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Ogni anno, un vasto pool di acque calde si riversa verso est attraverso l'Oceano Pacifico, innescando una reazione a catena che altera i modelli meteorologici su quasi ogni continente. Questo è El Niño, la fase calda dell'Oscillazione El Niño-Southern (ENSO), un fenomeno che rappresenta la più potente fonte naturale di variabilità climatica annuale.
Definizione dell'oscillazione El Niño-Southern
Per comprendere El Niño, bisogna prima cogliere il sistema più ampio che appartiene: l'Oscillazione El Niño-Southern. L'ENSO è un modello clima ricorrente che comporta cambiamenti nella temperatura delle acque superficiali nell'Oceano Pacifico centrale e orientale, insieme a cambiamenti nella pressione atmosferica attraverso il bacino del Pacifico. Il sistema ha tre fasi distinte: El Niño (la fase calda), La Niña (la fase fredda), e una fase neutrasente.
Leggere l'Oceano: Anomalie di temperatura di superficie del mare
Il primo strumento diagnostico per il monitoraggio dell'ESO è la misura delle temperature della superficie del mare (SST) nel Pacifico equatoriale. Gli scienziati si concentrano su diverse regioni specifiche, conosciute come regioni del Niño, per tracciare anomalie. Il più critico di questi è il Niño 3.4 regione di deviazione del nord, che ha visto un cambiamento medio dell'acquario nel 1997.
Leggere l'atmosfera: l'indice di oscillazione meridionale
L'oceano racconta una parte della storia, ma l'atmosfera racconta un'altra. Il Southern Oscillation Index (SOI)[] misura la differenza di pressione normalizzata tra Tahiti (Pacifico Orientale) e Darwin (Pacifico occidentale)). Durante un anno normale, la pressione è tipicamente inferiore a Darwin e più alta a Tahiti, guida i venti commerciali da est a ovest.
La Rivalenza dei Fratelli: El Niño vs. La Niña
El Niño non agisce in isolamento. È abbinato al suo opposto, La Niña, che è caratterizzato da venti commerciali più forti della media e temperature più fredde della superficie del mare nel Pacifico centrale e orientale. Mentre El Niño porta spesso la siccità nelle regioni che normalmente si verificano bagnate (come l'Australia e l'Indonesia) e inondando nelle regioni asciutte (come gli Stati Uniti sud-occidentale e il Perù), La Niña tende a invertire questi modelli.
Svelare le origini: dai pescatori ai fisici
La storia di El Niño è così accattivante come il fenomeno stesso. Lungo prima satelliti e modelli climatici, gli osservatori sulle coste del Perù e dell'Ecuador hanno notato un accattivante, misterioso riscaldamento delle acque oceaniche che sono arrivate intorno al Natale. Le loro osservazioni hanno fornito i primi indizi a un puzzle che avrebbe richiesto secoli per assemblare completamente.
Un Cristo Bambino chiamato El Niño
I pescatori peruviani hanno storicamente dipendeto dalla fredda e ricca di nutrienti Humboldt corrente per sostenere vaste popolazioni di acciughe e altri pesci. Regolarmente, intorno alla stagione delle vacanze, una corrente calda e a sud-fluente appariva, riducendo la cattura del pesce.
La sala motore: comprensione della Circolazione Walker
La chiave per sbloccare l'ESO è la comprensione della Walker Circulation, un enorme anello di aria crescente e affondante che si estende da est a ovest attraverso il Pacifico tropicale.
Il Bjerknes Feedback Loop
Alla fine degli anni '60, il meteorologo norvegese-americano Jacob Bjerknes fornì la svolta che collegava l'oceano e l'atmosfera, descrivendo un loop di feedback positivo che amplifica un debole disturbo iniziale in un El Niño a sangue pieno.
- I venti commerciali di riscaldamento:[] Si verifica un sottile indebolimento dei venti commerciali est-ovest.
- L'acqua di arma migra ad est: Senza i forti venti che lo spingono verso ovest, l'acqua di superficie calda si riversa verso est attraverso il Pacifico equatoriale.
- Ridotto Rigonfiamento:[ I venti più deboli riducono anche l'aumento di acqua fredda e profonda al largo della costa del Sud America.
- L'arrivo dell'acqua calda e la riduzione delle temperature di superficie del mare in aumento nel Pacifico centrale e orientale.
- Risposta atmosferica:[] Questo riscaldamento sposta la zona dell'aria in aumento (convezione) verso est, ulteriormente indebolire la Circolazione Walker e i venti commerciali.
- Continua a scorrere verso est, creando un ciclo di auto-rimboschimento che si costruisce verso un picco dello stato di El Niño.
Questo Feedback Bjerknes è il meccanismo di base che trasforma una piccola anomalia di temperatura oceanica in un evento enorme, che altera il pianeta.
Triggering the Event: Westerly Wind Bursts and Kelvin Waves
Se il Bjerknes Feedback è l'amplificatore, che cosa è la scintilla iniziale? Gli eventi El Niño sono spesso innescati da specifiche, brevi e disordini atmosferiche noti come abbagliamento del vento occidentale . Questi sono episodi di forti venti che soffiano da ovest a est lungo l'equatore, spesso associati con la Madden-Julian Oscillation (MJO)
Teoria di ricarica
Una volta che gli eventi El Niño si esauriscono, e perché a volte passano a La Niña? La spiegazione principale è la Teoria ricarica-scarica, sviluppata dagli scienziati Jin-Yiten Yu e J. David Neelin. Questa teoria descrive l'ESO come un'oscillazione naturale in cui il calore si accumula e viene rilasciato.
