厄爾尼諾事件對(duì)伊春地區(qū)氣候的影響

馬晶

[摘要]：本文首先對(duì)厄爾尼諾現(xiàn)象近50年來(lái)的變化特征進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，然后重點(diǎn)研究對(duì)其伊春地區(qū)氣候的影響。所用資料是伊春市1961-2010 年的歷史觀測(cè)資料，分析50年間15次厄爾尼諾事件里伊春地區(qū)的降水和氣溫的變化趨勢(shì)，以及厄爾尼諾爆發(fā)對(duì)伊春市降水和氣溫變化的影響。通過統(tǒng)計(jì)分析得出：厄爾尼諾事件與伊春地區(qū)年平均氣溫為正相關(guān)關(guān)系，說明厄爾尼諾發(fā)生年對(duì)應(yīng)伊春地區(qū)年平均氣溫會(huì)偏高，尤其90年代以來(lái)最為明顯。伊春地區(qū)年降水量和厄爾尼諾事件等級(jí)的相關(guān)系數(shù)為0.09，說明在發(fā)生厄爾尼諾事件的當(dāng)年，對(duì)應(yīng)伊春地區(qū)的年降水偏多。

[關(guān)鍵詞]：厄爾尼諾； 氣溫； 降水

1、引言

進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，厄爾尼諾現(xiàn)象連續(xù)發(fā)生，伴隨厄爾尼諾事件的爆發(fā)，全球的大氣環(huán)流與氣候相應(yīng)的發(fā)生了激烈的變化。目前，已經(jīng)被公認(rèn)的厄爾尼諾事件不僅對(duì)出現(xiàn)全球大范圍性的區(qū)域天氣氣候異常有顯著影響，同時(shí)它也是導(dǎo)致我國(guó)大范圍氣候異常和氣候變化的主要因子之一。在1997年爆發(fā)的厄爾尼諾事件成為當(dāng)時(shí)的社會(huì)熱門話題，它的強(qiáng)度和范圍創(chuàng)下了近百年來(lái)的最高紀(jì)錄，當(dāng)年的厄爾尼諾現(xiàn)象對(duì)全球氣候以及當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)都帶來(lái)了巨大的影響。而科學(xué)家最新研究指出，2015年的熱帶太平洋醞釀的厄爾尼諾現(xiàn)象與1997-1998年出現(xiàn)的厄爾尼諾現(xiàn)象驚人地相似。2015年爆發(fā)的厄爾尼諾氣候現(xiàn)象有望在今年10月和明年1月達(dá)到活動(dòng)高峰期，同時(shí)它將成為歷史上最強(qiáng)的一次。

厄爾尼諾現(xiàn)象是海洋和大氣相互作用不穩(wěn)定狀態(tài)下的結(jié)果，它的顯著特征是赤道太平洋東部和中部海域海水出現(xiàn)異常的增溫現(xiàn)象[1]。由于它對(duì)我國(guó)氣候造成較明顯的異?，F(xiàn)象，所以對(duì)厄爾尼諾的研究十分重要。近年來(lái)，厄爾尼諾事件對(duì)我國(guó)氣候異常影響的研究取得豐碩成果，氣象人員對(duì)研究厄爾尼諾事件與我國(guó)氣候的關(guān)系做了大量深入的研究，這些科研成果對(duì)長(zhǎng)期預(yù)報(bào)都起到了極大的作用.但是，對(duì)于厄爾尼諾時(shí)間對(duì)某一地區(qū)氣候影響的研究則相對(duì)較少。此次研究為今后的長(zhǎng)期預(yù)報(bào)工作提供了科學(xué)依據(jù)。

2、資料和方法

為了揭示赤道中部和東部太平洋海溫的冷暖交替異常變化特征，了解厄爾尼諾事件的變化對(duì)其伊春地區(qū)氣候的影響，我們對(duì)近五十年來(lái)出現(xiàn)的厄爾尼諾現(xiàn)象進(jìn)行了討論分析。本文選取1961-2010年伊春市所屬5個(gè)縣站的降水和氣溫的相關(guān)資料。對(duì)于文章中干旱和洪澇的劃分，我們依據(jù)中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)與網(wǎng)絡(luò)司氣預(yù)函[2009]141號(hào)文件關(guān)于降水異常等級(jí)的劃分：年降水量距平百分率≥20%以上為異常偏多年，即為澇年；年降水量距平百分率≤-20%以上為異常偏少年，即為旱年[2]。

3、厄爾尼諾現(xiàn)象對(duì)伊春地區(qū)的影響

3.1五十年間厄爾尼諾事件的簡(jiǎn)要分析

由于厄爾尼諾現(xiàn)象在不同地域的表現(xiàn)和范圍存在差別，以及其存在變化的跨年性的特征，所以資料間存在一定的差異性。本文在劃分時(shí)把海溫距平值高于正常值超過兩個(gè)季度的年份劃分為厄爾尼諾年[3]。因此在統(tǒng)計(jì)的50年（1951-2010年）間，有十五次厄爾尼諾事件爆發(fā)，其中厄爾尼諾事件年有17年。

