De ENSO-cyclus begrijpen

De El Niño-Zuidern Oscillation (ENSO) is een terugkerend klimaatpatroon met veranderingen in de temperatuur van de zeeoppervlakken en atmosferische druk over de equatoriaal-Pacific Ocean. Het is de dominante bron van klimaatvariabiliteit van jaar tot jaar op de planeet, met diepgaande effecten op het weer, ecosystemen en economieën wereldwijd. Voor kust Zuid-Amerika, de schommels tussen El Niño en La Niña fasen creëren grimmig verschillende omstandigheden die kunnen cascade door de regio visserij, landbouw, watervoorraden en menselijke gezondheid.

ENSO werkt via gekoppelde interacties tussen de oceaan en de atmosfeer. Onder normale omstandigheden, de handel wind waait van oost naar west over de tropische Stille Oceaan, waardoor warm oppervlaktewater naar de westelijke Stille Oceaan (bij Indonesië en Australië). Dit veroorzaakt opwelling van koud, voedingsrijk water langs de kusten van Peru en Ecuador, ondersteuning van een van de wereld meest productieve mariene ecosystemen. Wanneer de handel winden verzwakken of versterken buiten normale bereiken, het systeem verandert in een El Niño of La Niña staat.

De verbinding tussen oceaan en atmosfeer

In het hart van ENSO is de terugkoppelingslus tussen zeeoppervlaktemperaturen en atmosferische drukpatronen. De Zuidelijke Oscillation verwijst naar de wip in de oppervlakteluchtdruk tussen de oostelijke en westelijke tropische Stille Oceaan. Tijdens neutrale omstandigheden, hoge druk zit over de oostelijke Stille Oceaan en lage druk over het westen. Tijdens El Niño, die drukgradiënt instort, vermindert de handel winden en het toestaan van warm water naar het oosten te sloshen. Tijdens La Niña, de helling intensiveert, versterken de handel winden en duwt nog meer warm water naar de westelijke Stille Oceaan, wat leidt tot koeler-dan-gemiddelde omstandigheden in het oosten.

Deze veranderingen in oceaantemperatuur en windpatronen hebben wereldwijde televerbindingen. Voor kust Zuid-Amerika, de meest directe effecten worden gevoeld in het oostelijke tropische Pacific, waar het Humboldt huidige systeem normaal gesproken koude, productieve wateren naar het oppervlak brengt. Ontstoringen aan dit systeem rimpelen door het hele mariene voedsel web en veranderen regenpatronen over het continent.

El Niño: De warme fase

El Niño wordt gedefinieerd door een abnormale opwarming van de oppervlaktetemperatuur van de zee in de centrale en oostelijke equatoriale Stille Oceaan, meestal door 0,5°C of meer boven het langetermijngemiddelde voor meerdere opeenvolgende maanden. Deze opwarming piekt vaak rond december, dat is waarom Peruaanse vissers historisch genoemd het .El Niño (het Christuskind). Tijdens een sterke El Niño, de thermocline verdiept in het oosten van de Stille Oceaan, het onderdrukken van de opwelling van koud water en het verlaten van een warme, voedingsarme laag aan het oppervlak.

De atmosferische reactie is even dramatisch. De verzwakte handelswinden laten de regio van diepe convectie en regenval die normaal gesproken over Indonesië zit om naar het oosten te verschuiven naar de centrale Stille Oceaan. Deze verschuiving verandert de globale jetstreams en stormsporen. Voor kust Zuid-Amerika, het meest directe gevolg is een dramatische toename van de regenval langs de normaal droge kusten van Peru en Ecuador. Gebieden die slechts een paar millimeter regen per jaar kunnen ervaren torrentiële regenbuien, overstromingen en modderglijbanen. Tegelijkertijd kunnen delen van noordoost Brazilië en het Amazonebekken droogte ervaren, omdat de regen-dragende systemen worden verplaatst.

