الفيزيائية وتيار المحيطات المرتبطة بالنينيو ومناسبات لا نينيا

إن النينيو ولا نينيا هما المرحلتان الدافئة والرائعة من نمط المناخ المتكرر عبر دورة مياه المحيط الهادئ الاستوائية - نهر النينيو - الجنوب - التذبذب، وهذه الدورة هي أكثر العوامل قوة في التغير المناخي العالمي الذي يتراوح بين سنة وأخرى، ويمكن أن يعيد تشكيل أنماط الطقس، ويشتت النظم الإيكولوجية البحرية، ويؤثر كثيرا على الاقتصاد العالمي من ضغط النيسترات الساموية إلى مصائد الأسماك في بيرو.

إن فهم الملامح الطبيعية وتيار المحيطات المرتبطة بهذه الأحداث ليس مجرد عملية أكاديمية، بل هو الأساس العلمي للتنبؤ الموسمي، وبتتبع حركة الحرارة في المحيط العلوي وقوام الرياح التجارية، يمكن للعلماء توقع بداية شهر من أحداث المنظمة، مما يوفر وقتاً أساسياً للمجتمعات المحلية المعرضة للفيضانات والجفاف والعواصف.

خط الأساس: الظروف العادية في المحيط الهادئ الاستوائية

لفهم متطرفي النينيو و لا نينيا يجب أولاً أن يُحدد خط الأساس "الطبيعي"

The Walker Circulation and Trade Winds

والمحرك الرئيسي لنظام المناخ في المحيط الهادئ المداري هو دائرة والكر، حيث إن التدفئة الشمسية المكثفة في غرب المحيط الهادئ، بالقرب من إندونيسيا وشمال أستراليا، تسبب ارتفاعاً في الهواء الدافئ، ويخلق هذا الهواء التصاعدي منطقة ذات ضغط جوي منخفض وعوائق رعدية وفيضانات الأمطار، وهذه المنطقة معروفة باسم مجموعة البول الحربي في غرب المحيط الهادئ، التي تتجاوز مساحتها 28 درجة من المياه الدافئة.

وفي حين يرتفع هذا الهواء ويصل إلى الغلاف الجوي العلوي (التروبوباس)، يغمر ويتدفق شرقاً عبر المحيط الهادئ، وفي نهاية المطاف، يبرد هذا الهواء ويغرق فوق المياه المبردة في شرق المحيط الهادئ، بالقرب من ساحل أمريكا الجنوبية، ويحدث هذا الهواء الغارق منطقة ضغط عالية، ويحدث الفرق في الضغط بين خلية ارتفاع الضغط في الشرق والخلية ذات الضغط المنخفض في الغرب، ويفجر حلقة الريح الشرقية الدائمة.

The Sloped Thermocline and Upwelling

إن الرياح التجارية هي الآلية المادية المركزية التي تشكل المحيط، فمع تهب هذه الرياح غرباً عبر سطح المحيط، تُدفع الاحتكاك بالماء على طول، وتُرفع أكوام الإجهاد الريحي من المياه السطحية الدافئ في غرب المحيط الهادئ، وترفع من مستويات البحر فيها إلى ما يصل إلى 60 سنتيمتراً (24 بوصة) مقارنة بشرق المحيط الهادئ، ويُحدث هذا التراكم الغربي للمياه تياراً عمودياً قوياً في طبقة حرارية تحت خط الحدود المختلط.

تحت الظروف العادية، يعمّق الرنّب في غرب المحيط الهادئ (نحو 150 إلى 200 متر في عمق) وضحل في شرق المحيط (فقط نحو 30 إلى 50 متراً) في الشرق، يسمح الرماد الحراري السطحي بجلب الماء الثرثار إلى السطح من خلال عملية تسمى "الرياح الساحلية و التربوية"

الفيزيادات الفيزيائية للنينيو: مرحلة الحرب

النينيو يمثل انهياراً للحالة الطبيعية، المصطلح الإسباني لـ "الولد الصغير" (الذي غالباً ما يشير إلى الطفل المسيح لأن الظاهرة تظهر في الكريسماس) يُعرّف عن طريق الاحترار المستمر للمحيط المداري الأوسط والشرقي من المحيط الهادئ.

