未來所期：2018-2019年秋冬氣候展望

當前太平洋已經出現向厄爾尼諾事件發展的顯著傾向，但本次事件在冬季階段很可能僅為弱厄爾尼諾事件，且增暖中心偏向日界線東側附近的中太平洋，會給全國造成何種影響？北太平洋中高緯度海區海表溫度持續偏高；北大西洋海溫三極子在今年夏季創下最強正位相事件，當前正位相狀態又有所發展；北極海冰面積的今夏最低值並非很低，但當前恢復期恢復速度較慢，且表現為歐亞大陸沿岸一冰密集度側顯著偏少...這些氣候因子又會造成何種影響？

1.1 海洋傳說

1.1.1ENSO

2017-18年的中等偏弱的拉尼娜事件於2018年春季結束，隨後赤道中東太平洋總體轉為中性狀態，但可以從具體空間型上看到日界線附近的中太平洋偏暖，而東太平洋與南美沿岸偏冷的格局。而在近期，隨著日界線附近大規模的赤道西風爆發（WWB）過程，出現了平流作用下的暖水東移並抑制了赤道地區Ekman上涌過程，使得赤道中東太平洋開始出現了顯著的增暖過程，當前已經接近厄爾尼諾事件的閾值。

圖1 2018年10月全球海表溫度距平（SSTA）。資料來源：JMA

而在赤道太平洋次表層剖面上，可以看到當前在日界線以東的溫躍層層面上出現了相當強烈的大範圍暖異常，其中核心區域位於日界線東側附近，溫度距平達到了+4℃以上，這對應著一次溫躍層層面顯著東傳的暖性Kelvin波過程。考慮到Kelvin波的東傳速度，赤道東太平洋的「前鋒」部分將在1-2個月後到達東邊界（南美沿岸），日界線附近主體也將緊接著東傳至此；這將使得赤道東太平洋和南美沿岸的溫躍層顯著加深並抑制當地表層之下冷水上涌過程，導致當地海表溫度將有明顯增暖。

圖2 近兩年候平均表層緯向風、SST和20℃等溫線異常演變。資料來源：TAO

但與此同時，熱帶太平洋地區大氣方面的響應並不是特別突出。雖然近期自西太平洋遠洋發展而來的WWB事件極大地促進了赤道中東太平洋地區的增暖，但以太平洋Walker環流圈狀態和熱帶地區對流活動而看，赤道太平洋日界線和東側附近仍在最近維持異常下沉支控制，也對應當地OLR正異常的對流不活躍狀態。而在低空緯向風場方面，自今年春季以來赤道中東太平洋東風異常明顯減弱，表明拉尼娜事件的大氣影響已經結束；但最近，雖然出現了顯著的WWB過程，但日界線和東側洋區並未存在定常的赤道西風異常，這同樣表明當前的熱帶定常擾動對赤道中東太平洋海表溫度增暖的響應尚不明顯。

圖3 2018年10月OLR距平（填色,單位:W/m2）和200hPa速度勢距平（等值線,單位:10^6m2/s)

圖4 2018年10月5°S-5°N區域垂直速度距平（填色）與緯圈環流異常（矢量）

圖5 近一年赤道地區（5°S-5°N）850hPa緯向風距平時間-經度剖面（填色，單位m/s)

除了考慮熱帶太平洋地區的海氣相互作用，熱帶外的外強迫因子和海洋-大氣相互作用也起到了相當關鍵的作用。注意到當前南太平洋濤動（SPO）為顯著負位相，對應當前東南太平洋中緯度地區的異常反氣旋，使得北側低緯度信風有所增強，通過平流作用和WES機制將導致東南太平洋區域SSTA偏低且秘魯寒流相對偏強，這一項將阻礙厄爾尼諾事件的發展；同時，在當前的南極海冰空間分布上，雖然當前南極海冰面積仍然是較氣候態略有偏小，但在模態上呈現出SIO負位相態勢，即羅斯海外海偏少而南極半島-德雷克海峽一帶海冰偏多，而ENSO與後者冰量關係最為密切——當前的狀態將使得南極繞極流主軸偏北，也更容易向北側南美西海岸分流，從而在動力上加強秘魯寒流。這一點將在一定程度上阻礙厄爾尼諾事件發展，並導致南美沿岸和東太平洋地區海溫增暖較弱，也將影響到厄爾尼諾事件的空間型分布。

圖6 東南太平洋地區SLP第一模態（對應SPO）與對10m風場、SST回歸(摘自You(2017))。

最後，作為獨立於海氣耦合系統外的地球動力學因子，地球自轉參數對ENSO事件也有著重要影響。注意到當前LOD處在低頻尺度的偏小狀態，地球自轉速度較先前典型厄爾尼諾事件發展期明顯偏快，這一點將傾向於大氣與海洋圈層里低緯度信風的偏強和表層異常西向洋流，也將對厄爾尼諾事件發展有一定阻礙。

