早期觀點認為厄爾尼諾和南方濤動兩種現(xiàn)象各自獨立，但通過近年來的研究，兩種現(xiàn)象的關系逐漸清晰，二者實質上是一體的兩面，因此合稱為厄爾尼諾-南方濤動系統(tǒng)。而通常所說的厄爾尼諾和拉尼娜是ENSO系統(tǒng)的兩個極端事件。

ENSO系統(tǒng)簡述

在南美洲秘魯沿岸，當?shù)貪O民發(fā)現(xiàn)，每隔幾年從當年10月到次年3月會出現(xiàn)一股沿海岸的暖流，使表層海水溫度明顯升高，造成著名的“秘魯漁場”大量魚類死亡。該現(xiàn)象通常發(fā)生在圣誕節(jié)前后，因此當?shù)氐臐O民稱此現(xiàn)象為“El Nino”（厄爾尼諾）現(xiàn)象。

厄爾尼諾是指赤道中東太平洋附近海域海水持續(xù)異常偏暖的現(xiàn)象。與之相反，如果赤道中東太平洋海水表面溫度出現(xiàn)大范圍的持續(xù)偏冷現(xiàn)象被稱為“La Nina”（拉尼娜）現(xiàn)象。

對厄爾尼諾和拉尼娜事件的監(jiān)測，國際上目前主要以海洋尼諾指數(shù)（ONI）為主要指標。該指數(shù)定義為西經170度到120度、南緯5度至北緯5度之間海域表面溫度距平值的3月移動平均值。當該指數(shù)高于某一閾值并持續(xù)一段時間后，便被定義為一次El Nino事件（暖事件）；當?shù)陀谀骋婚撝挡⒊掷m(xù)一段時間后，便被定義為一次La Nina事件（冷事件）。

圖為海洋尼諾指數(shù)圖ONI

南方濤動（South Oscillation），簡稱SO。SO是指在熱帶東太平洋與熱帶西太平洋之間，即東南太平洋與印度洋和印尼之間，存在的一種大尺度的氣壓振蕩現(xiàn)象。當東南太平洋上氣壓變高（低）時，印度洋上從非洲到澳大利亞氣壓變低（高），即兩地氣壓距離平均水平會出現(xiàn)蹺蹺板一樣的反向變化。這種變化可以利用東太平洋上塔希提島和澳大利亞達爾文兩地的氣壓差值距平值表示，這被稱之為南方濤動特征指數(shù)，即SOI。

ONI和SOI具有很好的負相關性，是ENSO現(xiàn)象發(fā)生時，在大氣和海洋中引起的不同結果。當厄爾尼諾發(fā)生時，東南太平洋表面海水溫度升高，ONI上升，同時當?shù)貧鈮合陆?，而太平洋西部的氣壓相對升高，使SOI下降；當拉尼娜發(fā)生時，正好相反。

最近的一次厄爾尼諾事件發(fā)生在2009年的下半年至2010年的上半年；而在2011年的第四季度至2012年的第一季度，發(fā)生了一次中度的拉尼娜事件。

ENSO使全球氣候出現(xiàn)異常

ENSO是熱帶海洋和大氣中的異?，F(xiàn)象，是迄今為止人類所觀測到的全球大氣和海洋相互耦合的最強信號之一，也是年際氣候變化中的最強信號。它的發(fā)生會在全球引起嚴重的氣候異常，給世界許多地區(qū)造成嚴重的旱澇和低溫凍害，給農業(yè)生產帶來巨大損失，因而受到普遍關注。

ENSO發(fā)生時會直接影響到太平洋、印度洋熱帶地區(qū)的氣候狀況。南美、印度、馬來群島、澳大利亞以及南部非洲是受厄爾尼諾和拉尼娜影響的主要區(qū)域，而中國、歐洲和北美地區(qū)受到的影響較小。厄爾尼諾和拉尼娜對于不同的區(qū)域在不同的時間會造成不同的影響，而兩種現(xiàn)象對同一地區(qū)造成的影響往往會出現(xiàn)相反的特征。

厄爾尼諾發(fā)生時，通常會使太平洋中、東部降雨增加，而澳大利亞北部、印尼和菲律賓會比正常年份更為干燥。某些地方會更為濕潤，比如在當年12月至次年2月的厄瓜多爾海岸、秘魯北部、巴西南部，阿根廷中部和非洲赤道東海岸，在6月到8月的美國中部山區(qū)和智利中部。而南美洲的北部、中美洲、非洲南部以及澳大利亞東部會比較干燥。

厄爾尼諾也會使全球出現(xiàn)大范圍的溫度異常，大部分受影響地區(qū)在當年12月到次年2月間會異常溫暖，但美國墨西哥灣的溫度會低于往常。

在拉尼娜發(fā)生時，太平洋西部赤道地區(qū)和菲律賓的降雨會增強，而此時東太平洋地區(qū)降雨不足。另外在當年12月到次年2月間，南美洲北部和南部非洲降雨較往常會有所增加；而在6月到8月間，澳大利亞東南部、秘魯西北部、東非赤道地區(qū)、巴西南部和阿根廷中部會更加干旱。在拉尼娜發(fā)生時，大部分受影響地區(qū)會出現(xiàn)異常的低溫狀況。從當年12月到2月非洲東南部、日本、阿拉斯加南部和加拿大中西部以及巴西東南部氣溫會低于平均水平。

