2014年超強厄爾尼諾與寧夏氣候的關聯分析

周楠 馬霞 張翠

摘 要 厄爾尼諾現象是發生在大氣環流和海洋環流之間的強耦合事件的例子。大氣環流施加于海洋的應力是海洋環流的主要驅動力，同時，來自海洋的熱量，特別是蒸發作用對大氣環流有極大的影響。基于此，選取2014年超強厄爾尼諾事件為切入點，分析其與寧夏氣候的關聯關系，首先對2014年超強厄爾尼諾及其影響進行闡述，然后分析了寧夏氣候的特點，以及厄爾尼諾時間對于寧夏氣候的SPSS關聯分析，并通過控制變量法給出了分析結論，以及建議報告。

關鍵詞 強厄爾尼諾；溫度；災害性天氣；SPSS；控制變量法

中圖分類號：P732；P461.2 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.23.077

研究表明，在過去的幾十年，我國的地面氣溫升高十分明顯，東亞季風趨于減弱，降水呈現出南澇北旱的趨勢[1]。不少研究指出，厄爾尼諾對我國的氣溫、降水，甚至登陸臺風都會產生影響。據了解，寧夏平均氣溫在20世紀40年代以前處于正常偏暖的時期，年際變化不大，40年代明顯偏高，50年代到80年代中期處于一個相對偏低的時期，80年代中后期以后氣溫持續上升，進入了一個偏暖時期[2]。厄爾尼諾發生的次年，寧夏雨量偏多的年份并不多，但會發生階段性的嚴重暴雨過程，中等局部偏重洪澇的概率為70%以上。

1 2014年厄爾尼諾事件

1.1 厄爾尼諾的影響

近百年來，全球氣候發生了以變暖為主要特征的顯著變化，已經并且繼續給全球的社會、經濟和環境帶來了巨大的影響[3]。根據國家氣候中心的監測指標，ENSO事件期間各月海溫距平之和記為其強度指數，厄爾尼諾強度可分為5個等級，分別為極弱（≤3.8）、弱（3.9～7.0）、中等（7.1～13.3）、強（13.4～16.5）、極強（>16.6），厄爾尼諾持續時間越長，溫度越高，強度越大，對全球氣候的影響越顯著。

強厄爾尼諾事件易導致我國秋季、冬季南方降水偏多，而長江以北地區降水偏少，次年夏季長江流域降水偏多。厄爾尼諾事件發生當年，冷空氣活動偏弱，嚴寒、大雪和冰凍天氣易減少[4]。此外來自南方強大的暖濕氣流易與北方弱冷空氣結合且持續時間較長，造成江南地區冬季降水量偏多。厄爾尼諾事件之后次年夏季，主要雨帶位置偏南的可能性較大，我國南部地區夏季降水容易偏多，而北方地區常常會出現大范圍高溫干旱。

1.2 寧夏地理氣候特征

寧夏深居內陸，位于我國西北東部，處于黃土高原、蒙古高原和青藏高原的交匯地帶，大陸性氣候特征十分典型。在我國的氣候區劃中，固原市南部屬中溫帶半濕潤區，原州區以北至鹽池、同心一帶屬中溫帶半干旱區，引黃灌區屬中溫帶干旱區。寧夏的基本氣候特點是干旱少雨、風大沙多、日照充足、蒸發強烈，冬寒長、春暖快、夏熱短、秋涼早，氣溫的年較差、日較差大，無霜期短而多變，干旱、冰雹、大風、沙塵暴、霜凍、局地暴雨洪澇等災害性天氣比較頻繁。

根據寧夏的氣候條件、農牧業分布和生態環境狀況以及傳統習慣，把寧夏劃分為3個區域。1）引黃灌區。年平均降水量在200 mm左右。2）中部干旱帶區。年平均降水量在200～400 mm。3）南部山區。年平均降水量在400 mm以上。

