復(fù)旦大學(xué)孫德征教授：厄爾尼諾增加了臺(tái)風(fēng)、暴雨天氣的概率，當(dāng)前處于影響初期

搜狐科技《思想大爆炸——對(duì)話(huà)科學(xué)家》欄目第19期，對(duì)話(huà)復(fù)旦大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系教授、前美國(guó)國(guó)家海洋大氣局高級(jí)研究員孫德征。

嘉賓簡(jiǎn)介

孫德征，復(fù)旦大學(xué)特聘教授，博士生導(dǎo)師, 1992年在麻省理工學(xué)院獲氣象學(xué)博士，后加入美國(guó)國(guó)家大氣研究中心高級(jí)研究項(xiàng)目，1997 年加入美國(guó)國(guó)家大氣海洋局和科羅拉多大學(xué)聯(lián)合研究所。孫德征是厄爾尼諾非絕熱非線性起源理論的創(chuàng)造者, 其它代表性原創(chuàng)科學(xué)貢獻(xiàn)包括厄爾尼諾－南方濤動(dòng)整流是導(dǎo)致年代際氣候變化的一重要機(jī)制等。研究成果發(fā)表在包括Science（科學(xué)）和Journal of Climate（氣候）等國(guó)際頂尖雜志上。主持參與了多項(xiàng)由美國(guó)自然科學(xué)基金, 美國(guó)國(guó)家大氣海洋局，中國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)和中國(guó)科技部等資助的科研項(xiàng)目。主編了由美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)（AGU）發(fā)表的氣候動(dòng)力學(xué)專(zhuān)著《氣候動(dòng)力學(xué)：氣候?yàn)槭裁匆恢痹谧兓?》（Climate Dynamics: Why Does Climate Vary?）

【資料圖】

劃重點(diǎn)

1.赤道太平洋存在“蹺蹺板”行為，東西太平洋氣壓差和海溫差是變動(dòng)的。厄爾尼諾對(duì)應(yīng)的是東西太平洋海溫差較小，甚至沒(méi)有差別的年份。這個(gè)時(shí)候，東太平洋的海溫相對(duì)于長(zhǎng)期平均來(lái)講是偏高的。

2.當(dāng)前正處于厄爾尼諾影響初期，厄爾尼諾基本上有一年的生命期，一般從夏天開(kāi)始，大概6個(gè)月后到冬天達(dá)到最大值，然后到第二年的春夏開(kāi)始逐漸消失。因此，今年的冬天大概率會(huì)是一個(gè)“暖冬”。

3.極端降雨系統(tǒng)或熱帶氣旋臺(tái)風(fēng)是比較喜歡熱水的，厄爾尼諾對(duì)應(yīng)著熱水的中心分布。拉尼娜時(shí)期，熱水基本在西太平洋，厄爾尼諾時(shí)期的話(huà)熱水就延展的比較寬了，可以一直延展到東太平洋。厄爾尼諾的到來(lái)增加了暴雨、臺(tái)風(fēng)極端天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。

4.厄爾尼諾不容易通過(guò)人工干預(yù)來(lái)緩解，我記得有人曾談到人類(lèi)可以干預(yù)臺(tái)風(fēng)，但你要知道臺(tái)風(fēng)頂多上千公里，厄爾尼諾是上萬(wàn)公里，光按海溫有明顯變化的地區(qū)來(lái)算的話(huà)，它屬于一種行星尺度的現(xiàn)象。它是全球性的影響，有人把它比作“東海龍”，就是它“尾巴一搖，全球震動(dòng)”。

出品｜搜狐科技

作者｜鄭松毅

突如其來(lái)的幾場(chǎng)大雨似乎并沒(méi)有退卻夏天的炎熱，反而變得更加悶熱，繼續(xù)挑戰(zhàn)著這個(gè)夏天的底線。除高溫外，有人猜測(cè)近期接連而至的臺(tái)風(fēng)、暴雨等極端天氣現(xiàn)象也與厄爾尼諾有關(guān)。

