العلم بريطانيا العظمى نيا: تغير المناخ في المحيط الهادئ

The Science of El Niño and La Niña: Climate Variability in the Pacific Ocean

إن ظاهرة النينيو ولا نينيا هي من أكثر الظواهر المناخية التي تنجم عن ذلك على الأرض، وهي ظاهرة نشأت في المحيط الهادئ المداري وتؤثر تأثيرا عميقا على أنماط الطقس في جميع أنحاء العالم، وهذه الأحداث، المعروفة مجتمعة باسم " النينيو - الجنوب " ، تمثل التقلب الطبيعي لنظام المحيط - الغلاف الجوي، وفهم ظواهر النينيو والنينا، وتأثيراتها وإمكانية التنبؤ بها، هي أمور أساسية بالنسبة للمجتمعات والحكومات،

ما هو النينيو؟

ويحدّد النينيو بصورة دورية درجات الحرارة السطحية البحرية في المحيطين الأوسط والشرقي للمحيط الهادئ، ويخل هذا الاحترار بالتداول الطبيعي للغلاف الجوي ويمكن أن يستمر من بضعة أشهر إلى أكثر من سنة، وعادة ما تحدث أحداث النينيو كل سنتين إلى سبع سنوات وتختلف في شدتها، ويشير المصطلح أصلا إلى تيار بحري دافئ يظهر قبالة ساحل أمريكا الجنوبية حول عيد الميلاد، ولكن العلماء يستخدمونه الآن لوصف التغيرات في أحواض المحيطات.

وخلال حدث النينيو، تضعف الرياح التجارية القوية عادة التي تهب من الشرق إلى الغرب عبر المحيط الهادئ، مما يسمح بالماء الدافئ الذي تراكم في غرب المحيط الهادئ بالتراجع إلى الشرق، مما يرفع درجة حرارة سطح البحر قرب خط الاستواء وعلى طول ساحلي بيرو وإكوادور، ويغير التحول في المياه الحارة موقع الانتصاب الجوي، الذي بدوره يغير أنماط ضغط الأمطار والرياح في العالم.

السمات الرئيسية للنينيو

Increased sea surface temperatures] in the central and eastern Pacific, often exceeding 0.5°C above the long-term average for at least three consecutive months.
Weakened trade winds] that allow warm water to move eastward, suppressing upwelling of cold, nutrient-rich water along the South American coast.
Altered weather patterns] that can bring heavy rain to normally dry regions and drought to areas that usually receive abundant precipitation.
Impact on marine life]: تقلص مستوى المعيشة يتناقص في توافر المغذيات، ويعطل سكان الأسماك والنظم الإيكولوجية التي تعتمد عليها.
Global climate effects] that extend far beyond the tropical Pacific, influencing temperature and precipitation on every continent.

آثار النينيو

ويمكن أن تكون آثار النينيو هائلة وواسعة النطاق، وفي حين أن التأثيرات الدقيقة تختلف بحجم كل حدث وتوقيته، فإن بعض الأنماط تُلاحظ باستمرار:

Increased rainfall in the eastern Pacific], particularly along the coasts of Ecuador and northern Peru, often leading to flooding and landslides.
Drought conditions in Australia and Southeast Asia, where suppressed convection reduces monsoon rains, threatening agriculture and water supplies.
Warmer winters in North America, especially across the northern United States and Canada, while the southern U.S. experiences cooler, wetter weather.
Disruption of marine ecosystems: إن انخفاض مستوى المساكن الغنية بالمغذيات يمكن أن يتسبب في تراجع الأرصدة السمكية، مما يؤثر على مصائد الأسماك من بيرو إلى كاليفورنيا.
Changes in tropical cyclone activity: El Niño tends to suppress Atlanticعاصير formation while enhancing storm activity in the Pacific.

ما هو لا نينيا؟

إن لا نينيا هي النظيرة الباردة للنينيو، وهي تتميز بتبريد درجات حرارة سطح البحر في وسط وشرق المحيط الهادئ، وكثيرا ما تلت حدثا في النينيو، وتمثل لا نينيا تعزيزا للظروف المناخية العادية في المحيط المداري، مع درجات حرارة المحيطات أكثر من المتوسط، ورياح تجارية أقوى، مثل النينيو، لا نينيا يمكن أن تستمر لعدة أشهر إلى سنة أو أكثر.