綜上各因子分析，可以得出：在當前赤道太平洋溫躍層顯著的暖性K波東傳至東邊界附近，與赤道太平洋地區逐漸發展的西風異常共同作用下，未來數月赤道中東太平洋總體仍將趨向明顯增暖，在冬季發生一次厄爾尼諾事件的概率較大，但強度屬於較弱水平的概率最大，月Nino3.4指數峰值應當只有+0.8-1.0℃左右，更可能在北半球冬季（12-2月）內達到；同時，在空間型上，雖然整個赤道中東太平洋將都有所增暖，但增暖核心區仍然位於日界線東側附近，更接近中部型厄爾尼諾事件。隨後這一事件將緩慢減弱，如果沒有激發中太平洋區域顯著的海氣作用，這一事件最有可能在北半球春季（明年3-5月）即宣告結束；但如果發生上述相互作用，則Walker環流異常上升支將穩定在日界線東側，這很可能成為類似2014-15年情形，即成為一次強厄爾尼諾事件重要的「蓄勢期」。

而這樣較為顯著的厄爾尼諾事件也將對冬季氣候有著重要影響。隨著增暖中心逐漸趨向日界線東側附近的中太平洋，日界線附近將逐漸出現深對流活躍的響應，而在冬季配合對流層中高層的背景西風氣流，深對流的潛熱加熱異常激發的球面Rossby波能向熱帶外傳播，並形成顯著的遙相關型。考慮到未來潛熱加熱集中在日界線附近（相對厄爾尼諾事件平均態略偏西），且中太平洋洋區暖水區北界也明顯偏北，異常對流活動也將有所偏北，激發的類PNA波列位相也將有所西移且偏北（更接近極區），這將導致阿留申一帶異常反氣旋進一步偏強但有所東移至阿拉斯加灣一帶；同時，熱帶西太平洋轉入異常下沉控制，加之先前熱帶氣旋活動頻繁造成的SST/OHC偏低，二者共同作用下導致對流層低層異常反氣旋發展，同時在氣候態的季節變化下激發出正反饋作用，最終將使得這一異常明顯增強，對應今年秋冬季副熱帶高壓偏西偏強。

當然，也經常有說法把厄爾尼諾事件與全國大部分地區冬季偏暖聯繫在一起，這樣的機制應是起源於日界線東側異常對流活動激發的赤道外地區球面Rossby波列（PNA型），加強阿留申地區異常槽並使得東亞大槽偏東，導致全國大部分地區整個冬季平均上容易偏暖。但實際上這樣的相關係數並不算很高；同時，ENSO是影響全國冬季氣候的因子，但並非全部。

1.1.2 北太平洋模態：PDO&NPGO

PDO是傳統的北太平洋SSTA-EOF1模態，當然它的年代際變率更為人所熟知；而在20世紀90年代起，NPGO這一EOF2模態逐漸顯著，在近些年的解釋方差率甚至和PDO可以抗衡，這一轉變可能和與中緯度海區海氣相互作用造成的內部變率有關，也可能和ENSO空間型轉變下，所激發的熱帶外強迫影響的位相發生變化的影響。

圖7 1901-2000年12-2月全球海溫對PDO指數的回歸

圖8 同圖7，但為對NPGO指數回歸

2014年以來，中高緯度北太平洋SSTA的年際變率雖然仍然受熱帶外強迫（如ENSO）的調製，但顯然也出現了內部變率主導的獨立發展的特徵，最顯著的證據便是PDO從2014年初維持正位相至今年夏季（期間多次刷新同期最高），甚至通過副熱帶-熱帶間作用影響阻礙了2016-17拉尼娜事件的發展；但去年開始北太平洋暖流區SSTA顯著上升，加之阿留申地區異常反氣旋（阻塞）頻率逐漸升高，這宣告了PDO將再度逐漸轉為負位相態勢。而當前除了顯著的PDO負位相傾向外，注意到阿拉斯加灣也有顯著偏暖的同時，夏威夷北側附近洋區稍有偏冷，這與NPGO正位也相當接近，可能和日界線西側的對流加熱強迫有關。因而在近期內，可以考慮北太平洋中高緯度海溫模態為PDO負位相+NPGO正位相的疊加型，即整個北太平洋偏暖而副熱帶區域稍有偏冷。而在較長時間分析中，需要考慮熱帶外強迫的影響；考慮到熱帶太平洋地區一次弱厄爾尼諾事件發展，未來異常上升支更可能位於日界線附近，當地異常的深對流潛熱加熱的強迫將導致出現相對偏西的類PNA響應波列，這所加的大氣強迫將導致NPGO正位相態勢進一步發展。

在這樣的北太平洋中高緯度海氣狀態下，再考慮到當前白令海峽附近太平洋扇區的海冰異常融化，這將導致阿留申群島-白令海峽一帶異常反氣旋的形成，阻高的活動頻率和強度也將顯著偏強，也將對應一個相對偏西的東亞大槽和北美中西部異常槽；但對東亞地區寒潮活動而言，這樣的阻塞位置還是有所偏東；且由於極鋒急流偏北偏強，東亞大槽南擺程度也將受限。與此同時，這樣的海溫模態，也會導致北太平洋鋒區顯著偏南，不穩定瞬變擾動會集中在副熱帶急流波導區。

1.1.3 熱帶印度洋

作為季風區內的重要熱帶洋區，雖然熱帶印度洋在冬季對東亞地區的影響遠小於夏季，但仍可以通過對流活動相關的潛熱加熱異常，影響到熱帶外地區的環流。

考慮到經歷了一個相當偏強的南亞夏季風期，偏強季風通過的WES機制讓熱帶印度洋大部潛熱通量明顯上升，也使得當地海溫在夏季明顯下降；隨後海溫雖然有所回升，但熱帶太平洋方面的厄爾尼諾事件明顯發展偏慢，導致當前印太地區Walker環流異常響應和熱帶印度洋地區的海表增暖響應均不明顯，印度洋一致模態（IOBW）模態總體仍接近中性。考慮到後期更類似中部型的弱厄爾尼諾事件的發展，未來熱帶印度洋總體仍有一定增暖，但幅度有限。

