降雨维持多年拉尼娜

长期拉尼娜为何与日常生活息息相关

拉尼娜以重塑全球天气而闻名——给一些地区带来干旱，另一些地区则遭遇洪涝，扰乱农业、供水和渔业。近几十年间，拉尼娜不仅更频繁出现，也更倾向于连续两年甚至三年持续。本研究提出了一个看似简单但具有重大现实意义的问题：热带太平洋的降雨如何通过缓慢改变海表水的盐度，帮助把大气—海洋系统锁定在这些长期的偏冷相位中？

顽固的偏冷年份之谜

科学家早已了解到，厄尔尼诺和拉尼娜源于热带太平洋风场、海温和大尺度洋流之间的相互作用。经典理论能解释为何一次强厄尔尼诺之后会出现一次拉尼娜，但难以说明连续两年或三年接连出现的拉尼娜。自1980年以来的观测显示，这类多年事件变得更常见，预计在本世纪将进一步增加。新研究聚焦于一个较慢、常被忽视的要素——混合层盐度（海洋上层数十米的盐度），它既对降雨有响应，也受洋流搬运影响。

降雨减少如何使海表更咸

利用若干全球数据集和六次观测良好的多年拉尼娜事件，作者发现中—西赤道太平洋的降雨与海表盐度之间存在紧密联系。当拉尼娜使中东太平洋变冷时，降雨从中盆地转移，留下一个比平常更少降雨的广阔区域。通常，热带强降水会使该处海表变淡。在多年拉尼娜期间，这层淡水盖变薄：降雨减少意味着淡水输入减少，海表层逐渐变得更咸、更密。第一年，海洋动力学——西向洋流和由增强的信风驱动的更深混合——启动了这一增盐过程。第二年，持续的降雨不足成为主导驱动，维持并放大了这一咸斑。

从咸表层到更深混合及更广泛的降温

为什么更咸的海表会维持拉尼娜？更密、更咸的水不易漂浮在下方较冷的水之上。该研究的模型实验表明，随着西—中太平洋盐度积累，表层与下层之间的密度差减弱，使上层海洋更容易被搅动。混合层加深、垂直混合增强，将下层冷水带上来并把热量向下输送。这降低了通常隔离表层与深层的热“分层”，使冷信号得以生长并持久存在。作者发现，这一由盐度驱动的混合有助于冷却西部和中部太平洋，而这种降温沿赤道向东传播，强化了整个盆地的拉尼娜格局。

快速波动、缓慢环流与反馈回路

模型揭示了海洋对降雨减少反应的两个不同阶段。数月内，西部更密且更深的混合层产生内部波（赤道开尔文波），将冷信号沿表层之下向东输送，随后在东太平洋表层迅速显现为较冷的海水。经过一到两年，较慢的调整占主导：改变的盐度格局影响海平面和流场，增强了西向表流和冷水的上升。快速与缓慢的响应共同形成一个正反馈：降雨减少使表层更咸，盐度增加使混合更强、洋流更有利于降温，进而有助于将拉尼娜维持到第二年乃至第三年。

这对预报和未来意味着什么

通过比较采用真实降雨、恒定降雨和人为加剧的降雨赤字的实验，作者估算降雨驱动的盐度变化可在首个冬季将拉尼娜强度提升约14%，在第二年提升约32%。换言之，降雨（或其缺乏）不仅对拉尼娜作出反应——它还主动帮助维持拉尼娜。这一降雨—盐度反馈为为何近期拉尼娜持续时间较长提供了一个缺失的拼图碎片，并强调了气候模型若要准确预测这些事件及其对干旱、洪涝与水资源的影响，必须良好地再现这一过程。随着气候变暖和降雨格局变化，理解海洋盐度如何形塑多年拉尼娜事件对预判全球不断演变的气候风险至关重要。

引用: Tian, F., Zhang, RH., Liu, C. et al. Rainfall sustains multiyear La Niña. Nat Commun 17, 1744 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68451-y

关键词: 拉尼娜, 热带太平洋, 降雨, 海洋盐度, ENSO