|
一、 厄尔尼诺&拉尼娜现象的形成原因 19世纪初，在南美洲的厄瓜多尔和秘鲁等国的渔民们发现，每隔几年，从10月至第二年的3月便会出现一股沿海岸南移的暖流，使表层海水温度明显升高。南美洲的太平洋东岸本来盛行的是秘鲁寒流，随着寒流移动的鱼群使秘鲁渔场成为世界四大渔场之一，但这股暖流一出现，使得性喜冷水的鱼类大量死亡。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后，渔民将其称为“El Nino”，即上帝之子——圣婴。 对于厄尔尼诺产生的原因，多数科学家认为，东南信风减弱可能是引起厄尔尼诺的主要因素。 学过高中地理，我们都知道，地球不同维度地区单位面积接受的太阳热量辐射不同。赤道地区终年受热，温度高，空气膨胀上升，到高空向外扩散，导致气柱质量减少，低空形成低压带，称为赤道低压带。极低地区与之相反，气温低、空气冷却下沉，积聚在低空，形成极低高压带。从赤道上空流向两级地区的气流在地球偏转的作用下，流向趋于纬线方向，阻滞来自赤道上空的气流向高纬度流动，空气质量增加，形成高压带，称为副热带高压带。副热带高压带和极地高压带之间形成一个相对低压带，称为副极地低压带。因此，形成了全球7个低空纬线方向的气压带（图1）。 图1：全球风带模式图 由于存在气压差，副热带高压带辐散的一部分气流流向赤道，加上受到地球偏转力的作用，就形成了信风带。北半球形成东北信风，南半球形成东南信风。 由于地球上实际存在的风带，加上重力、温度等因素，形成了地球表面的洋流体系。正常状况下，北半球赤道附近吹东北信风，南半球赤道附近吹东南信风。信风带动海水自东向西流动，分别形成北赤道暖流和南赤道暖流。由于信风将赤道表面较温暖的海水，从太平洋东部吹向西部，从而导致太平洋西部温度高于东部（图2）。 同理，南北半球的西风带形成了日本暖流、北太平洋暖流及东澳大利亚暖流、西风漂流（图3）。 图2：全球海洋温度分布 下图可知，南太平洋亚热带环流，有南赤道暖流、南流的东澳大利亚暖流及南美海岸北上的秘鲁寒流组成。因秘鲁沿岸温暖海水被吹走，导致与秘鲁寒流边部联结的大量上涌海水为浮游植物提供了足够的营养物质，从而形成世界著名的秘鲁渔场。 图3：全球主要洋流 但有时东南信风减弱，导致赤道逆流南下，南赤道暖流力量减弱，就会令热带暖水淹没了较冷的秘鲁洋流，上涌的海水与沿海的冷水消失，导致秘鲁渔场大量海洋生物死亡。北太平洋亚热带环流，因东北信风的减弱，同样会发生暖流东移的现象。 厄尔尼诺具有区域性强，能量变化大，活动频繁，有规律但无周期等特点。他的发生、发展、消亡及再现，通常有一个3-7年的非严格周期循环。但是20年代90年代后，这种现象越来越频繁，周期也越来越长。关于厄尔尼诺的起因也众说纷坛。 信风减弱是直接表现之一，厄尔尼诺事件的发生也与地球自转速度变化有关，自二十世纪50年代以来，地球自转速度破坏了过去10年尺度的平均加速度分布，一反常态呈4～5年的波动变化，一些较强的厄尔尼诺年，发生在地球自转速度发生重大转折年里，特别是自转变慢的年份。地转速率短期变化与赤道东太平洋海温变化呈反相关，即地转速率短期加速时，赤道东太平洋海温降低；反之，地转速率短期减慢时，赤道东太平洋海温升高。 当地球自转减速时，“刹车效应”使赤道带大气和海水获得一个向东惯性，赤道洋流和信风减弱，西太平洋暖水向东流动，东太平洋冷水上翻受阻。暖水堆积从而发生东太平洋东中部地区海水增温、海面抬高的厄尔尼诺现象。 