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  2010年5月以来,中国南部多个省市遭受了多轮特大暴雨袭击及洪涝灾害。中国气象局最新监测显示,与常年同期相比,江南大部、华南北部降雨量较常年同期偏多二成以上,其中江西、福建、广东等部分地区偏多五成至一倍。事实上,这次中国南方各省暴雨灾害主要是由于“北极震荡”现象造成冷空气持续不断补充南下,与“厄尔尼诺-拉尼娜”现象带来的温暖湿气“夹击”所致。而中国今年上半年暴雪、旱灾、洪涝等气候灾害频发仍离不开全球气候变暖的大背景。
  “北极震荡”致冷空气持续南下  
气象学家通过对天气状况的观测分析发现,今年我国大部分地区的气温都低于往年,按常理这个季节冷空气应当逐渐变弱,而今年冷空气似乎特别强劲。5月过后,北方依然有较强的冷空气南下。当冷空气遇到低气压时,就容易形成降水。 科学家发现,正是由于“北极震荡”现象,造成了强劲的冷空气。

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“北极震荡”示意图:冷空气被挤压到南方

“北极震荡”释放太多冷空气

所谓“北极震荡”(Arctic Oscillation),是指当北极上空出现低气压,气流会以顺时针的方向运行,以保持冷暖气流的交替运作。假使周围环流变得强劲,则会让北半球气温上升,一旦环流变弱,冷空气将向外扩散出去,就会使北半球变冷;而现在刚好是环流变弱的时候。 科学家以北京震荡指数来衡量气压的变化。在过去几十年里,这个指数多为争执——即北极上空的气压比平均气压低,中纬度地区上空的气压则比平均气压高。在这种情况下,围绕北极的寒带喷射气流(jet stream)从西方吹响东方,而不会吹到南方。如果北极震荡指数出现负值情况,北极上空出现高气压,喷射气流的冷空气都被挤压到比以往更远的南部地区,造成美国、欧洲和中国出现寒冬。

去年冬季北极环流60来最弱

值得一提的是,09年冬季的北极环流近是60年来最弱的一次。而与此同时,北极圈与中纬度地区的气压差是1979年以来最大的。除了北极上空形成了多年未见的高压,更主要的原因是中纬度地区的高压并没有像往年一样形成规模这导致大量的冷空气向外围迅速扩散,幅度超过北极圈,延伸到包括中国在内的中低纬度地区。为何地球气压会出现这种极端变化,科学家至今未有定论。但有说法认为温室气体积积聚,以及厄尔尼诺现象造成的大部分温带地区气温上升,是事件的主要原因之一。

  “厄尔尼诺-拉尼娜”现象活跃  
2009年,“厄尔尼诺”现象再次拜访了太平洋区域,受其影响,不断有暖湿气流从西北太平洋地区进入中国大陆地区。而今年,紧随“厄尔尼诺”的“拉尼娜”现象又带来了大量的降水。

5月以来的南方暴雨灾害,致使2939万人受灾

2009年是“厄尔尼诺”年

正常情况下,热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲,使太平洋表面保持温暖,给印尼周围带来热带降雨。但这种模式每2—7年被打乱一次,使风向和洋流发生逆转,出现所谓的“厄尔尼诺现象”。“厄尔尼诺现象”一般会使中国来自东南部海洋上的夏季风强度减弱,造成夏季降雨带的位置偏南,出现南方暴雨成灾、北方旱象严重的异常现象。

2009年6月以来,热带太平洋发生明显的厄尔尼诺事件,并于2009年12月发展到峰值。受其影响,不断有暖湿气流从西北太平洋地区向中国大陆地区输送,与“北极震荡”所产生的冷空气在我国的南方交汇,造成了5月以来的大范围持续降水。

“拉尼娜”现象:“厄尔尼诺”矫正过度

此外,2010年是“厄尔尼诺”现象出现次年,“拉尼娜”现象通常紧随其后出现。拉尼娜是一种厄尔尼诺年之后的矫正过度现象。与之相反,拉尼娜是指赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏冷的现象,因而造成太平洋西部(中国附近)水温偏暖,并带来比平常更多的降水量。科学家认为,拉尼娜现象对世界气候不会产生重大影响,但将使广东、福建、浙江乃至整个东南沿海汛期提早,并有持续一定时期的降雨。

