2022年太平洋上空的历史性东南风是否会触发第三年的拉尼娜事件？

基于气候预测中心和国际气候与社会研究所的更新和4月发布的《中国多模式集成(CMME) El Niño-Southern振荡(ENSO)展望》，2022年，La Niña有望持续到北温带的夏秋两季，这表明拉尼娜很有可能持续三年(2020 - 23)。这将是自1998-2001年以来的第一个三年La Niña，自1980年以来，这是唯一观察到的三年La Niña事件。

通过考察2022年3月热带太平洋上空的海空场状态，可以看出这一点。虽然温跃层深度接近平均水平，但东南风应力是1980年以来最强的。在这里,基于四元线性回归模型，该模型包含了赤道太平洋上空的各种相关海气变量3月，我们认为赤道太平洋上空的历史上的东南风有利于海蚀的出现3年La Niña，异常东风和南风应力分量都是重要的贡献因子。此外，这一事件可能对全球气候的影响是进行了讨论。

厄尔尼诺涛动(ENSO)是热带地区最大的年际气候变化。尽管它的进化发生在热带太平洋地区，但它对世界各地的气候和社会仍有深远的影响。同时，ENSO信号也为其他短期气候预测提供了非常重要的信息。因此，一个成功的ENSO预报是非常重要的。

事实上，统计和物理预测模型都可以成功预测到20世纪末ENSO的演化，提前期为6到12个月。尽管取得了这些进展，ENSO的复杂性一直是制约ENSO预测的重要障碍。ENSO在空间和速度上都表现出高度的复杂性。例如，有中太平洋(CP)和东太平洋(EP)类型El Niño和La Niña之间存在振幅差异和空间不对称性，Niña事件可以持续两年或三年。这些复杂性无疑给模拟和预测ENSO带来了重大挑战。

通过对历史数据的分析发现，与El Niño相比，La Niña的复杂度更高反映的是时间而不是空间。例如，从1980年至今发生的16个La Niñas中，有13个持续了下来，其中1998-2001年是一个为期三年的La Niña活动。

最近，2021-22年已被正式确定为La Niña年，这使得2020-22年成为两年的La Niña事件。再者，这拉尼娜并没有很快巅峰后的衰退。相反，它坚持作为一个温和的La Niña，甚至最近反弹。

根据最新的气候预测中心和国际气候与社会研究所4月发布的ENSO展望，2022年La Niña被看好继续通过北方夏季(2022年6月至8月期间有59%的几率)，并有50%-55%的几率持续到秋季。由中国气象局国家气候中心组织的平台发布自2020年3月以来中国各ENSO预报模型的月度预报。通过相应的预测可以看出，在CMME中，模型之间存在很大的差异中间耦合模型(ICMs)和统计模型(SAMs)都需要La Niña咨询，总结两个平台的预测，似乎又是一个三年的La Niña (2020-23)。

基于ENSO统计预测模型，分析了这一潜在的可能原因，La Niña事件将被继续研究调查。

ENSO预测的另一个障碍是所谓的弹簧可预测性障碍(SPB)，即预测技能的意志无论何时做出预测，当它跨过春天时，都会显著下降。另外，还有一个重要的特点与之相关。

ENSO的季节变化是季节性相锁的，也就是说，ENSO事件通常在冬季成熟，在随后的春天迅速衰减。采用经验正交函数分析法对这一特征进行定量分析1980 - 2018年，Fang和Zheng(2021)指出，典型的ENSO演化可以解释90%的总方差。

对应的主成分与10 - 12月的均值海温(SST)指数几乎相同（120°W)。因此，有可能提供ENSO演化的准确预测。

基于这个假设，Fang和Zheng(2021)探索了使用3月数据使用统计预测后续ENSO演化的可能性模型，它还可以定量地反映预测因子的相对贡献。在本研究中，他们的模型将被用来探讨2022年到可能第三年的La Niña活动在次年3月赤道太平洋上空的历史性东南风的重要贡献。

为此，我们使用了四个物理定向变量来建立三月海空之间的联系和随后的ENSO演化。它们是赤道平均温跃层深度异常，西太平洋纬向风应力异常(Tauxa_W)，赤道TCD异常纬向梯度

太平洋(TCDa_G)和赤道东太平洋(Tauya_E)平均经向风应力异常。

TCDa_G反映了西太平洋和东太平洋之间的温跃层或开尔文向东传播波状信号。Tauya_E与研究中所强调的ENSO的复杂性及过程有关。具体来说，ENSO的复杂性是东太平洋的经向过程区域，在经典的ENSO理论中很少被考虑。