圖9 近24個月IOBW指數序列。來源：國家氣候中心（NCC）

相比IOBW模態，今年熱帶印度洋偶極模（TIOD）的正位相事件更為突出，表現在熱帶東南印度洋（印尼沿岸）的海溫異常偏低與沿岸異常東南離岸風的發展的正反饋，當前已經導致了赤道印度洋低空的異常東風發展和東非沿岸附近的增暖。考慮到TIOD的季節鎖相特徵，預計TIOD正位相事件將在近期達到頂峰後緩慢下降，但它的影響仍然將貫穿整個深秋和冬季。

圖10 同圖9，但為熱帶印度洋偶極（TIOD）指數。

對冬季氣候而言，在IOBW呈現總體弱增暖和TIOD顯著正位相的態勢下，南支更容易出現阿拉伯海脊-印緬異常槽的形態，且配合厄爾尼諾事件狀態下偏強西伸的中低空西太平洋副高單體，這將有利於中東部大部降水偏多（尤其長江以南大部）。

1.1.4 大西洋

熱帶大西洋方面，類似赤道太平洋著名的厄爾尼諾狀態，赤道東大西洋冷舌區也存在信風鬆弛和海溫異常上升的狀態，稱為「大西洋Nino型」。只不過由於大西洋洋盆尺度小，整體Bjerknes反饋不如太平洋明顯，大西洋Nino型的振幅也有限；同時，這是赤道大西洋全域的SSTA同步變化，而非太平洋ENSO的緯向偶極子型。

在過去的一段時間內，熱帶大西洋東岸的西非地區出現顯著的深對流活躍與異常上升運動，導致赤道大西洋西風異常發展，赤道大西洋出現了SSTA顯著上升的局面。而它將通過橫跨中美洲地峽的Walker環流圈，促進東太平洋方面下沉支加強，在短期內對厄爾尼諾事件發展有所抑制，尤其會限制南美沿岸附近的增暖程度。

北大西洋：北大西洋三極子（NAT）是北大西洋地區重要的季節-年際尺度的海溫變率，是中高緯度海洋-大氣相互作用機制下，與大氣內北大西洋濤動（NAO）形成的海氣聯合模態。

圖11 北大西洋三極子（NAT）標準模態

自今年年初轉入NAT正位相以來，當地海氣相正反饋相互作用不斷維持，並在春季起發展成了極強的正位相事件，一度刷新了同期月均值極值紀錄；雖然當前強度有所下降，但仍然展現了較顯著的正位相狀態，表現為副熱帶海區、中緯度（尤其接近北美沿岸區域）、副極地區域的「+-+」型異常，並對應大氣狀態下的NAO總體趨向正位相，而進入秋冬季後，中高緯度海洋-大氣間的WES機制正反饋將再度顯著；同時，熱帶大西洋東岸（西非地區）的異常對流活動的潛熱加熱，也激發出向北傳播的Rossby波波列，加強了中緯度反氣旋和高緯度氣旋環流異常，使得NAT/NAO正位相狀態有了進一步發展。在這樣的情形下，海洋鋒區明顯偏北偏強，也有利於大氣鋒區斜壓性偏強，瞬變擾動將更加活躍；同時在NAO總體趨向正位相的背景下，向下游激發的低頻遙相關波列，在極鋒急流一支更傾向於北歐異常脊-中西伯利亞槽-貝加爾湖東側異常脊的態勢，而在副熱帶急流波導區更傾向於地中海東岸槽-阿拉伯海脊-偏強的印緬槽，配合偏強偏西的副熱帶高壓，這將有利於南方眾多地區降水偏多。不過，隨著厄爾尼諾事件的發展，其向北大西洋中高緯度的遙相關影響，可能使得NAO正位相狀態在冬季後期傾向有所減弱，此時北大西洋地區經向活動將有所增強並影響到下游歐亞地區環流態勢。

1.2.冰雪圈

1.2.1 北極海冰&北極濤動態勢

自今年3月中旬北極海冰創下年內極大值後（該極大值為觀測史以來歷年第二低值），春夏季早期海冰面積一直處在歷史極低值附近，但進入盛夏後，由於北極濤動長期處在正位相態勢，使極渦偏強且固守極地，導致盛夏北極海冰融化面積較小。至今年9月23日，海冰覆蓋面積達到年內極小值459.4萬km2，為觀測史以來第七低值；但值得注意的是，今年達到年內極小值的日期明顯偏晚（常年通常出現在9月中旬），且由於極地區域異常暖性反氣旋的活躍，在進入面積恢復期後海冰增長速率仍然明顯偏慢，導致當前已經低至歷史同期第三低值。