此外，大气季节性震荡、火山爆发、全球变暖、东亚寒潮异常甚至日食频率等，也会导致厄尔尼诺。 拉尼娜（La Nina）是指赤道太平洋东部和中部地区海面温度持续异常偏冷的现象。与厄尔尼诺现象相反，拉尼娜也被称为“反厄尔尼诺”或“冷事件”，一般伴随着厄尔尼诺减弱而出现，通常出现在厄尔尼诺现象的第二年，至少持续 2 至 4 个月，有时甚至持续两三年。 二、 厄尔尼诺&拉尼娜现象对全球气候的影响 厄尔尼诺及拉尼娜不仅表现为洋流强弱及走向的改变，更因洋流表面的温度变化等因素对全球气候产生巨大的影响。太平洋上空沃克环流的强弱变化，是导致太平洋两岸地区气候变化的重要原因。也是判断厄尔尼诺及拉尼娜现象发生的重要依据。 一般认为“沃克环流”现象最早是由英国气象学家吉尔伯特·沃克爵士(Sir Gilbert Thomas Walker)于20世纪20年代发现的。 正常情况下，由于信风的存在，太平洋东部温度高于西部。温度的不同，导致太平洋东西部气压不同。 在西太平洋，空气温暖而潮湿，盛行上升气流，成为对流活动极为旺盛的地区，也是太平洋降水最为丰富的地区。东太平洋为冷水域，冷水使其上方的空气变冷、密度增大。这一带洋面上盛行下沉气流，多晴朗少云天气。 故太平洋东部低空大气层气压高，而西部气压低。由于空气遵循从高压区流向低压区规律，在太平洋低空，空气自东向西流动。从东边来的空气流到西太平洋，补偿了因上升而流失的空气。太平洋高空的气流流向则与低层相反。这样，就在赤道地区形成了一个闭合的环流圈。这个在低纬度太平洋上空形成东西向流动的大气环流就是沃克环流。 图4：正常情况下的沃克环流与洋流 沃克环流的增强和减弱。一般有两种说法：一是自然因素。赤道信风、地球自转、地热运动等都可能与其有关。二是人为因素。即人类活动加剧气候变暖。这与洋流变化的影响因素几乎相同。 大约每隔3至7年沃克环流便会减弱一次，也就出现厄尔尼诺，活动期通常延续一年以上，其间还间隔的出现沃克环流增强的现象，也就是拉尼娜。 若发生厄尔尼诺，由于信风减弱，太平洋表面暖流东移，中、东太平洋气压随着海温的上升而下降（高压减弱、气压降低），西太平洋气压随着海温的下降而上升（低压减弱、气压升高）。太平洋两侧气压差值变小，会导致赤道东风减弱和向东撤退，从而令沃克环流被削弱。 随着西太平洋暖水区向东移动，沃克环流的上升支和下沉支的位置也发生偏移，对流活动的中心移至中太平洋上空。导致中、东太平洋上升气流大大加强，降水显著增加；而西太平洋上升气流明显减弱，变成少雨区，形成大范围干旱。 图5：厄尔尼诺期间的沃克环流与洋流 反之，当拉尼娜发生，信风加强，太平洋暖流过度西移，导致东太平洋下层冷海水上翻增强，洋面异常低温。东太平洋会变得更冷，赤道西太平洋海温可能会进一步升高，东西太平洋气压差也进一步增大，沃克环流会比正常情况更强。从而西太平洋雨水更多，而东太平洋则更加少雨。 图6：厄尔尼诺对全球主要地区气候影响 根据洋流变化，通常厄尔尼诺发生年份，美国西南部潮湿多雨，加拿大西南及美国东部暖冬。南美洲西岸容易出现大规模降雨，但巴西东北部及中美洲容易出现干旱。澳洲东部和东南亚地区出现干旱少雨。非洲南部出现干旱少雨、东非多雨。东亚地区容易出现暖冬（图6）。 当拉尼娜发生时，美国西南部和南美洲西岸异常干燥，澳洲和东南亚地区降水过多，非洲西岸及东南岸、日本和朝鲜半岛异常寒冷。对我国气候影响之一就是冬季容易偏冷（图7）。 图7：拉尼娜对全球主要地区气候影响