وخلال لا نينيا، تكثف الرياح التجارية، وتدفع المياه السطحية الدافئة إلى الغرب، وتسمح بالماء البارد العميق بالارتقاء على طول ساحل أمريكا الجنوبية، ويمتد هذا التأثير المبرد عبر معظم المحيط الهادئ الاستوائية، ويعزز درجة الحرارة بين غرب المحيط الهادئ الدافئ وشرق المحيط الهادئ المبرد، ويعزز تناقض درجات الحرارة تداول ووكر، وهو حلقة واسعة النطاق في الغلاف الجوي تؤثر على أنماط الطقس في جميع أنحاء العالم.

Key Characteristics of La Niña

Lower sea surface temperatures] in the central and eastern Pacific, typically at least 0.5°C below average for several consecutive months.
Strengthened trade winds] that enhance the westward flow of warm water and increase cold water upwelling.
Increased upwelling of cold water] along the equator and the west coast of South America, bringing nutrient-rich water to the surface.
Global climate impacts] that often produce counter effects to those of El Niño, though regional responses can vary.

آثار لا نينيا

وترتبط أحداث لا نينيا باضطرابات الطقس المتميزة التي يمكن أن تكون متأثرة بقدر تأثير ظاهرة النينيو:

Increased rainfall in Australia and Indonesia, where enhanced convection leads to higher-than-average monsoon rains and frequent flooding.
Drier conditions in the eastern Pacific], particularly along the coast of South America, where suppressed rainfall can cause drought.
Colder winters in the northern United States] and warmer winters in the southern U.S., with increased snowfall in the Pacific Northwest and the Great Lakes region.
Enhanced insolvency activity in the Atlantic], as reduced wind shear and warmer sea surface temperatures in the tropical Atlantic favor storm development.
حامض أكثر من متوسط درجات الحرارة العالمية ، الذي يمكن أن يعوض مؤقتاً بعض الاحترار من انبعاثات غازات الدفيئة.

الآلية خلف النينيو ولا نينيا

ويقود كلا النينيو ولا نينيا تفاعلات معقدة بين المحيط والغلاف الجوي، وهي حلقة تفاعلية معروفة بـ " تعليقات بيركنس " ، وفي جوهرها، فإن دورة " إنسو " هي منشار لدرجات حرارة سطح البحر والضغط الجوي عبر المحيط المداري، ويُعتبر فهم هذه الآليات أمرا أساسيا للتنبؤ بكيفية تطور الأحداث.

التفاعل بين المحيطات والغلاف الجوي

إن المحيط الهادئ المداري والغلاف الجوي فوقه مقترنان بشدة، وفي ظل الظروف العادية، تدفع الرياح التجارية القوية المياه السطحية الدافئ نحو غرب المحيط الهادئ، مما يخلق حوضا دافئا بالقرب من إندونيسيا، وفي شرق المحيط الهادئ، يرتفع الماء البارد من العمق، ويخلق سطحا أكثر برودة، وهذا الفرق في درجة الحرارة يؤدي إلى تداول يعرف باسم خلية والكر، حيث يرتفع الهواء فوق غرب المحيط الهادئ الدافئ، ويتدفق شرقا على ارتفاعات عالية، ويغرق غربا على سطح المحيط الهادئ.

وخلال حدث النينيو، تضعف الرياح التجارية أو تتراجع، مما يسمح بالماء الدافئ بالتحول شرقا، وهذا يضعف حركة ووكر، ويحول الفرع الآخذ في الارتفاع من الخلية إلى وسط المحيط الهادئ، ويتغير التغير في درجات الحرارة السطحية البحرية في أنماط الضغط الجوي، التي تزيد من حدتها من قوة الرياح، مما يؤدي إلى ظهور ردود فعل إيجابية تجسد الدفء الأولي، ويحدث العكس أثناء حركة لانيا القوية.

دور تيار المحيطات وتوزيع الحرارة

وتؤدي تيارات المحيطات دورا حاسما في إعادة توزيع الحرارة أثناء أحداث المنظمة، كما أن النادر الاستوائية، التي تتدفق شرقا تحت السطح، يحمل مياها باردة من غرب المحيط الهادئ إلى شرق المحيط الهادئ، وفي أثناء النينيو، يضعف هذا الضعف الناقص، بينما يعزز خلال لا نينيا، بالإضافة إلى موجات روسيسو وكموجات كيلفين المحيطية الطويلة عبر الحوض، تنقل دلائل على ارتفاع سطحي متغير.

