厄尔尼诺/拉尼娜事件对宣城气候的影响

胡星月 胡文运

摘 要：为了揭示赤道中、东太平洋海温的冷暖交替异常变化特征及其对宣城市降水量和气温的影响，根据1960年以来宣城市7个站的降水和气温资料，分析1960年以来宣城市年降水量和气温的变化趋势，研究了厄尔尼诺事件/拉尼娜事件的发生和变化，以及厄尔尼诺/拉尼娜事件对宣城市年降水量和年平均气温以及旱涝灾害的影响。结果表明，1960—2016年分别有17次厄尔尼诺事件和13次拉尼娜事件发生，发生概率分别为0.298和0.228，暖事件发生强度要大于冷事件发生的强度。宣城市年降水异常年份均出现在厄尔尼诺/拉尼娜事件发生年或结束年，且厄尔尼诺开始年和结束年所对应的气候基本相反。宣城市年平均气温的高低与厄尔尼诺事件/拉尼娜事件有一定的对应关系，大旱大涝与厄尔尼诺/拉尼娜事件有极其密切的关系。

关键词：厄尔尼诺；拉尼娜；降水；气温；宣城

中图分类号 P461.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）22-0139-04

厄尔尼诺（El Nino）现象与拉尼娜（La Nina）现象（以下简称ENSO事件）是全球气候变化研究的热点之一。厄尔尼诺是指在秘鲁沿岸和赤道东太平洋洋面上几年发生1次的大规模高水温现象，由于其大多出现于圣诞节前后而得名；而拉尼娜则是指上述洋面上水温异常变冷的现象，是经常出现在厄尔尼诺现象之后的一种使气候发生骤变的现象。ENSO事件是低纬度海气相互作用的强年际气候信号，是造成全球气候异常的重要因子。有许多学者探讨了ENSO事件对中国气候的影响[1-3]，但是具体到ENSO事件对宣城市气候影响的相关研究还没有。为了进一步揭示ENSO事件与宣城市气候变化的关系，笔者根据1960年以来宣城市逐月降水量、气温与ENSO事件资料，研究ENSO事件给宣城市气候带来的影响，以减少ENSO事件对宣城市气候、工农业生产以及人们生活造成的不利影响，为预防可能引起的灾害提供科学依据。

1 资料与方法

资料采用1960—2016年宣城市7个测站逐月气温资料、降水资料、NCEP的ENSO监测资料，采用国家气候中心新30年标准划分的ENSO冷暖事件。ENSO事件发生年对应的冬季指当年12月至次年2月，气候标准值为1981—2010年。

2 结果与分析

2.1 1960年以来ENSO事件的变化特征

2.1.1 指标定义 ENSO事件的标准在不同国家略有不同，笔者根据国家气象局的《厄尔尼诺/拉尼娜事件监测业务规定》（气预函〔2016〕22号），使用NINO3.4指数定义ENSO事件的起止、持续时间和强度。NINO3.4指数为赤道太平洋海区（170°～120°W，5°S～5°N）平均的海表温度异常值。NINO3.4指数3个月滑动平均的绝对值（保留1位小数，下同）达到或超过0.5℃、且至少持续5个月，判定为一次ENSO事件。NINO3.4指数≥0.5℃为厄尔尼诺事件，NINO3.4指数≤-0.5℃为拉尼娜事件。

2.1.2 ENSO事件分型 根据ENSO事件空间模态的演变，将ENSO监测指数区分为东部型指数（Ni?o Eastern Pacific index，简写为NEPI）和中部型指數（Ni?o Central Pacific index，简写为NCPI）。

其中：N3I：NINO3区（150°～90°W，5°S～5°N）月平均海表温度异常值；N4I：NINO4区（160°E～150°W，5°S～5°N）月平均海表温度异常值。当N3I和N4I同时大于0时，α=0.4；否则，α=0。