拉尼娜消失（一般是拉尼娜年的次年）也会引发气候异常，中高纬地区可能出现寒冬，汛期出现洪涝；全球气温偏低，甚至比拉尼娜年低。 三、 厄尔尼诺&拉尼娜现象的常见衡量指标 判断厄尔尼诺现象的主要条件有气压变化、风向变化、海温变化、海平面高度变化、环太平洋地震火山活动、南极半岛海冰异常减少、多次日食发生在两极和旱涝反常等。我们常见的指标通常用于衡量太平洋表面的温度及气压变化。由于厄尔尼诺通常也与南方涛动(沃克环流导致)现象一起出现，故也被称为ENSO现象。 1.NINO3.4指数 NINO3.4指数是基于海面温度的几个厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）指标之一。NINO3.4衡量5°N到5°S、170°W到120°W的区域内的平均海面温度异常变化。如果NINO3.4指数连续5个月运行平均值超过+ 0.4°C，就是厄尔尼诺现象。连续6个月超过-0.4°C，则是拉尼娜现象。 图8：nino3.4区位
图9：nino3.4指数历史走势
图10:2018年的nino3.4指数
上表可知，2018年10月至今，nino3.4指数连续三个月月度平均值在0.4℃以上。世界气象组织（WMO）发布《全球季节性气候最新信息》和《厄尔尼诺最新情况》称，今年12月到明年2月，发生厄尔尼诺现象的可能性为75%至80%，预计不会发生强厄尔尼诺事件。 2.南方涛动指数（SOI） 测量太平洋塔希提岛和澳大利亚达尔文之间每月气压差别的涨落情况，叫作“南方涛动指数”或“南方振荡指数”（SOI）。 图11：SOI区域 红色线代表月涨落情况，蓝色代表年度平均涨落情况。如果是负值高峰表示太平洋信风强度减弱，太平洋中部和东部变暖，澳大利亚北部降雨减少，发生厄尔尼诺现象。正值高峰则表示信风增强，澳大利亚北部海域温度增高，比往常更潮湿，发生拉尼娜现象。 图12：南方涛动指数历史走势
四、 厄尔尼诺及拉尼娜现象的历史记录 自1949年有记录以来，厄尔尼诺发生在1951年春-1951/52年冬，1953年春-秋，1957年春-1958年春，1963年夏-1963/64年冬,1965年春-1965/66年冬，1968年秋-1969/70年冬，1972年春-1973年春，1976年夏-1977年春，1982年春-1983年夏，1986年秋-1987/88年冬，1991年春-1992年夏，1997年春-1998年春，2002年夏-2002/03年冬，2009年夏-2010年春，2014年秋-2016年春。 图13：历史上出现的厄尔尼诺现象（根据nino3.4指数）
近 50 年来，拉尼娜共发生 8 次，分别为 1964-1966 年、1973-1974 年、1984-1985 年、 1988-1989 年、1995-1996 年、1998-2001 年、2007-2008 年、2010-2012 年、2016年、2017-2018年。 图14：历史上出现的拉尼娜现象（根据nino3.4指数）
五、 厄尔尼诺及拉尼娜现象对全球主要农作物的影响 上文可知，厄尔尼诺及拉尼娜现象对全球洋流、气候的影响涉及面积大。且强度越大，其对气候的影响也越大。作为对天气最为敏感的农业，其对国际农产品的产量有着显著的影响，也决定着国际农产品价格的大周期性行情。 （一）厄尔尼诺现象对全球农作物产量的影响 1、对国际大豆的影响。厄尔尼诺通常导致太平洋西岸国家潮湿多雨，国际大豆产地集中在美洲沿岸，因此利于大豆增产。全球的大豆产量增速通常会与厄尔尼诺强度共振，强度越大，增速越高。但在大豆收获季，若降雨过多，也会对大豆单产产生不利影响。如2016年的阿根廷大豆。但总体来说，厄尔尼诺对全球大豆单产是正向利好。 图15：厄尔尼诺年份的G3国家大豆单产