而在空間型分布上，今年海冰密集度距平的顯著的特徵是環繞極點的偶極子態勢——自波弗特海東部，經過加拿大北極群島和哈德孫灣，到格陵蘭北岸的北美片區，海冰密集度總體接近常年甚至偏大；而在另一側，自格陵蘭東岸經弗拉姆海峽，經過斯瓦爾巴群島和西伯利亞沿岸，直到白令海峽北側的太平洋扇區，海冰密集度都出現了顯著偏小，其中以喀拉海到泰梅爾半島近海，海冰密集度偏少尤為明顯。這最早的成因，是初夏以來波弗特海環流顯著偏弱，而自西伯利亞指向弗拉姆海峽的穿極漂流則有所偏強所致，這樣在動力學上，分別導致了波弗特海東部-加拿大北極群島一側海冰密集度的偏大和喀拉海-西伯利亞沿岸海冰的偏少，而作為前期重要的下墊麵條件，它影響到了當前極地大氣環流形勢，使得最近極地環流盛行Wave1型（極渦單極偏向北美一側）。這一正反饋過程強化了這一海冰空間型分布。

圖12 2018年10月北極地區海冰密集度距平。圖片來源：NSIDC

北極海冰這樣的異常分布，對極地和高緯度地區熱力場影響明顯。首先主極渦將偏向北美一側，而西伯利亞沿岸的北冰洋陸緣海將多出現異常極地反氣旋/阻塞活動，此時北亞一側副極渦將更多南下到西伯利亞北部；此外，巴倫支海-喀拉海一側的海冰偏少，同樣將使得向上感熱通量顯著增大，導致這一帶高緯阻塞和極地暖性反氣旋偏活躍且更傾向於定常狀態。

如果初步定量考慮到秋季海冰對冬季全國氣溫的影響，在1980-2017年9-10月北極海冰密集度與次年12-2月東亞地區近地表氣溫的SVD分析上（前三模態總共解釋90%以上方差），可以看到二者的第一模態分別對應青藏高原與全國其他大部分地區氣溫的負相關型，與海冰異常上新地島到太平洋扇區一致減少模態，這一聯合模態能部分解釋過去一段時間線性趨勢的；而第二模態則是全區氣溫一致模態和新地島-太平洋扇區偶極型；第三模態則是氣溫上，東亞區域的西南-東北向偶極型，聯合海冰模態上泰梅爾半島附近集中偏少型。而今年9-10月極地海冰模態更類似SVD第三模態表現型，就此結果考慮，可以認為，僅考慮今年秋季極地海冰的影響這一點，將更容易使得冬季氣溫呈現東北地區偏高，而中西部到長江以南大部偏低的格局。當然，這只是其中一項氣候因子的影響。

圖13 1980-2017年，東亞地區12-2月氣溫與前期9-10月北極地區海冰密集度的SVD分析結果

1.2.2 北半球積雪態勢

在過去一段時間的環流態勢影響下，亞歐大陸出現了西伯利亞南部、蒙古、中亞與青藏高原大部積雪偏多，而西伯利亞北部與東歐偏少的局面；且注意到上游南支態勢，印緬異常脊位將持續維持，這樣仍將有利於青藏積雪偏多（除了西部邊緣地帶）；而在烏拉爾山西側阻塞/阿留申雙阻形勢下下，遠東東地區積雪未來將轉入偏少。

圖14 2018年11月第一周，全球陸地冰雪距平。圖片來源：RUTGERS GSL

總體而看，今冬積雪強迫和大氣異常響應是接近同相；而青藏高原積雪在近期的偏多，一是導致偏強的印緬南支槽形成，此時中東部地區位於異常槽前正渦度平流區，配合偏強的西太平洋副高，導致中東部大部，尤其南方地區降水偏多，二是增強副熱帶急流，這一波導區更容易導致北大西洋異常活動中心的長波頻散傳播，也將加強印緬槽強度。但這樣的大氣響應維持較久後，青藏高原因長期處在槽後，當地積雪將逐漸在後期減少。

1.2.3 南極海冰

自2016年南極海冰覆蓋面積急劇轉入偏低狀態後，這幾年長期處在低於氣候態狀態。對於南極海冰而言，除了總體一致模態外，南極海冰濤動（SIO）是另一個重要模態，它反映了羅斯海-南極半島附近的海冰的偶極型態勢。當前顯然正處於羅斯海面積偏小-南極半島偏大的負位相狀態，結合前文的分析，這也將導致南極繞極流主軸偏北且分流較多，有利於秘魯寒流偏強與東南太平洋異常冷水發展，將在一定程度上阻礙厄爾尼諾事件發展，並使得南美沿岸和東太平洋地區增暖較弱。

圖15 同圖12，但為南極地區海冰密集度異常

圖16 南極海冰濤動（SIO）的空間模態

關於南極濤動（AAO）未來的狀況，近期可以從動力學角度大體分析——注意到南極平流層熱通量明顯偏小，對應極地與中緯度熱交換明顯偏弱和平流層位勢高度的負異常，因此可以大體推斷出AAO將在10月起逐漸轉為正位相狀態。但在長期從海氣相互作用角度考慮，隨著厄爾尼諾的發展，極地和赤道間溫度梯度將明顯增大，這樣也是有利於熱交換頻繁與不穩定波動發展，有利於冬季AAO傾向負值。

1.3.平流層

1.3.1 南極平流層態勢

在過去的極夜期，南極平流層的R波活動和渦動熱交換較往年明顯偏弱。而當前狀態上，極赤熱交換通量更是達到了較高水平，對應南極平流層位勢高度偏高和溫度偏高的狀態，導致臭氧層空洞在年際尺度上明顯偏大；而考慮到平流層信號的下傳，這樣位勢高度與溫度異常偏高的極區平流層信號會對應未來對流層層面南極濤動逐漸轉為正相位態勢。

