Что такое Эль-Ниньо?

Эль-Ниньо — это половина масштабного явления климата океан-атмосфера, которое происходит в тропической части Тихого океана. Полный цикл известен как Эль-Ниньо-южное колебание (ENSO). Эль-Ниньо конкретно относится к теплой фазе, характеризующейся аномально теплыми температурами поверхности моря в центральной и восточной экваториальной части Тихого океана. Это потепление вызывает каскад атмосферных изменений, которые нарушают нормальные погодные условия по всему земному шару, влияя на осадки, температуру и штормовую активность на каждом обитаемом континенте.

Название «Эль-Ниньо» означает «мальчик» на испанском языке, и оно было придумано перуанскими рыбаками много веков назад, потому что теплые воды, связанные с явлением, обычно появляются вокруг Рождества, празднования Рождества Христова.В то время как ранние наблюдатели признавали только локальное разрушение их рыболовных угодий, современная наука показала, что Эль-Ниньо является силой планетарного масштаба, которая влияет на все, от сезона муссонов в Индии до ураганной активности в Атлантике.

Цикл ENSO: Эль-Ниньо, Ла-Нинья и нейтральные условия

ENSO действует как трехфазный цикл. нейтральная фаза является базовой линией, где торговые ветры дуют с востока на запад через тропическую часть Тихого океана, толкая теплые поверхностные воды в сторону Индонезии и позволяя более прохладной, богатой питательными веществами воде подниматься вверх вдоль побережья Южной Америки. Эль-Ниньо, эти торговые ветры ослабевают или даже поворачивают в обратном направлении. Теплая вода, которая обычно накапливается в западной части Тихого океана, наклоняется на восток, покрывая центральную и восточную часть Тихого океана необычно теплыми температурами поверхности. Это сдвигает зону интенсивной грозовой активности (циркуляция Уокера) на восток, изменяя струйные потоки и модели осадков во всем мире.

Ла-Нина — противоположная фаза, когда торговые ветры усиливаются более чем обычно. Это толкает теплую воду еще дальше на запад, вызывая более прохладные, чем в среднем, воды в восточной части Тихого океана. Ла-Нина часто приводит к эффектам, которые примерно противоположны эффектам Эль-Ниньо, таким как увеличение осадков в западной части Тихого океана и более сухие условия в частях Южной Америки. Весь цикл ENSO нерегулярный, с событиями Эль-Ниньо, как правило, происходящими каждые два-семь лет и длящимся от девяти месяцев до двух лет.

Происхождение и название Эль-Ниньо

Термин «Эль-Ниньо» впервые был использован рыбаками вдоль берегов Перу и Эквадора в 19 веке. Они заметили теплое, текущее на юг течение, которое появилось примерно в декабре, мешая холодному, богатому питательными веществами течение Гумбольдта, которое обычно поддерживает обильные запасы анчоуса. Теплое течение опустошило местное рыболовство, но они дали ему название, которое ссылалось на рождение Иисуса. Первое зарегистрированное научное использование «Эль-Ниньо» относится к 1890-м годам, когда географы и метеорологи в Южной Америке начали документировать явление.

В 1920-х годах британский математик сэр Гилберт Уокер обнаружил, что изменения атмосферного давления в Дарвине, Австралии и Таити были связаны с моделями осадков через Индийский океан и Австралию. Он назвал это Южным колебанием. Потребовалось десятилетия, чтобы ученые соединили точки между океаническим потеплением (Эль-Ниньо) и атмосферным колебанием (Южное колебание). К 1960-м годам норвежско-американский метеоролог Джейкоб Бьеркнес предложил, чтобы океан и атмосфера работали вместе в петле обратной связи, заложив основу для современной науки ENSO. Сегодня Всемирная метеорологическая организация и NOAA мониторят ENSO непрерывно, используя сеть буев, спутников и моделей океана.

Как Эль-Ниньо меняет погоду

Во время Эль-Ниньо потепление центральной и восточной тропической части Тихого океана перераспределяет тепло и влагу в атмосфере в массовом масштабе. Основным механизмом является смещение циркуляции Уокера. Обычно эта циркуляция характеризуется восходящим воздухом (и сильным дождем) над теплым западным побережьем Тихого океана и нисходящим воздухом (сухими условиями) над восточным побережьем Тихого океана. Во время Эль-Ниньо поднимающаяся ветвь движется к центральному Тихому океану, что изменяет положение и интенсивность поясов тропических дождей. Эти изменения распространяются в средние широты через планетарные волны, влияя на струйные потоки и штормовые пути.

