El Niño and La Niña: The Engine of Global Climate Variability

وتمثل النينيو ولا نينيا أقوى العوامل الطبيعية لتقلب المناخ على الأرض من سنة إلى أخرى، وهذه المراحل المتعارضة من دورة النينيو - الجنوب للتذبذب، تنبع من تفاعلات معقدة وخفيفة في كثير من الأحيان بين المحيط الهادئ المداري والغلاف الجوي المفرط، وفي حين أن الأسماء تنشأ من المصطلحات الإسبانية التي تشير إلى نظامي " كريستي " وفتاة صغيرة، فإن آثارها تتحول إلى أنماط من حيث الحرارة.

ما هي النينيو؟

إن النينيو، وهو المرحلة الدافئــة من الانسو، يُعر َّف باحترار غير مسموم في درجات حرارة سطح البحر في وسط وشرق المحيط الهادئ، وفي ظل ظروف طبيعية، تهب الرياح التجارية من الشرق إلى الغرب عبر المحيط الهادئ، مما يدفع المياه السطحية الدافئــة نحو إندونيسيا وأستراليا، وتتسبب هذه العملية في تباطؤ المياه الغنية بالمغذيات إلى ارتفاعها على طول الساحل الجنوبي.

إن الاحترار ليس عملية موحدة، بل إنه يبدأ عادة بالقرب من خط التواريخ الدولي ويمتد شرقا، حيث تتجاوز الشذوذ في كثير من الأحيان 2-3 درجة مئوية فوق المتوسط الطويل الأجل، وهذا التحول في درجة الحرارة المتواضعة على ما يبدو يكفي لتغيير موقع وكثافة التهوية في الغلاف الجوي، حيث أن ارتفاع الهواء الذي يغذي عادة العواصف الرعدية على فترات التقلبات الغربية الشديدة في غرب المحيط الهادئ، يسحب الأمطار الرئيسية إلى أقصى حد.

ما هو لا نينيا؟

وتمثل لا نينيا المرحلة الباردة من دورة الشبكة، وهي، في كثير من الأحيان، صورة متطابقة للنينيو، وخلال حدث لا نينيا، تعزز الرياح التجارية إلى ما هو أبعد من شدتها الطبيعية، مما يدفع المياه السطحية أكثر دفئا إلى غرب المحيط الهادئ، ويتسبب هذا التكثيف في ارتفاع حجم المياه الباردة أكثر من المعتاد إلى أعلى على طول الساحل الاستوائية لأمريكا الجنوبية، مما يؤدي إلى انخفاض حرارة سطح البحر بشكل كبير عن المتوسط.

إن الريح التجارية المعززة والمبردة في شرق المحيط الهادئ تنتج تدرجا واضحا في درجات حرارة سطح البحر عبر المحيط الهادئ الاستوائية، وهذا التناقض الحراري الحاد يضاعف التداول الجوي الذي يعرف باسم دائرة والكر، مع ارتفاع الهواء وتعزيز سقوط الأمطار التي تتركز على غربي المحيط الهادئ وإندونيسيا، وينخفض الهواء الجاف الذي يهيمن على شرق المحيط الهادئ في كثير من الأحيان، وتزيد آثار الفيضان في منطقة شرق آسيا.

نظام المحيط - الغلاف الجوي: رقصة محددة

ولا يمكن فهم ظاهرتي النينيو والنينيا بمعزل عن بعضهما، وهما نتاج نظام مقترن بشدة تتغير فيه حركة المحيطات في الغلاف الجوي، وتحولات الغلاف الجوي التي تتحول بدورها إلى المحيط، وهذا الانقلاب هو ما يعطي الانقلابات الكبيرة للشبكة قدرة على التذبذبذب المميز في المحيط وقدرتها على الاستمرار لشهور أو سنوات، فالمحيط الهادئ الاستوائية مناسبة بشكل فريد لهذا النوع من التفاعل.

"الرياح التجارية و"والكر

إن أساس نظام إنسو هو دائرة ووكر، وهي حلقة واسعة النطاق من الهواء التصاعدي والغرقي الذي يمتد إلى المحيط الهادئ المداري، وفي ظل الظروف العادية، يؤدي التدفئة الشمسية الشديدة فوق غرب المحيط الهادئ الدافئ إلى ارتفاع الهواء، مما يؤدي إلى تباطؤ في المنطقة من الضغط المنخفض وهطول الأمطار الغزيرة، وينتهي هذا الارتفاع في الهواء شرق المحيط الهادئ من الغلق المرتفع، ويخلق منطقة عالية الضغط وتدفقات واضحة.

المحيطات

ويلعب المحيط دورا نشطا في دورة الشبكة العالمية للمياه من خلال حركة كتل المياه ونقل الحرارة، ويتكون النظام الحالي الاستوائي في المحيط الهادئ من تيارات سطحية غربية تقودها الرياح التجارية وخط سطحي متدفق شرقيا يعرف باسم " الريح الاستوائية " ، ويحمل هذا التدفق تحت الماء المبرد من غرب المحيط الهادئ إلى الشرق، حيث يمكن أن يرتفع إلى السطح عندما يعمق الريح.

