Comprendere El Niño e La Niña

El Niño e La Niña rappresentano le due fasi opposte di un modello climatico naturale che si verifica attraverso l'Oceano Pacifico tropicale. Insieme formano il ciclo di oscillazione El Niño-Southern (ENSO), che è il driver dominante della variabilità climatica annuale sul pianeta. Questi eventi non sono semplicemente le conseguenze localizzate della temperatura dell'oceano; sono fenomeni ocean-atmosferi accoppiati che possono cambiare modelli meteo globali, influenzare le previsioni marittime e le economie di impatto in tutto il mondo.

Il termine "El Niño" originariamente si riferiva a una corrente a sud calda che apparve al largo della costa del Perù intorno a Natale. Nel tempo, gli scienziati hanno riconosciuto che questo riscaldamento locale era parte di una fluttuazione molto più grande, a livello di bacino nelle temperature della superficie del mare e della pressione atmosferica. La fase opposta, La Niña, è stata identificata in seguito come la controparte di raffreddamento.

Cos'è El Niño?

El Niño è caratterizzato da un riscaldamento anormale delle temperature della superficie del mare nell'Oceano Pacifico centrale e orientale. Questo riscaldamento persiste tipicamente per 9-12 mesi, anche se può durare a volte più di un anno. Durante un evento El Niño, i venti commerciali normalmente forti che soffiano da est a ovest attraverso il Pacifico equatoriale indeboliscono, o addirittura invertono in alcune aree.

Le conseguenze sono molto profonde: la piscina ad acqua calda si sposta verso est, così come la principale regione di convezione e precipitazioni atmosferiche, che altera la circonferenza Walker, un grande anello di aria crescente e discendente sui tropici.

  • Cese crescenti[] e inondazione al livello meridionale degli Stati Uniti, in particolare la California e la costa del Golfo, in quanto il flusso di jet viene spostato verso sud.
  • Condizioni disuso[[] in Indonesia, Australia e parti del Sud-Est asiatico, come la cintura di pioggia primaria si allontana.
  • Attività uragane sovrastampata[[] nel bacino atlantico a causa di una maggiore trafora e vento di livello superiore e temperature più fredde della superficie del mare atlantico.
  • Disturbo ecosistema marino[] al largo della costa occidentale del Sud America, dove l'aumento di acqua fredda ricca di nutrienti è sostituito da acqua calda e nutriente-povera, portando a decrescere in stock di pesce come acciughe.

Uno degli eventi più forti di El Niño in atto si è verificato nel 2015–2016, con anomalie della temperatura della superficie marina che superano i 2,5°C in alcune parti del Pacifico equatoriale.

Che cos'è La Niña?

La Niña, spesso considerata la sorella di fronte a El Niño, è definita dal raffreddamento continuo delle temperature delle superfici marine nel Pacifico tropicale centrale e orientale. Durante un episodio di La Niña, i venti commerciali si intensificano, spingendo ancora più acqua calda verso il Pacifico occidentale. Questo permette acqua fredda e profonda di rigonfiare più vigorosamente lungo l'equatore e la costa sudamericana.

Gli impatti globali di La Niña sono, sotto molti aspetti, l'immagine a specchio di El Niño, anche se gli effetti non sono sempre simmetrici in termini di forza o di estensione geografica.

  • Condizioni di benessere[[] in Indonesia, Australia settentrionale e le isole del Pacifico occidentale, compreso il rischio aumentato di inondazioni e frane.
  • Condizioni più calde e più calde[] negli Stati Uniti sud-occidentale e in alcune parti del Corno d'Africa, che spesso portano alla siccità.
  • Attività uragano atlantico potenziata[[], come taglio eolico ridotto e temperature più calde della superficie del mare Atlantico creano un ambiente più favorevole per la formazione di tempeste e l'intensificazione.
  • Migliorata la produttività marina e l'aumento della produttività[[] al largo della costa del Perù e dell'Ecuador, beneficiando della pesca a breve termine.

L'evento La Niña, che ha caratterizzato due inverni consecutivi (una "doppia dita" La Niña), ha contribuito a registrare le stagioni dell'uragano Atlantico, tra cui i danni diffusi dall'uragano Ida nel 2021.

