2014年超强厄尔尼诺与宁夏气候的关联分析

周楠 马霞 张翠

摘 要 厄尔尼诺现象是发生在大气环流和海洋环流之间的强耦合事件的例子。大气环流施加于海洋的应力是海洋环流的主要驱动力，同时，来自海洋的热量，特别是蒸发作用对大气环流有极大的影响。基于此，选取2014年超强厄尔尼诺事件为切入点，分析其与宁夏气候的关联关系，首先对2014年超强厄尔尼诺及其影响进行阐述，然后分析了宁夏气候的特点，以及厄尔尼诺时间对于宁夏气候的SPSS关联分析，并通过控制变量法给出了分析结论，以及建议报告。

关键词 强厄尔尼诺；温度；灾害性天气；SPSS；控制变量法

中图分类号：P732；P461.2 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.23.077

研究表明，在过去的几十年，我国的地面气温升高十分明显，东亚季风趋于减弱，降水呈现出南涝北旱的趋势[1]。不少研究指出，厄尔尼诺对我国的气温、降水，甚至登陆台风都会产生影响。据了解，宁夏平均气温在20世纪40年代以前处于正常偏暖的时期，年际变化不大，40年代明显偏高，50年代到80年代中期处于一个相对偏低的时期，80年代中后期以后气温持续上升，进入了一个偏暖时期[2]。厄尔尼诺发生的次年，宁夏雨量偏多的年份并不多，但会发生阶段性的严重暴雨过程，中等局部偏重洪涝的概率为70%以上。

1 2014年厄尔尼诺事件

1.1 厄尔尼诺的影响

近百年来，全球气候发生了以变暖为主要特征的显著变化，已经并且继续给全球的社会、经济和环境带来了巨大的影响[3]。根据国家气候中心的监测指标，ENSO事件期间各月海温距平之和记为其强度指数，厄尔尼诺强度可分为5个等级，分别为极弱（≤3.8）、弱（3.9～7.0）、中等（7.1～13.3）、强（13.4～16.5）、极强（>16.6），厄尔尼诺持续时间越长，温度越高，强度越大，对全球气候的影响越显著。

强厄尔尼诺事件易导致我国秋季、冬季南方降水偏多，而长江以北地区降水偏少，次年夏季长江流域降水偏多。厄尔尼诺事件发生当年，冷空气活动偏弱，严寒、大雪和冰冻天气易减少[4]。此外来自南方强大的暖湿气流易与北方弱冷空气结合且持续时间较长，造成江南地区冬季降水量偏多。厄尔尼诺事件之后次年夏季，主要雨带位置偏南的可能性较大，我国南部地区夏季降水容易偏多，而北方地区常常会出现大范围高温干旱。

1.2 宁夏地理气候特征

宁夏深居内陆，位于我国西北东部，处于黄土高原、蒙古高原和青藏高原的交汇地带，大陸性气候特征十分典型。在我国的气候区划中，固原市南部属中温带半湿润区，原州区以北至盐池、同心一带属中温带半干旱区，引黄灌区属中温带干旱区。宁夏的基本气候特点是干旱少雨、风大沙多、日照充足、蒸发强烈，冬寒长、春暖快、夏热短、秋凉早，气温的年较差、日较差大，无霜期短而多变，干旱、冰雹、大风、沙尘暴、霜冻、局地暴雨洪涝等灾害性天气比较频繁。

根据宁夏的气候条件、农牧业分布和生态环境状况以及传统习惯，把宁夏划分为3个区域。1）引黄灌区。年平均降水量在200 mm左右。2）中部干旱带区。年平均降水量在200～400 mm。3）南部山区。年平均降水量在400 mm以上。