由于宣城市各气象观测站建站均在19世纪50年代后期，至1960年全市气象观测站才全部建成，所以仅统计1960年以来ENSO事件对宣城市的影响情况。1960—2016年共发生了17次厄尔尼诺事件，12次拉尼娜事件，见表1和表2。

从表1可见，厄尔尼诺事件的峰值基本出现在11月（7次）、12月（2次）或1月（4次）、2月（1次），即峰值发生在深秋和冬季的概率为82.4%，8月、9月、10月分别出现1次；开始时间出现在4～10月，结束时间出现在1～6月；维持时间超过12个月的有7次，小于等于6个月的有4次。弱厄尔尼诺事件有7次，中等强度事件有6次，强事件1次，超强事件3次。

从表2可知，拉尼娜事件的峰值也基本出现在11月（2次）、12月（6次）或1月（4次），即峰值发生在深秋和冬季的概率为100%；开始时间也出现在4～10月，结束时间也出现在1～6月；维持时间超过12个月的有6次，小于6个月的只有1次。弱拉尼娜事件有5次，中等强度事件6次，强事件1次。

2.1.3 ENSO事件强度变化特征 为了更好的研究ENSO事件发生的强度特征，根据海温距平，对厄尔尼诺、拉尼娜年的强度等级进行量化。量化标准为：超强厄尔尼诺年（峰值所在年份，下同）强度等级定量为4，强厄尔尼诺年强度等级定量为3，中等厄尔尼诺年强度等级定量为2，弱厄尔尼诺年强度等级定量为1；强拉尼娜年强度等级定量为-3，中等拉尼娜年强度等级定量为-2，弱拉尼娜年强度等级定量为-1；因为大部分ENSO事件是跨年度的，所以规定ENSO事件发生年且强度未达到峰值的年份则等级降一级；正常年份强度等级定量为0。依据以上量化标准，统计绘制了1960年来发生的ENSO事件发生强度图（图1）。

图1表明，1960年以来ENSO事件的发生有明显的周期性波动特点，波动周期约为2～7年。厄尔尼诺事件发生强度高峰期有4个，分别为1972—1973年、1982—1983年、1997—1998年、2014—2016年；拉尼娜事件发生的强度高峰期只有1个，即1988—1989年。图1显示20世纪80年代以来，厄尔尼诺事件明显增多，强度明显增强，其发生强度要大于拉尼娜事件发生的强度。

2.2 ENSO事件与宣城市降水量的关系

2.2.1 厄尔尼诺事件年与宣城市降水量的关系 从表3可见，厄尔尼诺峰值年年降水量偏多、偏少的概率均仅为1/17；汛期降水量偏多的概率为2/17，偏少的概率为5/17；梅雨期降水量偏多的概率为4/17（3次为超强厄尔尼诺年），偏少的概率为10/17。

厄尔尼诺次年年降水量偏多的概率仅为1/17，汛期降水量偏多的概率为4/17，梅雨期降水量偏多的概率为5/17。其中1984年、2016年异常偏多，这2年均为超强厄尔尼诺事件次年。

2.2.2 拉尼娜事件年与宣城市降水量的关系 拉尼娜年年降水量在正常范围内。汛期降水量偏多的概率为1/11。梅雨期降水量偏多的概率为2/11，偏少的概率为4/11。

拉尼娜次年年降水量变化幅度都在正常范围内。汛期降水量偏多的概率为3/11。梅雨期降水量偏少的概率为5/11，其中3次为显著偏少，1次异常偏多。

2.3 ENSO事件与宣城市气温的关系 厄尔尼诺年年平均气温在1993年前基本上都偏低（1978年例外），春季和冬季平均气温也普遍偏低，其中1976年及1983年异常偏低；1993年以后厄尔尼诺年年平均气温、春季和冬季平均气温则普遍偏高。

拉尼娜年年平均气温基本在正常范围内；春季平均气温偏低的概率为5/11；夏季平均气温除1971年显著偏高外，基本都在正常范围内；秋季平均气温偏高和偏低（包括显著偏低）的概率均为3/11；冬季平均气温显著偏低的概率为4/11。

