不久前，国家气候中心预计，2023年5月开始的厄尔尼诺事件，将于今年4月到5月结束。一直以来，厄尔尼诺对气候变化的影响、发展趋势以及围绕厄尔尼诺开展的相关研究进展，备受关注。本期论坛邀请气象专家学者，聚焦科学认识厄尔尼诺、厄尔尼诺转拉尼娜趋势分析、厄尔尼诺的影响和分型，以及新质生产力对厄尔尼诺预测的支撑作用等话题展开交流。
专家顾问：中国工程院院士 丁一汇
本期嘉宾：
中国气象局气候服务首席专家、国家气候中心二级研究员 周兵
中国气象局首席气象专家、国家气候中心正高级工程师 郑志海
中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心研究员 郑飞
壹 了解厄尔尼诺发展过程
关键点：四个链条环环相扣，成为判断厄尔尼诺发展的重要依据
周兵：几百年前，秘鲁沿海的渔民发现，有一些年份赤道东太平洋沿岸的海表温度异常升高，鸬鹚、鹈鹕等突然消失，鳀鱼捕捞量急剧下滑，世界最大的渔场呈现出一派萧条的景象。由于这一现象通常发生在圣诞节前后，渔民将海表温度异常升高现象称之为厄尔尼诺。相反，海表温度异常偏低现象为拉尼娜。
厄尔尼诺是赤道中东太平洋海温持续偏高并造成大气环流异常的一种气候现象。随着科学发展，科学家逐渐了解了厄尔尼诺的发展过程，并总结出有利于厄尔尼诺发展的四个环节，主要包括：赤道中东太平洋信风减弱、赤道西太平洋西风增强，西太平洋暖池表层暖水向东传输；中东太平洋次表层海水上涌减弱，对流活动加强；赤道中东太平洋海表水变暖，赤道西太平洋次表层冷水上涌，表层海水变冷；沃克环流减弱，大气和海洋之间的相互作用使热带纬圈环流减弱，菲律宾以西副热带高压增强。这四个环节像链条一般环环相扣，成为判断厄尔尼诺发展的重要依据。
我国在2017年正式推出《厄尔尼诺／拉尼娜事件判别方法》国家标准，规定Niño3.4区海温指数（海面温度距平的平均值）3个月滑动平均达到或超过0.5℃，且至少持续5个月，定义为一次厄尔尼诺事件；小于或等于－0.5℃，且至少持续5个月，定义为一次拉尼娜事件。
厄尔尼诺与拉尼娜常常交替出现，循环周期一般为2年到7年，平均周期为4年。1951年以来，累计发生22次厄尔尼诺事件，其中超强厄尔尼诺事件分别发生在1982／1983年、1997／1998年和2015／2016年。
贰 厄尔尼诺的影响
关键点：厄尔尼诺影响全球气候发生异常变化
厄尔尼诺年气候影响
周兵：厄尔尼诺的发生，有利于全球平均温度创新高。2023年，全球平均温度比工业化前水平高出1.45℃，其中，厄尔尼诺的贡献达0.1℃左右。
一般情况下，在厄尔尼诺年，南美沿海岸国家易遭受暴雨洪涝灾害，而印度尼西亚、澳大利亚东部、非洲东南部等地易出现干旱，巴西东北部也会出现干旱，北美出现暖冬，大西洋飓风数量减少，北半球东太平洋飓风数量增加。如1982／1983年和1997／1998年的两次超强厄尔尼诺事件，导致厄瓜多尔、秘鲁、智利、巴拉圭、美国东西部地区和巴西等国出现暴雨洪涝，南非、澳大利亚等国出现大范围干旱。与此同时，东亚夏季风偏强，西太平洋副热带高压强度增强、位置偏南，西北太平洋台风活动中心偏东偏南，活跃范围包含日本海及其以东洋面，而冬季风偏弱，冬季东亚大槽偏弱，北方地区容易出现暖冬。
