搜狐科技《思想大爆炸——對話科學家》欄目第19期，對話復旦大學大氣與海洋科學系教授、前美國國家海洋大氣局高級研究員孫德征。

嘉賓簡介

(資料圖)

孫德征，復旦大學特聘教授，博士生導師, 1992年在麻省理工學院獲氣象學博士，后加入美國國家大氣研究中心高級研究項目，1997 年加入美國國家大氣海洋局和科羅拉多大學聯(lián)合研究所。孫德征是厄爾尼諾非絕熱非線性起源理論的創(chuàng)造者, 其它代表性原創(chuàng)科學貢獻包括厄爾尼諾－南方濤動整流是導致年代際氣候變化的一重要機制等。研究成果發(fā)表在包括Science（科學）和Journal of Climate（氣候）等國際頂尖雜志上。主持參與了多項由美國自然科學基金, 美國國家大氣海洋局，中國自然科學基金會和中國科技部等資助的科研項目。主編了由美國地球物理學會（AGU）發(fā)表的氣候動力學專著《氣候動力學：氣候為什么一直在變化?》（Climate Dynamics: Why Does Climate Vary?）

劃重點

1.赤道太平洋存在“蹺蹺板”行為，東西太平洋氣壓差和海溫差是變動的。厄爾尼諾對應(yīng)的是東西太平洋海溫差較小，甚至沒有差別的年份。這個時候，東太平洋的海溫相對于長期平均來講是偏高的。

2.當前正處于厄爾尼諾影響初期，厄爾尼諾基本上有一年的生命期，一般從夏天開始，大概6個月后到冬天達到最大值，然后到第二年的春夏開始逐漸消失。因此，今年的冬天大概率會是一個“暖冬”。

3.極端降雨系統(tǒng)或熱帶氣旋臺風是比較喜歡熱水的，厄爾尼諾對應(yīng)著熱水的中心分布。拉尼娜時期，熱水基本在西太平洋，厄爾尼諾時期的話熱水就延展的比較寬了，可以一直延展到東太平洋。厄爾尼諾的到來增加了暴雨、臺風極端天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。

4.厄爾尼諾不容易通過人工干預(yù)來緩解，我記得有人曾談到人類可以干預(yù)臺風，但你要知道臺風頂多上千公里，厄爾尼諾是上萬公里，光按海溫有明顯變化的地區(qū)來算的話，它屬于一種行星尺度的現(xiàn)象。它是全球性的影響，有人把它比作“東海龍”，就是它“尾巴一搖，全球震動”。

出品｜搜狐科技

作者｜鄭松毅

突如其來的幾場大雨似乎并沒有退卻夏天的炎熱，反而變得更加悶熱，繼續(xù)挑戰(zhàn)著這個夏天的底線。除高溫外，有人猜測近期接連而至的臺風、暴雨等極端天氣現(xiàn)象也與厄爾尼諾有關(guān)。

美國國家海洋和大氣管理局強調(diào)，今年“厄爾尼諾”的到來將對全球氣溫升高產(chǎn)生影響。圍繞厄爾尼諾形成的時間點、發(fā)展趨勢、以及除高溫外，厄爾尼諾是否還會對暴雨等極端天氣造成影響等問題，搜狐科技與復旦大學大氣與海洋科學系教授、前美國國家海洋大氣局高級研究員孫德征進行了對話。

孫德征介紹，赤道太平洋存在“蹺蹺板”行為，東西太平洋氣壓差和海溫差是變動的。厄爾尼諾對應(yīng)的是東西太平洋海溫差較小，甚至沒有差別的年份。這個時候，東太平洋的海溫相對于長期平均來講是偏高的。