كما أن التباينات في الضغط الجوي تساهم في ذلك، ويشير التذبذب الجنوبي إلى البذور في الضغط على مستوى البحر بين غرب وشرق المحيط الهادئ، ويرتبط مؤشر جنوبي سلبي (فرق ضغط سلبي) بالنينيو، بينما يشير مؤشر إيجابي إلى لا نينيا، ويربط هذا الضغط المحيط والغلاف الجوي في نظام موحد.

الآثار على الطقس العالمي

وللنينيو ولا نينيا آثار هامة على أنماط الطقس العالمية، مما يؤثر على كل شيء من التهطال ودرجة الحرارة إلى تواتر الأحداث المتطرفة، وفي حين أن هناك حدثين متطابقين، فإن عقودا من المراقبة كشفت عن آثار إقليمية متسقة.

أنماط التهطال والجفاف

إن التحول في الملتقى المداري خلال أحداث المنظمة العالمية لتوحيد المقاييس يغيّر سقوط الأمطار عبر مناطق شاسعة، وخلال النينيو، تتجه المنطقة الرئيسية من سقوط الأمطار شرقا، مما يجلب أمطارا ثقيلة إلى وسط وشرق المحيط الهادئ، بينما تتعرض غرب المحيط الهادئ وأجزاء من جنوب شرق آسيا للجفاف، وتعكس النينيا هذا النمط، مع زيادة سقوط الأمطار على إندونيسيا والفلبين وشمال أستراليا، وتتحول هذه التغيرات إلى خطوط عرض أعلى تؤثر على النظم في أمريكا.

المرحلة القصوى

إن ظاهرة النينيو تؤدي عادة إلى ارتفاع حرارة العالم أكثر من المتوسط، حيث أن إطلاق الحرارة من شرق المحيط الهادئ يزيد متوسط درجة حرارة الكوكب، فأقوى أحداث النينيو، مثل أحداث 1997-1998 و 2015-2016، ساهمت في كسر حرارة العالم، كما أن لانينا لها تأثير مبرد على درجة الحرارة العالمية أقل وضوحا.

الكوارث الطبيعية

إن أحداث المنظمة تضاعف من خطر وقوع بعض الكوارث الطبيعية، ففي أثناء النينيو، يمكن أن تؤدي زيادة التهطال في شرق المحيط الهادئ إلى حدوث فيضانات وانهيارات أرضية مدمرة في بيرو وإكوادور وأجزاء من الساحل الغربي للولايات المتحدة، ويزيد الجفاف في أستراليا وجنوب شرق آسيا من خطر اندلاع حرائق برية، وفي الوقت نفسه، ترتبط العواصف الأطلسية بأعاصير أكثر، مما قد يتسبب في أضرار واسعة النطاق على امتداد موسم الخليج العشرين والساحل الشرقية.

الزراعة والأمن الغذائي

فالزراعة حساسة للغاية إزاء تقلبات الطقس التي تحركها المنظمة، ويمكن أن يؤدي الجفاف المتصل بالنينيو إلى الحد من غلات المحاصيل في أستراليا وإندونيسيا وأجزاء من أفريقيا، مما يؤدي إلى نقص الأغذية والخسائر الاقتصادية، وعلى العكس من ذلك، فإن ظروف صيد الأسماك التي تسودها لانينا في نفس المناطق يمكن أن تعزز الإنتاج، بل أن تزيد أيضا من خطر الفيضانات وتلف المحاصيل، وفي الأمريكتين، يمكن للنينيو أن تعطل مصائد الأسماك في بيرو، وهي مصدر رئيسي

For more on agricultural impacts, see the Food and Agriculture Organization’s monitoring of El Niño].