2 2014年厄尔尼诺与宁夏气候的关系

2.1 2014年超强厄尔尼诺的特征

从2014年1月开始，日界线附近大气低层西风异常由西向东逐步加强，赤道太平洋中西部、东部海表温度异常升高，但春季以后，这种海温升高形式在赤道中太平洋没有得到持续发展[5]。7月开始，大于2 m·s-1的异常偏西风出现在中太平洋地区。至2014年秋季，赤道中太平洋才开始出现大范围异常增暖特征，进入冬季后西风异常的范围变小。与此相对应，至2015年年初赤道东太平洋海表温度又恢复正常，但赤道中太平洋海温仍然异常偏高。

从2015年2月开始，赤道中太平洋开始向东出现西风异常增强现象，4月，随着源于赤道西太平洋的开尔文波的东传，赤道东太平洋海温再度出现异常升高；春末时，整个中东太平洋地区出现大范围海温异常升高，大部分海域海表温度距平（SSTA）大于1℃，2015年春季之后发展形成强厄尔尼诺特征。与此同时，大气中也表现出相应的异常特征，在低层风场上，赤道西太平洋和中东太平洋西风异常明显，高层则是东风异常。由此，对应的热带中太平洋和东太平洋上空对流活动异常强烈，但热带西太平洋地区对流活动受到抑制；与低空风场、对流活动相联系，5月以后南方涛动明显偏弱；秋季时，大部分赤道中东太平洋地区海温异常己经超过2 ℃，表明超强的厄尔尼诺特征己经非常明显，并在11—12月达到了峰值。2016年1月起，这次超强厄尔尼诺开始迅速衰减。2014年厄尔尼诺事件发生前后全球逐月海表温度距平分布如图1所示。

2.2 2015年宁夏气候分析

2014年12月，赤道中东太平洋海温偏暖程度较11月略有减弱，受其影响：2015年全区平均气温较常年偏高1.0 ℃，为1961年以来第4高值[6]。阶段性特征明显，冬季偏暖，春、秋季气温偏高，季节气温变幅大，夏季总体“凉爽”；中北部高温出现晚，持续时间长，强度大；8月下旬最高气温≥30 ℃的日数多，日较差大。全区平均降水量277.3 mm，较常年偏多3.4%，时空分布不均。年内干旱、冰雹、暴雨洪涝、大风和大雾等灾害，给农业生产、交通运输等造成了严重影响。

2014—2015年，宁夏冬季气温总体偏高，为显著暖冬年份，阶段性特征明显，前期偏冷，中后期大部地区异常偏暖。降水总体偏少，1月份中南部大部地区降水偏多，日照总体偏少，前期大部地区日照充足，后期显著偏少。

2015年春季（3—5月），大部地区平均气温偏高，全区平均气温偏高1.1 ℃，为1961年以来第6高值。石炭井、贺兰、平罗、银川、兴仁和麻黄山等地的降水量略偏少，其他地区偏多，全区平均降水量较常年同期偏多37%，近4年连续偏多，为1961年以来第2次出现连续4年偏多的情况，而南部山区偏多83%，为1961年以来的第3高值，为1961年以来首次出现4年连续偏多的情况。日照时间引黄灌区大部偏多，其他地区偏少。

2015年夏季（6—8月），全区平均气温略偏高，夏季9个旬中，有5旬气温低于常年同期值，“凉爽”时段之长，为2005年以来除2014年以外仅有的1年。中北部高温出现晚，部分地区创2000年以来最晚记录，高温持续日数之长、气温之高创1961年以来新高；8月下旬日较差达1961年以来同期最大，中北部最高气温≥30 ℃日数为1961年以来的第3高值。夏季降水持续明显偏少，为近54年第2低值，光照充足，为2003年以来日照时间最多的夏季。由于降水持续偏少，加之气温偏高，全区出现气象干旱，大部地区达特旱，造成严重经济损失，部分地区出现强降水及冰雹灾害，给农业生产带来一定的影响。