对我国来说，厄尔尼诺事件发生当年，南方秋季多雨，北方地区冬季易出现暖冬。在典型厄尔尼诺年的夏季，我国华北地区降水也会偏多，而自20世纪80年代以来，在厄尔尼诺年的冬季，我国暖冬概率超过70％。值得注意的是，我国气候在很大程度上受到海温、极冰和陆面积雪等因素的共同影响，厄尔尼诺并非唯一影响因素。
郑飞：厄尔尼诺通过赤道中东太平洋的海—气相互作用，显著影响热带地区的环流异常，这种异常进一步通过热带与热带外大气相互作用，导致全球范围内的气候异常。一般情况下，厄尔尼诺事件在其衰减年（厄尔尼诺次年），通常会导致全球平均气温上升，可能导致极端气候事件的频率和强度增加，如出现热浪、干旱和洪灾等。
厄尔尼诺次年对我国的气候变化会产生显著影响，这种影响主要通过西太平洋和热带印度洋海温的“接力”作用产生，并集中在春夏季节。在厄尔尼诺次年的春季，我国华南地区降水普遍偏多，可能出现连阴雨及倒春寒，东北地区则可能出现低温和春涝。在厄尔尼诺次年的夏季，西太平洋副热带高压往往偏强、偏西，导致我国来自西南的水汽输送偏强，而东亚夏季风偏弱，从而使得我国东部长江—黄淮流域夏季降水易偏多。
在厄尔尼诺次年，西北太平洋反气旋的存在，导致西北太平洋台风活动不活跃，登陆我国的热带气旋次数一般偏少。但从台风强度看，在厄尔尼诺次年，我国南海及菲律宾海的海洋上层热含量明显增加，海洋产生充足的热量供给，增加夏季我国近海区域短时间内生成强台风的概率。
叄 梳理此次厄尔尼诺事件，转拉尼娜趋势分析
关键点：略超历史平均持续时间，但并非超长事件
郑志海：2023年5月开始的厄尔尼诺事件在2023年12月达到峰值，是一次中等强度的厄尔尼诺事件，类型为东部型。今年1月以来，厄尔尼诺不断衰减，国家气候中心预计此次厄尔尼诺事件将于4月到5月结束。
根据历史统计，1981年以来发生的厄尔尼诺事件的平均持续时间为11.4个月，其中有5次持续时间超过一年，最长持续时间为19个月（1986年8月至1988年2月、2014年10月至2016年4月）。从本次厄尔尼诺事件的预测结束时间来看，持续时间略超过历史平均的持续时间，是一次略偏长的厄尔尼诺事件，但达不到一个超长事件的时长。
2023／2024年冬季以来，全球多地气候受到发展成熟的厄尔尼诺事件影响。例如，南亚、澳大利亚大部、非洲南部、北美北部气温较常年明显偏高，北美南部、南美南部降水偏多，南美北部、澳大利亚降水偏少，均与此次厄尔尼诺事件有关。厄尔尼诺对我国冬季气候也产生了明显影响，主要体现在冬季西太平洋副热带高压较常年同期明显偏强，有利于引导水汽向我国中东部地区输送，在阶段性强冷空气的配合下，导致我国中东部地区降水明显偏多，出现了多次大范围雨雪天气过程。
国家气候中心最新监测显示，今年3月Niño3.4区海温指数为1.25℃，较2月（1.55℃）下降0.3℃；3月Niño1＋2区海温指数为0.24℃，较2月（0.97℃）下降0.73℃。这表明厄尔尼诺事件处于持续衰减状态，国家气候中心预计4月到5月厄尔尼诺事件结束，夏季可能进入拉尼娜状态。
根据历史统计，1981年以来，历次厄尔尼诺事件从峰值到结束的平均时间为4.4个月，在春季结束的6次厄尔尼诺事件中有5次在夏季进入拉尼娜状态。因此，从目前的监测情况看，本次厄尔尼诺事件的演变趋势特征在历史上并不鲜见。