他補充解釋道，“從熱傳輸?shù)慕嵌葋碇v，太陽在熱帶地區(qū)的輻射強度比高緯強，多余的能量是由大氣和海洋合作傳遞到中緯度和高緯度地區(qū)，不然熱帶地區(qū)會太熱，高緯度地區(qū)又太冷，地球?qū)⒉灰司?。但由于這個海氣熱輸送系統(tǒng)是非線性的，在太陽輻射加熱強度足夠強的情況下，海洋就不在能夠向高緯平穩(wěn)的輸送能量，而是采取間歇性的形式。這個間歇性熱輸送現(xiàn)象在海盆最寬的熱帶太平洋最為明顯。 這有點像人在很重工作壓力下的行為，高強度工作一段時間后需要休息一下再工作，而厄爾尼諾對應(yīng)的時間段就是這個休息期。但這并不意味著大氣也休息。大氣有很多比海流更快的過程，比如熱帶氣旋和臺風，它們繼續(xù)這個“搬運”能量的工作. 在厄爾尼諾期，太平洋上會有更多的熱帶氣旋和臺風。

“厄爾尼諾平均每3至4年出現(xiàn)一次，但有時候今年是厄爾尼諾，明年還是厄爾尼諾。也有時今年是厄爾尼諾年，十年過后才見到下一個厄爾尼諾，至少在我們有觀測的氣候期，厄爾尼諾的出現(xiàn)是非周期性的?！?/p>

他認為，氣溫升高是厄爾尼諾和全球變暖共同作用的結(jié)果，當前正處于厄爾尼諾影響初期。厄爾尼諾基本上有一年的生命期，一般從夏天開始，大概6個月后到冬天達到最大值，然后到第二年的春夏開始逐漸消失。因此，今年的冬天大概率會是一個“暖冬”。

談及厄爾尼諾是否還會對其它極端天氣造成影響，孫德征表示，“極端降雨系統(tǒng)如熱帶氣旋或臺風是比較喜歡熱水的，厄爾尼諾對應(yīng)著熱水的中心分布。拉尼娜時期，熱水基本在西太平洋，厄爾尼諾時期的話熱水就延展的比較寬了，可以一直延展到東太平洋。因此，暖水分布變化的話，極端氣旋產(chǎn)生的地點分布和次數(shù)也會隨之變化。”他認為，厄爾尼諾的到來增加了暴雨、臺風極端天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。

孫德征指出，這次厄爾尼諾是在全球增溫背景下到來的。人類活動所釋放的溫室氣體是加熱海洋和大氣的。厄爾尼諾使平常集結(jié)在西太平洋的暖水東伸，但不會增加暖水的最高溫度。人類活動所釋放的溫室氣體是可以的。所以，談到厄爾尼諾的增溫作用時，人類活動所釋放的溫室氣體效應(yīng)是不能被忘記的。另外，由于人類活動引起的全球增溫是不是會在很大程度上以更多更強的厄爾尼諾的方式來實現(xiàn)是一個正在研究的科學問題。他強調(diào)，“因為越來愈多的人聚集于城市生活，在談及影響城市溫度變化的因素時，也要看這個城市發(fā)展的情況，包括人口密度、植被數(shù)量、房頂材料、溫室氣體排放的變化等?！?/p>

面對厄爾尼諾可能會導致極端天氣現(xiàn)象等問題，有人疑惑該現(xiàn)象是否可被提前預(yù)測？孫德征回應(yīng)道，“厄爾尼諾現(xiàn)象有一定的預(yù)報性，很多情況下可以提前幾個月相對準確的預(yù)報厄爾尼諾的。但它到來時間和強度比較難預(yù)報。 現(xiàn)在厄爾尼諾已經(jīng)登場，但仍難以預(yù)測今年的厄爾尼諾是‘高個子’還是‘矮個子’?！?/p>

他認為，厄爾尼諾也不容易通過人工干預(yù)來緩解，“我記得有人曾談到人類可以干預(yù)臺風，但你要知道臺風頂多上千公里，厄爾尼諾是上萬公里，光按海溫有明顯變化的地區(qū)來算的話，它屬于一種行星尺度的現(xiàn)象。它是全球性的影響，有人把它比作‘東海龍’，就是它‘尾巴一搖，全球震動’”。

