Південне коливання і Ель-Ніньо - це глобальне океано-атмосферне явище. Будучи характерною рисою Тихого Океану, Ель-Ніньо і Ла-Нінья являють собою температурні флуктуації поверхневих вод в тропіках східної частини Тихого Океану. Назви цих явищ, запозичені з іспанської мови місцевих жителів і вперше введені у науковий обіг у 1923 році Гильбертом Томасом Волкером, означають «дитина» і «малятко», відповідно. Їх вплив на клімат південної півкулі важко переоцінити. Південне коливання (атмосферна складова явища) відображає місячні або сезонні флуктуації різниці повітряного тиску між островом Таїті і містом Дарвін в Австралії.

Названа ім'ям Волкера циркуляція являє собою істотний аспект тихоокеанського явища ENSO (El Nino Southern Oscillation). ENSO - це безліч взаємодіючих частин однієї глобальної системи океано-атмосферних кліматичних флуктуацій, які відбуваються як послідовність океанічних і атмосферних циркуляцій. ENSO - це найбільш відомий у світі джерело междугодичной мінливості погоди і клімату (від 3 до 8 років). ENSO має сигнатури в Тихому, Атлантичному та Індійському Океанах.

У Тихому океані під час значних теплих подій Ель-Ніньо, нагріваючись, розширюється на більшу частину тихоокеанських тропіків і стає в прямий зв'язок з інтенсивністю SOI (індекс південного коливання). У той час як події ENSO знаходяться в основному між Тихим та Індійським Океанами, події ENSO в Атлантичному Океані відстають від перших на 12-18 місяців. Більшість з країн, які піддаються подій ENSO, є країнами, що розвиваються, з економікою, яка сильно залежить від сільськогосподарського та рибопромислового секторів. Нові можливості з передрікання початку подій ENSO у трьох океанах можуть мати глобальне соціально-економічне значення. Так як ENSO - це глобальна і природна частина клімату Землі, то важливо дізнатися, чи може бути зміна інтенсивності і частоти результатом глобального потепління. Низькочастотні зміни були виявлені. Междекадные модуляції ENSO теж можуть існувати.

Ель-Ніньо і Ла-Нінья


Звичайний тихоокеанський шаблон. Екваторіальні вітри збирають теплий водяний басейн до заходу. Холодні води піднімаються до поверхні вздовж південноамериканського берега.

Ель-Ніньо і Ла-Нінья офіційно визначені як тривалі морські поверхневі температурні аномалії величиною більшою, ніж 0.5 °C, перетинає Тихий Океан в його центральній тропічної частини. Коли спостерігається умова +0.5 °C (-0.5 °C) у періоді до п'яти місяців, то це класифікується як умова Ель-Ніньо (Ла-Нінья). Якщо аномалія зберігається протягом п'яти місяців або довше, то вона класифікується як епізод Ель-Ніньо (Ла-Нінья). Останнє відбувається з нерегулярними інтервалами у 2-7 років і, зазвичай, триває один або два роки.

Перші ознаки Ель-Ніньо наступні:

Підвищення повітряного тиску над Індійським Океаном, Індонезією і Австралією.

Падіння повітряного тиску над Таїті і іншими центральною і східною частинами Тихого Океану.

Пасати в південній частині Тихого Океану послаблюються або прямують на схід.

Тепле повітря з'являється поруч з Перу, викликаючи дощі в пустелях.

Тепла вода поширюється від західної частини Тихого Океану до східної. Вона несе з собою дощ, викликаючи його в тих районах, де зазвичай буває сухо.

Тепла течія Ель-Ніньо, що складається з збідненої планктоном тропічної води і нагреваемое його східним протокою в Екваторіальному Перебігу, замінює холодні, багаті планктоном води Течії Гумбольдта, також відомого як Перуанська Течія, яка містить великі популяції промислової риби. Більшу частину років нагрівання триває лише кілька тижнів або місяців, після яких погодні шаблони повертаються в нормальний стан і збільшується улов риби. Тим не менш, коли умови Ель-Ніньо тривають кілька місяців, відбувається більш екстенсивне океанічне потепління, і може бути його серйозний економічний удар на локальний рыбопромысел для зовнішнього ринку.

