厄尔尼诺(El Niño)指赤道附近太平洋中部和东部水域发生的周期性的增温事件。该现象每隔2-7年发生一次,每次历时6-12个月有时会持续将近两年。厄尔尼诺的主要影响表现为温度、降雨异常以及世界范围内的洪水和干旱。图 5.2 显示了全球范围内厄尔尼诺可能造成的气候异常现象和分布(厄尔尼诺也称为“厄尔尼诺-南方涛动”(ENSO)现象中的增温时段)。
图5.2 厄尔尼诺现象的典型气候异常分布(图片来源: http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/ctl/images/warm.gif)
当将图5.2与第三章CropWatch全球降雨和温度距平图(图3.1和图3.2)进行比较时,我们惊喜的发现CropWatch 1月至4月的农业环境指标很好地捕捉到了图5.2中12月至2月厄尔尼诺现象可能导致的气候异常区。其中,在6个受厄尔尼诺的影响的高温区域中CropWatch捕捉到了5个(图3.2中红色圆圈区域),包括加拿大北部,中国南部、朝鲜、韩国和日本区域,南亚区域,澳大利亚东南部以及巴西东南部。另外,CropWatch降雨距平图中多雨的哥伦比亚、乌干达以及巴西南部、乌拉圭和阿根廷布宜诺斯艾利斯地区(图3.1中蓝色圆圈区域)也与受厄尔尼诺影响的南美洲多雨地区一致。CropWatch全球温度距平图中显示的美国南部的低温(图3.2中的蓝色圆圈区域)也与厄尔尼诺典型影响的美国低温区吻合。
但是,气候异常区的吻合还不足以证明厄尔尼诺现象的发生,还需引入其他的定量指标和方法进行判定。南方涛动指数(SOI)是一个广泛应用的简单指数,可以用于指示和评估厄尔尼诺的发生和强度。该指数的基本表达为塔希提岛和澳大利亚达尔文两地的月平均海面气压差,负值代表达尔文的气压大于塔希提的气压;持续的负值通常指示厄尔尼诺时期。对于SOI的计算,不同机构可能采取不同方法。图5.3比较了由澳大利亚气象局(BOM)和美国国家海洋大气中心(NOAA)提供的两组SOI数据。
图 5.3 澳大利亚气象局(BOM)和美国国家海洋大气中心(NOAA)的SOI数据比较(2013年5月-2014年4月)
注:蓝色虚线代表澳大利亚气象局SOI指数的阈值线,其中SOI指数持续低于-8指示厄尔尼诺现象; SOI指数持续高于+8指示拉尼娜现象;SOI数值位于-8和+8之间指示正常情况。关于两个数据集的介绍和指数计算方法可参照: http://www.bom.gov.au/climate/glossary/soi.shtml和http://www.bom.gov.au/climate/glossary/soi.shtml.
从图5.3中,我们可以看到澳大利亚气象局和美国国家海洋大气中心的SOI数据集具有一致的变化形态与趋势。澳大利亚气象局的SOI 指标显示从2013年5月到2014年4月没有明显的厄尔尼诺迹象,SOI指标基本在-8和+8范围内,虽然出现个别异常SOI值,但持续时间短暂。
尽管目前厄尔尼诺现象不显著,但是多方官方报道认为厄尔尼诺在在今年北半球夏季的出现机率增大。四月中旬,世界气象组织(WMO)声称厄尔尼诺可能在今年年中出现。气候与科学国际研究中心(IRS)在其三月的气候简报里认为近期厄尔尼诺出现的机率增加,在其五月的最新简报写道“持续的增温趋势可能在北半球夏季早期转化为厄尔尼诺现象”。澳大利亚气象局在四月发布了厄尔尼诺预警,并推断厄尔尼诺有大于70%的机率将发生在南半球的冬季。五月,NOAA气候预报中心声称厄尔尼诺在今年后期发生的概率超过65%。
由于厄尔尼诺可导致世界范围内的极端天气如干旱和异常降雨,而作物单产受温度和降水的影响较大,因此作物单产也会因为连锁反应而受到厄尔尼诺的影响。最近Iizumi 等 (2014)在NatureCommunication上的一篇文章表明“厄尔尼诺的影响可能会提高大豆全球平均单产2.1%到5.4%,但是对玉米、水稻和小麦单产的影响为-4.3%到0.8%之间。”基于以上报道和预测结果推测,北半球夏季作物基本不受夏季发展的厄尔尼诺的影响。尽管如此,在接下来的几个月中,CropWatch仍将关注厄尔尼诺的发展并对厄尔尼诺的敏感区域进行监测。