表1 50年間爆發(fā)的厄爾尼諾事件

序號(hào) 發(fā)生年 結(jié)束年 延續(xù)月數(shù) 最強(qiáng)年月 厄爾尼諾事件年 強(qiáng)度 發(fā)生季節(jié)

1 1963 1963 9 1963.11 1963 弱 夏

2 1965 1966 15 1965.12 1965 中等 春

3 1968 1970 16 1969.12 1969 中等 秋

4 1972 1972 12 1972.11 1972 強(qiáng) 夏

5 1976 1976 9 1976.10 1976 中等 夏

6 1882 1983 9 1983.06 1982-1983 強(qiáng) 秋

7 1986 1987 18 1987.10 1987 強(qiáng) 秋

8 1991 1992 18 1991.11 1991 中等 春

9 1993 1993 9 1993.11 1993 弱 春

10 1994 1994 9 1994.11 1994 強(qiáng) 春

11 1997 1998 15 1997.12 1997 強(qiáng) 春

12 2002 2003 12 2002.12 2002 弱 春

13 2004 2005 12 2005.1 2004-2005 弱 夏

14 2006 2007 9 2006.12 2006 弱 秋

15 2009 2010 10 2009.12 2009 強(qiáng) 夏

根據(jù)表1，我們可知在50年里發(fā)生厄爾尼諾事件的概率為0.3，在此期間不同年代里厄爾尼諾爆發(fā)次數(shù)也不盡相同。在20世紀(jì)60年代有三次厄爾尼諾事件發(fā)生，70年代和80年代各有兩次，90年代有四次，到了21世紀(jì)后厄爾尼諾事件爆發(fā)更加頻繁，截至2010年有四次。同時(shí)，在不同季節(jié)發(fā)生厄爾尼諾概率也不同，厄爾尼諾事件發(fā)生在春季有6次，發(fā)生在夏季有5次，發(fā)生在秋季有4次，在冬季沒有厄爾尼諾事件爆發(fā)，由此可見厄爾尼諾主要發(fā)生在春夏季，結(jié)束在秋冬季。

我們根據(jù)海溫距平定義厄爾尼諾事件年的強(qiáng)度[4-5]：按照50年里厄爾尼諾年的強(qiáng)度把強(qiáng)度強(qiáng)的定義為3，把中等強(qiáng)度定義為2，把弱等強(qiáng)度的定義為1，把正常年定義為0的標(biāo)準(zhǔn)，將厄爾尼諾事件分為三個(gè)不同的等級(jí)，并對(duì)其不同等級(jí)的強(qiáng)度變化進(jìn)行趨勢(shì)分析（圖1）。根據(jù)圖1厄爾尼諾強(qiáng)度變化表明，從二十世紀(jì)60年代以來(lái)厄爾尼諾件的爆發(fā)呈現(xiàn)周期性波動(dòng)的特征，而其波動(dòng)周期范圍約為2-7年。在50年間爆發(fā)的厄爾尼諾事件中發(fā)生的強(qiáng)度高峰期有6個(gè)：分別是 1972 年、1982—1983 年、1986—1987 年、1994年、1997年和2009年。

圖1 1961-2010年厄爾尼諾事件等級(jí)endprint

3.2厄爾尼諾事件對(duì)伊春地區(qū)溫度變化的影響

3.2.1伊春地區(qū)年平均氣溫的歷年變化特征

我們根據(jù)伊春地區(qū)50年間的5個(gè)觀測(cè)站的歷史資料值，計(jì)算年平均溫度變化并繪制出當(dāng)?shù)貧v年平均氣溫變化圖（圖2），由圖中的歷年平均氣溫變化曲線的線性曲線可以看出：在50年里，伊春地區(qū)的年平均氣溫總體呈上升趨勢(shì)。根據(jù)圖2我們可以發(fā)現(xiàn)，伊春地區(qū)溫度變化明顯分2個(gè)階段：這兩個(gè)階段以20世紀(jì)80年代后期為分界點(diǎn)，在此之前伊春地區(qū)歷年溫度大都低于歷年平均值，基本為負(fù)距平，相對(duì)較低，因此20世紀(jì)80年代后期以前屬于偏冷期。從1988年之后的20世紀(jì)90年代到至今的溫度則明顯高于歷年平均值，基本都為正距平，此階段屬于偏暖期。50年間年平均氣溫最高值出現(xiàn)在2007年為2.83℃， 最低值出現(xiàn)在1965年為-0.59℃。

