探析｜持续干旱又致巴拿马运河“堵船”！与厄尔尼诺有关？

近期，巴拿马运河面临着严峻的干旱困境，影响着国际贸易和全球航运。截至8月25日，已有130多艘船只在此滞留。作为全球航运重要通道之一，巴拿马运河连通着大大小小的淡水水域，是连接大西洋与太平洋的纽带。干旱导致运河通行能力下降，运河管理单位为此出台了限制通行的措施。

巴拿马运河是人类有史以来最大的运输工程之一，在1914年建成后，通过中美洲的水道贯通了大西洋和太平洋，让大量远洋船只不再绕行南美洲。运河全长82公里，途中有一个名为加通湖的巨大人工湖为运河供水，用于船只顺利通行。

可是，一旦某些年份出现严重干旱，人工湖水量不足，便会直接影响运河的通行能力。巴拿马运河的构造实际上像一个水坝围起来的人工湖，运河河面是高于海平面的，水坝两边是分别连接两大洋的入口，入口处装有船闸系统。船只通过时，必须通过船闸系统，让船在闸门之间的蓄水池里一层层爬升，直到升到和运河齐平的高度。

就拿三层船闸系统来举例，当1号闸门打开后，船只进入……

随后1号闸门关闭，2号道闸门打开，由于2号闸门里面已经蓄满了水，打开闸门后会向1号闸门的蓄水池里放水，直到两边水位齐平。2号闸门内外的水位齐平后，船只通过2号闸门进入，2号闸门关上。之后3号闸门开启，用同样的方法蓄水，使得船继续升高，升到运河的水位……

这时候，后面的下一条船又过来了，1号闸门需要打开放水，以降低水位，让后面船只能够开进来。

如此，在1号2号闸门之间的水，就这样放进了大海里。而这一部分水，正是船闸系统为了让船只通过，从人工湖——加通湖里放走的额外部分淡水。也就是说，每次船闸系统升降船只，加通湖都要失去一部分淡水。

数据显示，每过一艘大型集装箱货轮，加通湖要耗费20万立方米的淡水。而这些淡水，大多来自人工湖降雨后的蓄水。降雨量充足的时候，加通湖有足够的水供运河升降船只。而一旦干旱，就得“节衣缩食”，限制船只通行的数量，为的是减少水的消耗……

巴拿马运河遭遇的干旱属于水文干旱，是一种由地表径流、湖泊水库和地下水位异常下降引起的现象。持续的降水偏少或蒸发增加都会引起水文干旱，从而导致水位下降，制约船舶通行。温度升高、地表净辐射增加、相对湿度减小、风速增加等气象因素都会加剧运河水域的蒸发。相反，在丰水期，水位升高，船舶的吃水深度增加，大型船只便能通过，通行能力也随之提升。

其实除了干旱会给航运带来影响外，还有其他气象要素，如风、能见度、风暴等也会对航运带来影响。例如，雨雾天气能见度降低,增加航行风险,可能会暂停通航；风暴潮、大风等恶劣短时天气也会影响通航，破坏运河基础设施。

那么，此次巴拿马运河干旱是什么原因导致的呢？

专家通过近40年的数据分析发现，在气候变暖的大背景下，全球水循环增加，使得更多海洋上的水汽输送到陆地，同时大气中的水汽含量增加，导致降水量增加。因此，从长期来看，巴拿马地区的降水量呈现增加趋势。而从蒸发方面来看，过去40多年巴拿马地区的蒸发并没有显著的增加趋势。因此，巴拿马地区总体呈现湿润化的趋势，但是并不排除因降水类型等发生变化造成某些年份存在干旱的情况。

通过历史数据对比发现，此次巴拿马地区的干旱特征有迹可循——自1979年以来，巴拿马地区发生多次极端干旱事件，如1983年、1998年、2003年和2015年等，而这些年份都对应着热带中东太平洋的强厄尔尼诺事件。

从降水量的年际变率来看，厄尔尼诺-南方涛动对巴拿马运河地区的干湿变化影响显著。当厄尔尼诺事件发生时，巴拿马地区常见干旱；而拉尼娜事件发生时，巴拿马地区的降水量增加。这种周期性的气候现象在巴拿马地区的降水变化中表现得十分明显。此次巴拿马地区的干旱恰好反映了这一年际气候变化。由此可见，巴拿马地区的干旱与湿润事件，与厄尔尼诺和拉尼娜事件的周期性交替密切相关。

专家指出，由于水文干旱对降水的响应存在累积和时滞效应，所以近期的巴拿马运河地区经历的干旱事件并不是当前降水偏少所导致的，而是过去半年左右的降水亏缺综合累加效应的结果。

受热带中东太平洋的海温由拉尼娜事件向厄尔尼诺事件转变过程的影响，2023年上半年，巴拿马运河地区多个月份降水量低于常年平均值，累积亏缺效应在近期达到了阶段性峰值。

向前回溯，自2020年9月到2022年拉尼娜事件持续3年，受其影响，巴拿马运河地区的降水持续增加，形成了一个非常湿润的阶段。在这种情况下，2023年的干旱虽然与历史同比，并非前所未遇，但环比2020-2022年水资源降幅确实显得显著。同时，长达几年的“风调雨顺”也导致巴拿马运河管理单位面对当前干旱时准备不足。

中国气象报社 出品

作者：于桐 杨奥清

专家顾问：中国科学院大气物理研究所研究员 郑飞 赵天保 副研究员 王林；北京市气候中心研究员 王翼