造成全球性天气异常
厄尔尼诺指在一些年份,赤道附近太平洋(12.39 -4.1%,咨询)中东部海面温度异常升高的现象,该现象通常在圣诞节前后达到最大强度,因此被当地居民称为“圣婴”(西班牙语为“厄尔尼诺”)。某些年份,赤道东太平洋也会出现海表温度偏低的现象,此类事件被称为“拉尼娜”(又称“反厄尔尼诺”)。
厄尔尼诺与拉尼娜通常伴随着南太平洋东西方向海表气压呈现“跷跷板”式的变动(又称“南方涛动”)。科学研究表明,厄尔尼诺/拉尼娜与南方涛动是全球性大气—海洋耦合变率,因此将二者合称为“厄尔尼诺与南方涛动”(简称ENSO)。
厄尔尼诺指数
由于ENSO是大气-海洋耦合系统中的统一物理过程,因此可以从大气和海洋两个方面对其进行定量描述,从而便于对其进行量化分析。
南方涛动指数(Southern Oscillation Index,SOI)
南方涛动指数是基于南太平洋Tahiti与澳大利亚Darwin之间海平面气压差所定义的。由于人类关于海平面气压的记录长达一个世纪之久,因此使用SOI便于研究更长时间序列的ENSO事件。
海洋厄尔尼诺指数(Oceanic Ni?o Index,ONI)
为了研究厄尔尼诺对应的海表温度异常,科学家曾定义了多个不同的海洋区域。目前普遍使用的海洋厄尔尼诺指数是基于Ni?o 3.4海区(120°—150°W,5°N—5°S)海表温度异常所定义的,该区域的海表温度异常与南方涛动指数具有更高的相关性,也有利于对赤道东太平洋海表温度异常发展进行监测。
厄尔尼诺对全球天气的影响
虽然厄尔尼诺主要表现为热带地区大气、海洋状态的系统性异常,但是它往往能造成全球性的天气异常。
热带地区
正常年份,由于赤道上空东风带的存在,赤道西太平洋表层海水较东太平洋温度显著偏高,东南亚地区常年维持着活跃的对流上升运动和较高的降水量。厄尔尼诺出现时,赤道上空的东风显著减弱甚至发生反向,导致赤道东太平洋表层海水向西太平洋的运动减弱,从而造成西(东)太平洋海表温度减低(升高),对流活动减弱(增强)。因此,厄尔尼诺年份,东南亚地区(南美洲秘鲁沿岸)降水显著减少(增加)。
中南美地区
厄尔尼诺出现时,南美洲秘鲁、厄瓜多尔、阿根廷、巴西南部、巴拉圭等地出现洪涝灾害,中美洲与南美洲北部地区容易出现干旱。其中,巴拿马运河的物流运输可能受到水位偏低而中断或者延误。
北美地区
厄尔尼诺出现时,美国南部(尤其是墨西哥湾、路易斯安娜州、密西西比州等地区)降水偏多;加拿大南部、美国北部容易出现异常暖冬。
东南亚、澳大利亚、新西兰
厄尔尼诺出现时,东南亚(如印度尼西亚、菲律宾、马来西亚、越南、泰国)以及澳大利亚、新西兰等地区容易出现严重干旱。
中国地区
厄尔尼诺年份,冬季较为温暖,容易出现暖冬;夏季容易出现“南涝北旱”的格局,主要雨带位于黄河以南地区。夏季,东北地区夏季气温偏低,容易形成低温冷害。此外,登陆中国东南沿海的台风数量较常年减少。
非洲地区
非洲干旱较为广泛,尤其是非洲南部地区夏季炎热干旱,容易出现高温天气。
全球热带气旋
厄尔尼诺能够造成大西洋(19.5 停牌,咨询)、西北太平洋及中国沿海、澳大利亚东部海域热带气旋数目显著减少,而东太平洋热带气旋活动较为活跃。
引发北美高温,提升发电需求
夏季是制冷用电高峰,我们取过去15年里6—9月的平均气温和电力消费进行对比,可以看到美国电力消费量与气温具有较强的一致性,相关性为0.78。细分来看,气温与居民、商业和工业用电量的相关性分别为0.88、0.56和0.04,这表明居民用电与气温是强相关,而工业用电与气温基本无关。而剔除季节性因素,单从美国年度用电增速来看,过去3年维持底部波动,均值为-0.1%,工业用电量逐年下滑,居民和商业用电则小幅回落,这也与美国经济近年来持续筑底的背景相匹配。
