极端厄尔尼诺事件或将成为新常态

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一项新研究显示，如果气候变化得不到减缓，所有的厄尔尼诺事件都将是极端的。在这些强厄尔尼诺期间，南美洲西海岸会遭遇可能导致洪水和山体滑坡的强降雨，而印度尼西亚和澳大利亚等西太平洋大陆则会经历干旱期。

7月4日发表于《地球物理研究快报》的这项建模研究显示，如果地球变暖3.7摄氏度，90%的厄尔尼诺事件将会与有记录以来最强的厄尔尼诺事件相媲美。“如果我们最终的状态是每次厄尔尼诺事件都是一场极端东太平洋厄尔尼诺，这会对太平洋地区的社会经济造成巨大影响，”首席作者、前德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心（GEOMAR）气候科学家Tobias Bayr指出。

关于气候变化对厄尔尼诺与拉尼娜周期的影响一直存在激烈争论。一些早期模型曾表明随着地球变暖，世界或会永久性处于厄尔尼诺状态，其中环绕赤道的信风减弱，东太平洋海温升高。这种海洋变暖会对气候和天气产生广泛影响。海洋热量进入大气，使全球平均气温升高。北美上空的高空急流南移，使太平洋西北部变干，导致美国南部降雨增加。最严重的影响发生在南半球，南美洲出现极端降水，而太平洋对岸则出现干旱和山火。

CESM1模型运行长达360年过程中ENSO的年际变异性和多样性。（Bayr et al.《地球物理研究快报》2024）

该研究提出，并非所有气候模型都显示气候变化会导致一种永久性的厄尔尼诺事件。Bayr等人介绍了一个使用通用地球系统模型版本1.2.2(CESM1)的实验。其显示在较暖气候下，厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）可能会锁定于不同的状态中，其中几乎每一次厄尔尼诺现象都会是一场极端的东太平洋（EP）厄尔尼诺事件。而另一方面，在较凉爽气候下，ENSO可能会锁定在一种几乎没有极端EP厄尔尼诺事件的状态中。

11月至2月厄尔尼诺事件在“寒冷”、“控制”和“温暖”三栏的合成图。（Bayr et al.《地球物理研究快报》2024）

Bayr等人使用的该模型尤其擅长表示厄尔尼诺/拉尼娜周期的复杂模式。他们发现变暖并未导致永久性的厄尔尼诺事件，而是导致了更强、更频繁的厄尔尼诺条件。ENSO随全球变暖的状态转变可以用赤道太平洋东部最强变暖的位置和幅度来解释，其放大了比耶克内斯反馈，并使热带辐合带向南迁移到赤道，而这是极端EP厄尔尼诺事件的先决条件。

作者们指出，这项研究中的实验曾在之前研究中被Bayr等人（https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-1004.1）利用进行了详细的大气和海洋反馈分析，以揭示不同ENSO振幅背后的原因。这项新研究，就作者们所知，首次探讨了在有着不同平衡的全球平均温度的世界中，在冷舌强度和ENSO遥相关的背景下极端EP厄尔尼诺事件频率的差异。Bayr等人根据这些结果进而讨论了ENSO状态在多大程度上可能成为气候系统的一个临界元素。

ENSO在降水(PR)中的遥相关，此处表示为12月、1月和2月PR合成的中位数。（Bayr et al.《地球物理研究快报》2024）

在气候学中“临界点”是指局部气候系统或“临界元素”发生不可逆转变化的阈值。Bayr等人指出，厄尔尼诺可能就是这种情况，如果其转变为完全极端的周期，则在一个多世纪里都不会恢复到更为“正常”的模式。“其在寒冷和温暖气候中的表现确实非常不同，因此我们说存在着类似临界点的行为，”Bayr说。“如果其他机构也能做类似的实验，并研究其他模型是否也表现出类似的行为，那就好了。”

作者们总结指出，他们发现有迹象表明，ENSO可能是全球变暖下的一个临界元素，在于其可能会锁定在一种极端EP厄尔尼诺事件为主的状态。而这些结果需要被谨慎考虑，因为它们只是基于一个气候模型，并不能对此问题给出最终答案。未来的研究应通过比如用几个模型的新准平衡实验充分模拟ENSO动力学，来为关于ENSO作为一个临界元素的讨论注入新的活力。

（文/牛静美，地球Nuance）

【参考来源：】

Bayr et al.《厄尔尼诺-南方涛动是气候系统中的一个临界元素吗？》《地球物理研究快报》2024（开放获取）

https://doi.org/10.1029/2023GL107848

https://www.researchgate.net/publication/382000367_Is_El_Nino-Southern_Oscillation_a_Tipping_Element_in_the_Climate_System

https://www.livescience.com/planet-earth/extreme-el-ninos-will-be-the-new-normal-study-suggests

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