Il ciclo ENSO: Interazioni Ocean-Atmosphere

L'ENSO non è un singolo evento ma un ciclo che oscilla tra tre fasi: El Niño, La Niña e neutro. Il motore dietro questo ciclo è il loop di feedback tra l'oceano e l'atmosfera sul Pacifico equatoriale. Due componenti chiave guidano l'ESO: il comportamento dei venti commerciali e la struttura dell'oceano superiore.

Commercio Venti e la Circolazione Walker

In condizioni neutre normali, i forti venti commerciali soffiano da est attraverso il Pacifico tropicale, spingendo acqua calda di superficie verso il Pacifico occidentale. Questo crea una "piscina calda" vicino all'Indonesia con temperature di superficie del mare spesso sopra i 28°C (82°F).

Il ruolo della termoclina

In superficie, il Pacifico equatoriale presenta uno strato di cambiamento di temperatura affilato – la termoclina – che separa l'acqua di superficie calda da acqua fredda profonda. In ovest, la termoclina è profonda (100–200 metri) a causa della pilatura di acqua calda; nell'est, è bassa (20–50 metri) a causa di aumento.

Iniziazione e Terminizzazione

Gli eventi dell'ESO solitamente iniziano nella primavera e maturano durante l'inverno dell'emisfero settentrionale, quando l'accoppiamento dell'oceano-atmosfera è più forte. Essi sono innescati da una combinazione di rumore casuale del tempo (come i colpi del vento westerly nel Pacifico occidentale) e il contenuto di calore cumulativo dell'oceano. Una volta avviato, i feedback tra l'oceano e l'atmosfera amplificano l'anomalia.

Impatto globale sul clima e sul clima

I cambiamenti nelle precipitazioni tropicali e nella circolazione atmosferica causati dall'ESO non rimangono confinati nel Pacifico, attraverso le teleconnessioni atmosferiche, i collegamenti a lunga distanza nei modelli meteorologici, El Niño e La Niña influenzano la temperatura, le precipitazioni e le piste di tempesta in tutto il mondo.

Schemi meteorologici regionali

Durante il Niño, il flusso di jet alterato porta più tempeste invernali attraverso gli Stati Uniti meridionali, portando a precipitazioni sopra la media in California, nel sud-ovest e lungo la costa del Golfo. Inversamente, la valle dell'Ohio e parti del Midwest tendono ad essere più aridi. Nei tropici, El Niño spesso porta a basse precipitazioni monsoniche in India e in parte dell'Africa occidentale, mentre l'Africa orientale può invertire le piogge fredde.

Cicloni tropicali e tempeste gravi

L'ESO esercita una forte influenza sull'attività uragano. El Niño sopprime la formazione dell'uragano atlantico aumentando la tranciatura verticale dell'aria tropicale e promuovendo l'abbassamento dell'aria. La Niña riduce la tranciatura del vento e migliora l'aria in aumento, creando condizioni favorevoli per gli uragani più forti. La stagione atlantica del 2020, caratterizzata da 30 tempeste di nome durante una La Niña, è un'esempio stark.

Ecosistema e impatti biologici

Gli ecosistemi marini rispondono notevolmente all'ESO. Il crollo dell'aumento durante un El Niño riduce la disponibilità di nutrienti, causando fioriture di plancton a diminuire; questo si increspa la catena alimentare, che colpisce pesci, uccelli marini e mammiferi marini. Ad esempio, il 1982-83 El Niño ha causato enormi die-off di iguane marine nelle Galápagos e un crollo temporaneamente delle accina peruviana.

Un evento storico ben documentato è il 1997-98 El Niño, uno dei più forti del XX secolo, che ha causato un totale di 35 miliardi di dollari di danni, tra cui le inondazioni devastanti in California, i mudslides in Perù e gli incendi indotti dalla siccità in Indonesia. L'Osservatorio Terra di NaSA offre studi dettagliati di casi di questo e altri eventi dell'ESO.

Predivisione di El Niño e La Niña

La previsione dell'insorgenza, dell'evoluzione e dell'intensità degli eventi dell'ESO è migliorata notevolmente negli ultimi decenni, grazie ad una combinazione di reti di osservazione e modelli informatici.