美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局強(qiáng)調(diào)，今年“厄爾尼諾”的到來(lái)將對(duì)全球氣溫升高產(chǎn)生影響。圍繞厄爾尼諾形成的時(shí)間點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)、以及除高溫外，厄爾尼諾是否還會(huì)對(duì)暴雨等極端天氣造成影響等問(wèn)題，搜狐科技與復(fù)旦大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系教授、前美國(guó)國(guó)家海洋大氣局高級(jí)研究員孫德征進(jìn)行了對(duì)話(huà)。

孫德征介紹，赤道太平洋存在“蹺蹺板”行為，東西太平洋氣壓差和海溫差是變動(dòng)的。厄爾尼諾對(duì)應(yīng)的是東西太平洋海溫差較小，甚至沒(méi)有差別的年份。這個(gè)時(shí)候，東太平洋的海溫相對(duì)于長(zhǎng)期平均來(lái)講是偏高的。

他補(bǔ)充解釋道，“從熱傳輸?shù)慕嵌葋?lái)講，太陽(yáng)在熱帶地區(qū)的輻射強(qiáng)度比高緯強(qiáng)，多余的能量是由大氣和海洋合作傳遞到中緯度和高緯度地區(qū)，不然熱帶地區(qū)會(huì)太熱，高緯度地區(qū)又太冷，地球?qū)⒉灰司印５捎谶@個(gè)海氣熱輸送系統(tǒng)是非線性的，在太陽(yáng)輻射加熱強(qiáng)度足夠強(qiáng)的情況下，海洋就不在能夠向高緯平穩(wěn)的輸送能量，而是采取間歇性的形式。這個(gè)間歇性熱輸送現(xiàn)象在海盆最寬的熱帶太平洋最為明顯。 這有點(diǎn)像人在很重工作壓力下的行為，高強(qiáng)度工作一段時(shí)間后需要休息一下再工作，而厄爾尼諾對(duì)應(yīng)的時(shí)間段就是這個(gè)休息期。但這并不意味著大氣也休息。大氣有很多比海流更快的過(guò)程，比如熱帶氣旋和臺(tái)風(fēng)，它們繼續(xù)這個(gè)“搬運(yùn)”能量的工作. 在厄爾尼諾期，太平洋上會(huì)有更多的熱帶氣旋和臺(tái)風(fēng)。

“厄爾尼諾平均每3至4年的出現(xiàn)一次，但有時(shí)候今年是厄爾尼諾，明年還是厄爾尼諾。也有時(shí)今年是厄爾尼諾年，十年過(guò)后才見(jiàn)到下一個(gè)厄爾尼諾，至少在我們有觀測(cè)的氣候期，厄爾尼諾的出現(xiàn)是非周期性的”

他認(rèn)為，氣溫升高是厄爾尼諾和全球變暖共同作用的結(jié)果，當(dāng)前正處于厄爾尼諾影響初期。厄爾尼諾基本上有一年的生命期，一般從夏天開(kāi)始，大概6個(gè)月后到冬天達(dá)到最大值，然后到第二年的春夏開(kāi)始逐漸消失。因此，今年的冬天大概率會(huì)是一個(gè)“暖冬”。

談及厄爾尼諾是否還會(huì)對(duì)其它極端天氣造成影響，孫德征表示，“極端降雨系統(tǒng)如熱帶氣旋或臺(tái)風(fēng)是比較喜歡熱水的，厄爾尼諾對(duì)應(yīng)著熱水的中心分布。拉尼娜時(shí)期，熱水基本在西太平洋，厄爾尼諾時(shí)期的話(huà)熱水就延展的比較寬了，可以一直延展到東太平洋。因此，暖水分布變化的話(huà)，極端氣旋產(chǎn)生的地點(diǎn)分布和次數(shù)也會(huì)隨之變化。”他認(rèn)為，厄爾尼諾的到來(lái)增加了暴雨、臺(tái)風(fēng)極端天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。