圖17 南極平流層-對流層緯圈平均溫度的高度-時間剖面。資料來源：CPC

1.3.2 北極平流層態勢

(1)平流層總體傾向

當前北極極區平流層出現了位勢高度負異常和對應的極區冷異常，這對應的正是一個平流層AO正位相信號的下傳；而考慮到冰雪圈下墊面的影響，秋冬季AO負位相狀態的概率已經是較高，這一動力因子將在一定程度上限制住後期AO負位相的發展。

圖18 同圖17，但為北極地區形勢

(2)北極SSW態勢

SSW正是平流層爆發性增溫（Stratospheric Sudden Warming）。一般而言，SSW集中爆發於1-3月，強SSW事件很少早於12月產生，因此本文將無法展望具體SSW事件，但是可以從氣候背景角度考慮北極SSW事件趨勢。

極夜期SSW事件頻數和強度和QBO相位有關，這和中緯度行星波的經向傳遞有關；以目前形勢來看，QBO正處於東風位相衰減期，赤道地區仍有R波波阻存在，這導致中緯度行星波偏向向極傳播而有利於SSW事件形成，可以預見今年北極SSW活動將較常年偏強。再考慮到今年冬季AO偏向負值的概率高且瞬變擾動活躍，一旦出現SSW的配合，將容易引發顯著的長波調整並成為階段性重大環流轉折的引發點。

要確定今年潛在的SSW爆發區域也是較有難度的，不過考慮到R波上傳通常和穩定長波聯繫，因此結合秋冬潛在的長波分布，SSW爆發地點應當在阿拉斯加一帶概率最高，其次是格陵蘭以東到北歐一帶。

1.3.3 QBO：迷失的鐘擺

異常長的QBO西風位相期已經於2017年4月結束，當前已轉為東風位相期且峰值已過。雖然注意到平流層中上層QSO已經開始出現顯著的東風衰減甚至轉西風異常的情形，但可以肯定今年冬季仍然是處在QBO東風位相影響下。

圖19 2018年赤道地區緯向風的高度-時間剖面演變

QBO和ENSO有著較為詭異的正相關關係，兩者通過全球平均角動量（AAM）聯繫，通常前者信號的鉛直下傳通過改變GWO而影響到ENSO的轉變，而ENSO的相位異常通過改變表層洋流與低緯地區環流狀況影響到GWO。如果僅從當前的QBO相位的狀況與GWO響應程度看，這是不利於當前厄爾尼諾事件發展。

1.4 其他重要氣候因子與低頻信號概述

1.4.1 MJO/LOD

MJO（Maddan-Julian Oscillation）作為熱帶地區最重要的低頻擾動，不僅調控著熱帶地區對流活動和緯向風等要素的次季節尺度振蕩，同時對流活動的異常可激發相關波列向中高緯頻散而間接調控中高緯環流狀態。當前MJO濕區正位於2-3區且振幅稍強，對應非洲大陸到熱帶西印度洋一帶對流活躍，而海洋性大陸地區和西北太平洋區域對流顯著偏弱。當然MJO活動也受到下墊面和定常擾動的影響。雖然當前大氣方面對赤道中東太平洋增暖狀態響應不強，但隨著厄爾尼諾事件的發展，Walker環流異常上升支也將逐漸傾向日界線東側附近，可以預見隨後MJO濕區也將主要傾向日界線附近（6-7區）。而這樣的MJO態勢伴隨的深對流活動異常，將使得西北太平洋地區顯著冷卻並激發異常下沉與低空反氣旋異常；此時我國中東部則在這一異常波列中的異常反氣旋式環流西北側，處在正渦度異常上升區，配合異常偏強的印緬南支槽，將有利於我國中東部大部，尤其南方的降水異常偏多。

LOD即地球日長（Length Of Day，通常取其距平），直接反映了地球自轉速度的變率。注意到從年際-年代際角度考慮，當前LOD處在較低水平，也同樣高於先前強厄爾尼諾事件背景下的態勢秋季，對應著地球自轉速度較其他厄爾尼諾事件發展期的偏快。從這一因子考慮，當前的地球自轉因子也並不利於厄爾尼諾事件發展到較強水平，和先前認為的中弱厄爾尼諾事件預期一致。

圖20 近900日的全球日常長平均距平演變

1.4.2中高緯度西風帶長波與瞬變擾動態勢

中高緯度西風波作用通量、渦動熱通量等指標是反映西風帶內擾動——包括長波等定常擾動，和短波等瞬變擾動的重要指標。

由於對流層頂急流對短波的波阻作用，長波態勢往往可以從平流層里很方便地得出。注意到當前平流層低層渦動熱通量偏高而平流層中高層偏低，這直接反映了當前長波渦動熱通量主要由波長相對較短的部分貢獻；當然，這也表明平流層中高層的波活動較弱，以緯向對稱和類似AO強正位相的特點為主。同時注意到當前超長波擾動在波通量中分量很低，表明未來一段時間仍沒有長期穩定的駐波存在，波長短的瞬變擾動仍將是主要角色。最後，考慮到中高緯低頻振蕩的准45-60d周期，下一個經向環流盛行期大體將在11月底-12月初展開。