在物理参数选择的基础上，采用四元线性回归方程研究两者之间的关系，3月海空场与OND平均ENSO性质之间的关系如下：

Niño34OND p = a×TCDa_MM o +b×TCDa_G M o +c×Tauxa_WM o +d ×Tauya_E M o +e

OND的意思是Niño-3.4指数之和。该方法的细节可以在方舟子的研究中找到。

研究表示，赤道中部至东部太平洋地区仍然保持寒冷状态，大部分地区温度低于-1°C。相应地，温跃层深度在东部表现为第9代浅层异常，在西部表现为第9代深层异常，即所谓的倾斜或偶极模式。同时，赤道太平洋上空的东南风也很明显。这样的风场分布通过纬向Bjerknes反馈和经向物理作用有利于La Niña-like演化诱导过程。

为了量化每个变量对ENSO的贡献，图2给出了重构的OND均值Niño-3.4指数利用1980-2021年3月的4个变量进行了四元回归分析。相关系数重建指数与观测指数为0.86。此外，所有La Niña事件都可以被准确捕获(即蓝色点在第三象限)。此外，回归系数(图2)表明TCDa_M和Tauxa_W指数在ENSO的发展中起主导作用。

另外两个变量的负系数表示TCD的正(负)纬向梯度或北风(南风)东太平洋的应力有利于赤道东太平洋的变暖(变冷)，说明了相变和经向过程在东太平洋地区的重要性。后一个因素从3月开始，在理解其对ENSO演化的影响方面，得到的关注不如纬向。

基于该模型，3月份各变量(即TCDa_M、TCDa_G、Tauxa_W和Tauya_E)与OND均值Niño-3.4指数的比值可以定量估计。可以看出，对于2000年，它是强烈的东风压力，克服了其他三个变量的相反影响。

这表明海洋动力学(以温跃层深度分布为特征)不支持进一步的降温补给振子等经典ENSO理论，可导致西太平洋异常强东风通过激发上涌的海洋开尔文波和驱动异常的向西表面流来冷却。

无论如何，2022年的情况完全不同。异常的东风和南风应力都很重要每个都可能对La Niña的进化贡献约50%，而与TCD相关的变量几乎没有影响。

南风被认为能够加强赤道以南的海洋上升流，并增强非赤道地区的地下冷水侵入赤道地区，从而作为一个对海温变化的额外冷却效应。

此外，正如Fang和Zheng所建议的，经向所起的作用2000年以后赤道东太平洋的风对ENSO的后续演变比1980-99年更重要，这进一步解释了这两个事件之间的巨大差异。

2022年3月和4月之间的差异清楚地表明当前La Niña状况的持久性。更具体地说，太平洋中部至东部的TCD变浅，赤道上空的太平洋东南风仍然很强，甚至在热带太平洋中部增强，整个盆地的海温在变冷。

因此，基于目前的海气状况和四元线性回归模型，我们的观点是历史经赤道太平洋的东南风有利于2022/23年第三年La Niña事件的出现。

调查即将到来的三年La Niña对2022年夏季气候的潜在影响有利于研究冬季平均降水和平均温度。因为自1950年以来，三年La Niña事件只存在于1973-76年和1998 - 2001。1975年和2000年夏季，热带地区出现了明显的降水异常与向西延伸的冷舌有异同。南方的降雨量较少，但北美南部沿海大陆地区降雨较多。

然而，在西方1975年降水偏少，2000年降水偏多。在中国，夏季的降雨量是2000年在中国黄淮河平原集中，1975年在中国北方集中，夏季降水减少，这两年都发生在中国南方。在冬季，欧亚大陆和北美洲出现了广泛的冷异常。更频繁和强大的冷空气活动可能影响北半球中高纬度地区，极寒可能会笼罩欧亚大陆和北美大陆的大部分地区。

1975年，中国中东部和东北地区冷异常和暖异常，2000年则相反。1975年和2000年之间的不一致给中国2022年的气候预测带来了很多不确定性，我们应该要注意1975年和2000年降水异常和温度异常都比较明显的地区。

例如，更多潜在的洪水与中国北部更多的降水有关，更有可能引起次年夏季中国南方的热浪和干旱。

同时，在这个冬天，我们需要意识到的风险。欧亚大陆的强冷空气激增，这也可能在中国东部或东北部产生更多的极端寒冷。