孫德征指出，這次厄爾尼諾是在全球增溫背景下到來(lái)的。人類(lèi)活動(dòng)所釋放的溫室氣體是加熱海洋和大氣的。厄爾尼諾使平常集結(jié)在西太平洋的暖水東伸，但不會(huì)增加暖水的最高溫度。人類(lèi)活動(dòng)所釋放的溫室氣體是可以的。所以，談到厄爾尼諾的增溫作用時(shí)，人類(lèi)活動(dòng)所釋放的溫室氣體效應(yīng)是不能被忘記的。另外，由于人類(lèi)活動(dòng)引起的全球增溫是不是會(huì)在很大程度上以更多更強(qiáng)的厄爾尼諾的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)是一個(gè)正在研究的科學(xué)問(wèn)題。他強(qiáng)調(diào)，“因?yàn)樵絹?lái)愈多的人聚集于城市生活，在談及影響城市溫度變化的因素時(shí)，也要看這個(gè)城市發(fā)展的情況，包括人口密度、植被數(shù)量、房頂材料、溫室氣體排放的變化等。”

面對(duì)厄爾尼諾可能會(huì)導(dǎo)致極端天氣現(xiàn)象等問(wèn)題，有人疑惑該現(xiàn)象是否可被提前預(yù)測(cè)？孫德征回應(yīng)道，“厄爾尼諾現(xiàn)象有一定的預(yù)報(bào)性，很多情況下可以提前幾個(gè)月相對(duì)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)厄爾尼諾的。但它到來(lái)時(shí)間和強(qiáng)度比較難預(yù)報(bào)。 現(xiàn)在厄爾尼諾已經(jīng)登場(chǎng)，但仍難以預(yù)測(cè)今年的厄爾尼諾是‘高個(gè)子’還是‘矮個(gè)子’。”

他認(rèn)為，厄爾尼諾也不容易通過(guò)人工干預(yù)來(lái)緩解，“我記得有人曾談到人類(lèi)可以干預(yù)臺(tái)風(fēng)，但你要知道臺(tái)風(fēng)頂多上千公里，厄爾尼諾是上萬(wàn)公里，光按海溫有明顯變化的地區(qū)來(lái)算的話(huà)，它屬于一種行星尺度的現(xiàn)象。它是全球性的影響，有人把它比作‘東海龍’，就是它‘尾巴一搖，全球震動(dòng)’”。

以下為對(duì)話(huà)實(shí)錄（經(jīng)整理編輯）

搜狐科技：近日，多國(guó)發(fā)布高溫預(yù)警，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局強(qiáng)調(diào)了厄爾尼諾現(xiàn)象對(duì)全球氣溫升高的影響。同時(shí)，世界氣象組織秘書(shū)長(zhǎng)彼得里·塔拉斯也表示，厄爾尼諾現(xiàn)象出現(xiàn)將大大增加打破氣溫紀(jì)錄的可能性。能否請(qǐng)您先簡(jiǎn)單解釋下什么是厄爾尼諾現(xiàn)象？

孫德征：要想了解厄爾尼諾對(duì)于氣溫的影響，首先我們要講一下厄爾尼諾這個(gè)現(xiàn)象本身是怎么回事。

赤道太平洋地區(qū)存在“蹺蹺板”行為，東西太平洋氣壓差和海溫差是變動(dòng)的。厄爾尼諾對(duì)應(yīng)的是東西太平洋海溫差較小，甚至沒(méi)有差別的年份。這個(gè)時(shí)候，東太平洋的海溫相對(duì)于長(zhǎng)期平均來(lái)講是偏高的。

厄爾尼諾的周期是不規(guī)則的，平均下來(lái)是3至4年的周期，但有時(shí)候今年是厄爾尼諾，明年還是厄爾尼諾。也有時(shí)今年發(fā)生厄爾尼諾，十年過(guò)后才見(jiàn)到下一個(gè)厄爾尼諾。

