远距离输送到内陆。
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可以预见,水汽增加可能会导致未来更多强降水事件发生。这是一个非常好的知识点,能够让内陆的大众意识到——海洋看似遥远,其实一点都不遥远。
在全球气候变暖情形下,海洋相当于为这些天气事件提供了能量源,使它们能够裹挟更多的水汽进行远距离输送。以往水汽没有这么多的时候,台风到了某地可能已经没有多少雨可下;而如今能量充沛、水汽充足,就能把多出的水分带到不同地方。
这些地方以前并未做过这类准备,如今则越来越需要建立强降水的预案和预警系统。面对范围可能越来越大、能量可能越来越强的强降水,还可以做什么准备?
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沿海地区的经验相对丰富,而内陆确实经验不足。这几年一方面是资讯发达、短视频平台发达,人们看到的极端事件越来越多;
并非极端事件真的增加了那么多——虽然确实在增加,但生活中"看到"的原因,也有资讯与社交媒体的放大作用。在天气预报领域,国家已经尽可能在做气候适应的工作。
前两年颁布了适应气候变化的相关战略,其核心目标是希望到二〇三五年基本建成气候适应型社会。最主要的目标一是提升气候变化的监测和预警能力,包括极端天气的监测预警;二是完善气候风险的管理防范体系。
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目前全国有三十九个城市正在开展气候适应型城市建设试点,到二〇三五年将扩展到一百个城市,覆盖不同的地理与气候区域,各自制定适合自身的适应策略。
八月二十二日,欧盟哥白尼气候变化服务中心公布数据:全球非极地海域平均海面温度达到二十一点一度,刷新有记录以来的最高值。上一次纪录由二〇二四年三月创下,那时正值厄尔尼诺的收尾阶段;
而这一次破纪录,发生在厄尔尼诺的上升期——一个收尾、一个开场,性质完全不同。更蹊跷的是时间。
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全球海温通常在南半球夏天结束后的三、四月份见顶,进入八月本应掉头向下,如今却在本该降温的季节热出历史新高。英国国家海洋学中心高级研究员格里斯特对BBC表示:如果其他条件不变,全球海洋温度纪录很可能在二〇二七年三月或四月再次被打破。
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二〇二七年,就是地球这份病危通知书上写着的复诊日期。海洋替人类扛下的那九成热量,全都记在账上;等海洋自己也烧起来,这账就该连本带利地讨回来。
到那一天,人们争的就不再是空调开几度,而是地球上还剩几度凉。
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