2 2014年厄爾尼諾與寧夏氣候的關系

2.1 2014年超強厄爾尼諾的特征

從2014年1月開始，日界線附近大氣低層西風異常由西向東逐步加強，赤道太平洋中西部、東部海表溫度異常升高，但春季以后，這種海溫升高形式在赤道中太平洋沒有得到持續發展[5]。7月開始，大于2 m·s-1的異常偏西風出現在中太平洋地區。至2014年秋季，赤道中太平洋才開始出現大范圍異常增暖特征，進入冬季后西風異常的范圍變小。與此相對應，至2015年年初赤道東太平洋海表溫度又恢復正常，但赤道中太平洋海溫仍然異常偏高。

從2015年2月開始，赤道中太平洋開始向東出現西風異常增強現象，4月，隨著源于赤道西太平洋的開爾文波的東傳，赤道東太平洋海溫再度出現異常升高；春末時，整個中東太平洋地區出現大范圍海溫異常升高，大部分海域海表溫度距平（SSTA）大于1℃，2015年春季之后發展形成強厄爾尼諾特征。與此同時，大氣中也表現出相應的異常特征，在低層風場上，赤道西太平洋和中東太平洋西風異常明顯，高層則是東風異常。由此，對應的熱帶中太平洋和東太平洋上空對流活動異常強烈，但熱帶西太平洋地區對流活動受到抑制；與低空風場、對流活動相聯系，5月以后南方濤動明顯偏弱；秋季時，大部分赤道中東太平洋地區海溫異常己經超過2 ℃，表明超強的厄爾尼諾特征己經非常明顯，并在11—12月達到了峰值。2016年1月起，這次超強厄爾尼諾開始迅速衰減。2014年厄爾尼諾事件發生前后全球逐月海表溫度距平分布如圖1所示。

2.2 2015年寧夏氣候分析

2014年12月，赤道中東太平洋海溫偏暖程度較11月略有減弱，受其影響：2015年全區平均氣溫較常年偏高1.0 ℃，為1961年以來第4高值[6]。階段性特征明顯，冬季偏暖，春、秋季氣溫偏高，季節氣溫變幅大，夏季總體“涼爽”；中北部高溫出現晚，持續時間長，強度大；8月下旬最高氣溫≥30 ℃的日數多，日較差大。全區平均降水量277.3 mm，較常年偏多3.4%，時空分布不均。年內干旱、冰雹、暴雨洪澇、大風和大霧等災害，給農業生產、交通運輸等造成了嚴重影響。

2014—2015年，寧夏冬季氣溫總體偏高，為顯著暖冬年份，階段性特征明顯，前期偏冷，中后期大部地區異常偏暖。降水總體偏少，1月份中南部大部地區降水偏多，日照總體偏少，前期大部地區日照充足，后期顯著偏少。

2015年春季（3—5月），大部地區平均氣溫偏高，全區平均氣溫偏高1.1 ℃，為1961年以來第6高值。石炭井、賀蘭、平羅、銀川、興仁和麻黃山等地的降水量略偏少，其他地區偏多，全區平均降水量較常年同期偏多37%，近4年連續偏多，為1961年以來第2次出現連續4年偏多的情況，而南部山區偏多83%，為1961年以來的第3高值，為1961年以來首次出現4年連續偏多的情況。日照時間引黃灌區大部偏多，其他地區偏少。

2015年夏季（6—8月），全區平均氣溫略偏高，夏季9個旬中，有5旬氣溫低于常年同期值，“涼爽”時段之長，為2005年以來除2014年以外僅有的1年。中北部高溫出現晚，部分地區創2000年以來最晚記錄，高溫持續日數之長、氣溫之高創1961年以來新高；8月下旬日較差達1961年以來同期最大，中北部最高氣溫≥30 ℃日數為1961年以來的第3高值。夏季降水持續明顯偏少，為近54年第2低值，光照充足，為2003年以來日照時間最多的夏季。由于降水持續偏少，加之氣溫偏高，全區出現氣象干旱，大部地區達特旱，造成嚴重經濟損失，部分地區出現強降水及冰雹災害，給農業生產帶來一定的影響。