從熱傳輸?shù)慕嵌葋?lái)講，太陽(yáng)在熱帶地區(qū)的輻射強(qiáng)度特別強(qiáng)，一般熱量會(huì)由大氣和海洋傳遞到中緯度和高緯度地區(qū)，不然熱帶地區(qū)會(huì)太熱，高緯度地區(qū)又太冷，地球?qū)⒉灰司印５捎诤怦詈舷到y(tǒng)是非線性的，在太陽(yáng)輻射加熱強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)的情況下，海洋的輸送熱量任務(wù)太重，就采取了間歇性的方式進(jìn)行熱輸送，就像人在執(zhí)行重任務(wù)的情況下需要不斷休息一下，而厄爾尼諾期對(duì)應(yīng)的就是這個(gè)休息期。

搜狐科技：為什么“系統(tǒng)休息”會(huì)導(dǎo)致氣溫升高？

孫德征：這個(gè)系統(tǒng)休息期間，海洋吸收的熱量會(huì)變少。我們知道，如果要把熱量從熱帶傳輸?shù)街懈呔暥鹊貐^(qū)，必須要先把熱量從表層海洋壓下去，但在休息期，海洋基本上是暫時(shí)休息的狀態(tài)，信風(fēng)弱，熱量就不往下壓了，所以很多熱量就開(kāi)始用來(lái)加熱大氣。

“蹺蹺板”的一個(gè)階段是厄爾尼諾，另一個(gè)階段也有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的名字叫“拉尼娜”。在“拉尼娜”年，信風(fēng)非常強(qiáng)，把熱量往下壓的能力也比較強(qiáng)。

厄爾尼諾的信號(hào)在全球平均的氣溫有表現(xiàn)的話(huà)，大概需要三個(gè)月的時(shí)間，現(xiàn)在因?yàn)橐堰M(jìn)入厄爾尼諾初期，海溫相對(duì)來(lái)說(shuō)已經(jīng)偏高。

搜狐科技：在您看來(lái)，我國(guó)近期高溫居高不下是否與厄爾尼諾現(xiàn)象有直接聯(lián)系？

孫德征：就像我剛才解釋的，我認(rèn)為高溫與厄爾尼諾可能有關(guān)。之所以說(shuō)“可能”，是因?yàn)榇髿馐且粋€(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，除了海洋表面溫度以外，還有它內(nèi)部的非線性動(dòng)力學(xué)，以及其它原因，影響的因素很多，需要利用模擬手段進(jìn)一步分析。

搜狐科技：有專(zhuān)家表示，高溫現(xiàn)象除了與厄爾尼諾有關(guān)，還與全球變暖有關(guān)，您怎么看？

孫德征：是的，自工業(yè)革命以來(lái)，大氣中二氧化碳排放量越來(lái)越多，二氧化碳就是溫室氣體。

溫室氣體阻擋地球表面的輻射，大氣中有二氧化碳這種氣體的話(huà)，就像給地球蓋了一層被子，所以有加熱地球表面的效應(yīng)，二氧化碳越多就相當(dāng)于被子越厚，加熱效應(yīng)也越強(qiáng)。

搜狐科技：據(jù)您了解，厄爾尼諾現(xiàn)在發(fā)展到什么階段了？

孫德征：當(dāng)前正處于厄爾尼諾影響初期。厄爾尼諾基本上有一年的生命期，一般從夏天開(kāi)始，大概6個(gè)月后到冬天達(dá)到最大值，然后到第二年的春夏開(kāi)始逐漸消失。因此，今年的冬天大概率會(huì)是一個(gè)“暖冬”。

搜狐科技：除了高溫，厄爾尼諾是否還會(huì)對(duì)暴雨等極端天氣產(chǎn)生影響？

孫德征：極端降雨系統(tǒng)和熱帶氣旋臺(tái)風(fēng)是比較喜歡熱水的，厄爾尼諾對(duì)應(yīng)著熱水的中心分布。拉尼那時(shí)期，熱水基本在西太平洋，厄爾尼諾時(shí)期的話(huà)熱水就延展的比較寬了，可以一直延展到東太平洋。因此，暖水分布變化的話(huà)，熱帶氣旋產(chǎn)生的地點(diǎn)分布和次數(shù)也會(huì)隨之變化。

