历史时期大气环流因素与中国气候

怀纳普第纳火山喷发后，中国并非经历一次简单的持续数年的气候变冷，而是出现一系列气候异常现象，我们目前还没有能力逐一解释个中原因，我们推测，这可能与怀纳普第纳火山喷发的气候效应驱动或遭遇厄尔尼诺/拉尼娜有关。但是，怀纳普第纳火山喷发这个原因是不容忽视的，否则很难解释1601年华北地区夏季和秋季异常的严重霜灾和1601年夏季长江下游地区异常寒冷等极端天气气候事件。

气候系统是一个复杂的系统，年际尺度上气候变化的影响因子也很多。例如，除太阳辐射、火山喷发等气候变化的外因外，大尺度大气环流也是年际尺度上气候变化的重要因子，对中国的温度变化可能也有影响。其中，ENSO（厄尔尼诺—南方涛动）现象是目前最受关注的大尺度大气环流，现有研究较多。除ENSO外，其他大尺度大气环流因子，如NPO（北太平洋涛动）、NAO（北大西洋涛动）与AO（北极涛动）等，可能也对中国的气温变化有影响（龚道溢、王绍武，1999年，2003年；王晓娟、方之芳，2004年）。

大尺度大气环流作为年际尺度上气候变化的内因，与火山喷发气候效应之间可能存在复杂的相互联系或互为因果的关系。对大气环流的研究一般需要以现代气象观测为基础的，历史时期没有气象观测，故而还有很多研究和认识的空白。对于1600年怀纳普第纳火山喷发的气候效应，我们所能做的，还只能是基于中国历史文献，重建火山喷发后的气候效应的时空特征，还很难达到解释其中确切机制的层次。希望我们的研究能够成为1600年怀纳普第纳火山喷发气候效应研究道路上的一步，也为将来的研究者总结历史时期此类火山喷发气候效应的规律，进而解释其中的机制提供参考。

我们这里重点就ENSO现象与怀纳普第纳火山喷发气候效应的可能联系进行一个初步探讨。我们认为，怀纳普第纳火山紧邻厄尔尼诺/拉尼娜源区，地理位置如此特殊的大规模火山喷发，与厄尔尼诺/拉尼娜现象的相互影响是不能不考虑的。

ENSO现象与本文重点研究的地区，中国东部华北地区、长江中下游地区的气温变化有重要联系（陆端军、张先恭，1995年；陶诗言、张庆云，1998年；许丽章等，1999年；骆高远，2000年；陈文，2002年；谌芸、施能，2003年；刘春玲等，2005年；何溪澄，2008年）。例如：有研究表明厄尔尼诺与长江中下游地区凉夏、暖冬相关，拉尼娜则与该地区酷暑、寒冬相关（马乃孚、杨景勋，1999年，2000年）；厄尔尼诺与黄淮地区凉夏、暖冬相关，拉尼娜与该地区寒冬相关（刘和平、刘军臣，2003年）。

火山喷发的气候效应与ENSO现象之间的相互关系是一个近来受到关注的问题。有研究指出，大规模火山喷发可能引发厄尔尼诺事件，或至少有助于厄尔尼诺事件的生成（Handler，1984年，1986年，1989年；Handler & Andsager，1990年；Angell，1988年；Adams等，2003年；Mann等，2005年），但也有研究者对此提出异议（Robock & Liu，1994年；Robock & Free，1995年；Self等，1997年）。亚当斯（Adams，2003年）还发现，火山喷发驱动海气系统出现一个疑似厄尔尼诺的状态，之后还会向疑似拉尼娜的状态反弹。这一现象的发现，使我们认识到，火山喷发气候效应与ENSO现象的关系可能比我们想象的更加复杂。(www.xing528.com)

有研究表明，NINO3[东太平洋NINO3区域（90°W～150°W，5°S～5°N）SST距平，通常作为厄尔尼诺指数]可能对火山喷发导致的1601年地表太阳辐射异常事件产生了显著的响应（Mann等，2005年）。这表明1600年怀纳普第纳火山喷发后，在NINO3区域出现了类似厄尔尼诺事件的SST异常，但是在这个响应关系的背后是否存在确切的因果联系还不清楚（Mann等，2005年）。ENSO现象重建序列（1649年以来）与火山喷发序列的对比分析表明，火山喷发驱动海气耦合系统，使之朝着有利于出现厄尔尼诺事件的方向发展（Adams等，2003年）。

此外，美洲历史文献资料表明，1600年可能存在一次厄尔尼诺事件（Quinn & Neal，1992年）。但在基于北美洲树轮记录的1408～1978年NINO3区域SST序列中，1600年没有出现较强的厄尔尼诺事件（D'Arrigo等，2005年）。由于现有的历史时期ENSO序列都是基于间接证据，或多或少有些不确定性，不同研究者建立的序列可能不太一致（Jones等，2001年）。另一方面，与厄尔尼诺现象同时发生的火山喷发，其气候效应会在多大程度上受到厄尔尼诺现象的影响也还不确定（Angel，1988年）。有鉴于这些不确定性，我们只能对怀纳普第纳火山喷发气候效应与ENSO现象之间的联系进行一个非常初步的讨论，还很难做出一些比较确切的结论。

一个比较典型的历史相似型是1982年墨西哥厄奇冲（El Chichón.17.4°N，93.2°W）火山喷发。广野（1988年）提出厄奇冲火山喷发可能导致了1982～1983年的厄尔尼诺事件，但其他研究者对此并不认同，认为两者仅仅是一个时间上的巧合（Graf等，1992年b；Robock等，1995年）。不论这个因果关系是否存在，1982年厄奇冲火山喷发的气候效应确实与1982～1983年厄尔尼诺导致的气候异常交织在一起，不易分辨（Angel，1988年）。

目前，学术界对火山喷发与ENSO现象相互关系还有很多不清楚的地方，重建近1 000年的ENSO序列也还有很长的路要走。此外，ENSO现象与我国气温变化的关系也比较复杂，尚难以准确把握。所以现在还很难探讨怀纳普第纳火山喷发在中国的可能气候效应究竟在多大程度上与ENSO现象有关。我们相信，在学术界关于ENSO现象的研究取得更大进展以后，怀纳普第纳火山喷发气候效应的研究也会提高到新的水平。