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周兵、叶殿秀:透视拉尼娜状态下的长江中下游旱情
日期:2022-10-28 作者:气候中心,办公室-计划财务处- 陈克垚

(内容刊发在中国气象报 周兵和叶殿秀研究员接受了访谈 叶殿秀研究员提供了最新数据)

长江中下游高温少雨持续时间为何这么长?今年我国南方干旱、巴基斯坦强降雨、美国高温林火等背后共同推手是什么?气候变暖面前,我们可以做些什么?

新闻背景

今年7月以来(2022年7月1日至10月25日),长江流域平均气温之高、高温日数之多、降水量之少均为1961年以来历史同期之最。

气温方面,7月以来,长江流域平均气温24.7℃,较常年同期偏高1.5℃,为1961年以来同期最高;平均高温日数37.5天,较常年同期偏多22.5天,为1961年以来历史同期最多。

降水方面,长江流域平均降水量275.5毫米,较常年同期(494.2毫米)偏少44.3%,为1961年以来历史同期最少。其中,浙江大部、安徽南部、湖北东南部和西南部、江西、湖南大部、重庆南部、贵州东部等地降水量较常年同期偏少5~8成,局部偏少8成以上。入秋以来,福建、湖南、江西、贵州降水量均为1961年以来历史同期最少。

持续高温少雨致长江中下游及其以南大部地区气象干旱迅速发展或持续,截至10月25日,浙江中部至南部、安徽南部、湖北南部、福建、江西、湖南、贵州中东部、广东北部和东部、广西中北部、重庆南部和四川东南部等地存在中度至重度气象干旱,浙江南部、福建大部、江西中部至南部、湖南中部至南部、贵州东部、广西东北部、广东中北部和重庆东南部等地有特旱。

尽管8月25日以来长江流域西部及北部地区出现明显降雨,气象干旱不同程度缓和,但长江中下游及以南大部地区仍存在中度及以上气象干旱。受降水异常偏少、气温异常偏高影响,长江以南大部地区气象干旱入秋后依然无法缓解。

赤道中东太平洋拉尼娜的撬动作用

周兵表示,长达80多天甚至更长时间的干旱虽少有,但在我国绝非罕见。历史数据显示,我国曾有夏秋冬连旱,甚至连跨两年的持续性干旱。

但这次长江中下游干旱不是发生在我国年降水量相对少的北方和西部,而是在我国季风活动的主要区域长江流域(该区域年均降水量1000毫米左右),这是今年干旱极端性的表现。

与长江中下游高温、少雨、气象干旱持续发展等情况不同,近两年,北方多地降水偏多,且出现秋涝现象,我国降水总体呈“南少北多”特征,形成“南旱北涝”的现象。

周兵介绍,这种现象的背后,核心之一是持续发展的拉尼娜事件。简单而言,拉尼娜是赤道中东太平洋海温持续偏低,并造成全球大气环流异常的气候现象。与之相对应的厄尔尼诺则是海温持续偏高而造成全球大气环流异常。

统计显示,在我国,无论是南旱北涝还是南涝北旱,都和赤道中东太平洋冷水或者暖水状态密切相关。今年夏天,我国长江流域出现罕见的持续高温少雨,就与拉尼娜有着密切关联。反之,在厄尔尼诺背景下,长江中下游则是多雨状态,例如,2020年长江流域出现了多轮强降水和“暴力梅”。

不过,厄尔尼诺和拉尼娜有2—7年变化周期,平均为4年。也就是说,每隔2—4年,厄尔尼诺和拉尼娜状态就会发生转换。

无论是厄尔尼诺还是拉尼娜,都是一个缓慢的变化过程,其作用堪比温水煮青蛙,但引发的大气环流异常是广泛而又显著的,造成区域性或全球性气候异常。

气候变化打破稳定性

与近年气温呈现上升趋势相比,总体而言,我国降水量没有出现持续偏多或者偏少的趋势性变化。但是,降水出现了另外一种现象,即降水强度呈现增强趋势、降雨日数呈减少趋势。也就是说,某些降雨过程强度更强,而淅淅沥沥的小雨日数减少,这就意味着降水的极端性(洪涝、干旱)和致灾性呈增强趋势。

