厄爾尼諾事件對伊春地區氣候的影響

馬晶

[摘要]：本文首先對厄爾尼諾現象近50年來的變化特征進行簡要分析，然后重點研究對其伊春地區氣候的影響。所用資料是伊春市1961-2010 年的歷史觀測資料，分析50年間15次厄爾尼諾事件里伊春地區的降水和氣溫的變化趨勢，以及厄爾尼諾爆發對伊春市降水和氣溫變化的影響。通過統計分析得出：厄爾尼諾事件與伊春地區年平均氣溫為正相關關系，說明厄爾尼諾發生年對應伊春地區年平均氣溫會偏高，尤其90年代以來最為明顯。伊春地區年降水量和厄爾尼諾事件等級的相關系數為0.09，說明在發生厄爾尼諾事件的當年，對應伊春地區的年降水偏多。

[關鍵詞]：厄爾尼諾； 氣溫； 降水

1、引言

進入20世紀以來，厄爾尼諾現象連續發生，伴隨厄爾尼諾事件的爆發，全球的大氣環流與氣候相應的發生了激烈的變化。目前，已經被公認的厄爾尼諾事件不僅對出現全球大范圍性的區域天氣氣候異常有顯著影響，同時它也是導致我國大范圍氣候異常和氣候變化的主要因子之一。在1997年爆發的厄爾尼諾事件成為當時的社會熱門話題，它的強度和范圍創下了近百年來的最高紀錄，當年的厄爾尼諾現象對全球氣候以及當時的社會經濟都帶來了巨大的影響。而科學家最新研究指出，2015年的熱帶太平洋醞釀的厄爾尼諾現象與1997-1998年出現的厄爾尼諾現象驚人地相似。2015年爆發的厄爾尼諾氣候現象有望在今年10月和明年1月達到活動高峰期，同時它將成為歷史上最強的一次。

厄爾尼諾現象是海洋和大氣相互作用不穩定狀態下的結果，它的顯著特征是赤道太平洋東部和中部海域海水出現異常的增溫現象[1]。由于它對我國氣候造成較明顯的異常現象，所以對厄爾尼諾的研究十分重要。近年來，厄爾尼諾事件對我國氣候異常影響的研究取得豐碩成果，氣象人員對研究厄爾尼諾事件與我國氣候的關系做了大量深入的研究，這些科研成果對長期預報都起到了極大的作用.但是，對于厄爾尼諾時間對某一地區氣候影響的研究則相對較少。此次研究為今后的長期預報工作提供了科學依據。

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其伊春地區氣候的影響，我們對近五十年來出現的厄爾尼諾現象進行了討論分析。本文選取1961-2010年伊春市所屬5個縣站的降水和氣溫的相關資料。對于文章中干旱和洪澇的劃分，我們依據中國氣象局預報與網絡司氣預函[2009]141號文件關于降水異常等級的劃分：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、厄爾尼諾現象對伊春地區的影響

3.1五十年間厄爾尼諾事件的簡要分析

由于厄爾尼諾現象在不同地域的表現和范圍存在差別，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。本文在劃分時把海溫距平值高于正常值超過兩個季度的年份劃分為厄爾尼諾年[3]。因此在統計的50年（1951-2010年）間，有十五次厄爾尼諾事件爆發，其中厄爾尼諾事件年有17年。

表1 50年間爆發的厄爾尼諾事件

序號 發生年 結束年 延續月數 最強年月 厄爾尼諾事件年 強度 發生季節

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 夏

5 1976 1976 9 1976.10 1976 中等 夏

6 1882 1983 9 1983.06 1982-1983 強 秋

7 1986 1987 18 1987.10 1987 強 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 春

11 1997 1998 15 1997.12 1997 強 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 夏

