拉尼娜(lania)形成了
最近网络上有不少人讨论今年是寒冬问题。因为今年赤道、中东、太平洋海温低,出现了拉尼娜现象,去年冬天也相继出现拉尼娜现象,导致我国温度低,更冷。
赤道中东太平洋海温低,形成了拉尼娜现象,照片来自CPC。
国内外多个气候预测系统预计今年冬天将形成拉尼娜现象。
拉尼娜连续两个冬天出现?这件事其实很常见
拉尼娜在赤道、中东和太平洋海温寒冷,连续两年冬天出现拉尼娜现象的情况不少。拉尼娜经常连续两个冬天(back-to-back lania或prolonged lania)出现,厄尔尼诺现象(与拉尼娜几乎相反,被称为圣婴现象)几乎连续两年没有出现。例如,1973/74、1974/75和1975/76连续三个冬季拉尼娜,1983/84和1984/85连续两个冬季拉尼娜,1998/99和1999/2000
1980年以来Nino3.4(5oN-5oS、120o-170oW海域)温度平均值,CPC
拉尼娜和厄尔尼诺现象是热带太平洋的两种相反现象,但其形式并不完全相反。拉尼娜经常连续两个冬天出现,厄尔尼诺现象接连病例少,照片来自NOAA Clima。
拉尼娜出现时,我国冬季气温低,气候预测真的简单粗暴吗?
有不少自媒体认为,拉尼娜现象发生时,我国冬季温度较低。甚至一些气象部门和官方媒体也将拉尼娜现象视为主要依据,但这样理解我国的气候变化是为了简化复杂的问题。没有认识到我国气候的复杂性和短期气候预测的不确定性。
首先,我国国土面积大,热带、亚热带、温带、温带、温带和西部有广阔的戈壁沙漠、青藏高原地区,影响该地区冬季气候异常的因素很多。不仅包括热带、中东、太平洋的海温,还包括印度洋、大西洋海温和我国近海的海温状态。除此之外,由于受中纬度北极海冰、欧亚雪盖、陆地状况等影响,不同地区的影响因素不同,不同地区的权重也不同,因此仅凭拉尼娜一点讨论中国的气候很容易狭隘。
光是我国东部地区,南北地区的影响因子权重也不同。其中东南沿海易受热带海洋过程的影响。包括中东太平洋海温的形式(拉尼娜或厄尔尼诺现象)和印度洋海洋极子(IOD)的形式。拉尼娜海在赤道西太平洋和南海上空容易形成气旋循环,但气旋循环的西边出现偏北风异常,有助于东南沿海。但是基本上不完全一致的拉尼娜每次都不一样。赤道西太平洋和南海上空发生的气旋循环强度和形式也不同,不适合应用统计规律。
截至,北极海冰面积远低于气候平均水平,接近2012年的数据,照片来自NSIDC。
在我国东部北地区,受中纬度环流异常的影响更大。其中北极涛动(AO)是最重要的影响因子,对中纬度地区来说,可预测性低于热带地区。由于受中纬度天气过程的影响,天气过程的持续时间一般为7-10天,这个过程会影响整个冬天(10天)。可以看作是“噪音”部分,一个冬天至少8 ~ 10次,每次温度上下波动至少10,在这种波动下,识别平均气温的季节信号(~ 1)仍然是一件困难的事情。
ge/SmwbVKwHNxwege?from=article.detail&_iz=31825&index=5" width="640" height="579"/>北极涛动(AO)是影响全球中高纬度地区温度的重要环流系统,图片来自CPC
我国东部地区除了在冬季会频繁遭遇一次次的冷空气活动以外,冬季气候还表现有一定的独特性质,例如:1)东北-西北与南部地区温度反相变化,当东北和西北温度偏高的时候,我国南部地区往往温度偏低,反之当东北和西北温度偏低的时候,我国南部地区往往温度偏高;2)前冬与后冬的不一致,当前冬(11-12月)温度偏高的时候,后冬(2-3月)容易出现温度偏低,反之亦然。所以不能用整体“暖冬”或者“冷冬”来讨论。
“冻死人”的去年冬天其实是个暖冬,并且还是拉尼娜年