圖21 10hPa層面45°N-75°N超長波分量（Wave1-3）熱通量時間序列

而在對流層內瞬變擾動方面，由於前文提及今年秋冬季很可能向NAO/NAT正位相發展，該情形下海洋與大氣鋒區都將偏北偏強，且盛行緯向環流。此時，氣候態下作為頻散源的北大西洋地區波作用通量活躍程度將偏高且路徑趨向偏北，但大多為活躍的短波活動，就季節平均而言，對下游的長波頻散較弱；但在較強海洋與大氣鋒區下，如果上游有顯著頻散支持，可能在適當的條件下，這些瞬變擾動將急劇不穩定發展（即類似炸彈氣旋），其向下游的頻散和長波調整將相當劇烈。而在北太平洋方面，在PDO略接近負位相且NPGO傾向顯著正位相的態勢下，40°N以北的北太平洋暖流與阿拉斯加灣區域都將有顯著SSTA正異常，而在南側則有所偏冷，這對應著北太平洋鋒區明顯偏南，主要造成對北美中緯度地區的頻散作用；而高緯度地區則為穩定的強阿留申長波脊/阻塞活動，這可能將成為一個重要的長波頻散源，值得注意。

1.4.3 太陽活動：新周期的開始

當前太陽活動已經遠離24周期峰值許久，已處在准11a周期的谷值期。根據今年8月底的報道，太陽活動區AR2720出現了一個磁場極性和先前幾年相反的黑子，這表明了太陽活動的25周期正式開始。當然，如同先前周期一樣，這一新周期開端是從活動極小附近開始，且這樣的極小仍將維持2年左右。

24周期已經是近百年來太陽活動最小峰值，但是格萊斯堡周期極小還是「大BOSS」蒙德爾極小期再現，當前尚有爭議，當然考慮到本文針對的問題，本文不討論其背後機制和其年代際全球均溫影響，僅從年際角度考慮這個問題。

通常而言，太陽活動的影響對地面滯後約2-3年為主，以地表溫度與太陽活動作為變數，可以看到太陽活動與ENSO/PDO出現了類似正相關的狀況。考慮到當前已經相當遠離24周期峰值，其滯後影響已經結束，此時該因子對地球氣候系統的影響——類似PDO暖事件的模態影響將不太明顯；當然也要注意到，太陽活動對短期氣候的影響是相當間接且影響幅度很小的一個因子。

圖22 標準化太陽活動指數(10.7cm射電波通量)超前18個月對冬季氣溫回歸

2 2018-2019秋冬季氣候總體展望

2.1 深秋-前冬展望（11-12月）

極地環流：短期內從動力學因子方面考慮，極赤渦動熱通量逐漸回落，極地渦旋逐漸增強且固守極地，短期AO略偏向正值，極渦多呈現單極型狀態，且由於下墊面海冰分布，多傾向北美一側；但從中長期看，考慮到北極平流層低層信號的下傳與中高緯度准45d的低頻振蕩，北極濤動在中長期轉向負值的概率將很高，並分裂成多極型。結合當前海冰密集度分布與高緯度地區超長波影響（東歐地區長期阻塞），極渦分裂成偶極偏向格陵蘭附近、西伯利亞北部的概率更高。

中高緯度方面，在短期內，由前文提到過北半球中緯度渦動熱通量在近期開始逐漸下降，可知中緯度區域緯向環流將很快展開，同時AAM的上升對應中緯度西風角動量向北輸送，此時經向活動將明顯減弱而多短波槽脊活動，長波活動對應的強冷空氣活動有所偏弱；而西風急流偏北偏強的同時，在急流北側的短波活躍。而在中長期，隨著AO的轉負和極渦轉變為多極型分散，中高緯度極赤熱交換重新開始活躍，經向活動將重新展開。與此同時，長波與超長波將逐漸佔據未來R波通量的主導，以目前態勢來看，以Wave3分量為主，以烏拉爾山西側、阿留申群島和北美大陸異常脊位三足鼎立的可能性更大。如果從中高緯度SSTA在大氣的外強迫影響的准正壓性結構，對應的長波態勢應當為阿留申異常脊-阿拉斯加槽位-北美大陸脊位-格陵蘭以南異常氣旋（低渦偏強）-北歐/烏拉爾山西側脊位-西西伯利亞/巴爾喀什湖槽位，和大氣內部動力信號接近。

關於副熱帶和熱帶區域，赤道中東太平洋將在這一階段里繼續增暖，但短期內大氣響應（尤其深對流活動）仍不明顯，此時MJO濕區仍主要維持在2-3區，即非洲大陸和熱帶西印度洋地區，而海洋大陸周邊和菲律賓以東洋面將繼續維持對流的異常偏弱，這一冷卻效應將導致15°N-20°N一帶西北太平洋異常反氣旋的發展，有利於副熱帶高壓偏強偏西；而與此同時，由於西太平洋地區對流偏弱，中東部地區有一個次級環流上升區控制，這也將有利於中東部其他地區降水偏多。此外，NAO/NAT長期處在較強正位相下，在沿著副熱帶急流波導存在有自北大西洋頻散源向歐亞地區傳播的頻散波列，在印緬地區為一異常槽；此外，青藏高原積雪將在冬季前期明顯偏多，二者將分別從動力上與熱力上顯著增強定常的印緬南支槽。在二者配合下，中東部大部降水將明顯偏多，尤其以長江以南地區更為顯著；當然由於處在副高北緣控制，華南地區降水偏多不會顯著。