شواهد سطح البحر وأجهزة الأمم المتحدة المؤقتة في لبنان

والميزة المادية المحددة للنينيو هي وجود شذوذات سطح البحر، ويرصد العلماء هذا الرقم باستخدام مؤشر النينيو الأوقيانيكي، الذي يقيس متوسط مغادرة المنطقة الطبيعية في منطقة النينيو 3.4 (5 درجات شمالاً - 5 درجات، 120 درجة - 170 درجة مئوية + غرباً) ويعلن عن حدوث حدث بين النينيو عندما تتجاوز منطقة الأنيو - 2015 - 5 درجة مئوية بالنسبة لمعدل ثلاث أشهر - 1982().

عكس مسار دائرة والكر

إن دفء شرق المحيط الهادئ ينهار درجة الحرارة والضغط في الشرق الغربي، حيث إن منطقة التكتل - منطقة ارتفاع الهواء وسقوط الأمطار الغزيرة شرقاً من إندونيسيا إلى وسط المحيط الهادئ، وهذا تحول أساسي في الغلاف الجوي، حيث أن خلية والكر تضعف، وفي بعض الحالات القصوى، يمكن أن تتراجع في الواقع، مع ارتفاع الهواء في وسط وشرق المحيط الهادئ، وهبوط الطقس في إندونيسيا.

"الشعلة الحرارية"

و مع تضعف الرياح التجارية خلال النينيو، فإن السحب المادي للمياه الدافئه في الغرب مسترخي، مما يحفز سلسلة من الأمواج الشبه السطحية الضخمة المعروفة بموجات (كيلفين) المتدفقة إلى الشرق، و هذه الأمواج تتجه شرقاً على طول خط الاستواء، مما يدفع خط الرموكتين في شرق المحيط، وينتشر الشق الحراري في أعماق البحار، ويصبح مغذياً بشكل موحد.

المحيطات وعملياتها خلال فترة النينيو

ويؤدي انهيار الرياح التجارية وإغراق مسارات الحرارة إلى إعادة تنظيم هائلة لتيار المحيطات.

Weakening of the South Equatorial Current (SEC)

إن التيار الجنوبي الاستوائية هو التيار السطحي المهيمن في المحيط الهادئ، الذي يتجه غرباً إلى الرياح التجارية، فخلال النينيو، تسبب الرياح التجارية المكبوتة في تباطؤ اللجنة الاقتصادية الخاصة بشكل كبير، مما يقلل من حجم المياه الدافئ التي تنقل بعيداً عن ساحل أمريكا الجنوبية، مما يسهم في الاحترار السريع لشرق المحيط الهادئ.

تكثيف المفاعل الاستوائي

إن التدفقات المضادة الاستوائية شرقاً، تزج بين تيار الشمال والجنوب الاستوائية، حيث تضعف الرياح التجارية، تعزز الجماعة الاقتصادية الأوروبية، وهي تعمل كتدفق عائد، وتتحرك بسرعة المياه الدافئ التي تُصب في غرب المحيط الهادئ إلى الشرق، وهذا الذي يمثل آلية مادية رئيسية لإعادة توزيع الحرارة عبر خط الاستواء خلال بداية حدث النينيو.

"الإنقلاب الساحلي"

ومن أهم الآثار الإيكولوجية للنينيو إغلاق المساكن الساحلية، ونظرا لأن حرارة البحر قد دفعت إلى عمق أكبر بكثير من خلال مرور موجات كيلفين، لم تعد الرياح الساحلية تمتلك القوة اللازمة لجلب المياه الباردة إلى السطح، وبدلا من انهيار المياه الباردة الغنية بالمغذيات، فإن الرياح تسحب ببساطة في المياه السطحية الدافئة والمغذية المغذية، وهذا يقطع قاعدة شبكة الأغذية البحرية.