2.4 3次超强ENSO事件对比分析 1960年以来发生了3次超强厄尔尼诺事件，分别是1982年4月至1983年6月、1997年4月至1998年4月、2014年9月至2016年5月。通过3次超强厄尔尼诺事件海温异常演变的对比可以看到，从持续时间上看，2015—2016年厄尔尼诺事件发展阶段要明显长于前2次超强事件。此次事件从2014年9月开始至2015年11月到达峰值，共历时15个月，而在1982—1983年及1997—1998年2次事件中从爆发到峰值均在6个月左右。但是，在2015—2016年的厄尔尼诺事件中，前期2014年秋季至2014—2015年冬季的发展过程十分缓慢，到2015年春季得到再次发展。这次的发展与前2次超强厄尔尼诺事件的发展类似，大约用了半年左右达到盛期。

3次超强厄尔尼诺事件中，1997—1998年事件中超过3.5℃的暖海温异常范围最大，且位置偏东；1982—1983年次之；在2015—2016年厄尔尼诺事件中中心强度基本没有超过3.5℃，但是超过2.5℃的暖海温异常范围大于前2次超强事件。并且由于在厄尔尼诺盛期，前2次事件的暖海温异常中心都偏东，因此在Nino3.4区并不是暖海温异常中心。而在2015—2016年事件盛期，暖海温异常扩展到日界線以西。因此，虽然中心强度弱于前两者，但是Nino3.4区的暖海温异常要强于前2次事件。在厄尔尼诺事件的衰减阶段，前2次超强事件中的赤道西太平洋异常冷海温比较强盛，而2015—2016年厄尔尼诺事件中赤道西太平洋地区海温基本表现为中性状态。

3 小结

（1）厄尔尼诺事件的峰值发生在深秋和冬季的概率为82.4%，拉尼娜事件的峰值发生在深秋和冬季的概率为100%。

（2）1960年以来ENSO事件的发生有明显的周期性波动特点，波动周期约为2～7年。20世纪80年代以来厄尔尼诺事件明显增多，强度明显增强，其发生强度要大于拉尼娜事件发生的强度。

（3）ENSO事件对年降水量影响较小；厄尔尼诺年汛期和梅雨期降水量偏少的概率大于偏多的概率；厄尔尼诺次年汛期和梅雨期降水量偏多的概率大于偏少的概率，超强厄尔尼诺次年汛期和梅雨期降水量更可能异常偏多。

（4）厄尔尼诺年年平均气温在1993年前基本上都偏低（1978年例外），春季和冬季平均气温也普遍偏低。1993年以后厄尔尼诺年年平均气温、春季和冬季平均气温则普遍偏高。拉尼娜年年平均气温基本在正常范围内，冬季平均气温偏低的概率为7/11。

（5）2015—2016年厄尔尼诺事件是自1960年以来继1982—1983年和1997—1998年厄尔尼诺事件之后的第3次超强厄尔尼诺事件，并且在持续时间、峰值强度、累计海温距平和海温距平连续超过2.0℃的时间等指标上均强于前2次超强厄尔尼诺事件。

（6）ENSO事件只是影响宣城市气候特别是汛期气候的强信号之一，对它的认识也是刚刚起步，目前还不能只用它来简单地预测气候，必须综合考虑其他因素对气候的影响。

参考文献

[1]张红英，吴素芬.厄尔尼诺/拉尼娜事件变化特征及与长治气候的关系[J].中国农学通报，2015，31（15）：247-253.

[2]马乃孚，杨景勋.厄尔尼诺与湖北暖冬及冷冬的关系[J].华中师范大学学学报，1999，33（4）：592-595.

[3]邵艇，周兵.2015-2016年超强厄尔尼诺事件气候监测及诊断分析[J].气象，2016，42（5）：540-547.

（责编：徐世红）