Osservare l'Oceano e l'Ambiente

Il monitoraggio in tempo reale si basa su una rete di boe ormeggiate nel Pacifico equatoriale (la gamma TAO/TRITON), misurazioni satellitari della temperatura della superficie del mare, altezza della superficie del mare, e stime della temperatura subsuperficiale dalle buoie alla deriva.

Modelli climatici

I progettisti utilizzano modelli dinamici che simulano la fisica dell'oceano e dell'atmosfera, nonché modelli statistici basati su relazioni storiche. I Centri nazionali di Predizione Ambientale (NCEP) gestisce il Sistema di Previsione Climatica (CFS), e molti centri internazionali contribuiscono a formare gruppi di modelli ENSO.

"Predicting the onset of El Niño is like trying to catch a ping-pong ball in auragano." – Dr. Michael McPhaden, senior science at NOAA PMEL.

Nonostante queste difficoltà, le previsioni combinate di modelli statistici e dinamici hanno predetto correttamente la maggior parte degli eventi principali fin dai primi anni 2000, anche se si verificano falsi allarmi e eventi mancati.

Agricoltura, risorse idriche e impatti socioeconomici

L'agricoltura è uno dei settori più direttamente interessati dall'ESO. I raccolti per le graffette come il mais, i soia, il grano e il riso possono oscillare selvaggiamente a seconda della fase. Durante il Niño, l'Africa meridionale e parti dell'Australia affrontano la siccità, riducendo i rendimenti; durante La Niña, l'Africa orientale può sperimentare inondazioni che distrugge piantare.

I riserve in California, ad esempio, sono gestiti con aspettative di maggiore afflusso durante gli inverni di El Niño, mentre i piani di contingenza della siccità sono attivati durante La Niña. La gestione della pesca beneficia di comprendere come l'ESO sposta le scorte di pesce; per esempio, la pesca acciuga dal Perù è storicamente crollata durante il forte El Niños, che richiede riduzioni nelle quote di cattura.

Il pedaggio economico dell'ESO può essere enorme. Il 2015–16 El Niño ha contribuito a una stima di 5 miliardi di dollari nelle perdite agricole nelle Filippine, mentre lo stesso evento ha causato oltre 1 miliardo di danni alla siccità in Etiopia. Sul lato capoverso, il rafforzamento di La Niña degli uragani atlantici spinge miliardi di danni di proprietà e costi di recupero negli Stati Uniti e nei Caraibi.

Cambiamento climatico e futuro ENSO Comportamento

Una delle domande aperte più pressanti nella scienza del clima è come il riscaldamento globale causato dall'uomo influenzerà il ciclo dell'ESO. Mentre i modelli concordano che il pianeta sta riscaldando, il futuro dell'ampiezza e della frequenza dell'ENSO rimane incerto. Alcuni studi suggeriscono che gli eventi di El Niño possono diventare più estremi, con anomalie di temperatura della superficie del mare più elevate, guidate da temperature oceaniche più calde.

Ciò che è più chiaro è che molti degli impatti di El Niño e La Niña saranno sovrapposti a un clima più caldo. Ad esempio, un evento El Niño in un mondo più caldo probabilmente porterà ancora più intense onde di calore e siccità a certe regioni perché la temperatura di base è già più alta.

Gli scienziati continuano a migliorare le simulazioni a lungo termine per ridurre queste incertezze. La sfida è che l'ESO è un sistema complesso e caotico, e la distinzione della variabilità naturale dal cambiamento forzato richiede molti decenni di osservazioni di alta qualità e modelli avanzati. Tuttavia, la ricerca continua mira a fornire informazioni attuabili per le società che si adattano già a un clima in evoluzione.

Conclusioni

Il Niño e la Niña sono componenti fondamentali del sistema climatico terrestre, che rappresentano oscillazioni naturali nell'oceano e nell'atmosfera che hanno una portata globale. Da scatenare inondazioni catastrofiche e siccità a influenzare le stagioni dell'uragano e la pesca marina, questi fenomeni dimostrano l'intima accoppiamento tra l'oceano e l'aria al di sopra di esso.