الفيزيادات الفيزيائية في لا نينيا: المرحلة الباردة

لا نينيا، الإسبانية لـ "الفتاة الصغيرة" كثيراً ما توصف بأنها المرحلة الباردة من ENSO، ولكن وصفها أكثر دقة بأنها تصعيد أو تضخم الحالة المناخية العادية.

"المُستشفيات المُتخفية" "و" "مُرشد أقوى"

ويعرف لا نينيا بتبريد مستمر في منطقة المحيط الهادئ الوسطى والشرقية، وهو ما ينعكس عادة في قيمة عملية الأمم المتحدة في العراق تبلغ - 0.5 درجة مئوية أو أدنى، كما أن شذوذ المياه الباردة ينتشر في المحيط الهادئ الاستوائية، الذي يمتد في كثير من الأحيان إلى الغرب البعيد عن ساحل أمريكا الجنوبية، ويزداد التناقض بين الشرق الباردة والغرب الدافئ بدرجة أكبر بكثير من المعتاد.

تكثيف دائرة والكر

وخلال لا نينيا، يرتفع معدل الضغط في منطقة المحيط الهادئ، ويعزز نظام الضغط العالي في شرق المحيط الهادئ، بينما يعمق نظام الضغط المنخفض على غرب المحيط الهادئ، مما يدفع دائرة والكر إلى حالة أكثر كثافة، ويزداد ارتفاع الهواء فوق إندونيسيا والمخفر البحري قوة، مما يؤدي إلى سقوط الأمطار والفيضانات فوق المتوسط، ويزداد الهواء الغارق فوق شرق المحيط الهادئ، مما يؤدي إلى ظروف جفافة للغاية.

(الترماكلين) المعزَّز

إن الريح التجارية المعززة تدفع المياه السطحية أكثر دفئا إلى غرب المحيط الهادئ، مما يزيد من عمق حرارة البحر هناك، وعلى العكس من ذلك، فإن الرياح تسحب مياها أكثر برودة إلى السطح في الشرق، مما يجعل الرمل الحراري في شرق المحيط الهادئ سطحيا أكثر من المعتاد، وهذا المجرى المحسن من شرق غرب الترموكلين هو المستودع المادي الرئيسي للمياه الباردة الذي يحدد حدث لانيا.

المحيطات وعملياتها خلال لا نينيا

La Niña reinforces and accelerates the normal current patterns of the equatorial Pacific, creating a powerful cooling effect.

تعزيز منطقة جنوب الاستوائية

وتعجل الرياح التجارية الأقوى من غير الطبيعية الجماعة الاقتصادية، مما يزيد بشكل كبير من حجم المياه السطحية الباردة المنقولة غربا من أمريكا الجنوبية، ويخفض هذا التدفق الغربي من المياه الباردة SSTs عبر وسط وشرق المحيط الهادئ، ويعزز إشارة لا نينيا.

تحسين المساكن الساحلية الاستوائية

إن تضخيم حرارة البحر يزيد من الكفاءة، فالرياح الساحلية على طول بيرو وإكوادور أفضل قدرة على سحب المياه الباردة الغنية بالمغذيات إلى السطح، مما يؤدي إلى وجود سطح بحري بارد وتفجير هائل للإنتاجية البيولوجية، فالمياه الواقعة قبالة ساحل أمريكا الجنوبية تصبح من أكثر السمات إنتاجية في العالم خلال لانيا، مما يدعم حدوث ازدهار في الأسماك.

الوكيل الإستوائي (EUC)

إن النادر الاستوائي هو تيار قوي وشبه سطحي يتدفق شرقاً على طول خط الاستواء، أسفل منطقة البحر الأبيض المتوسط، حيث تقوي منطقة لا نينيا، وتنقل المياه الباردة والعذبة نسبياً من غربي الرصيف الشرقي، حيث تصل إلى جزر غالابوغوس وسواحل أمريكا الجنوبية، وهذه الأسطح الحالية، وتغذي اللسان البارد، وتعزز كذلك التر.

الآثار العالمية والوصلات الهاتفية

ولا تقتصر التغييرات المادية في تيارات المحيطات وسلاسل المستقبل القريب خلال أحداث المنظمة على المناطق المدارية، بل تحفز سلسلة من الاستجابات الجوية في جميع أنحاء العالم، المعروفة بالوصلات عن بعد.