圖2 50年間伊春地區(qū)年平均溫度變化

我們把伊春地區(qū)50年間每個(gè)世紀(jì)溫度做平均（表2），由表中數(shù)值可知20世紀(jì)以來(lái)隨著年代變化平均氣溫逐漸上升，20世紀(jì)60年代至21世紀(jì)平均溫度上升1.41℃，對(duì)比1981—2010年30年氣溫平均值（1.55℃）和1971—2000年30年氣溫平均值（1.15℃），前者比后者上升了0.4℃。由此可見，伊春市年平均氣溫年代際變化呈連續(xù)上升趨勢(shì)，20世紀(jì)60年代處于低溫階段，之后逐年上升，至90年代升至最高，并在21世紀(jì)氣溫暫時(shí)趨于平穩(wěn)。

表2 伊春不同年代溫度平均值

時(shí)間 60年代 70年代 80年代 90年代 21世紀(jì) 2010年

溫度℃ 0.3 0.51 1.22 1.72 1.71 1.5

3.2.2厄爾尼諾事件對(duì)伊春溫度的影響

通過對(duì)伊春地區(qū)50年間的年平均氣溫和厄爾尼諾事件強(qiáng)度擬合，繪制出溫度變化與厄爾尼諾強(qiáng)度關(guān)系（圖3）。從圖中我們可以看到，在近50年間出現(xiàn)的15次厄爾尼諾事件中的17個(gè)厄爾尼諾事件年里，伊春地區(qū)年平均氣溫出現(xiàn)負(fù)距平值有6次，出現(xiàn)正距平有11次，且從20世紀(jì)90年代以來(lái)厄爾尼諾年伊春地區(qū)平均溫度距平值都是正距平。由此可知，厄爾尼諾事件與年平均氣溫為正相關(guān)關(guān)系，說明厄爾尼諾發(fā)生年對(duì)應(yīng)伊春地區(qū)年平均氣溫會(huì)偏高，尤其90年代以來(lái)最為明顯。

圖3 50年間厄爾尼諾強(qiáng)度與伊春地區(qū)氣溫距平變化關(guān)系

3.3厄爾尼諾事件對(duì)伊春地區(qū)降水的影響

3.3.1伊春地區(qū)歷年降水變化特征

通過對(duì)1961-2010年間伊春地區(qū)年降水量資料的統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)年降水量和年降水量距平值繪制50年間伊春地區(qū)年降水量變化圖（圖3）。

圖3 伊春地區(qū)降水量逐年變化

圖3中伊春地區(qū)50年間的平均降水量呈波動(dòng)變化，近年有微弱減少的趨勢(shì)。根據(jù)圖中曲線變化可知年平均降水量最大值出現(xiàn)在1985年為992.3mm，年平均降水量最小值出現(xiàn)在 1967年和1999年，分別為446.9mm和442.0mm。通過對(duì)逐年的年降水量距平值計(jì)算分析后發(fā)現(xiàn)，伊春地區(qū)年降水量距平值是負(fù)距平的年數(shù)為28年，正距平的年數(shù)為22年，其中接近常年（與平均值差值絕對(duì)值小于10）的年份有4年，以上數(shù)據(jù)表明伊春地區(qū)偏旱的年份多于偏澇的年份。但計(jì)算逐年降水量正、負(fù)距平值的平均值后得知伊春地區(qū)降水量的正距平的平均值為119.1，負(fù)距平的平均值為93.5，所以正距平幅度遠(yuǎn)大于負(fù)距平。尤其是1963年和1985年，年平均降水量距平值超過40%-50%，是50年間的最大值。

伊春地區(qū)年降水量具有明顯的年代際變化特征，在對(duì)降水距平值計(jì)算時(shí)可以發(fā)現(xiàn)在1991-2010年的20年里，年降水量為負(fù)距平的有14年，正距平只有6年。從表3可以看出：20世紀(jì)80年代到21世紀(jì)間降水量呈明顯減少趨勢(shì)。

表3 伊春不同年代降水量平均值

時(shí)間 60年代 70年代 80年代 90年代 21世紀(jì) 2010年

降水量mm 655.1 592.3 658 621.3 596.1 543.5

3.3.2厄爾尼諾事件對(duì)伊春降水的影響

通過對(duì)50年間伊春地區(qū)年降水量和厄爾尼諾事件等級(jí)做相關(guān)性分析， 其相關(guān)系數(shù)為0.09。說明發(fā)生厄爾尼諾事件的當(dāng)年，對(duì)應(yīng)伊春地區(qū)的年降水偏多。但是相關(guān)系數(shù)較低，因此厄爾尼諾事件對(duì)伊春地區(qū)年降水量有一定影響，但是影響相對(duì)不強(qiáng)。