近百年来发生在我国的严重洪水,如1931年、1954年和1998年,都发生在厄尔尼诺年的次年。 我国在1998年遭遇的特大洪水,拉尼娜便是最重要的影响因素之一。

  “雨岛效应”是催化剂  
在此次的暴雨灾害中,南方许多大城市受特大暴雨袭击严重:暴雨雨量之强,持续时间之长,都远远超过正常范围。有关专家分析认为,近期的暴雨天气很可能与城市化带来的雨岛效应有关。

广州暴雨的雨强频频冲破历史纪录

城市集中,“雨岛效应”明显

大城市高楼林立,空气循环不畅,加之盛夏时节,建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放,使城市上空形成热气流,热气流越积越厚,最终导致降水形成:“大城市大气环流较弱,由于城市热岛所产生的局地气流的上升有利于对流性降水的发生、发展,城区空气中凝结核多,大核(如硝酸盐)存在时有促进暖云降水作用,同时城市的下垫面粗糙度大使其降水雨系减慢,延长城区降水时间。以上因素共同作用,就会形成‘雨岛效应’。”

此次发生大规模降雨的南方省区,是大城市比较集中地区,相应的,城市雨岛效应也更加明显。在降水过程中,各地的暴雨的雨强屡屡冲破了历史纪录,以广州为例,5月6日20时,广州天气图表显示的气流在气象专家看来,并不会造成很大的降水,但广州暴雨的雨强却冲破了历史纪录,降水时间极其集中,在不到6个小时内就出现了超100毫米的降水。 专家分析认为,正是由于“雨岛效应”造成此次洪涝灾害中特大暴雨的频频出现。

  大背景:全球气候变暖  
不仅仅是暴雨、洪水,高温、干旱、龙卷风、沙尘暴等越来越多的极端气候近年来频繁出现,所谓“百年不遇”的气候灾害在10年之内一再发生。极端天气的频发,全球变暖是一个绕不过去的话题。从现有的科学研究看,全球变暖最显著的影响是极端天气气候事件频繁发生,这是一个公认的结论。
全球变暖增加极端天气频率

导致“厄尔尼诺-拉尼娜”现象交替频繁

近十年来,人类发现“厄尔尼诺-拉尼娜”现象越来越频繁,“厄尔尼诺-拉尼娜”现象发生时间一般间隔2至7年,平均间隔约为3至4年。而近20年来,厄尔尼诺现象和拉尼娜现象的发生频率为每两年一次,每次持续时间12至18个月。因此人类有理由相信,全球气候的变暖与“厄尔尼诺-拉尼娜”现象之间存在着某种必然联系。厄尔尼诺现象是全球气候信号里最强的,它既会导致洪水,又能引发干旱。 在“厄尔尼诺-拉尼娜”现象的背后仍然可以找到全球变暖的影子。

“雨岛效应”是直接具体的表现

加快了的城市化进程造成了 “雨岛效应”——它完全是人为造成的气候现象。 在全球气候变化大背景下,“雨岛效应”的结果会被放大,其结果就会直接增加暴雨、洪涝的破坏力。

全球变暖增加极端天气频率

首先气候变暖会导致大量的海水蒸发,大气中的水汽增多,这容易导致极端事件增多。其次,对于温度而言,全球变暖是指全球范围内的平均温度会上升,同时温度变化的幅度也在增加。当地球气候系统处于平衡状态时,出现极端天气现象概率相对较小。反之,出现极端天气现象概率增加。


 
 极端气候属于天气变异,天气变异与全球气候变化是两个不同的概念。短时间的天气变异基本上是由自然因素造成——今年的南方暴雨、干旱、北方沙尘暴和雪灾,大部分还在正常变化范围之内,最多属于“偏极端型”天气,但这些事件频发与全球变暖大背景是分不开的。今年全国的气温、降水等有较明显的异常,气象灾害及其引发次生灾害的形势仍有许多不确定性,极端天气继续发生的可能性很大。
 编辑:网易探索 陈子宇 董凌   

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