肆 厄尔尼诺分型
关键点：东部型和中部型厄尔尼诺对全球气候影响差异大
郑志海：厄尔尼诺分为东部型和中部型两种，尽管都叫厄尔尼诺，但两类厄尔尼诺事件对全球气候的影响存在很大差异，甚至可能出现完全相反的影响。东部型厄尔尼诺是指海温异常暖中心出现在赤道东太平洋区域的厄尔尼诺事件，而当海温异常暖中心出现在赤道中太平洋区域时，则被称为中部型厄尔尼诺。
国家气候中心监测显示，自1951年以来赤道中东太平洋发生的22次厄尔尼诺事件中，东部型厄尔尼诺事件有14次，中部型厄尔尼诺事件有8次。从厄尔尼诺事件的强度看，共发生3次超强厄尔尼诺事件和1次强厄尔尼诺事件，这4次事件均为东部型厄尔尼诺事件，而8次中部型厄尔尼诺事件均为中等及以下强度。
在东部型厄尔尼诺事件中，赤道东太平洋海温异常升高，其上空的对流活动变得活跃，导致这一地区降水增多，南美沿岸国家也因此异常多雨。同时，对流区的东移又使得西太平洋地区降水大大减少，从而导致印度尼西亚、澳大利亚东部及周边国家出现干旱。通过大气环流作用，厄尔尼诺将热带地区大气和海洋的异常信号传给了其他地区，从而对全球气候带来了不同程度的影响。
中部型厄尔尼诺事件不仅在发展演变机制上与东部型厄尔尼诺不同，其对全球大气环流、西北太平洋台风和大西洋飓风活动以及北美、澳大利亚和东亚的气温和降水影响也都表现出与东部型厄尔尼诺显著的差异。当中部型厄尔尼诺发生时，由于最大海温异常暖中心位于赤道中太平洋日界线附近，对流活跃区较东部型厄尔尼诺偏西，对南美、北美西海岸，甚至日本和新西兰气候的影响与东部型厄尔尼诺的影响可能完全相反。
对比两类厄尔尼诺事件对我国的影响，可以发现，在东部型厄尔尼诺事件发生时，有利于大气在赤道东太平洋产生上升运动，在赤道西太平洋产生下沉运动，使次年夏季西太平洋副热带高压强度偏强、位置偏南，受其影响，我国长江流域及以南地区降水偏多，东北地区容易出现低温；而中部型厄尔尼诺事件发生时，有利于赤道中太平洋上空产生上升运动，西北太平洋产生下沉运动，导致副热带高压位置偏北，我国夏季主雨带位置常常位于淮河流域。
伍 气象科技支撑厄尔尼诺预测
关键点：开展气象大数据、大模型和人工智能预报技术研发
郑志海：为加快发展新质生产力，持续推进气象高质量发展，国家气候中心积极开展气象大数据、大模型和人工智能预报技术研发工作。
国家气候中心研发团队采用卷积神经网络（CNN）、长短记忆网络（LSTM）等深度学习方法构建预测模型，通过CMIP5／6等气候模式大样本历史模拟数据对模型进行训练，进一步利用观测和再分析资料对模型进行迁移学习。在预测能力方面，对于半年以内的短期预测，深度学习预测模型和多模式集合的预测水平相当；在6个月到1.5年的预测时效内，深度学习预测模型的技巧优于动力模式。
目前，多模式集合、人工智能等新技术得到广泛应用，国家气候中心多模式集合对厄尔尼诺提前6个月的预测技巧超过0.8，达到国际先进水平。不过，科学研究对海气相互作用的影响认识仍不完全清楚，尤其是模式对全球海温的预测存在春季预报障碍问题，跨越春季预报的技巧相对较低。在本次厄尔尼诺事件快速衰减的情况下，未来赤道中东太平洋进入拉尼娜状态的早晚还存在较大分歧，这也是预测的主要难点，给今年汛期我国气候预测带来了较大的不确定性。