2015年秋季（9—11月），全区各地平均气温偏高，全区平均气温较常年同期偏高0.9 ℃，为1961年以来同期第4高值，尤其以11月份偏高最明显。大部地区的降水量较常年同期偏多，吴忠以北及盐池偏多，在125%以上；全区平均降水量为115.7 mm，较常年同期偏多1倍，为1961年以来第4高值，其中引黄灌区创新高。日照时间明显偏少，全区平均日照时间为1961年以来的第5低值。降水量和降水日数明显偏多，且降水量3个月持续偏低，并超过夏季，引黄灌区中雨以上日数创新高；降水偏多缓解了旱情，但阴雨日数过多，会给秋作物及经济林果造成一定的不利影响。11月大雾达1981年以来同期最多，对交通运输、环境空气质量和人体健康等都造成了明显的影响。

2.3 2014年厄尔尼诺与宁夏气候的关系

此次厄尔尼诺事件为极强标准。2014年，厄尔尼诺事件成为有完整气象观测记录以来的第2强，仅次于历史上最强的1997年、1998年。该极强厄尔尼诺事件持续时间较长，从2014年3月开始至今已持续20个月，根据国家气候中心监测显示，12月第2周（12月7—13日），厄尔尼诺指数为2.4 ℃，而美国监测指数 为2.8℃。暖水区主要位于赤道太平洋东部海区，中心强度超过4.0 ℃。2014年3月以来厄尔尼诺指数逐周演变情况如图2所示。

自20世纪60年代以来，厄尔尼诺事件共發生14次，发生当年，宁夏冬季降水以偏多为主，气温偏暖或暖冬的概率达71%。厄尔尼诺事件之后次年，宁夏夏季降水量偏多、偏少年份相当，如1998年夏季为超强厄尔尼诺次年，宁夏降水量接近常年，在一定程度上说明厄尔尼诺事件是影响宁夏夏季降水的重要但非唯一因子，其本身的年代变化更为显著。对于气温来讲，其年代变化明显，20世纪90年代以前厄尔尼诺次年气温偏低，其后的厄尔尼诺次年，宁夏夏季气温以偏高为主（如图3、图4、图5、图6所示）。值得注意的是，若厄尔尼诺事件结束于春季初，宁夏省夏季气温偏高的概率较大，若厄尔尼诺持续至夏季，那么宁夏出现凉夏的概率较大。

3 结论

ENSO现象是一种准周期气候变化，主要影响太平洋赤道附近地区，主要发生在10月—次年3月，在近30年以来（1980—2010），发生过ENSO现象的年份有1982—1983年、1986—1987年、1991—1994年、1997—1998年、2002—2007年、2009—2010年，共12年。虽然宁夏并不是ENSO现象的主要影响区域，但其仍会对宁夏气候变化造成一定的影响，因为ENSO现象出现的年份，冬春季节宁夏地区会出现西风，导致降水异常偏多，并且由于大量温暖海水涌向太平洋东部，发源于西北太平洋并袭击宁夏的台风频率会减少，进而导致夏季降水减少。

参考文献：

[1] WU Jian-mei，SUN Jin-sen，CHEN Lin-xiang，et al.Analysis on Climate Change in Zhucheng City of Shandong Province in Recent 50 Years[J].Meteorological and Environmental Research，2012，3（8）：4-6.

[2] REN Guoyu，DING Yihui，ZHAO Zongci，et al.Recent Progress in Studies of Climate Change in China[J].Advances in Atmospheric Sciences，2012，29（5）：972-974.

[3] 张翀，李晶，任志远.基于Hopfield神经网络的中国近40年气候要素时空变化分析[J].地理科学，2011，31（2）：211-217.

[4] 李爽，王羊，李双成.中国近30年气候要素时空变化特征[J].地理研究，2009，28（6）：1593-1605.

[5] 王德瀚.从气温、降水年变论宁夏气候[J].热带地理，1989，9（1）：25-30.

[6] 周林，王汉杰.宁夏岛云量、降水量的EOF分析及其与EI Nino关系的研究[J].气象科学，2000，20（2）：180-188.

（责任编辑：赵中正）