NOAA此前表示,强厄尔尼诺有望令今夏美国气温成为近15年最高水平。故我们取这15年6—9月最高平均气温24.6度,并用15年中该时期用电量和气温数据做线性回归,得到今夏美国用电量为94.5万gwh,较去年同期高3.98%。考虑到过去3年总用电量增速的疲弱态势,实际增长量或低于上述计算。不过自去年年末以来美国经济回升速度加快,用电数据亦将有所好转,今年1月仅同比下滑0.5%,因而若这一趋势延续,基于IMF对美国GDP增速的预期,用电量按等比例计算将增长0.8%,那么今夏总用电量同比增长4.6%。
自2011年起,加州持续4年干旱,但与厄尔尼诺关系并不大,农业过度用水是主要原因。实际上由于厄尔尼诺的附带效应是北美降水增加,因而自去年起不少气象机构称其能缓解加州干旱,但至今效果却并不佳。而自去年三季度起,干旱进一步蔓延至美国中西部以及得州西北部地区,这使得美国目前旱情日趋严重。
美国主要水电装置集中于西海岸地区,加州、俄勒冈和华盛顿三个州水力发电量占全美60%左右,美国水力发电量最大的5个州分别为华盛顿、俄勒冈、加州、纽约和蒙大拿,占比分别为28.2%、12.8%、11.4%、9.5%和3.6%。这5个州中,仅加州在过去5年有较明显降水下滑趋势,其余几个地区仅有2013年曾出现降水稀少的情况,纽约降水量则逐年递增。这也一定程度表明加州以及美国多数地区的干旱并非源于气象原因,而更多是过度用水所致。
不过水力发电量受水位高低影响,与降水量并无直接关系。从加州情况来看,与北半球多数国家一样,每年夏季6—8月是水电高峰,但由于受地中海型气候影响,其降水则多集中于冬季,11—12月是高峰,2—3月是次高峰。因而从月数据来看,降水和发电量的相关度为-0.21。但若以年为单位,则数据相关性可达0.58。
此外,若我们将降水量向后平移一年,可以发现相关性立刻增至0.86,趋势基本完全一致,当年降水量和发电量的相关性其实也主要源自于这一关系。
由于自下半年起受厄尔尼诺影响,加州降水量开始回升,去年累计降水量达899毫米,是前年的2.2倍,在这一背景之下,今年水电发电量回升将是大概率事件,实际上从去年年末到今年2月降水量已有较明显回升。今年1—2月加州水电发电量达1733Gwh,同比增长13%,以历史同期发电量占比可得到全年预期发电量为18265gwh;而若以过去10年降水量与次年发电量做线性回归,计算今年预期发电量则为21893gwh,两种计算之下,今年相较去年的增速分别为14%和33%。
也因此,若取两者中位数,假设加州今年水电平均发电量上升24%,考虑到自去年年末降水量回升,今夏加州发电量同比增速可能还将略高于这一平均水平,若以30%计,则今夏加州发电量将同比增加2290gwh。若以相似方式计算,华盛顿和俄勒冈今夏水电发电量预期增长3620gwh,增速10%。
基于上述假设,今夏发电量较上年同期增长42155gwh,西海岸水电发电量预期增长5910gwh;假设新增电力需求由各能源平摊,那么按过去2年夏季气电32%的平均占比量,气电发电量将气电发电量将增长2900gwh。从气电转换效率来看,2013—2014年基本稳定于46.5%—46.7%之间,以均值46.6%计算,这将增加电厂天然气需求量678mcf/d(合12.8万桶/天),相当于较去年同期电厂用气量的2.5%,总用气量的1.1%。若考虑到近年来气电占比逐年提升以及今年气煤比价维持3年低点,实际气电需求增速应该更高。
来源:期货日报