影響部分農作物主產區(qū)

通過全球農作物主產區(qū)分布和ENSO主要影響地區(qū)的天氣狀況對比，巴西、阿根廷大豆產區(qū)，澳大利亞的小麥產區(qū)、甘蔗產區(qū)，馬來西亞和印度尼西亞的棕櫚油產區(qū)以及整個印度都會受到厄爾尼諾和拉尼娜的影響，但這種影響并不完全都是消極的。厄爾尼諾或拉尼娜發(fā)生時，可能對一個地區(qū)的農業(yè)生產產生了消極影響，但對另一個地區(qū)卻是積極的影響。

當厄爾尼諾發(fā)生時，當年12月至次年2月西太平洋的降雨帶東移，給南美大豆產區(qū)帶來更多的降雨和高溫天氣，有利于保證當?shù)貑萎a；但對澳大利亞和印尼卻不是好消息，當?shù)氐男←満妥貦皹渖L會受到干旱和高溫的困擾。

圖為厄爾尼諾和拉尼娜對巴西和阿根廷單產的影響

當拉尼娜發(fā)生時，太平洋東岸會低溫干燥，降雨減少，作物易受凍害和干旱的影響，這會導致巴西和阿根廷大豆減產；而此時印尼、澳大利亞會擺脫干旱困擾，特別是澳大利亞的小麥單產可以從厄爾尼諾的干擾中得到極大的恢復。

厄爾尼諾對南美地區(qū)大豆生產比較有利，而拉尼娜則相反，會嚴重降低當?shù)貑萎a。當厄爾尼諾發(fā)生時，巴西和阿根廷的大豆單產均處在比較高的水平，而一旦拉尼娜現(xiàn)象出現(xiàn)，南美主產區(qū)的大豆單產水平便會大幅降低。這兩種現(xiàn)象對阿根廷的影響更為明顯，當拉尼娜發(fā)生時，阿根廷單產便會出現(xiàn)大幅下滑，而一旦厄爾尼諾出現(xiàn)，當?shù)氐膯萎a又會得到迅速恢復。

近年來，一旦出現(xiàn)厄爾尼諾現(xiàn)象，澳大利亞的小麥便會受到嚴重的打擊，而拉尼娜的到來，對當?shù)氐男←渽s是好消息。

在西太平洋地區(qū)，除了澳大利亞，馬來西亞和印尼的農業(yè)生產也飽受厄爾尼諾的不利影響。當厄爾尼諾發(fā)生時，當?shù)氐淖貦坝蛦萎a將會出現(xiàn)大幅下降。在1997年和2009年的厄爾尼諾事件中，馬來西亞的棕櫚油單產均出現(xiàn)了明顯的下滑。而拉尼娜現(xiàn)象對這些地區(qū)的影響不大。

除了南美、東南亞和澳大利亞之外，印度的農業(yè)生產也會受到ENSO的雙重影響。印度屬于熱帶季風氣候，其季節(jié)分為旱季和雨季，其中雨季將為印度次大陸帶來大量的降雨，對印度的農業(yè)生產十分關鍵，季風到來的時間和強弱都會對作物的生長產生極大的影響。

ENSO對印度季風的影響分為兩方面，一方面，在拉尼娜的影響下，季風強，降水偏多；另一方面，厄爾尼諾發(fā)生時，印度季風弱，降水偏少。因此，厄爾尼諾發(fā)生時，會對印度農作物生產造成損害。

從上世紀七十年代至今，印度的小麥產量逐年遞增，但在這個過程中會有明顯的波動，這種波動與拉尼娜和厄爾尼諾的發(fā)生呈現(xiàn)明顯的相關性。在厄爾尼諾頻發(fā)的年份，印度小麥的產量增長會出現(xiàn)停滯甚至倒退；而當拉尼娜發(fā)生后，其產量又會得到明顯恢復。

ENSO系統(tǒng)對北半球溫帶的影響并不像南美和熱帶地區(qū)那樣明顯，也不是氣候異常的關鍵性因素。厄爾尼諾發(fā)生時，中國南方地區(qū)當年12月到次年2月氣溫偏高，而拉尼娜現(xiàn)象出現(xiàn)會使6月到8月南方地區(qū)氣溫偏低。

一些學術觀點認為ENSO和東亞季風的耦合作用并不明顯，東亞季風對我國的農業(yè)生產具有關鍵意義。但從統(tǒng)計意義上說，在厄爾尼諾年份東亞季風弱、推進慢，從江淮流域到日本夏季降水偏多，我國華北地區(qū)夏季趨于干旱；在拉尼娜年份季風強、推進快，華北地區(qū)夏季多雨。但是我國氣候條件極為復雜，ENSO并不是造成這些現(xiàn)象的唯一因素，因此在考慮其對國內農作物的影響時，必須要考慮其他因素。

ENSO對北美的影響要比中國略強，但也沒有南美那樣影響明顯。ENSO對北美的主要影響地區(qū)基本集中在美國的西北部以及美灣地區(qū)，影響時間基本在當年12月至次年2月間。由于此時大豆、玉米等作物還未播種，這些異常并不能直接影響到美國的大豆、玉米生產。厄爾尼諾發(fā)生時，美國的大豆單產并無明顯變化。但是拉尼娜到來，或許會打擊大豆單產，但下降幅度并不明顯。