La Niña: De koele fase

La Niña is de tegenovergestelde fase, gekenmerkt door koeler-dan-gemiddelde zeeoppervlak temperaturen in het centrale en oostelijke equatoriale Pacific, vaak door −0,5°C of meer. Tijdens La Niña, de handel winden sterker dan normaal, het verhogen van opwelling en duwen warm water westwaarts. Het resultaat is een nog meer uitgesproken koude tong langs de Zuid-Amerikaanse kust, met koelere zee oppervlakte temperaturen die zich westwaarts van de Galápagos eilanden.

Atmosferisch versterkt La Niña het normale patroon: diepe convectie blijft verankerd over de westelijke Stille Oceaan, terwijl de oostelijke Stille Oceaan relatief droog blijft. Voor kust Zuid-Amerika betekent dit meestal minder regen in de normaal droge gebieden van Peru en Ecuador, soms leidend tot droogte. In tegenstelling, het Amazonebekken en delen van noordoostelijk Brazilië kunnen bovengemiddelde regenval ervaren, als de intertropische convergentiezone verandert. La Niña kan ook de Pacific Walker circulatie versterken, wat leidt tot koelere kustlucht temperaturen en verbeterde mistvorming langs de Peruaanse woestijnkust, die lokale microklimaats en waterbeschikbaarheid beïnvloedt.

Directe effecten op de kust van Zuid-Amerika

De ENSO-cyclus drijft een reeks van onderling samenhangende effecten die elke sector van de samenleving langs de westkust van Zuid-Amerika raken, van Colombia tot Chili. Omdat de regio meerdere klimaatzones overspant ..van equatoriaal regenwoud tot hyper-aride woestijn tot Middellandse Zee . . De expressie van El Niño en La Niña varieert door breedtegraad en lokale geografie. Echter, bepaalde patronen zijn goed gedocumenteerd en voorspelbaar.

Regenval en overstromingspatronen

De meest dramatische impact van El Niño langs de kust van Zuid-Amerika is het plotselinge optreden van zware regenval in gebieden die normaal gesproken extreem droog zijn. De Peruaanse kust woestijn, een van de droogste plaatsen op aarde, kan het equivalent van een aantal jaren neerslag in een enkele maand tijdens een sterke El Niño ontvangen. Dit leidt tot flash overstromingen, rivier overstromen, en aardverschuivingen die huizen, wegen en bruggen vernietigen. In Ecuador, de Guayas River bekken vaak zien verwoestende overstromingen die het vervoer en de landbouw verstoren.

Zo heeft de regenval in Peru in de kust van 1997/1998 (een van de sterkste in het verleden) meer dan 10 keer het normale jaarlijkse bedrag, wat een wijdverspreide schade en een geschatte verlies van 3,5 miljard dollar veroorzaakt in het hele land. De gebeurtenis van 1982/1983 veroorzaakte eveneens catastrofale overstromingen in Ecuador en Noord Peru. Deze gebeurtenissen brengen ook gezondheidsrisico's met zich mee, aangezien stilstaand water broedplaatsen wordt voor muggen die dengue en malaria dragen, en water overgedragen ziekten verspreid door besmette voorraden.

La Niña daarentegen brengt droger-dan-normale omstandigheden naar veel kusten Peru en Ecuador, wat de waterschaarste in een regio die al door de droogte wordt gedefinieerd, verergert. Reservoirs lopen laag, irrigatiesystemen worden benadrukt en gewassen falen. Echter, La Niña kan ook gunstige regenval brengen naar delen van het centrale Andes- en westelijke Amazonegebied, waar droogte minder gebruikelijk is.

Oceanische omstandigheden en het mariene leven

De impact op mariene ecosystemen is een van de economisch meest belangrijke aspecten van ENSO voor kust Zuid-Amerika. De koude, voedingsrijke wateren van de Humboldt Current ondersteunen normaal gesproken een enorme biomassa van plankton, die ansjovis en sardines voedt . . de basis van een van de grootste visserijen ter wereld, voornamelijk in Peru en Chili. Anchoveta alleen goed voor ongeveer 10% van de wereldwijde vangst van vis per volume, waarvan het grootste deel wordt verwerkt tot vismeel en visolie.