由于暖水的延伸，太平洋上熱帶氣旋增多。一般來(lái)說(shuō)，溫度越高，空氣所含的水汽量就越高，這個(gè)是由基本的物理原理決定的。降雨需要水汽，所以當(dāng)空氣含水汽越多，至少降雨的潛力會(huì)增加。當(dāng)然，降雨還需要?dú)饬魃仙蛯?duì)應(yīng)的氣流負(fù)荷，所以也不僅僅是水汽少和多的問(wèn)題。如果其它條件一樣，空氣中含的水汽量多的話(huà)，降雨會(huì)多。

從大氣學(xué)角度來(lái)看，綜合以上原因，厄爾尼諾增加了臺(tái)風(fēng)、暴雨極端天氣出現(xiàn)的概率。

搜狐科技：就您親身感受而言，有覺(jué)得今年的氣溫更熱嗎？

孫德征：我作為一個(gè)科學(xué)家，一般不憑感覺(jué)，感覺(jué)是不準(zhǔn)確的，必須要看數(shù)據(jù)，我居住在上海比較多，上海氣溫具體的數(shù)據(jù)我還需要再確認(rèn)下。

另外，談及影響城市溫度變化的因素時(shí)，也要看這個(gè)城市發(fā)展的情況，包括人口密度、植被數(shù)量、房頂材料、溫室氣體排放等。具體來(lái)說(shuō)，首先要看下這個(gè)城市近幾年的發(fā)展，如果這個(gè)城市發(fā)展的比較快，人口增多的也非常快，有很多大樓造起來(lái)，很多樹(shù)被砍掉，更多的空調(diào)在用的話(huà)，對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蛴绊懸矔?huì)很大的。

搜狐科技：厄爾尼諾現(xiàn)象是可被預(yù)報(bào)的嗎？

孫德征：是的，我剛才有說(shuō)厄爾尼諾不是周期性的，如果是周期性的那就是完全可以預(yù)測(cè)的，但是現(xiàn)在它不是絕對(duì)不可預(yù)報(bào)的。綜合考慮的話(huà)，也可以說(shuō)它有相當(dāng)?shù)目深A(yù)報(bào)性。

厄爾尼諾現(xiàn)象能預(yù)報(bào)，但強(qiáng)度比較難預(yù)報(bào)。厄爾尼諾有時(shí)候較強(qiáng)，有時(shí)較弱，它的“個(gè)頭”有相當(dāng)?shù)姆植迹热缦腩A(yù)測(cè)今年的厄爾尼諾是“高個(gè)子”還是“矮個(gè)子”，還是非常困難的，因?yàn)闋砍兜胶艽蟪潭壬舷到y(tǒng)的一些非線性方面，非線性系統(tǒng)是比較難預(yù)報(bào)的，它不具備周期性。

搜狐科技：是否存在緩解厄爾尼諾現(xiàn)象的解決方案？

孫德征：厄爾尼諾不容易被緩解，由于地球繞太陽(yáng)軌道等天文方面的因素，它在熱帶就是接受的陽(yáng)光比較多，在極地接受的比較少，所以很難改變這個(gè)格局，想要人工干預(yù)厄爾尼諾至少現(xiàn)在人類(lèi)還做不到。

我記得有人曾談到“人類(lèi)可以干預(yù)臺(tái)風(fēng)”，但你要知道臺(tái)風(fēng)頂多上千公里，厄爾尼諾是上萬(wàn)公里，光按海溫有明顯變化的地區(qū)來(lái)算的話(huà)，它屬于一種行星尺度的現(xiàn)象。它是全球性的影響，有人把它比作“東海龍”，就是它“尾巴一搖，全球震動(dòng)”。

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