"اللوحات الخفية التي تُبقي على "السيركل

وينطوي هذا التراجع على مجموعة من التعليقات المعززة التي تضخ من الانحرافات عن متوسط الوضع، وأهمها هو التغذية المرتدة من قبل منظمة " بيركنز " ، التي تسمى " عالم الأرصاد الجوية النرويجي " ، و " يعقوب بيركنس " ، وهي تُعطي في نهاية المطاف حلقة تعزيز الثقة الذاتية التي تؤدي فيها الرياح التجارية إلى دفء درجات الحرارة السطحية في شرق المحيط،

العمليات الرئيسية التي تقود النينيو ولا نينيا

Equatorial Kelvin Waves

إن موجات كيلفين الاستوائية هي موجات محيطية واسعة النطاق تسافر بسرعة على طول خط الحرارة من الغرب إلى الشرق عبر المحيط الهادئ، وتُجبر هذه الموجات على إحداث تغييرات في ضغط الرياح، لا سيما من خلال تخفيف أو تعزيز الرياح التجارية في غرب المحيط الهادئ، ويُحدث تخفيفاً للرياح التجارية خلال المراحل المبكرة من حوض نهر النينيو موجة من الكيلوفين المتصاعدة في شرق المحيط الهادئ، مما يعمق ارتفاعاً في خط الريح.

تشريد حرم المحارم

إن عمق حرارة المحيط في المحيط الهادئ ليس متماثلا، وفي ظل الظروف العادية، ينحدر من الغرب إلى الشرق، ويجلس على عمق 150 مترا تقريبا في غرب المحيط الهادئ ويرتفع إلى حوالي 50 مترا في شرق المحيط الهادئ، ويحافظ على هذا النمر بقوة ثابتة من الرياح التجارية، ويزيد من درجة حرارة التموين في شرق المحيط.

محركات الضغط الجوي

ويشير التذبذب الجنوبي إلى نمط الضغط الجوي بين شرق وغرب المحيط الهادئ، حيث يقاس هذا الفرق في الضغط بمؤشر جنوب المحيط الهادي، الذي يقارن بين شذوذ الضغط على مستوى البحر في تاهيتي (وهو ما يمثل شرق المحيط الهادئ) وداروين، أستراليا (يمثل غرب المحيط الهادئ).

Global Impacts of El Niño and La Niña

ويمتد نطاق النينيو ولا نينيا إلى ما وراء المحيط المداري، ومن خلال الاتصالات الجوية - سلاسل نشر موجات الغلاف الجوي التي تربط أنماط الطقس عبر مسافات شاسعة - تؤثر هذه الأحداث على درجة الحرارة والتنبؤ على نطاق عالمي، وهي آثار ليست حاسمة بل متسمة بالإنتفاؤل؛ وتقلب احتمالات بعض النتائج الجوية، مما يجعل بعض الظروف أكثر احتمالا، وغيرها أقل من ذلك.

أنماط الطقس الإقليمية

وخلال النينيو، يؤدي التحول في هطول الأمطار المدارية إلى مجموعة من الآثار الإقليمية يمكن التنبؤ بها، حيث أن المستوى الجنوبي للولايات المتحدة، من كاليفورنيا إلى فلوريدا، يميل إلى أن يختبر ظروفاً مزدهرة أكثر من المتوسط خلال أشهر الشتاء، في حين أن بلدان شمال غرب المحيط الهادئ ووادي أوهايو كثيرا ما تشهد طقساً أكثر جفافاً، وفي حين أن إندونيسيا وشمال أستراليا والفلبين تواجه عادة انخفاضاً في معدلات سقوط الأمطار وخطراً من الجفاف.

وتتجه لا نينيا إلى تحقيق النمط المعاكس، رغم أن التماثل ليس مثاليا، فغالبا ما تصبح جنوب الولايات المتحدة أكثر جفافا، مما يزيد من خطر الجفاف والنيران البرية، بينما تستقبل منطقة شمال غرب المحيط الهادئ ووادي أوهايو تهطالا أكبر، وتشهد شمال أستراليا وإندونيسيا ارتفاعا في متوسط الأمطار مع تزايد خطر حدوث فيضان، وتميل الأمطار الموسمية فوق الهند إلى أن تكون أقوى خلال منطقة لانيا، التي يمكن أن تصب فيضب فيها الزراعة.

الآثار الاقتصادية والاجتماعية

وقد يكون التسبب الاقتصادي للنينيو ولا نينيا مذهلا، فالزراعة هي أكثر القطاعات تأثرا، حيث أن أنماط الأمطار ودرجات الحرارة المتغيرة تعطل دورات الزراعة والحصاد، وتخفض غلة المحاصيل، وتزيد من انتشار الآفات والأمراض، كما أن ظاهرة النينيو خلال انهيار عام 2015-2016، وهي من أشد القطاعات تأثرا، قد قدرت الخسائر الزراعية العالمية بعشرات بلايين الدولارات، مع ما يترتب على ذلك من آثار شديدة على مصائد الأسماك في جنوب شرق آسيا.