Tijdens El Niño, de warme, voedingsarme oppervlaktewateren verminderen primaire productiviteit. Anchoveta dieper bewegen, zoekend naar koeler water, en hun bevolking afneemt als voedsel schaars wordt. De visserijsector lijdt ernstige economische verliezen, en de overheid verplicht vaak visserijverboden om bestanden te beschermen. Tegelijkertijd, warmwater soorten zoals mahi-mahi en geelvin tonijn dichter bij de kust, het aanbieden van nieuwe .. maar tijdelijke .. kansen voor sommige vissers. De ineenstorting van ansjovis ook gevolgen zeevogels (zoals de joeay aalscholvers) en zeezoogdieren (zeeleeuwen, zeehonden) die afhankelijk van hen, leiden tot uitsterven en veranderingen in het broedsucces.

La Niña daarentegen verbetert de opwelling en verhoogt de primaire productiviteit, wat leidt tot bumpervangsten van ansjovis en andere koudwatersoorten. Echter, de sterkere handel winden kunnen ook golfenergie en kustopwelling van diepere, meer zure wateren, die schelpdier en andere verkalkende organismen kunnen beïnvloeden. Het algemene effect is over het algemeen positief voor de industriële visserij, maar kan kleine ambachtelijke vissers die zich richten op soorten die zich van de kust tijdens La Niñas koelere omstandigheden.

Landbouw en voedselveiligheid

Landbouw in de kust Zuid-Amerika is zeer gevoelig voor ENSO-gedreven neerslag variabiliteit. In Peru en Ecuador, de kustvalleien die afhankelijk zijn van irrigatie van de Andes rivieren kunnen ervaren of waterovervloed of schaarste afhankelijk van de fase. Tijdens El Niño, overmatige regen veroorzaakt bodemerosie, waterlogging, en rotting van wortelgewassen; het ook schade infrastructuur zoals kanalen en akkerafvoeren. De garnalen landbouw industrie in Ecuador, die steunt op stabiele zoutheid en temperatuur in kustmondingen, kan massale sterfte lijden wanneer zoetwater overstromingen vijver omstandigheden veranderen.

Tijdens La Niña bedreigt de droogte de regenrijke gewassen en dwingt boeren om zwaarder te vertrouwen op irrigatie, waardoor de concurrentie om beperkt water toeneemt. In de dorre Sechura woestijn in Peru kan watertekorten tijdens La Niña de opbrengst van katoen, rijst en suikerriet verminderen. Ook in Noord-Chili is de landbouwsector (inclusief de productie van tafeldruiven en avocado's) afhankelijk van irrigatie van sneeuwsmelt, en kan de neerslag tijdens La Niña het reservoirniveau verlagen.

De gevolgen van voedselzekerheid gaan verder dan de lokale productie. Peru is een belangrijke exporteur van vismeel en El Niño-gerelateerde visserij instorten de wereldwijde prijzen voor diervoeders, die de vee- en aquacultuursector wereldwijd treffen. Tegelijkertijd kunnen overstroomde of door droogte beschadigde gewassen de beschikbaarheid van binnenlandse voedsel verminderen, wat leidt tot prijspieken en toegenomen ondervoeding in kwetsbare gemeenschappen.

Gezondheid en infrastructuur

De gezondheidseffecten van ENSO in de kust van Zuid-Amerika zijn verbonden met overstromingen en droogte. Overstroming tijdens El Niño besmet drinkwatervoorraden, wat leidt tot uitbraken van cholera, tyfus en hepatitis A. Door muggen overgedragen ziekten zoals dengue en Zika zich vermenigvuldigen in het warme, stilstaande water dat zich ophoopt na zware regenval. Het risico van malaria neemt ook toe, aangezien de Anopheles mug geschikte broedomstandigheden vindt in overstroomde gebieden.