Одним из классических эффектов является более сильный и более южный полярный струйный поток через юг Соединенных Штатов, который приносит увеличение зимних осадков и более прохладные температуры к побережью Мексиканского залива, Калифорнии и Юго-востоку. И наоборот, северный ярус Соединенных Штатов часто испытывает более теплые и более сухие зимы. В других частях мира Эль-Ниньо связан с подавленными муссонными осадками в Индонезии и Индии, увеличением осадков вдоль западного побережья Южной Америки (включая наводнения в Перу и Эквадоре) и снижением активности тропических циклонов в Атлантическом бассейне, но увеличением в центральной и восточной части Тихого океана.

Региональные последствия Эль-Ниньо

Северная Америка

Эль-Ниньо обычно снижает частоту атлантических ураганов за счёт увеличения вертикального сдвига ветра над тропической Атлантикой. В то же время он усиливает субтропическую влажность струйного потока, приводя к более влажным, чем в среднем, условиям от Калифорнии до Флориды в зимние месяцы. Тихоокеанский северо-запад часто переживает более сухую зиму, в то время как долина Огайо и северо-восток могут видеть выше нормы штормов.

Южная Америка

Вдоль тихоокеанского побережья Южной Америки Эль-Ниньо приносит проливные дожди, которые могут вызвать катастрофические наводнения и оползни в обычно засушливых регионах, таких как прибрежные Перу и Эквадор. Внутри страны бассейн Амазонки и центральная Бразилия могут испытывать засуху, увеличивая риск пожара. Перуанское анчоусное рыболовство рушится во время сильных Эль-Ниньо, потому что теплые, бедные питательными веществами поверхностные воды предотвращают обильное поступление холодной, богатой питательными веществами воды.

Азия и Австралия

Эль-Ниньо тесно связан с более слабыми муссонных осадков над Индией и Юго-Восточной Азией, часто приводя к сельскохозяйственному дефициту и нехватке воды. Индонезия обычно испытывает значительную засуху и повышенный риск лесных пожаров. Австралия имеет тенденцию видеть ниже среднего количества осадков во время Эль-Ниньо, особенно в восточных и северных регионах, способствуя засухе условия и повышенная опасность лесных пожаров.

Африка

В Восточной Африке Эль-Ниньо часто приносит осадки выше среднего и наводнения в такие страны, как Кения, Сомали и Эфиопия, в то время как в южной Африке (включая Южную Африку) могут наблюдаться более сухие условия.

Известные события Эль-Ниньо в истории

Некоторые события Эль-Ниньо выделяются своей суровостью и широкими воздействиями. Событие 1982—1983 годов было одним из сильнейших событий 20-го века, вызвавшим по всему миру ущерб в размере 8 млрд долларов. Оно вызвало сильные засухи в Австралии, наводнения в Южной Америке и необычную погоду по всей Северной Америке. Эль-Ниньо 1997—1998 годов было ещё сильнее, часто называемое «Эль-Ниньо века», при температуре поверхности моря, превышающей 4°C выше нормы в некоторых частях восточной части Тихого океана. Это событие способствовало по оценкам 33 млрд долларов глобальных экономических потерь и более 20 000 смертей от экстремальных погодных явлений, таких как наводнения, засухи и циклоны.

Совсем недавно Эль-Ниньо 2015-2016 годов соперничал с интенсивностью 1997-1998 гг. Он усугубил засуху и лесные пожары в Индонезии, увеличил количество осадков в Калифорнии после многолетней засухи и способствовал рекордным глобальным средним температурам. Событие также обесцвечило большие площади коралловых рифов по всему миру, особенно в Большом Барьерном рифе, из-за устойчивого океанического теплового стресса. Ученые продолжают изучать эти события для улучшения прогнозирования и готовности к стихийным бедствиям.

Прогнозирование и мониторинг Эль-Ниньо

Прогнозирование Эль-Ниньо за несколько месяцев до года требует постоянного наблюдения за тропическим Тихим океаном и атмосферой. Центр прогнозирования климата NOAA, Международный исследовательский институт климата и общества и другие агентства используют комбинацию источников данных. Массив буев Тропического океана атмосферы (TAO), развернутый через экваториальную часть Тихого океана, измеряет температуру поверхности моря, скорость ветра, влажность и температуру подповерхностного океана на нескольких глубинах.

Спутники предоставляют карты высоты и температуры поверхности моря в реальном времени, в то время как показания атмосферного давления в Дарвине и Таити помогают вычислить индекс южного колебания (SOI). Компьютерные модели имитируют связанную систему океан-атмосфера для создания прогнозов ENSO. Прогноз Эль-Ниньо-южного колебания (ENSO) , издаваемый ежемесячно NOAA, классифицирует вероятность Эль-Ниньо, Ла-Нинья или нейтральные условия в ближайшие сезоны. Несмотря на достижения, прогнозирование остается сложным, потому что система может быстро меняться и зависит от случайной изменчивости погоды. Свинцовые времена за шесть месяцев имеют ограниченные навыки, но текущие исследования с использованием машинного обучения и улучшенных моделей могут расширить прогнозные горизонты.