11-12月特徵概括：

1.氣溫態勢：論整體狀況，由於巴爾喀什湖附近長波槽-貝加爾湖東側異常脊的發展，與南支的偏強印緬槽過程，將出現西北地區西部（新疆一帶）、青藏高原大部偏冷，東北、華北和華南沿海將偏暖，其中東北和華北北部偏暖最明顯；而上述地區以外，則以略偏暖或接近常年為主。具體而言，這一階段亞洲中高緯度以緯向活動為主，北方總體冷空氣活動頻次較少，且東北地區受異常脊控制，因而華北和東北氣將有所偏暖，且東北地區偏暖更為明顯但受到巴爾喀什湖異常槽影響的新疆則容易受到較強冷空氣持續影響；而南方眾多地區則因處在南支印緬異常槽前和偏強的西太平洋副高影響，降水將顯著偏多，最高氣溫將明顯偏低，但夜間氣溫相對偏高，總體呈現接近常年狀態；但華南沿海因為處在偏強副高的北緣控制，降水相對較少且氣溫也將有所偏高。此外，由於存在一定的長波調整期，冷空氣頻數雖然較少，但強冷空氣影響並未明顯偏少，可能出現階段性氣溫偏低狀態。此外，在全球氣候變化的背景下，中國秋冬季已經出現顯著增暖趨勢，在這一背景的疊加下，上述偏暖區域偏暖幅度可能更加明顯，而偏冷程度則相應有所較弱。

2.降水態勢：論總體狀況，本階段全國除華北大部分地區降水接近常年以外，其餘大部分地區都將為降水偏多狀態，其中以黃淮向南至江南南部地區降水偏多最為明顯。地區都將強降水將很明顯分為兩個階段：9月底-10月前半月的緯向環流期，西風急流平直偏北，副高受此影響和熱帶地區的遙相關作用而偏北偏強，華西秋雨也將明顯偏強，以雲南-川盆一線最為明顯，並將擴展至西北地區東部和黃淮-江淮等地；而東南沿海地區受活躍的颱風活動和其北側倒槽影響，降水也將明顯偏多；西北地區北部、東北兩地區北部多短波槽脊活動，也多氣旋降水。在此情況看，除華北地區降水略偏少外，全國其他地方在此期間降水都將正常到偏多（上述提到的重點地區偏多）。而在10月後半月起，MJO將有所東傳，對流異常活躍區將轉移到菲律賓以東的西北太平洋地區，而中東部大部和這一區域降水呈現明顯負相關關係，此外副高主體也逐漸轉為偏北偏東狀態，可以推斷出中東部大部至此降水將轉為偏少。但與此同時，中南半島可能有副高單體發展，西南地區陰雨仍將階段性維持；此外，西北地區北部和東北地區受活躍的北支西風經向活動影響，可能有氣旋帶來的較明顯降水，上述地區降水將接近常年或略偏多。

2.2 後冬展望（2019年1-2月）

後冬趨勢展望已經屬於季節尺度的展望。季節尺度展望主要基於行星尺度系統的演變和季節尺度內氣候因子和低頻信號的推斷，雖然只能得出平均狀態且準確率有限，但仍是具有一定可預報性的。

在極地方面，北極海冰異常偏少的熱力場影響將在冬季得到明顯體現，考慮到今年極地核心區海冰密集度顯著偏低，北極地區總體將出現明顯的位勢正異常且AO更容易偏負，同時極地渦旋容易演變成偶極型狀態，主極渦偏向北美-格陵蘭一側，而北亞一側因西伯利亞北部沿岸阻塞/極地高壓傾向活躍，副極渦更容易南下至西伯利亞北部；同時，考慮到海冰影響的滯後期，這一影響在冬季後期更為明顯。

中高緯度方面，AO偏向負位相狀態決定了後冬北半球將傾向經向活動有所活躍。而在具體區域方面，考慮到PDO略傾向負值和NPGO正位相下北太平洋全境有顯著異常暖水，這對應阿留申地區將持續一個異常強烈阻塞活動，並將成為一大重要的頻散源；但由於厄爾尼諾事件對應的日界線對流潛熱異常激發的波列，屆時阻塞將有所東移。此外，NAT/NAO正位相狀態也因為厄爾尼諾事件發展對熱帶外北大西洋地區遙相關影響，有所減弱。考慮北半球中高緯度這兩大洋區的狀態，可以推測亞太地區將呈現烏拉爾山西側異常脊-中西伯利亞異常槽-貝加爾湖東側脊和略偏東阿留申阻塞阻塞，這樣的態勢下對應我國仍然是西槽東脊狀態但稍有偏東，西北地區大部仍將受到頻繁的冷空氣影響，而華北和東北則在異常脊控制下地有所偏暖，以異常脊直接控制的東北地區最為明顯。如果從海冰的影響方面，考慮到巴倫支海-喀拉海和太平洋扇區冰密集度異常偏低，這將對應北歐阻塞活躍，這與從SSTA角度的推斷接近。而同時，NAT/NAO正位相狀態雖然有所減弱但仍將維持，使得上游北大西洋地區仍然以活躍的瞬變擾動為主，下游歐亞地區長波較為穩定；但同時瞬邊擾動因較強鋒區容易出現不穩定發展，此時一旦出現這種情況則長波調整將相當劇烈。而此時如果配合SSW事件，形勢將更為複雜。