Effetti climatici globali: La piattaforma di collegamento
Il riscaldamento del Pacifico centrale e orientale è solo l'inizio. La vera potenza di El Niño è nella sua capacità di proiettare la sua influenza in tutto il mondo attraverso un complesso sistema di ponti atmosferici noti come teleconnessioni.
Disturbi del bacino del Pacifico
Le regioni normalmente bagnate dell'Indonesia, della Papua Nuova Guinea e dell'Australia settentrionale si sono avuti una grave siccità, mentre la convezione che produce pioggia si sposta verso est. Nel frattempo, la costa arida dell'Ecuador e del Perù è scavata dalle piogge torrenziali, portando a una catastrofe inondazione e frane.
Le Americhe
El Niño esercita una forza potente sui modelli meteorologici in Nord e Sud America modificando la posizione e la forza del flusso subtropicale del getto.
America del Nord
Durante un tipico inverno di El Niño, il livello meridionale degli Stati Uniti sperimenta condizioni più fredde e più umide. Questo perché il flusso subtropicale del getto rafforza e si sposta a sud, portando un flusso costante di tempeste del Pacifico in California, il sud-ovest, e la costa del Golfo. Questo può fornire molto bisogno di sollievo dalla siccità, ma solleva anche il rischio di inondazione.
Sud America
La costa nordoccidentale (Ecuador, Perù) affronta intensi inondazioni e disagi sociali. Più interra, il bacino amazzonico spesso sperimenta una grave siccità, portando a livelli di fiume più bassi e ad un aumento del rischio di incendio. La parte centrale del continente, compreso il Brasile meridionale, l'Uruguay e l'Argentina settentrionale, vede in genere una maggiore piovosità durante i mesi primaverili ed estivi.
Asia e Africa
L'influenza di El Niño è forse più acutamente sentita nelle regioni densamente popolate dell'Asia e dell'Africa, dove l'agricoltura dipende fortemente dalle piogge stagionali.
Il monsone asiatico
El Niño ha una tendenza ben documentata a ] ha colpito il monsone estivo indiano[], portando a precipitazioni sotto-mediarie attraverso il subcontinente indiano. Questa riduzione della pioggia monsonica può avere gravi conseguenze per le centinaia di milioni di persone che dipendono dall'agricoltura a pioggia.
Modelli di pioggia africana
L'Africa meridionale (incluso il Sudafrica, lo Zimbabwe e il Mozambico) soffre quasi sempre di una stagione piovosa molto secca durante il Niño, tipicamente da dicembre a febbraio, che porta a insufficienza delle colture, a carenze d'acqua e all'insicurezza alimentare.
Uragani atlantici e cicloni globali
Uno degli effetti più prevedibili di El Niño è la suppressione dell'attività dell'uragano atlantico. Le ragioni sono due volte. In primo luogo, il riscaldamento del Pacifico centrale e orientale altera i venti di alto livello sull'Atlantico, creando forti cesoie verticali del vento.
L'effetto ondulato: Ecologia, Economia e Società
Il caos climatico provocato dalle cascate di El Niño attraverso ecosistemi e società umane, creando un effetto ondulato che può essere sentito per anni dopo l'evento stesso ha subsided.
Collasso di pesca e migrazione marina
L'impatto sulla pesca acciughe La pesca acciughe peruviana è una delle conseguenze ecologiche più drammatiche di El Niño. Durante un evento forte, il crollo della rigonfiamento delle coste elimina le fioriture di fitoplancton che sostengono l'intera rete alimentare marina.
Agricoltura e prezzi alimentari globali
Il fatto che la siccità sia in Australia, nel Sud-Est asiatico, in India e nell'Africa meridionale, unitamente all'inondazione in Sud America e nel Sud degli Stati Uniti, crea uno shock sincronizzato per i panbaschetti del mondo.
Preoccupazioni per la salute pubblica
Le variazioni della temperatura, delle precipitazioni e delle dinamiche ecosistemiche creano condizioni favorevoli per la diffusione delle malattie infettive. L'inondazione nella scia delle piogge pesanti può contaminare gli approvvigionamenti d'acqua e portare a focolai di colera e altre malattie di diarrea. Le temperature più calde e l'espansione degli habitat di zanzara possono aumentare la trasmissione di malattie vettoriali come malaria, febbre dengue, Rifngue
El Niño nell'Antropocene: una dinamica in evoluzione
Una delle domande più urgenti nella scienza del clima è come il cambiamento climatico causato dall'uomo sta influenzando l'oscillazione del Niño-Sud. La risposta è complessa e rimane un'area di ricerca attiva. La maggior parte dei modelli climatici suggeriscono che le dinamiche sottostanti dell'ENSO continuerà, ma possono essere spinte in nuovi regimi.
Un pianeta più caldo è un oceano più caldo, perché El Niño è una condizione più calda dell'oceano, perché un evento dato può avere un segnale anomalia più debole ma si verificano su uno sfondo significativamente più caldo.
Predivisione dell'imprevedibile: Il futuro della previsione dell'ESO
L'immenso costo di El Niño in termini umani ed economici fornisce un potente stimolo per migliorare la nostra capacità di predirlo. Oggi, gli scienziati utilizzano una sofisticata gamma di strumenti, tra cui una rete globale di boe (la gamma Tropical Atmosphere Ocean/TRIANGLE), satelliti che misurano l'altezza della superficie del mare e i venti, e modelli di computer complessi che simulano l'oceano e l'atmosfera.
Il rapporto tra un evento specifico di El Niño e le sue teleconnessioni non è perfettamente coerente. Il rumore interno del tempo (come un'improvvisa intrusione di vortice polare) può superare il segnale previsto. Poiché il cambiamento climatico altera lo stato di base dell'atmosfera, i gestori di previsioni devono costantemente ricalibrare i loro modelli. Nonostante queste sfide, i progressi sono stati notevoli.