Экономические и экологические последствия

Сельское хозяйство и продовольственная безопасность

Осадки и температурные аномалии Эль-Ниньо влияют на урожайность сельскохозяйственных культур во всем мире. В Соединенных Штатах Эль-Ниньо обычно улучшает условия озимой пшеницы на равнинах, но может повредить урожай цитрусовых во Флориде, если произойдет наводнение. В Юго-Восточной Азии снижение муссонных дождей снижает производство риса и пальмового масла. Пшеница и животноводство Австралии страдают во время засухи. В Южной Америке сильные дожди нарушают сбор кофе в Колумбии и наводняют низменное сельское хозяйство в Перу. Глобальные цены на продовольствие часто растут во время сильных событий Эль-Ниньо, усугубляя продовольственную безопасность в развивающихся странах.

Рыболовство

Крах перуанского анчоусного промысла во время Эль-Ниньо является самым известным экологическим воздействием. Анчоусы являются основным источником рыбной муки для корма скота во всем мире; их исчезновение приводит к увеличению затрат на производство птицы и свинины. Теплые воды также толкают тропические виды рыб в сторону полюса, изменяя морские экосистемы. Коралловые рифы страдают от отбеливания, когда температура воды остается повышенной в течение нескольких недель, как это произошло во время события 2015-2016 годов.

Водные ресурсы и энергетика

Эль-Ниньо изменяет выработку гидроэлектроэнергии, изменяя притоки водохранилищ. В влажных регионах, таких как юго-запад США, увеличение количества осадков может заполнить водохранилища и снизить затраты на перекачку. В пострадавших от засухи районах сокращение потока заставляет коммунальные службы больше полагаться на ископаемое топливо. Это явление также влияет на спрос на отопление и охлаждение; более теплые зимы в северных широтах снижают потребление энергии для отопления, в то время как более жаркое лето может увеличить использование кондиционеров.

Здоровье человека

В некоторых регионах вспышки малярии и лихорадки денге связаны с температурой и характером осадков, способствующих разведению комаров. Событие 1997-1998 годов способствовало крупной эпидемии холеры в Восточной Африке и вспышке лихорадки Рифт-Вэлли в Кении.

Интересные факты об Эль-Ниньо

  • Теплый объем воды в экваториальной части Тихого океана во время сильного Эль-Ниньо может превышать теплоснабжение всего Северного Атлантического океана в три раза.
  • Эффекты Эль-Ниньо можно увидеть из космоса: спутниковые снимки показывают сдвиги в облачных структурах и аномалии высоты поверхности моря, которые определяют событие.
  • Это явление не ново; прокси-данные о кольцах роста кораллов, кольцах деревьев и ледяных кернах показывают активность ENSO, которая длится тысячи лет, причем иногда «супер Эль-Ниньо» сильнее, чем что-либо записанное инструментально.
  • Эль-Ниньо может влиять на погоду в Антарктиде, изменяя Низкий уровень моря Амундсена и влияя на протяженность морского льда.
  • Эль-Ниньо 1997-1998 годов был настолько силен, что заметно замедлил вращение Земли из-за изменений атмосферной циркуляции, что потребовало добавления високосной секунды.
  • Ла Нина не является просто противоположностью Эль Нино; региональные воздействия могут быть асимметричными, а цикл Эль Нино-Ла Нина по своей сути нелинейный.
  • В Соединенных Штатах Эль-Ниньо был связан с уменьшением риска торнадо на юго-востоке, но повышенным риском сильных гроз в нижней долине Миссисипи.
  • Термин «ЭНСО» (Эль-Ниньо-Южное колебание) был впервые введен в 1970-х годах, когда научное сообщество объединило океанические и атмосферные компоненты.
  • Климатические модели прогнозируют, что глобальное потепление может усилить частоту экстремальных событий Эль-Ниньо в будущем, хотя общая реакция на изменчивость ENSO остается неопределенной.

Заключение

Эль-Ниньо — это гораздо больше, чем любопытное потепление тихоокеанских вод. Это мощный двигатель глобальной изменчивости климата, который сформировал историю человечества, от древних цивилизаций в Перу до современных сельскохозяйственных рынков. Понимание его физических механизмов, региональных отпечатков пальцев и проблем прогнозирования имеет решающее значение для подготовки к его многочисленным воздействиям. Поскольку климат продолжает нагреваться, взаимодействие между Эль-Ниньо и долгосрочным изменением климата останется центральным направлением климатической науки. Для последних прогнозов и информации, обратитесь к авторитетным источникам, таким как страница NOAA ENSO , статья Wikipedia ENSO и Обсерватория Земли НАСА для подробных объяснений и данных в реальном времени. Исследователи и синоптики продолжают совершенствовать нашу способность предвидеть следующий визит «мальчика» и его глобальные последствия.