澳洲分析：为何澳洲东部的降雨洪涝会无休无止？

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任何时候，地球的大气层都只能容纳约一周的雨水。但是，降雨和洪水已连续几周在澳大利亚东部地区造成破坏，而且天气预报说还会出现大规模降雨。那么，这些水是从哪里而来的呢？

周二，这把颜色鲜艳的雨伞让笼罩在蒙蒙雨色中的悉尼中央商务区内出现了一缕亮色。

我们最近研究了促使澳大利亚东部地区降雨的物理过程。通过追踪水份从海洋到陆地的循环过程，我们准确找到了三大洋是如何将水汽输送到大气中，共同作用，产生降水的这一过程。这一过程导致的降雨类似于我们现在遭遇的暴雨天气。

这样的研究很重要。因为更好地了解水在大气层中循环的过程至关重要，这可以帮助人们更加准确地预测恶劣天气，也可以帮助社区为此而做好准备。

在气候变化的大趋势下，这项研究的任务变得更加紧迫，因为暴雨和其他极端天气预计将变得更加频繁，危害性也更大。

导致降雨的几大因素

算上降雨量最多的去年11月，几个月来澳大利亚东部地区的一直都降雨不断。

而在今年二月，大雨降在已经水量饱和的集水区内。事实上，澳大利亚部分地区的降水是每年同期预计降雨量的三倍以上 。

那么，到底发生了什么？

在澳大利亚出现降雨的过程中，有一些重要因素，也就是所谓的气候振荡（climate oscillations）都在发挥作用。这些因素的正式名称如下：

• 厄尔尼诺-南方振荡（El Niño-Southern Oscillation，ENSO）现象。这一气候周期包括厄尔尼诺现象与其相反的拉尼娜现象（La Niña）。厄尔尼诺-南方振荡涉及整个热带太平洋地区的温度变化，影响世界各地的天气形态 

• 南半球环状模（Southern Annular Mode，SAM）：强烈的西向气流在南大洋上空由北向南移动

• 印度洋偶极（Indian Ocean Dipole ，IOD）：整个热带印度洋的海洋温度和气流发生的变化

就像影视剧中主人公的情绪波动一样，每种气候模式都有积极、消极及平和的阶段。每一种气候模式都以不同方式影响着澳大利亚的天气。

厄尔尼诺现象的反相，即拉尼娜现象给澳大利亚东部带来更加潮湿的多雨气候条件。印度洋偶极现象的反相以及南半球环状模现象的正相也会带来更多的雨水。

追溯过去

我们研究了让澳大利亚东部地区降雨的水汽在以上这些气候驱动因素在潮湿和干燥阶段时发生的变化。

我们利用复杂的模型来追踪水汽的变化：从水汽以雨水形态降下开始研究，一直到水汽通过大气层回到其蒸发地为止。

我们对1979年至2013年期间潮湿的冬春季里的每一天都做了研究。 

这是一项更广泛研究项目的部分内容。此项研究的内容包括澳大利亚的雨水来自何处，以及在干旱和暴雨期间水分来源的变化。

我们发现降在澳大利亚东部的大部分雨水来自于附近海洋蒸发的水汽。通常情况下，澳大利亚东部的雨水来自珊瑚海（ Coral Sea）和塔斯曼海(Tasman Sea)。在下图中，涂上了浓蓝色的就是为澳东地区带去雨水的海洋地区。 

图中蓝色区域表示为澳大利亚东部地区带去降雨的水分来自何处。(Supplied: Holgate et al )

但有意思的是，有些水汽来自遥远的南冰洋（Southern Ocean）和印度洋（Indian ocean），有些则来自附近的陆地区域，比如森林、裸露的土壤、湖泊及河流。

这些自然现象能够改变大气中固有的水汽供应状况，造成干旱或洪涝。

我们的研究表明，在所有可能的气候振荡组合中，拉尼娜现象与正相的南半球环状模同时出现会对澳大利亚东部的降雨影响最大。

现在发生的就是以上两种现象共同发挥作用的结果。

发生拉尼娜现象期间，更多的水汽从海洋进入陆地上空的大气层中，而水汽进入大气层时更容易转化为降雨。

发生正相南半球环状模现象期间，通常的西向气流向南移动，使充满水汽的气流从东部吹入澳大利亚东部地区。

我们的研究聚焦冬、春季的降水变化。然而，我们预计目前看到的这种降雨量也是以上两种气候振荡共同影响的结果。

印度洋偶极现象在每年的这个时候并不活跃。但去年春天，这种现象略微处于反相阶段，往往会带来比正常情况下更加潮湿的气象情况。

今后的洪涝灾害会如何发展？

在气候变化大趋势下，预计极端的拉尼娜和厄尔尼诺现象，以及像造成当前洪灾 的气象系统都会向着更为糟糕的方向发展。因此，减少温室气体排放至关重要。

目前发生的拉尼娜现象已经度过了巅峰，预测将在今年秋季消失。但由于集水区水满为患，我们仍然需要对极端天气保持警惕。

目前的破坏性洪涝是个引人深思的教训，这也关系到未来的发展。现在的洪灾表明我们迫切需要了解，并预测极端天气，让社区能够为灾害的到来做好准备工作。

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