以备受关注的去年(2020/21)冬季为例,很多人对其记忆还是“冷得哭”、“21世纪最低气温”、“20年来最低温度记录”,然而,这个冬季温度的变化像是过山车,2020年12月全国温度普遍偏高,1月初寒潮来临温度骤降,但是从1月下旬全国温度回升,2月温度骤升,迅速回暖,从华北到华南日最高温度迅速超过20℃,在河南和河北部分地区甚至最高温达到29~30℃,将整个12月到2月的冬季平均温度算下来,全国整体竟然是妥妥的暖冬(2021年3月3日中国气象局国家气候中心官宣确定)!2020/21冬季同样是拉尼娜事件,极端寒潮事件与整个冬季偏暖并行不悖,让说冷和暖的人都找到了理由,也让说冷和暖的人也都无法完全自圆其说。
2021年3月3日,中国气象局国家气候中心官宣确定2020/21年冬季为暖冬,全国绝大部分地区温度达到暖冬标准,图片来自于国家气候中心。
2020/2021年冬季全国平均气温及距平逐日变化,整个冬季气温有如坐上过山车,在冬季1月初出现极端寒冷天气过程,但是2月底全国温度异常偏高。图片来自于国家气候中心。
国内外多个预测系统预测我国冬季可能偏暖,并且北部偏暖幅度更大
提前一两个月做未来一个季度的气候预测,这属于短期气候预测,或者称作季节预测,目前季节预报还是有很大挑战性的,国内外多个机构都在持续进行大量的分析和预报工作,其中最重要的预报工具是S2S预报(Subseasonal-to-Seasonal Prediction)系统,即预报次季节(Subseason)到季节(season)时间内的平均状态。根据目前国内外各个研究机构的预报,今年冬季发生拉尼娜现象基本上是板上钉钉的事情,对于东亚区域的温度而言,更多研究倾向于预报整体温度偏高,温度偏高的幅度在我国北部地区更大一些,可以达到1℃以上,而在我国南部增幅有限,基本接近正常,所以传说中的“冷冬”出现的可能性比较低。
中国多模式集合预测系统(CMMEv1.0)预测的全球冬季温度,该系统综合了国内BCCCSM1.1m、PCCSM4、FGOALS-f2、FGOALS-s2四个气候系统,以及欧洲中心(ECMWF)System5和美国NOAA国家环境预报中心(NCEP)的CFS2模式的预报结果.()
欧洲中心(ECMWF)System5预测的冬季三个月(12-2月)温度偏差情况,中国大部分地区温度正常稍偏暖。
日本气象厅预测的11月-1月温度异常,东南沿海温度偏低,而北部绝大部分地区温度偏高,所用模式为JAM/MRI-CGCM,图片来自
中国科学院大气所FGOALS-s2系统的S2S预测结果,我国冬季温度整体偏暖,其中北部地区异常偏暖。图片来自于.
冬季生存法则:关注天气波动比冷冬暖冬更有意义
“冷冬”或者“暖冬”是对整个冬季的考量,例如,按照现在中国气象局的标准,需要考察整个冬季(12月-2月)的平均气温,要确定各站相对于历史数据的偏差、冷暖的站点总数,以及冷暖面积的大小,这其实是个非常学术化的概念,对公众的意义有限。
正如前文所讨论的,在冬季的每次天气过程中,温度的上下幅度往往大于10℃,而冷冬和暖冬的温度异常值一般仅为0.5~1.0℃。即使最终证实冬季是冷冬,只要温度整体平稳,低温的影响就非常有限;而暖冬期间,如果出现短期几天的极端寒冷的冷空气活动,像过去的2020/21的暖冬里的极寒天气,其影响也会非常严重。
对于普通公众而言,与其把关注点放在今年冬天平均是“冷冬”或者“暖冬”上,不如放在应对天气波动上,随时注意天气预报和预警,避免冬季的灾害天气更为重要。而在提前一两个月准确预报会出现一次极端冷或者暖事件,这基本已经超过了目前全球的预报能力,如果某个机构和个人宣称具有这种能力,那呵呵过去就ok了。
来源:中国科学院大气物理研究所