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专家访谈
 

专家访谈

《厄尔尼诺/拉尼娜事件判别方法》国家标准发布

[日期:2017-06-22]

  (中国气象报  记者 张玮鸥  6月20日)回顾2014年至2016年这次超强厄尔尼诺事件整体过程,人们不难发现,在它何时形成、何时结束的问题上,中国、美国、日本、澳大利亚等受其影响的各主要国家各执一词。原来,在国际上,尽管对于厄尔尼诺/拉尼娜事件的总体认识比较一致,但具体判别标准却始终存在分歧。针对国内尚缺乏统一的厄尔尼诺/拉尼娜事件判别标准的现状,为了规范判别标准,促进气候业务和相关研究工作的开展,国家气候中心牵头,通过总结国内外现有厄尔尼诺/拉尼娜事件监测指数,并吸收该领域的最新研究成果,制定《厄尔尼诺/拉尼娜事件判别方法》国家标准。

  厄尔尼诺/拉尼娜现象指的是热带太平洋海表温度异常上升/下降的著名气候现象,其名称起源于西班牙语,意为“小男孩/小女孩”。2014年至2016年发生的超强厄尔尼诺事件具有“生命史长、累计强度大、峰值强度高”这三个重要特点,是20世纪以来最强的厄尔尼诺事件之一。此次厄尔尼诺事件是全球气候异常变化的重要因素之一。包括我国在内的多个国家都经历了严重的洪涝灾害或旱灾,导致多国粮食严重减产,人民生命财产安全受损。《厄尔尼诺/拉尼娜事件判别方法》国家标准(以下简称标准)的制定,有助于我们更好地认识此气候现象。

  科学认定海温指数选区

  据负责标准文本编写,制定厄尔尼诺/拉尼娜事件监测指标和判别方法,执笔编制说明的项目负责人、国家气候中心气候研究开放实验室研究员任宏利博士介绍,国际主流标准以NINO3.4区或者NINO3区海表温度距平指数作为基本监测指标来设计业务方案和标准,例如美国以NINO3.4指数(ININO3.4)3个月滑动平均绝对值超过0.5℃、至少连续5个月即认定为厄尔尼诺/拉尼娜事件发生。美国气候预报中心每月发布业务监测产品,在国际上应用广泛。

  中国气象局国家气候中心在业务上主要以NINO Z区(亦称NINO综合区,即NINO1+2区、NINO3区和NINO4区海温指数按照所对应三个海区的面积加权平均得到)的海温距平指数作为判定厄尔尼诺/拉尼娜事件的依据。但该指数表征了热带太平洋海温异常变化的整体情况,无法对近30年发生愈发频繁且业界广为关注的两类厄尔尼诺/拉尼娜现象(海温异常中心分别位于赤道中、东太平洋)进行刻画,不利于诊断、归因和预测。“简言之,就是NINO Z选取范围太过广大,并且不能详细分析厄尔尼诺/拉尼娜东部型和中部型的差异,而这种差异对我国气候预测是至关重要的。”任宏利说。

  一个最明显的例子是,历史上长江流域的大水年(1969年、1983年、1987年、1991年和1998年)都发生在厄尔尼诺的次年,但历史上一些弱事件(如1970年代后期)在NINO Z指标中无法监测到。

  区分东部型和中部型

  鉴于NINO Z区的这些缺点,新出炉的标准采用了国际通用的 ININO3.4来判别事件的发生、强度、持续时间等,用东部型指数(IEP)和中部型指数(ICP)来判定事件的类型。首先,ININO3.4的3个月滑动平均绝对值达到或超过0.5℃、持续至少5个月,判定为一次厄尔尼诺/拉尼娜事件(指数≥0.5℃为厄尔尼诺事件;指数≤-0.5℃为拉尼娜事件);以ININO3.4满足事件判定的时间为持续时间;在事件过程中,ININO3.4的3个月滑动平均绝对值达到最大的时间和数值分别定义为事件的峰值时间和峰值强度。然后,用IEP和ICP来判定事件的类型:事件过程中IEP的绝对值达到或超过0.5℃且持续至少3个月的类型判定为东部型事件;事件过程中ICP的绝对值达到或超过0.5℃且持续至少3个月的类型判定为中部型事件;若一次事件中同时包含上述两种情况、存在两种类型间的转换,则将事件峰值所在类型定义为事件主体类型,另一种为非主体类型,整个事件的类型以事件主体类型为准。

  这样的考虑,在判定事件发生的同时兼顾了区分东部型和中部型事件,可全面监测到每一次厄尔尼诺和拉尼娜事件,基本不会出现事件遗漏。

  据任宏利介绍,这样的判断对于我国气候预测具有重要意义。当东部型厄尔尼诺发生时,从当年秋季到次年夏季,我国东部地区都有显著的降水异常,降水异常的区域在不同的季节有变化。但是当中部型厄尔尼诺发生时,我国大部分地区与厄尔尼诺的关系并不显著、季节差异性大。因为新标准中的指标组能够全面监测到所有厄尔尼诺/拉尼娜事件,尤其没有遗漏东部型事件,它对事件的监测结果与中国气候异常对应关系好于其他指标。

  标准一方面采用ININO3.4来表征厄尔尼诺/拉尼娜事件的判别、强度和持续时间,与国际接轨;另一方面考虑到不同类型的厄尔尼诺对我国气候的影响差异,引入了东部型指数和中部型指数,用以区分厄尔尼诺/拉尼娜的类型差别以及转换和传播特征,体现出该标准的科学性和自主性。

  业务应用性强

  标准出台后,需要进行业务应用。这就要求标准意义明确,计算方便,操作相对简单。因而,项目组在制定标准的时候充分考虑了可操作性。

  据任宏利介绍,利用ININO3.4判别事件的发生和强度等,可与国际科研业务主流惯例实现接轨,能够抓住厄尔尼诺/拉尼娜发展和位相变化的动力学机制核心区域,强化中东太平洋海温的指示价值。而利用IEP和ICP来判别东部型和中部型事件,是标准的一大特色。直接利用业务上监测的NINO3区和NINO4区海温指数,通过简单的数学变换,即可得到IEP和ICP,定义简单、适于业务监测使用。围绕其建立厄尔尼诺/拉尼娜事件监测标准具有很好的适用性,业务可操作性强。

  更为重要的是,用IEP和ICP可以衡量出两类事件对中国气候不同的影响关系。就中国东部地区夏季降水而言,ICP所反映的中部型影响与IEP所反映的东部型影响都很明显,且基本上影响相反。例如,中部型会导致华北-西北东部地区多雨、长江流域少雨,东部型则使得华北-西北地区东部少雨、长江流域多雨。相比之下,NINO3.4区介于东部型和中部型之间,其海温异常的影响也是介于两种类型指数影响之间,即无论是正负影响区的振幅都明显弱于IEP和ICP的影响。这充分说明,从气候影响来看,采用IEP和ICP作为监测指标来判别事件,要比单纯用ININO3.4对我国气候异常更具有指示意义。

 

 

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