Droogte tijdens La Niña kan daarentegen leiden tot watertekorten die gemeenschappen dwingen onveilige waterbronnen te gebruiken, waardoor het risico op gastrointestinale infecties toeneemt. Luchtkwaliteit kan ook worden aangetast doordat droge omstandigheden tot stofstormen in kustwoestijn leiden, wat de ademhalingsziekten verergert.

De infrastructuurschade is een andere grote kostenpost. Bruggen en wegen worden uitgestrooid tijdens overstromingen in El Niño, waardoor gemeenschappen worden geïsoleerd en de bevoorradingsketens worden verstoord. De Pan-Amerikaanse snelweg, die langs de kust loopt, is herhaaldelijk gesloten of vernietigd tijdens grote gebeurtenissen. Havens in Peru en Ecuador, met name die met kopererts en aardolie, kunnen gedwongen worden om activiteiten te stoppen wanneer sediment-beladen rivierpluimen kanaaldieptes verminderen of wanneer stormvloeden schade dokken. De kosten van de wederopbouw na een grote El Niño kan oplopen tot miljarden dollars, het drukken van nationale budgetten en het afleiden van fondsen van langetermijnontwikkeling.

Historische ENSO-evenementen en hun gevolgen

De gebeurtenissen van El Niño zijn eeuwen terug, met archeologisch bewijs dat pre-Columbiaanse beschavingen langs de Peruaanse kust hun landbouw- en nederzettingspatronen aan deze periodieke verstoringen hebben aangepast. De Moche beschaving (100.800 CE), bijvoorbeeld, lijkt ingestort te zijn na een langdurige periode van hevige El Niño overstromingen gevolgd door droogte. De Spaanse koloniale periode zag gedocumenteerde gebeurtenissen in 1720, 1791, en 1877 die hongersnood en sociale onrust veroorzaakten.

In de moderne tijd, de 1982. 1983 en 1997.1998 gebeurtenissen waren de meest krachtige van de 20ste eeuw. De 1982. 1983 gebeurtenis veroorzaakte naar schatting $8 miljard in de wereldwijde schade, met ernstige overstromingen in Ecuador en Peru doden honderden en het vervangen van tienduizenden. De 1997.1998 gebeurtenis was nog sterker in sommige mate, met de zee oppervlakte temperaturen voor Peru bereiken 4°C boven normaal. Die gebeurtenis veroorzaakten intense stormen langs de Californische kust ook, illustratie van de wereldwijde reikwijdte van ENSO.

Meer recente gebeurtenissen zoals de 2015

Monitoring en voorspellen van ENSO

Vandaag de dag worden door een wereldwijd netwerk van boeien, satellieten en oceanografische instrumenten voortdurend de temperatuur van de zeeoppervlakte, het temperatuurgehalte van de oceaan en de atmosferische druk over de tropische Stille Oceaan bewaakt.De array Tropische Atmosferische Oceaan (TAO) wordt onderhouden door de National Oceanic and Atmospheric Administration ([NOAA], levert realtime gegevens van ligplaatsen die zich uitstrekken van de datumlijn tot de kust van Zuid-Amerika. Deze gegevens voedt zich met gekoppelde modellen van de oceaanatmosfeer die de ENSO-omstandigheden tot negen maanden van tevoren kunnen voorspellen.

Het klimaatvoorspellingscentrum geeft regelmatig ENSO-diagnostiek en -vooruitzichten uit, waarbij de kans op El Niño, La Niña of neutrale omstandigheden wordt gecategoriseerd. Voor kust Zuid-Amerika zijn deze voorspellingen van vitaal belang voor de paraatheid bij rampen. Landen als Peru hebben speciale ENSO-monitoringcomités ingesteld die mondiale prognoses vertalen in regionale gevarenbeoordelingen, waarbij vroege waarschuwingen worden gegeven aan civiele verdediging, landbouwagentschappen en waterbeheerders. De Peru ENSO-commissie (ENFEN) combineert lokale waarnemingen van de temperatuur van het zeeoppervlak, opwelling en rivierstroom met wereldwijde modeloutputs om effecten op de visserij, landbouw en volksgezondheid te voorspellen.