周兵表示,气候变暖导致大气不稳定性加剧,或者说大气变化更加活跃。气候系统已出现多个气候临界点,并具有激活状态。目前全球变暖使得关键指标打破临界点平衡态的概率在增大。一旦平衡被打破,就难以恢复。

这就像一个球在凹槽里摆动,此前,它一直在凹槽内部摆动。但是,随着它更加活跃和不断加速,它的摆动范围就超出了这个凹槽,进而导致不稳定因素增加。此前,气候年际间冷暖交替、降水变化等基本维持在一个范围内,并在其中基本实现平衡。就像冰川,每年夏季融化一点,但是进入冬季又补充一点,基本维持稳定状态。但是,气候变暖使得冰川融化、退缩与补偿之间速度不匹配,受到不稳定外力(持续变暖)等影响,千年甚至万年时间形成和积累的冰川在几十年的时间里慢慢融化却无法补偿,打破了原有的稳定状态。

所以说,在全球变暖这个背景下,原本维持大致稳定的气候出现了变化,高温、干旱、暴雨等极端事件频发、强发。因此,世界气象组织预测,全球将面对更热、更旱、更涝的未来。

周兵进一步解释,这里更涝更旱并不是指同一时间同一地点的旱涝并存。以今年我国的高温为例,高温出现在长江流域,但北方多地却是多雨,这就是区域、时间的不平衡。

从全球范围看,不均衡的能量匹配带来了雨水不均,今年巴基斯坦的强降水导致其三分之一的国土被淹没,美国西部地区的高温干旱导致林火不断,可谓“一边是海水,一边是火焰”。

多因素的综合影响

近年南方的高温干旱还有一个推动因素,那就是太阳辐射。如果拉尼娜出现在冬季,由于该季节基础温度容易偏低,即便叠加拉尼娜影响,也不至于出现如此严重的高温少雨。反之,它出现在夏季,叠加太阳辐射影响,高温才表现得更为极端,就像今年夏秋季长江流域的罕见高温。

周兵补充,海洋、陆地的分布带来的季风系统变化也成为影响长江中下游地区持续高温、少雨和出现气象干旱的一个因素。

我国是全球最典型的季风气候国家,最主要的特点就是气候变率大,体现在降水方面就是年际变化较大,有时涝、有时旱。长江流域是季风无论哪一年都必然要“光顾”的地方。即便如此,也不意味着季风每年均衡地影响长江流域,有时候,季风“恋恋不舍”,那这一带雨水就多一点;而有时候它只是“匆匆而过”,雨水就少了。

今年长江中下游的干旱除了与副热带高压系统的长时间控制有直接关联,也与季风停留时间有一定关联——

先看同样遭遇夏季干旱的西南区域,进入秋季,当季风在此遭遇南下冷空气,便有了淅淅沥沥的华西秋雨。这使得长江上游的西南区域干旱得到缓解。

但长江中下游就没有那么“幸运”了。由于总也摆脱不了西太平洋副热带高压对其控制,季风也就难以长时间“逗留”。截至10月中旬,该区域干旱仍未有效缓解。据预测,拉尼娜状态还将持续,因此,干旱也可能演变成夏秋冬连旱。这不难使人想起2021年10月华西秋雨、北方暴雨下的罕见秋汛,同一时间南方却在经历最强的秋季高温。

今年长江中下游气象干旱何时能终结?周兵认为,综上因素,干旱区出现夏秋冬连旱是一个大概率选项。

拉尼娜或者厄尔尼诺现象是自然规律,其影响人类无法左右。但是,在气候变暖面前,人类应该警醒,改变目前生活方式,强化低碳意识,积极参与到应对气候变化的实践中,都是我们可以为减缓气候变化所做的努力。

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