根據表1，我們可知在50年里發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次數也不盡相同。在20世紀60年代有三次厄爾尼諾事件發生，70年代和80年代各有兩次，90年代有四次，到了21世紀后厄爾尼諾事件爆發更加頻繁，截至2010年有四次。同時，在不同季節發生厄爾尼諾概率也不同，厄爾尼諾事件發生在春季有6次，發生在夏季有5次，發生在秋季有4次，在冬季沒有厄爾尼諾事件爆發，由此可見厄爾尼諾主要發生在春夏季，結束在秋冬季。

我們根據海溫距平定義厄爾尼諾事件年的強度[4-5]：按照50年里厄爾尼諾年的強度把強度強的定義為3，把中等強度定義為2，把弱等強度的定義為1，把正常年定義為0的標準，將厄爾尼諾事件分為三個不同的等級，并對其不同等級的強度變化進行趨勢分析（圖1）。根據圖1厄爾尼諾強度變化表明，從二十世紀60年代以來厄爾尼諾件的爆發呈現周期性波動的特征，而其波動周期范圍約為2-7年。在50年間爆發的厄爾尼諾事件中發生的強度高峰期有6個：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endprint

3.2厄爾尼諾事件對伊春地區溫度變化的影響

3.2.1伊春地區年平均氣溫的歷年變化特征

我們根據伊春地區50年間的5個觀測站的歷史資料值，計算年平均溫度變化并繪制出當地歷年平均氣溫變化圖（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，伊春地區的年平均氣溫總體呈上升趨勢。根據圖2我們可以發現，伊春地區溫度變化明顯分2個階段：這兩個階段以20世紀80年代后期為分界點，在此之前伊春地區歷年溫度大都低于歷年平均值，基本為負距平，相對較低，因此20世紀80年代后期以前屬于偏冷期。從1988年之后的20世紀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在2007年為2.83℃， 最低值出現在1965年為-0.59℃。

圖2 50年間伊春地區年平均溫度變化

我們把伊春地區50年間每個世紀溫度做平均（表2），由表中數值可知20世紀以來隨著年代變化平均氣溫逐漸上升，20世紀60年代至21世紀平均溫度上升1.41℃，對比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上升趨勢，20世紀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世紀氣溫暫時趨于平穩。

表2 伊春不同年代溫度平均值

時間 60年代 70年代 80年代 90年代 21世紀 2010年

溫度℃ 0.3 0.51 1.22 1.72 1.71 1.5

3.2.2厄爾尼諾事件對伊春溫度的影響

通過對伊春地區50年間的年平均氣溫和厄爾尼諾事件強度擬合，繪制出溫度變化與厄爾尼諾強度關系（圖3）。從圖中我們可以看到，在近50年間出現的15次厄爾尼諾事件中的17個厄爾尼諾事件年里，伊春地區年平均氣溫出現負距平值有6次，出現正距平有11次，且從20世紀90年代以來厄爾尼諾年伊春地區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關系，說明厄爾尼諾發生年對應伊春地區年平均氣溫會偏高，尤其90年代以來最為明顯。

圖3 50年間厄爾尼諾強度與伊春地區氣溫距平變化關系

3.3厄爾尼諾事件對伊春地區降水的影響

3.3.1伊春地區歷年降水變化特征

通過對1961-2010年間伊春地區年降水量資料的統計分析，根據年降水量和年降水量距平值繪制50年間伊春地區年降水量變化圖（圖3）。

圖3 伊春地區降水量逐年變化

圖3中伊春地區50年間的平均降水量呈波動變化，近年有微弱減少的趨勢。根據圖中曲線變化可知年平均降水量最大值出現在1985年為992.3mm，年平均降水量最小值出現在 1967年和1999年，分別為446.9mm和442.0mm。通過對逐年的年降水量距平值計算分析后發現，伊春地區年降水量距平值是負距平的年數為28年，正距平的年數為22年，其中接近常年（與平均值差值絕對值小于10）的年份有4年，以上數據表明伊春地區偏旱的年份多于偏澇的年份。但計算逐年降水量正、負距平值的平均值后得知伊春地區降水量的正距平的平均值為119.1，負距平的平均值為93.5，所以正距平幅度遠大于負距平。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。