而在低緯度地區，此時弱厄爾尼諾事件將進一步發展，而低緯度大氣也將逐漸響應這一狀態，表現為Walker異常上升支將逐漸東移至日界線附近，此時日界線附近的異常對流也將激發出向赤道外傳播的球面Rossby波列，但相比於東部型厄爾尼諾事件，這一波列有所偏西偏北，此時阿留申阻塞也將有所東移接近阿拉斯加灣；同時，西太平洋暖池將出現異常下沉控制，對流活動顯著減弱。這樣的潛熱異常將激發出低緯度西北太平洋異常反氣旋式環流，使得西太平洋副高偏西偏強，同時仍然有利於太平洋水汽輸送向我國。不過，隨著前期印緬槽持續穩定，槽後青藏高原中西降雪將顯著偏少而逐漸轉為偏暖，此時印緬槽將有所東移，青藏高原東部和西南部分地區（如雲南大部）可能在此階段轉為降水偏少，但槽前的中東部大部仍然將出現降水偏多的格局，包括南方大部直接受異常反氣旋西北側水汽輸送和穩定的南支長波槽前區域，和頻散波列下中緯度東風迴流增強對北方降水的支持，以及頻繁的短波活動與偏高的日本海海溫下，東北地區降雪的偏多。

後冬形勢總結：

1.氣溫態勢，後冬總體而言和前冬差異不大，具體將出現西北地區大部有所偏冷，東北、青藏高原西部、雲貴高原西部、華北地區偏暖，其中東北和華北北部偏暖最明顯；而上述地區以外，則以略偏暖或接近常年為主。具體而言，這一階段隨著AO轉為負值，經向程度稍有增大，冷空氣頻數稍有增多但仍接近常年同期，此時冷暖起伏相對明顯；而由於偏強的中西伯利亞-巴爾喀什湖槽，此時冷空氣仍然以西北路為主，西北地區大部仍然將有所偏冷，此外對中南部地區也有一定影響；而華北和東北大部則在異常脊控制下，相對偏暖。而對於南方大部分地區而言，由於在較為穩定的南支槽前長期控制，陰雨天氣將偏多，此時氣溫將總體接近常年，其中白天氣溫顯著偏低而夜間氣溫有所偏高；雖然副高仍然偏西偏強，但隨著副高氣候態上的季節性南撤，華南地區也將進入副高北側異常降雨帶，此時華南降水也將顯著偏多，氣溫也將一改先前偏暖格局而轉入接近常年。

2.降水方面，考慮到厄爾尼諾事件逐漸發展下，熱帶西太平洋對流將異常偏弱，副高偏西偏強且有利於水汽輸送向我國；且此時全國呈現西槽東脊態勢，大部分地區降水仍然偏多，以長江以南地區最為明顯。但此時由於槽位有所東移，青藏高原大部和西南部分地區降水將轉為偏少態勢。

值得注意的是，當前處在QBO東風位相下，這導致北極地區冬季平流層爆髮型增溫事件傾向偏多。如果遇到SSW事件，則將改變一個階段（一般時間為半個月到一個月）的環流態勢，這也是冬季展望的最顯著不確定因子所在。

2.3 部分Q&A

Q1：冷空氣活動趨勢如何？全國總體會是什麼樣的冬季？

A1：按先前分析，今冬特徵可以概括為：總體氣溫略為偏暖為主，但季節平均上不一定能達到暖冬標準；其中西部相對偏冷，華北和東北明顯偏暖，其他地區接近常年或略偏暖。降水方面，總體降水將有所偏多，尤其以江南地區更為顯著。

至於冷空氣方面，冷空氣活動總體頻數較低，其中前期頻數低而後期稍有上升，但是強度總體並不會很弱；路徑上以西北路為主，總體路徑偏西，主要對西北地區、黃河以南的中南地區等地影響相對明顯。

Q2：這個冬季會出現大範圍持續性低溫雨雪過程么？

A2：就當前情況而看，這個冬季南支態勢傾向印緬槽偏強，以及北支傾向有中西伯利亞延伸到中亞地區的長波槽，這使得全國總體呈現西槽東脊態勢，且西太平洋副高偏強下也有利於水汽輸送向中東部地區，是容易導致中東部出現大範圍降水過程。但由於總體冷空氣活動較弱，缺乏穩定的冷平流活動下很難出現大範圍降雪低溫冰凍過程。但考慮到北支不穩定瞬變擾動較為活躍，此時如果出現其引發的長波調整帶來的冷空氣活躍期，在特定時段出現短期過程性的大範圍雨雪概率仍然很高。

Q3：這個冬季霧霾是否依然嚴重？

A3: 作為氣候分析，這裡只能分析總體的污染物擴散條件。根據前面的冷空氣活動分析，在冬季，冷空氣活動頻數較少，且路徑總體以西北路為主，那麼這個冬季東部地區污染物擴散條件也將相對較差（尤其東北地區），而中西部地區則相對較好。

當然，對大氣污染的治理絕非一日之功，更需要注意從根本上改變能源結構等措施。

註：（1）本文作者系新浪微博@風雲夢遠，已獲得原作者授權。本文僅為個人分析，僅供學習交流與參考，不具備法律效力。如需要諮詢更詳細的氣候趨勢，請聯繫國家氣候中心或各地氣象局。（2）本文未說明條件下，季節均指北半球季節。

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