2、对国际原糖的影响。厄尔尼诺通常导致东南亚地区高温干燥，甘蔗对降雨尤其敏感。因此，厄尔尼诺年份，印度食糖的单产通常会有较明显的下降。此外，厄尔尼诺也容易导致巴西东北部的甘蔗产量下降。但因巴西东北部食糖产量占比较低（10-15%），对于巴西食糖总产量影响较小。 图16：厄尔尼诺年份的国际食糖产量
3、对国际棕榈油的影响。油棕也是一种对降雨敏感的作物，喜高温多雨。当厄尔尼诺发生，整个东南亚地区会出现持续干旱，影响棕榈果单产，从而令棕榈油减产。降雨减少会影响油棕的雄花授粉，干旱对棕榈油产量的实质影响通常滞后10-12个月。 图17：厄尔尼诺次年的国际棕榈油单产
4、对粮食作物的影响。全球大气及洋流的改变，影响着全球的气候系统。当厄尔尼诺发生，容易导致俄罗斯、乌克兰、欧洲等待的小麦减产。此外，厄尔尼诺导致的干旱，也对东南亚地区的大米产量也影响明显。 5、对国际咖啡的影响。生咖啡作物的生长对环境变化非常敏感，而生咖啡的几大生产国均处于厄尔尼诺影响较为严重的地区。厄尔尼诺现象加剧，会加速咖啡减产。 6.对天然橡胶的影响。天然橡胶具有农产品属性，长期来看其产量主要受生长周期及割胶效率影响。天然橡胶生长区域主要集中于东南亚各国， 其中泰国、印尼、马来西亚与中国都是重要的产胶国。橡胶树生长需高温多雨少强风的环境，极端天气如台风、洪水以及干旱等容易引起橡胶减产，台风还会推迟割胶期的到来。泰国、印尼在 2009 年、2014-2015 年产量拐点，均与厄尔尼诺有关。 （二）拉尼娜现象对全球农作物产量的影响 1、对国际大豆的影响：拉尼娜发生时，美国及阿根廷一般会出现异常干燥的天气。这会使得大豆结荚能力受限，结荚数量少或者结荚颗粒瘪小，大豆亩产降低。 但美国及阿根廷国土面积较大，大豆种植面积较广。故大豆产量的下降幅度还取决于拉尼娜的强度、发生时间及持续周期。由于巴西位于南美东部，拉尼娜对其大豆单产的影响通常小于阿根廷。 图18：强拉尼娜年份的G3国家大豆单产 2、对国际原糖的影响：拉尼娜年份，过多的温暖潮湿海洋空气，将给印度、泰国甘蔗带来连绵阴雨天气，有利于甘蔗拔节期的生长。但后期糖分积累期，光照不充足，也会令甘蔗的含糖量难以保障。 3、对国际玉米的影响：拉尼娜对玉米产量的影响充满不确定性。除了 1998-2001 年强拉尼娜之外，对四大主要生产国的影响并没有规律可循。从拉尼娜年份产量下降的发生的概率来看，美国发生拉尼娜时，有50%概率玉米产量下降，与其他三国相比，其玉米生产相对较易受到拉尼娜影响。 免责声明： 本报告的信息均来源于公开资料，我公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证，也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。我们已力求报告内容的客观、公正，但文中的观点、结论和建议仅供参考，报告中的信息或意见并不构成所述品种的操作依据，投资者据此做出的任何投资决策与本公司和作者无关。 分析师： 陈燕杰（油脂油料） 执业资格号：F3024535 投资咨询号：Z0012135 电话：021-22155623 E-mail:chenyanjie@xhqh.net.cn |
|
|