伊春地區年降水量具有明顯的年代際變化特征，在對降水距平值計算時可以發現在1991-2010年的20年里，年降水量為負距平的有14年，正距平只有6年。從表3可以看出：20世紀80年代到21世紀間降水量呈明顯減少趨勢。

表3 伊春不同年代降水量平均值

時間 60年代 70年代 80年代 90年代 21世紀 2010年

降水量mm 655.1 592.3 658 621.3 596.1 543.5

3.3.2厄爾尼諾事件對伊春降水的影響

通過對50年間伊春地區年降水量和厄爾尼諾事件等級做相關性分析， 其相關系數為0.09。說明發生厄爾尼諾事件的當年，對應伊春地區的年降水偏多。但是相關系數較低，因此厄爾尼諾事件對伊春地區年降水量有一定影響，但是影響相對不強。

通過50年間的每個厄爾尼諾年里的平均每個月的降水值分析我們發現，在伊春地區冬半年（12月至次年3月）的月平均降水量為負距平，17個事件年里平均有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）伊春地區降水量月平均值大都為正距平，表明在厄爾尼諾年此季節降水偏多。同時，在4月至8月厄爾尼諾事件年中伊春地區降水距平值出現正負距平的次數接近。

3.4厄爾尼諾與伊春地區災害性天氣關系

（1）統計50年間伊春地區的災情資料，發現旱災、暴雨洪澇是制約伊春市農業和林業生產的重要因素之一，并對人們的生產生活造成了一定的影響。此次統計我們發現伊春市干旱和洪澇受厄爾尼諾事件的影響。我們將厄爾尼諾發生年和結束年對應的50年間發生旱澇災害的年次統計后發現：厄爾尼諾發生年發生澇年的次數為5年次，發生旱年的次數為4年次，旱年小于澇年。

（2）我們通過對歷史資料的統計可知，自1961年以來以來，伊春地區夏季低溫冷害時有發生，在1964、1969、1972、1983、1992、1993、2002、2009年夏季都出現階段性低溫，而這8年都是厄爾尼諾年，由此可見厄爾尼諾事件對伊春地區夏季低溫冷害的發生造成直接影響。

4、小結

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

（2）在近50年間出現的15次厄爾尼諾事件中的17個厄爾尼諾事件年里，伊春地區年平均氣溫出現負距平值有6次，出現正距平有11次，且從20世紀90年代以來厄爾尼諾年伊春地區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關系，說明厄爾尼諾發生年對應伊春地區年平均氣溫會偏高，尤其90年代以來最為明顯。

（3）50年間伊春地區年降水量和厄爾尼諾事件等級的相關系數為0.09，表明發生厄爾尼諾事件的當年，對應伊春地區的年降水偏多。伊春地區冬半年（12月至次年3月）的月平均降水量為負距平，相反，厄爾尼諾事件年里秋季（9-11月）伊春地區降水量月平均值大都為正距平，表明在厄爾尼諾年此季節降水偏多。在4-8月厄爾尼諾事件年中伊春地區降水距平值出現正負距平的次數接近。

（4）在厄爾尼諾發生年和結束年對應的50年間發生旱澇災害中，發生澇年的次數為5年次，發生旱年的次數為4年次，旱年小于澇年。自1961年以來以來，伊春地區在1964、1969、1972、1983、1992、1993、2002、2009年夏季都出現階段性低溫，而這8年都是厄爾尼諾年，由此可見厄爾尼諾事件對伊春地區夏季低溫冷害的發生造成直接影響。

[參考文獻]：

【1】南萬洙，李今子.延邊大學農學學報.北京：氣象出版社，1998（3）：70-71

【2】張紅英，吳素芬.中國農學通報.2015，31（15）：247-253

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【4】謝麗紅，杜挺，陳科屹.海氣相互作用下厄爾尼諾與我國降水相關性分析[J].內江師范學院學報，2011，26（6）：55-58.

【5】姚輝，李棟梁.厄爾尼諾事件與中國降水及歷史旱澇[J].應用氣象學報，1992，3（2）：228-234.endprint