Циркуляція Волкера видно на поверхні як східні пасати, які пересувають на захід воду і повітря, розігріті сонцем. Вона також створює океанічний апвеллинг біля узбережжя Перу і Еквадор і холодні води, багаті планктоном, надходять на поверхню, збільшуючи поголів'я риби. Західна екваторіальна частина Тихого Океану характеризується теплою, вологою погодою і низьким атмосферним тиском. Накопичена волога випадає у вигляді тайфунів і штормів. В результаті в цьому місці океан на 60 см вище, ніж у східній його частині.

На Тихому Океані Ла-Нінья характеризується надзвичайно холодною температурою в східній екваторіальній частині порівняно з Ель-Ніньо, який, в свою чергу, характеризується надзвичайно високою температурою в тому ж регіоні. Активність атлантичних тропічних циклонів в загальному випадку посилюється під час Ла-Нінья. Умова Ла-Нінья часто відбувається після Ель-Ніньо, особливо, коли останній дуже сильний.

Індекс південного коливання (SOI)

Індекс південного коливання обчислюється з місячних або сезонних флуктуацій різниці повітряного тиску між Таїті і Дарвіном.

Тривалі негативні значення SOI часто сигналізують про епізоди Ель-Ніньо. Ці негативні значення зазвичай супроводжують тривалого потепління центральної та східної тропічним частинах Тихого Океану, зменшення сили тихоокеанських пасатів і зменшенню випадання опадів на сході і півночі Австралії.

Позитивні значення SOI асоціюються з сильними тихоокеанськими пасатами і потепління температури води на півночі Австралії, добре відомого як епізод Ла-Нінья. Води центральної та східної тропічних частин Тихого Океану стають холоднішими протягом цього часу. Разом все це збільшує вірогідність випадання великої кількості опадів в східній і північній Австралії, ніж зазвичай.

Велике вплив умов Ель-Ніньо

Так як теплі води Ель-Ніньо підживлюють шторми, то це створює збільшення випадання опадів у східно-центральній і східній частинах Тихого Океану.

У Південній Америці ефект Ель-Ніньо більш виражений, ніж в Північній Америці. Ель-Ніньо асоціюється з теплими і дуже вологими літніми періодами (грудень-лютий) по узбережжю північного Перу і Еквадору, викликаючи сильні затоплення всякий раз, коли подія сильне. Ефекти, лютого, березня, квітня можуть стати критичними. Південна Бразилія і північна Аргентина також відчувають більш вологі, ніж зазвичай, умови, але, в основному, під час весни і раннього літа. Центральний регіон Чилі отримує м'яку зиму з великою кількістю дощів, а Перуанско-Боливианское Плоскогір'я іноді відчуває незвичайні для цього регіону зимові снігопади. Більш суха і тепла погода спостерігається в Басейні Річки Амазонки, Колумбії і Центральної Америки.

Прямі ефекти Ель-Ніньо призводять до зменшення вологості в Індонезії, збільшуючи ймовірність виникнення лісових пожеж, у Філіппінах і в північній Австралії. Також в червні--серпні суха погода спостерігається в регіонах Австралії: Квінсленд, Вікторія, Новий Південний Уельс і східна Тасманія.

Захід Антарктичного Півострова, Землі Роса, моря Беллінсгаузена і Амундсена покриваються великою кількістю снігу і льоду під час Ель-Ніньо. Останні два і море Уэделла стають теплішими і знаходяться під більш високим атмосферним тиском.

У Північній Америці, зазвичай, зими тепліші, ніж зазвичай, на Середньому Заході і в Канаді, в той час, як у центральній та південній Каліфорнії, на північно-заході Мексики і південно-сході США стає вологішим. Північно-західні тихоокеанські штати, іншими словами, осушуються під час Ель-Ніньо. І навпаки, під час Ла-Нінья осушується Середній Захід США. Ель-Ніньо також асоціюється зі зниженням активності ураганів в Атлантиці.