وتتأثر موارد المياه بشدة، إذ يجب على المناطق التي تعاني من الجفاف أثناء النينيو أن تجابه بمستويات مخفضة من الخزان، ونضوب المياه الجوفية، وزيادة المنافسة على إمدادات المياه، وعلى العكس من ذلك، فإن المناطق التي تعاني من الفيضانات تواجه ضرراً في البنية التحتية، وتشريد السكان، ومخاطر الأمراض المنقولة بالمياه، وتعاني نظم الصحة العامة من توترات حادة مثل الملاريا والكثبان، وتف حدة الأمطار في مواجهة أنماط حرارة.

Predicting and Monitoring ENSO

نظم الرصد

(أ) يعتمد التنبؤ الحديث بالشبكة على نظام متطور للرصد العالمي يشمل السواتل والبويارات والقياسات القائمة على السفن، وركيزة هذا النظام هي مجموعة المحيط المداري والمحيطات الجوفية، وشبكة من الطوافات المتحركة التي تمتد إلى المحيط الهادئ الاستوائية من 165 درجة شرقاً إلى 95 درجة غرباً.

النماذج الجاهزة

وتُنفذ التنبؤات التي تُجرى بواسطة مجموعة من النماذج الدينامية والإحصائية التي تديرها مراكز المناخ في جميع أنحاء العالم، وتُعد نماذج محفزة للعمليات المادية للمحيطات والغلاف الجوي باستخدام معادلة رياضية، وتُجرى على الحواسيب الخارقة ذات الأداء العالي، وقد تحسنت هذه النماذج بشكل كبير على مدى العقدين الماضيين ويمكن أن توفر الآن توقعات مهارة لظروف النيتروز التي تتراوح بين ستة أشهر وتسعة نماذج متقدمة للنماذج الإحصائية.

التحديات في مجال الإدمان

وعلى الرغم من التقدم الكبير، لا يزال التنبؤ بالشبكة يشكل تحدياً علمياً هائلاً، فالعدم المستقر في دورة الشبكة يعني أنه لا يوجد حدثان متشابهان تماماً، ويظهر النظام سلوكاً فوضوياً يحد من إمكانية التنبؤ بما يتجاوز فترة التأريخ التي تستغرقها سنة واحدة تقريباً، وما يسمى حاجز التنبؤ بالتنبؤ بالربوعي، وهو ما يُعرف به نظام " إنسو " (EENSO) الذي يُراعي بوجه خاص حالات التواتر الصغيرة والتنبؤات التي تُفقد فيها المهارات، ويُ تغير المناخية، ويُ تغير المناخ.

ENSO in a Warming Climate

ومن أكثر المجالات نشاطاً في مجال بحوث المناخ فهماً لطريقة استجابة دورة التسخين العالمي المستمر، والصورة النظرية معقدة، وتتوقع بعض النماذج المناخية زيادة في تواتر أحداث النينيو الشديدة، التي تحددها منطقة ذات اتجاه شرقي عميق، والتي تشير إلى حدوث سقوط الأمطار الغزيرة في شرق المحيط الهادئ، وتوحي نماذج أخرى بأن تسارع حرارة المحيط الهادئ الاستوائية يمكن أن يقلل من درجة الحرارة السطحية.

The interaction between ENSO and other modes of climate variability, such as the Pacific Decadal Oscillation (PDO) and the Indian Ocean Dipole (IOD), adds another layer of complexity and these modes can modulate the strength and spatial pattern of ENSO events and can either reinforce or compensate their impacts. For example, a positive IOD combined with El Niño can exacerbate drought conditions in Indonesia and Australia.

نحو تحقيق المرونة: استخدام علوم النسيج الوطني

وقد تقدم علم النينيو ولا نينيا إلى نقطة يمكن أن يسترشد بها مباشرة في صنع القرار عبر مجموعة واسعة من القطاعات، وتستخدم خدمات الإرشاد الزراعي في العديد من البلدان توقعات المنظمة الوطنية لتوحيد المقاييس لإسداء المشورة للمزارعين بشأن اختيار المحاصيل، ومواعيد الزراعة، والجدول الزمني للري.

إن الفوائد الاقتصادية للتنبؤ بالإنسو كبيرة، وقد أظهرت الدراسات أن قيمة التنبؤات المحسنة للينسو يمكن أن تصل إلى بلايين الدولارات سنوياً في قطاعات الزراعة ومصائد الأسماك والطاقة والتأمين، وهذه القيمة لا تتحقق فقط من خلال إجراءات التأهب المباشرة، بل أيضاً من خلال الحد من عدم اليقين، مما يتيح للشركات والحكومات اتخاذ قرارات استثمارية أكثر استنارة، ويتمثل التحدي الذي يواجه المستقبل في مواصلة تحسين دقة توقعات الينسو في المناخ وقيادةه، من أجل تحسين فهم العناصر التي يمكن أن تكون قادرة على التكيف مع البيئة.