الفرق الإقليمية

وتختلف آثار النينيو ولا نينيا اختلافا كبيرا حسب المنطقة، ويكتسي فهم هذه المعاني أهمية حاسمة بالنسبة للتأهب المحلي:

North America]: El Niño brings wetter-than-normal conditions to the southern tier of the U.S. and drier conditions to the Pacific Northwest. La Niña often results in colder winters in the north and increased wildfire risk in the Southwest.
South America: El Niño causes heavy rainfall and flooding in Peru and Ecuador, while drought affects parts of Brazil and Argentina. La Niña brings counter conditions, with drier weather along the west coast and wetter periods in the Amazon.
Australia and Oceania]: El Niño is strongly associated with drought, heatwaves, and reduced tropical cyclone activity. La Niña increases the likelihood of flooding, cyclones, and cooler temperatures in eastern Australia.
Africa]: تميل النينيو إلى قمع سقوط الأمطار في شرق أفريقيا، مما يسهم في الجفاف في بلدان مثل إثيوبيا وكينيا، في حين أن لا نينيا قد تجلب الأمطار فوق المتوسط إلى نفس المنطقة، مما يتسبب في بعض الأحيان في الفيضانات.
Asia]: El Niño weakens the Indian monsoon, reducing rice and wheat production. La Niña can strengthen the monsoon, benefiting agriculture but also raising flood risks.

The International Research Institute for Climate and Society] provides detailed regional ENSO impact maps.

رصد ظاهرة النينيو ولا نينيا وتأبينها

ويشكل التنبؤ بظاهرة أحداث المنظمة محور تركيز رئيسي لعلوم المناخ، ويمكن للتنبؤات الدقيقة أن تنقذ الأرواح والمليارات من الدولارات عن طريق السماح للحكومات والأعمال والمجتمعات المحلية بالاستعداد لمواجهة الأحوال الجوية القصوى، ويستخدم العلماء مزيجا من شبكات المراقبة والنماذج العددية لتتبع حالة المحيط الهادئ وتحسب التغيرات المستقبلية.

رصد المحيطات والغلاف الجوي

ومن الأدوات الرئيسية Tropical Atmosphere Ocean (TAO) صفيفة ]، وهي شبكة من الطوافات التي تُنقل عبر المحيط الهادئ الاستوائية، وهذه الطوافات تقيس درجة الحرارة السطحية البحرية، ودرجة حرارة سطح الأرض، وسرعة الرياح واتجاهها، وضغط الهواء في الوقت الحقيقي، وتوفر الملاحظات الساتلية بيانات تكميلية عن طول سطح البحر، ولون المحيطات، والنظم السحابية معاً متواصلاً.

The NOAAA Pacific Marine Environmental Laboratory] manages the TAO array and provides open-access data.

نماذج المناخ والتنبؤات

يستخدم المُنبّعون نماذج دينامية وإحصائية لتحفيز تطور الشبكة، فالنموذج الديناميكي يحل المعادلات المادية التي تحكم المحيطات والغلاف الجوي، في حين تعتمد النماذج الإحصائية على العلاقات التاريخية، وتصدر معظم المراكز العملياتية توقعات قبل تسعة أشهر، وإن كانت المهارات تنخفض بعد حوالي ستة أشهر، كما أن انخفاض التنبؤات النموذجية، الذي يظهر مجموعة من النتائج الممكنة، هو منتج قياسي من منظمات مثل مركز المناخ ].

أهمية نظم الإنذار المبكر

وتُعد نظم الإنذار المبكر أساسية للتخفيف من آثار أحداث المنظمة، وتنسق المنظمة العالمية للأرصاد الجوية الجهود الدولية الرامية إلى إصدار نُهج عنابر المنظمة، بينما تُرصد الوكالات الإقليمية توقعات الاحتياجات المحلية، وفي أفريقيا، يستخدم مركز التنبؤات والتطبيقات المناخية التابع للرابطة توقعات المنظمة لتوجيه التأهب للجفاف.

خاتمة

ولا يقتصر الأمر على الفضول الأكاديمي، بل هو دافع قوي لتقلب المناخ العالمي مع ما يترتب على ذلك من عواقب، ومن خلال تغيير درجات الحرارة السطحية في البحر، والتداول في الغلاف الجوي، وأنماط سقوط الأمطار، تؤثر هذه الظواهر على النظم الإيكولوجية والاقتصادات، وحياة بلايين الناس، وقد أدت التطورات في الرصد والتنبؤ إلى تحسين قدرتنا على توقع حدوث موجات من التكاثر في المحيط الهندي، ولكن التحديات لا تزال قائمة، ولا سيما مع تغير المناخ.