Східна Африка, включаючи Кенію, Танзанію і басейн Білого Нілу, відчувають тривалі дощі з березня по травень. Посухи переслідують з грудня по лютий південні і центральні регіони Африки, в основному це Замбія, Зімбабве, Мозамбік і Ботсвана.

Теплий Басейн Західного Півкулі

Вивчення кліматичних даних показало, що приблизно в половині літніх періодів після Ель-Ніньо спостерігається незвичайне потепління Теплого Басейну Західного Півкулі. Це впливає на погоду в регіоні, і, схоже, є зв'язок з Північно-Атлантичним Коливанням.

Атлантичний ефект

Ефект, схожий на Ель-Ніньо, іноді спостерігається в Атлантичному Океані, де вода вздовж екваторіального африканського узбережжя стає тепліше, а біля узбережжя Бразилії - холодніше. Це можна віднести до циркуляциям Волкера над Південною Америкою.

Неклиматические ефекти

Уздовж східного узбережжя Південної Америки Ель-Ніньо зменшує апвеллинг холодної, багатою планктоном води, яка підтримує великі популяції риби, які, в свою чергу, підтримують безліч морських птахів, послід яких підтримує індустрію добрив.

Локальна рыбопромысловая індустрія уздовж берегової лінії може відчувати нестачу риби під час тривалих подій Ель-Ніньо. Найбільший світовий рибний колапс з-за надмірного промислу, який відбувся в 1972 р. під час Ель-Ніньо, призвів до зменшення популяції перуанських анчоусів. Під час подій 1982-83 р. популяції південної ставриди і анчоусів зменшилися. Хоча збільшилася кількість раковин у теплій воді, але хек пішов в глибину, до холодної води, а креветки і сардини пішли на південь. Але улов деяких інших видів риб був збільшений, наприклад, звичайна ставрида збільшила свою популяцію під час теплих подій.

Зміни розташування і типів риби з-за змін умов забезпечило проблеми для рибної індустрії. Перуанська сардина пішла через Ель-Ніньо до чилійського узбережжя. Інші умови ще тільки привели подальшим ускладненням, таким як уряд Чилі в 1991 р. створило обмеження на вилов риби.

Постулюється, що Ель-Ніньо призвело до зникнення індійського племені Мочико та інших племен доколумбової Перуанської культури.

Причини, що породжують Ель-Ніньо

Механізми, які можуть викликати події Ель-Ніньо досі досліджуються. Важко підібрати шаблони, які можуть показати причини або дозволити робити передбачення.

Основні теорії:

Бьеркнес в 1969 р. припустив, що аномальне потепління в східному Тихому Океані може бути ослаблено східно-західної різницею температур, викликаючи ослаблення в циркуляції Волкера і пассатах, які рухають теплу воду на захід. Результат - збільшення теплої води на схід.

Виртки в 1975 р. припустив, що пасати могли створити західну опуклість теплих вод, і будь-яке ослаблення вітрів могло дозволити теплим водам рушити на схід. Тим не менш ніяких виступів не було помічено напередодні подій 1982-83 р..

Акумулятор Осцилятор: Деякі механізми були запропоновані, коли теплі області створюються в екваторіальному регіоні, то вони розсіюються в більш високі широти за допомогою подій Ель-Ніньо. Охолоджені області потім перезаряджаються теплом протягом декількох років перед тим, як відбудеться така подія.

Західний Тихоокеанський Осцилятор: В західній частині Тихого Океану кілька погодних умов могли викликати східні вітряні аномалії. Наприклад, циклон на півночі і антициклон на півдні призводять до виникнення східного вітру між ними. Такі шаблони можуть взаємодіяти з західним плином через Тихий Океан і створювати тенденцію продовження руху на схід. Ослаблення західного течії в цей час може бути остаточним тригером.

Екваторіальна частина Тихого Океану може привести до умов близьким до Ель-Ніньо з кількома випадковими варіаціями поведінки. Погодні шаблони ззовні або вулканічна діяльність можуть стати такими факторами.