Ondanks vooruitgang, het voorspellen van de exacte intensiteit en lokale manifestatie van een ENSO-evenement blijft uitdagend. De modellen zijn beter in het voorspellen van grootschalige patronen dan lokale neerslaghoeveelheden, vooral in complexe topografie. Niettemin, zelfs een algemene waarschuwing voor ..ongewone neerslag langs de noordelijke kust ... stelt autoriteiten in staat om voor-position noodvoorraden, drainage kanalen, en versterken dijken.

Aanpassing aan ENSO-variabiliteit

Gezien de terugkerende en voorspelbare aard van ENSO zijn aanpassingsstrategieën essentieel om de kwetsbaarheid in de kust van Zuid-Amerika te verminderen. Structurele maatregelen zijn onder meer het bouwen van overstromingsverdedigingen (levenen, detentiebekkens), het verbeteren van drainagesystemen, en het bouwen van wegen en bruggen om extreme stromen te weerstaan. Niet-structurele maatregelen omvatten ruimtelijke ordening die de ontwikkeling in gebieden met overstromingsgevaar beperkt, vroegtijdige waarschuwingssystemen die afgelegen gemeenschappen bereiken, en droogte-noodplannen die water voor drinkwater en sanitaire voorzieningen boven irrigatie prioriteren.

In de visserijsector omvat adaptief beheer aanpassing van de vangstquota op basis van ENSO-prognoses, bevordering van diversificatie van de doelsoorten en ontwikkeling van alternatieven voor de productie van vismeel om de aanbodschokken te bestrijden. De visserijsector van Peru heeft geleerd om te anticiperen op de afname van het door El Niño gedreven bestand en om de verwerkingscapaciteit te verschuiven naar visproducten van menselijke kwaliteit of aquacultuurvoer van andere inputs.

De landbouw aanpassing omvat het selecteren van gewasrassen die beter bestand zijn tegen overstromingen of droogte, het verbeteren van de irrigatie-efficiëntie, en het gebruik van seizoensklimaat prognoses om de aanplantdata aan te passen. In Ecuador bijvoorbeeld, sommige rijstboeren nu overstappen op korte-cyclus rassen wanneer een El Niño wordt voorspeld, oogsten voordat de zwaarste regens arriveren. Verzekeringen producten die betalen op basis van ENSO-indices worden ook steeds vaker, helpen boeren en vissers gemeenschappen omgaan met inkomensverliezen.

Op politiek niveau bieden internationale organisaties zoals de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO]) en het Rode Kruis/Roods Halve Maan samen met lokale overheden aan capaciteit voor de vermindering van het ENSO-gerelateerde rampenrisico.Het VN-Bureau voor rampenrisicoreductie (]UNDRR[]) bevordert nationale platforms die ENSO-informatie integreren in ontwikkelingsplanning.De [Internationaal Onderzoeksinstituut voor Klimaat en Samenleving op de Columbia Universiteit biedt richtsnoeren voor het gebruik van klimaatvoorspellingen voor besluitvorming in sectoren als gezondheid, water en landbouw.

Conclusie

El Niño en La Niña zijn niet alleen wetenschappelijke nieuwsgierigheid; het zijn krachtige natuurlijke krachten die herhaaldelijk het leven van miljoenen langs de kust van Zuid-Amerika vormgeven. Van de explosieve overstromingen die woestijnlandschappen veranderen naar de subtiele verschuivingen in oceaanchemie die de vispopulaties beheersen, legt de ENSO-cyclus zowel risico's als kansen op. Door het begrijpen van de onderliggende oceaan-atmosfeerdynamiek en het investeren in monitoring, voorspellingen en adaptieve capaciteit, kunnen de landen van kust Zuid-Amerika de kwetsbaarheid verminderen en de kennis van ENSO benutten voor veerkrachtige ontwikkeling. Aangezien klimaatverandering potentieel de hydrologische cyclus intensiveert en ENSO-kenmerken verandert, zullen dergelijke investeringen pas in de komende decennia kritischer worden.