El Niño Teleconnections

إن التحول الشرقي في الانقلاب يغير موقع وقوام مجرى الطائرات النفاثة في المحيط الهادئ وأمريكا الشمالية، وخلال النينيو، يعزز الفرع الجنوبي من مجرى الطائرات في جنوب الولايات المتحدة، ويجلب طقساً رطباً إلى كاليفورنيا وساحل الخليج، ويميل المستوى الشمالي من منطقة المحيط الأطلسي إلى أن يكون أكثر دفئاً وجفافاً، ويرتبط النينيو في العالم بالجفاف في أستراليا وإكوادور والهند.

La Niña Teleconnections

إن لا نينيا تعزز النمط الطبيعي، فتدفق الطائرات النفاثة يتجه نحو الشمال في المحيط الهادئ، مما يجلب الظروف المزروعة إلى شمال غرب المحيط الهادئ والبرد، وشتاء أكثر ثلجا في البلان الشمالية، وينحو جنوب الولايات المتحدة إلى أن يكون أكثر دفئا وجفافا، وعادة ما تخلق مياه الأمطار المتناقصة والمدفأة في المحيط الأطلسي بيئة أفضل لتنمية الأعاصير في غرب المحيط الهادئ.

رصد المحيطات: أدوات منع حدوث تفجرات

وتعتمد قدرتنا على التنبؤ بهذه الأحداث القوية على نظام متطور للمراقبة العالمية مصمم خصيصا لتتبع الملامح المادية والتيارات المذكورة أعلاه.

The TAO/TRITON Buoy Array

إن الركب عبر المحيط الاستوائي من إندونيسيا إلى أمريكا الجنوبية، وشبكة المحيط الأطلسي والمحيطات المدارية/الشبكة العابرة للمحيطات (Triangle Trans-Ocean Buoy Network) هي خط المواجهة لرصد الانسو، وهذه الطوافات المتحركة تقيس مجموعة من المتغيرات في الوقت الحقيقي، بما في ذلك سرعة الرياح/التوجه، ودرجة الحرارة الجوية، والرطوبة، ودرجة الحرارة الأساسية في منطقة الوصل إلى 500 متر.

ساتل التأمترات وأجهزة الاستنشاق

وتوفر السواتل نظرة على مستوى سطح المحيط على نطاق سطح الأرض، وتقيس أجهزة التأجير بالأشعة فوق السطحية للسواتل بدقة ملحوظة، ونظرا لأن المياه الدافئـة تتوسع، فإن ارتفاع مستوى المياه السطحية عن الطبيعي يشير إلى وجود ظروف أكثر دفئا من حرارة ودفئا (إل نينيو) ويشير انخفاض مستوى سرعة الأشعة السينية إلى وجود دوامة ضحلة وظروف أكثر برودة (لا نينيا).

الخلاصة: مهندس المحيط - الغلاف الجوي

إن النينيو ولا نينيا ليسا مجرد شذوذ في درجة حرارة سطح البحر؛ بل هما إعادة تنظيم عميق لنظام الغلاف الجوي المحيطي، الذي يحركه الفيزياء الأساسية لتيار المحيطات، والرياح التجارية، وخط الحرارة، والحالة العادية هي توازن دينامي، يحافظ عليه الدافع المتردي للرياح التجارية، وعندما يعطل هذا التوازن، فإن الظواهر المناخية التي تنجم عنها تداعيات.

وفهم الملامح المادية من منحدر حرائق الأرض إلى قوة النافذ الاستوائية، يوفّر مفتاح التنبؤ بهذه الأحداث، فبإدماج البيانات من صفيفة TAO/TRITON، وأجهزة التأشيرات الساتلية، ونماذج المحيطات، يمكن للعلماء الآن أن يتوقّعوا تطوير شبكة إنسو عدة مواسم مسبقاً، وهذه القدرة التنبؤية هي نتيجة مباشرة لفهمنا للفيزياء الأساسية التي تحولت،