Осциляція Маддена-Джуліана (MJO - Madden-Julian Oscillation) - це найважливіший джерело мінливості, який може вносити вклад в більш різку еволюцію, що приводить до умов Ель-Ніньо, через флуктуації вітрів, що дмуть на низьких рівнях, та опадів над західною і центральною частинами Тихого Океану. Східно-спрямоване поширення океанічних хвиль Кельвіна може бути викликано активністю MJO.

Історія теорії

Перша згадка терміна «Ель-Ніньо» відноситься до 1892 р., коли капітан Каміло Каррило повідомив на конгресі Географічного Товариства в Лімі, що Перуанські моряки назвали тепле північне протягом «Ель-Ніньо», так як воно найбільш помітно в районі Різдва. Тим не менше навіть потім явище було цікаво тільки з-за його біологічного впливу на ефективність індустрії добрив.

Нормальні умови уздовж західного Перуанського узбережжя - це холодне південне протягом (Перуанська течія) з апвеллингом води; апвеллинг планктону призводить до активної океанічної продуктивності; холодні течії призводять до дуже сухого клімату на землі. Схожі умови існують скрізь (Каліфорнійська течія, Бенгальське протягом). Так заміна його на тепле північне протягом веде до зниження біологічної активності в океані і до зливових дощів, що призводить до затоплень, --- на землі. Зв'язок з затопленнями була повідомлена в 1895 р. Пезетом і Эгуигуреном.

До кінця дев'ятнадцятого століття піднявся інтерес прогнозам кліматичних аномалій (для виробництва їжі) в Індії і Австралії. Чарлз Тодд у 1893 р. припустив, що посухи в Індії і Австралії відбуваються в один і той же час. Норман Локьер вказав на те ж саме в 1904 р. У 1924 р. Гілберт Волкер першим ввів термін «Південне Коливання».

Більшу частину двадцятого століття Ель-Ніньо вважався великим локальним явищем.

Великий Ель-Ніньо в 1982-83 р. привів до того, що різко підскочив інтерес наукової спільноти до цього явища.

Історія явища

Умови ENSO трапляються кожні 2-7 років принаймні останні 300 років, але більшість з них були слабкими.

Великі події ENSO траплялися в 1790-93, 1828, 1876-78, 1891, 1925-26, 1982-83 та 1997-98 роках.

Останні події Ель-Ніньо траплялися в 1986-1987, 1991-1992, 1993, 1994, 1997-1998 та 2002-2003 роках.

Ель-Ніньо 1997-1998 р., зокрема, було сильним і привернуло до явища міжнародну увагу, в той час як в періоді 1990-1994 р. було незвично те, що Ель-Ніньо проявлявся дуже часто (але в основному слабо).

Ель-Ніньо в історії цивілізації

Загадкове зникнення цивілізації майя в Центральній Америці міг бути викликаний сильними кліматичними змінами. До такого висновку прийшла група дослідників з Німецького національного центру наук про землю, пише британська газета The Times.

Вчені намагалися встановити, чому на межі IX і X століть нашої ери на протилежних кінцях землі практично одночасно припинили існування дві найбільші цивілізації того часу. Мова йде про індіанців майя і падіння китайської династії Тан, слідом за яким послідував період міжусобних чвар.

Обидві цивілізації були в мусонних регіонах, зволоження яких залежить від сезонного випадіння опадів. Однак у зазначений час, судячи по всьому, дощовий сезон виявився не в змозі забезпечити кількість вологи, достатню для розвитку сільського господарства.

Настала посуха і послідував за нею голод призвели до занепаду цих цивілізацій, вважають дослідники. Вони пов'язують кліматичні зміни з природним феноменом "Ель-Ніньо", під яким маються на увазі температурні коливання поверхневих вод східній частині Тихого океану в тропічних широтах. Це призводить до великомасштабних порушень циркуляції атмосфери, що викликає посуху в традиційно вологих регіонах і повені - в посушливих.

Вчені дійшли цих висновків, вивчивши характер осадових відкладень в Китаї і Мезоамериці, що відносяться до зазначеного періоду. Останній імператор династії Тан помер у 907 році нашої ери, а останній відомий календар майя датується 903 роком.