以下為對話實錄（經(jīng)整理編輯）

搜狐科技：近日，多國發(fā)布高溫預(yù)警，美國國家海洋和大氣管理局強調(diào)了厄爾尼諾現(xiàn)象對全球氣溫升高的影響。同時，世界氣象組織秘書長彼得里·塔拉斯也表示，厄爾尼諾現(xiàn)象出現(xiàn)將大大增加打破氣溫紀錄的可能性。能否請您先簡單解釋下什么是厄爾尼諾現(xiàn)象？

孫德征：要想了解厄爾尼諾對于氣溫的影響，首先我們要講一下厄爾尼諾這個現(xiàn)象本身是怎么回事。

赤道太平洋地區(qū)存在“蹺蹺板”行為，東西太平洋氣壓差和海溫差是變動的。厄爾尼諾對應(yīng)的是東西太平洋海溫差較小，甚至沒有差別的年份。這個時候，東太平洋的海溫相對于長期平均來講是偏高的。

厄爾尼諾的周期是不規(guī)則的，平均下來是3至4年的周期，但有時候今年是厄爾尼諾，明年還是厄爾尼諾。也有時今年發(fā)生厄爾尼諾，十年過后才見到下一個厄爾尼諾。

從熱傳輸?shù)慕嵌葋碇v，太陽在熱帶地區(qū)的輻射強度特別強，一般熱量會由大氣和海洋傳遞到中緯度和高緯度地區(qū)，不然熱帶地區(qū)會太熱，高緯度地區(qū)又太冷，地球?qū)⒉灰司?。但由于海氣耦合系統(tǒng)是非線性的，在太陽輻射加熱強度過強的情況下，海洋的輸送熱量任務(wù)太重，就采取了間歇性的方式進行熱輸送，就像人在執(zhí)行重任務(wù)的情況下需要不斷休息一下，而厄爾尼諾期對應(yīng)的就是這個休息期。

搜狐科技：為什么“系統(tǒng)休息”會導致氣溫升高？

孫德征：這個系統(tǒng)休息期間，海洋吸收的熱量會變少。我們知道，如果要把熱量從熱帶傳輸?shù)街懈呔暥鹊貐^(qū)，必須要先把熱量從表層海洋壓下去，但在休息期，海洋基本上是暫時休息的狀態(tài)，信風弱，熱量就不往下壓了，所以很多熱量就開始用來加熱大氣。

“蹺蹺板”的一個階段是厄爾尼諾，另一個階段也有一個專門的名字叫“拉尼娜”。在“拉尼娜”年，信風非常強，把熱量往下壓的能力也比較強。

厄爾尼諾的信號在全球平均的氣溫有表現(xiàn)的話，大概需要三個月的時間，現(xiàn)在因為已進入厄爾尼諾初期，海溫相對來說已經(jīng)偏高。

搜狐科技：在您看來，我國近期高溫居高不下是否與厄爾尼諾現(xiàn)象有直接聯(lián)系？

孫德征：就像我剛才解釋的，我認為高溫與厄爾尼諾可能有關(guān)。之所以說“可能”，是因為大氣是一個非常復雜的系統(tǒng)，除了海洋表面溫度以外，還有它內(nèi)部的非線性動力學，以及其它原因，影響的因素很多，需要利用模擬手段進一步分析。

搜狐科技：有專家表示，高溫現(xiàn)象除了與厄爾尼諾有關(guān)，還與全球變暖有關(guān)，您怎么看？

孫德征：是的，自工業(yè)革命以來，大氣中二氧化碳排放量越來越多，二氧化碳就是溫室氣體。

溫室氣體阻擋地球表面的輻射，大氣中有二氧化碳這種氣體的話，就像給地球蓋了一層被子，所以有加熱地球表面的效應(yīng)，二氧化碳越多就相當于被子越厚，加熱效應(yīng)也越強。