通過50年間的每個(gè)厄爾尼諾年里的平均每個(gè)月的降水值分析我們發(fā)現(xiàn)，在伊春地區(qū)冬半年（12月至次年3月）的月平均降水量為負(fù)距平，17個(gè)事件年里平均有6年月降水量低于50年平均值。相反，厄爾尼諾事件年里秋季（9-11月）伊春地區(qū)降水量月平均值大都為正距平，表明在厄爾尼諾年此季節(jié)降水偏多。同時(shí)，在4月至8月厄爾尼諾事件年中伊春地區(qū)降水距平值出現(xiàn)正負(fù)距平的次數(shù)接近。

3.4厄爾尼諾與伊春地區(qū)災(zāi)害性天氣關(guān)系

（1）統(tǒng)計(jì)50年間伊春地區(qū)的災(zāi)情資料，發(fā)現(xiàn)旱災(zāi)、暴雨洪澇是制約伊春市農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一，并對(duì)人們的生產(chǎn)生活造成了一定的影響。此次統(tǒng)計(jì)我們發(fā)現(xiàn)伊春市干旱和洪澇受厄爾尼諾事件的影響。我們將厄爾尼諾發(fā)生年和結(jié)束年對(duì)應(yīng)的50年間發(fā)生旱澇災(zāi)害的年次統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)：厄爾尼諾發(fā)生年發(fā)生澇年的次數(shù)為5年次，發(fā)生旱年的次數(shù)為4年次，旱年小于澇年。

（2）我們通過對(duì)歷史資料的統(tǒng)計(jì)可知，自1961年以來(lái)以來(lái)，伊春地區(qū)夏季低溫冷害時(shí)有發(fā)生，在1964、1969、1972、1983、1992、1993、2002、2009年夏季都出現(xiàn)階段性低溫，而這8年都是厄爾尼諾年，由此可見厄爾尼諾事件對(duì)伊春地區(qū)夏季低溫冷害的發(fā)生造成直接影響。

4、小結(jié)

（1）在50年里發(fā)生厄爾尼諾事件的概率為0.3，強(qiáng)度高峰期有6個(gè)：分別是 1972 年、1982—1983 年、1986—1987 年、1994年、1997年和2009年。1960年以來(lái)厄爾尼諾的爆發(fā)呈現(xiàn)周期性波動(dòng)的特征，而其波動(dòng)周期范圍約為2-7年。在60年代有三次厄爾尼諾事件發(fā)生，70年代和80年代各有兩次，90年代有四次，到了21世紀(jì)后截至2010年有四次。不同季節(jié)發(fā)生厄爾尼諾概率也不同，厄爾尼諾事件發(fā)生在春季有6次，發(fā)生在夏季有5次，發(fā)生在秋季有4次，在冬季沒有厄爾尼諾事件爆發(fā)，由此可見厄爾尼諾主要發(fā)生在春夏季，結(jié)束在秋冬季。

（2）在近50年間出現(xiàn)的15次厄爾尼諾事件中的17個(gè)厄爾尼諾事件年里，伊春地區(qū)年平均氣溫出現(xiàn)負(fù)距平值有6次，出現(xiàn)正距平有11次，且從20世紀(jì)90年代以來(lái)厄爾尼諾年伊春地區(qū)平均溫度距平值都是正距平。由此可知，厄爾尼諾事件與年平均氣溫為正相關(guān)關(guān)系，說明厄爾尼諾發(fā)生年對(duì)應(yīng)伊春地區(qū)年平均氣溫會(huì)偏高，尤其90年代以來(lái)最為明顯。

（3）50年間伊春地區(qū)年降水量和厄爾尼諾事件等級(jí)的相關(guān)系數(shù)為0.09，表明發(fā)生厄爾尼諾事件的當(dāng)年，對(duì)應(yīng)伊春地區(qū)的年降水偏多。伊春地區(qū)冬半年（12月至次年3月）的月平均降水量為負(fù)距平，相反，厄爾尼諾事件年里秋季（9-11月）伊春地區(qū)降水量月平均值大都為正距平，表明在厄爾尼諾年此季節(jié)降水偏多。在4-8月厄爾尼諾事件年中伊春地區(qū)降水距平值出現(xiàn)正負(fù)距平的次數(shù)接近。

（4）在厄爾尼諾發(fā)生年和結(jié)束年對(duì)應(yīng)的50年間發(fā)生旱澇災(zāi)害中，發(fā)生澇年的次數(shù)為5年次，發(fā)生旱年的次數(shù)為4年次，旱年小于澇年。自1961年以來(lái)以來(lái)，伊春地區(qū)在1964、1969、1972、1983、1992、1993、2002、2009年夏季都出現(xiàn)階段性低溫，而這8年都是厄爾尼諾年，由此可見厄爾尼諾事件對(duì)伊春地區(qū)夏季低溫冷害的發(fā)生造成直接影響。

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