2015年秋季（9—11月），全區各地平均氣溫偏高，全區平均氣溫較常年同期偏高0.9 ℃，為1961年以來同期第4高值，尤其以11月份偏高最明顯。大部地區的降水量較常年同期偏多，吳忠以北及鹽池偏多，在125%以上；全區平均降水量為115.7 mm，較常年同期偏多1倍，為1961年以來第4高值，其中引黃灌區創新高。日照時間明顯偏少，全區平均日照時間為1961年以來的第5低值。降水量和降水日數明顯偏多，且降水量3個月持續偏低，并超過夏季，引黃灌區中雨以上日數創新高；降水偏多緩解了旱情，但陰雨日數過多，會給秋作物及經濟林果造成一定的不利影響。11月大霧達1981年以來同期最多，對交通運輸、環境空氣質量和人體健康等都造成了明顯的影響。

2.3 2014年厄爾尼諾與寧夏氣候的關系

此次厄爾尼諾事件為極強標準。2014年，厄爾尼諾事件成為有完整氣象觀測記錄以來的第2強，僅次于歷史上最強的1997年、1998年。該極強厄爾尼諾事件持續時間較長，從2014年3月開始至今已持續20個月，根據國家氣候中心監測顯示，12月第2周（12月7—13日），厄爾尼諾指數為2.4 ℃，而美國監測指數 為2.8℃。暖水區主要位于赤道太平洋東部海區，中心強度超過4.0 ℃。2014年3月以來厄爾尼諾指數逐周演變情況如圖2所示。

自20世紀60年代以來，厄爾尼諾事件共發生14次，發生當年，寧夏冬季降水以偏多為主，氣溫偏暖或暖冬的概率達71%。厄爾尼諾事件之后次年，寧夏夏季降水量偏多、偏少年份相當，如1998年夏季為超強厄爾尼諾次年，寧夏降水量接近常年，在一定程度上說明厄爾尼諾事件是影響寧夏夏季降水的重要但非唯一因子，其本身的年代變化更為顯著。對于氣溫來講，其年代變化明顯，20世紀90年代以前厄爾尼諾次年氣溫偏低，其后的厄爾尼諾次年，寧夏夏季氣溫以偏高為主（如圖3、圖4、圖5、圖6所示）。值得注意的是，若厄爾尼諾事件結束于春季初，寧夏省夏季氣溫偏高的概率較大，若厄爾尼諾持續至夏季，那么寧夏出現涼夏的概率較大。

3 結論

ENSO現象是一種準周期氣候變化，主要影響太平洋赤道附近地區，主要發生在10月—次年3月，在近30年以來（1980—2010），發生過ENSO現象的年份有1982—1983年、1986—1987年、1991—1994年、1997—1998年、2002—2007年、2009—2010年，共12年。雖然寧夏并不是ENSO現象的主要影響區域，但其仍會對寧夏氣候變化造成一定的影響，因為ENSO現象出現的年份，冬春季節寧夏地區會出現西風，導致降水異常偏多，并且由于大量溫暖海水涌向太平洋東部，發源于西北太平洋并襲擊寧夏的臺風頻率會減少，進而導致夏季降水減少。

參考文獻：

[1] WU Jian-mei，SUN Jin-sen，CHEN Lin-xiang，et al.Analysis on Climate Change in Zhucheng City of Shandong Province in Recent 50 Years[J].Meteorological and Environmental Research，2012，3（8）：4-6.

[2] REN Guoyu，DING Yihui，ZHAO Zongci，et al.Recent Progress in Studies of Climate Change in China[J].Advances in Atmospheric Sciences，2012，29（5）：972-974.

[3] 張翀，李晶，任志遠.基于Hopfield神經網絡的中國近40年氣候要素時空變化分析[J].地理科學，2011，31（2）：211-217.

[4] 李爽，王羊，李雙成.中國近30年氣候要素時空變化特征[J].地理研究，2009，28（6）：1593-1605.

[5] 王德瀚.從氣溫、降水年變論寧夏氣候[J].熱帶地理，1989，9（1）：25-30.

[6] 周林，王漢杰.寧夏島云量、降水量的EOF分析及其與EI Nino關系的研究[J].氣象科學，2000，20（2）：180-188.

（責任編輯：趙中正）