搜狐科技：據(jù)您了解，厄爾尼諾現(xiàn)在發(fā)展到什么階段了？

孫德征：當前正處于厄爾尼諾影響初期。厄爾尼諾基本上有一年的生命期，一般從夏天開始，大概6個月后到冬天達到最大值，然后到第二年的春夏開始逐漸消失。因此，今年的冬天大概率會是一個“暖冬”。

搜狐科技：除了高溫，厄爾尼諾是否還會對暴雨等極端天氣產(chǎn)生影響？

孫德征：極端降雨系統(tǒng)和熱帶氣旋臺風是比較喜歡熱水的，厄爾尼諾對應(yīng)著熱水的中心分布。拉尼那時期，熱水基本在西太平洋，厄爾尼諾時期的話熱水就延展的比較寬了，可以一直延展到東太平洋。因此，暖水分布變化的話，熱帶氣旋產(chǎn)生的地點分布和次數(shù)也會隨之變化。

由于暖水的延伸，太平洋上熱帶氣旋增多。一般來說，溫度越高，空氣所含的水汽量就越高，這個是由基本的物理原理決定的。降雨需要水汽，所以當空氣含水汽越多，至少降雨的潛力會增加。當然，降雨還需要氣流上升和對應(yīng)的氣流負荷，所以也不僅僅是水汽少和多的問題。如果其它條件一樣，空氣中含的水汽量多的話，降雨會多。

從大氣學角度來看，綜合以上原因，厄爾尼諾增加了臺風、暴雨極端天氣出現(xiàn)的概率。

搜狐科技：就您親身感受而言，有覺得今年的氣溫更熱嗎？

孫德征：我作為一個科學家，一般不憑感覺，感覺是不準確的，必須要看數(shù)據(jù)，我居住在上海比較多，上海氣溫具體的數(shù)據(jù)我還需要再確認下。

另外，談及影響城市溫度變化的因素時，也要看這個城市發(fā)展的情況，包括人口密度、植被數(shù)量、房頂材料、溫室氣體排放等。具體來說，首先要看下這個城市近幾年的發(fā)展，如果這個城市發(fā)展的比較快，人口增多的也非常快，有很多大樓造起來，很多樹被砍掉，更多的空調(diào)在用的話，對當?shù)貧夂蛴绊懸矔艽蟮摹?/p>

搜狐科技：厄爾尼諾現(xiàn)象是可被預(yù)報的嗎？

孫德征：是的，我剛才有說厄爾尼諾不是周期性的，如果是周期性的那就是完全可以預(yù)測的，但是現(xiàn)在它不是絕對不可預(yù)報的。綜合考慮的話，也可以說它有相當?shù)目深A(yù)報性。

厄爾尼諾現(xiàn)象能預(yù)報，但強度比較難預(yù)報。厄爾尼諾有時候較強，有時較弱，它的“個頭”有相當?shù)姆植迹热缦腩A(yù)測今年的厄爾尼諾是“高個子”還是“矮個子”，還是非常困難的，因為牽扯到很大程度上系統(tǒng)的一些非線性方面，非線性系統(tǒng)是比較難預(yù)報的，它不具備周期性。

搜狐科技：是否存在緩解厄爾尼諾現(xiàn)象的解決方案？

孫德征：厄爾尼諾不容易被緩解，由于地球繞太陽軌道等天文方面的因素，它在熱帶就是接受的陽光比較多，在極地接受的比較少，所以很難改變這個格局，想要人工干預(yù)厄爾尼諾至少現(xiàn)在人類還做不到。

我記得有人曾談到“人類可以干預(yù)臺風”，但你要知道臺風頂多上千公里，厄爾尼諾是上萬公里，光按海溫有明顯變化的地區(qū)來算的話，它屬于一種行星尺度的現(xiàn)象。它是全球性的影響，有人把它比作“東海龍”，就是它“尾巴一搖，全球震動”。

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