Эль-Ниньо – это температурные колебания океанно-атмосферной системы в тропических широтах Тихого океана, оказывающие большое влияние на общий климат планеты. Эль-Ниньо вызывает обильные осадки на юге США и Перу, приводя к разрушительным наводнениям, а также приносит засуху в районы западной части Тихого океана и приводит к страшным пожарам в Австралии.
Наблюдения состояния тропических вод Тихого океана необходимы для предсказания климатических изменений на ближайшие месяцы. Для своевременного получения точных данных в NOAA (Национальное управление по исследованию океанов и атмосферы) имеется обширная сеть буев, замеряющих температуру, водные потоки и ветра в экваториальной области океана. Данные, ежедневно поступающие с буев, в режиме реального времени доступны исследователям и составителям прогнозов погоды во всем мире.
В нормальном состоянии (верхняя часть рисунка) пассаты (ветра, дующие между тропиками круглый год, в северном полушарии с северо-восточного, в южном — с юго-восточного направления, отделяясь друг от друга безветренной полосой) дуют в западном направлении через весь Тихий океан. Эти ветра нагревают поверхностные воды океана, благодаря этому уровень воды в Индонезии и на экваторе на полметра выше, чем в остальных регионах.
Температура воды на западе повышается на 8 градусов по отношению к температуре вод Южной Америки, вызывая апвеллинг (подъём вод) из прохладных океанических глубин. Поднимающиеся потоки содержат много питательных веществ, обеспечивая необходимым морскую экосистему. В областях наибольшего нагрева вод часты осадки, в то время как в восточной части Тихого океана достаточно сухо.
Во время Эль-Ниньо (нижняя часть рисунка) пассаты ослабевают в центральной и западной части Тихого океана, понижая термоклин (температурный скачок) в восточной части океана и повышая в западной.
На диаграмме видно направление ветров (верхняя часть) и температура океана на широте 110°. На левых рисунках, соответствующих нормальному состоянию океана, мы видим, что пассаты все время дуют в одну сторону, а океан прогрет несильно (черный цвет соответствует 17°С). На правых рисунках заметны признаки Эль-Ниньо: пассаты ослабевают и часто меняют направление, а океан сильно нагрет – область, соответствующая 17°С опускается на глубину до 150 метров. Это снижает эффективность поднятия вод. В результате этого верхние слои океана не обогащаются питательными элементами. Это приводит к еще большему нагреву вод и подавляет продуктивность морской экосистемы. А значит, нарушается вся пищевая цепь. Касается это и человека, поскольку в период усиления Эль-Ниньо сильно страдают рыболовные промыслы.
Во время Эль-Ниньо, как видно из рисунка, ослабевают пассаты, поэтому, обогащенные водой теплые воздушные массы движутся на восток и создают проливные дожди и наводнения в Перу, тогда как Австралия и Индонезия страдают от засухи.
Более того, такие явления оказывают сильное влияние на климат всей планеты, меняя циркуляцию атмосферы. Это значит, что от Эль-Ниньо косвенно страдают даже регионы, удаленные от Тихого океана.
Наступление Эль-Ниньо можно предсказать. Для этого необходимо замерять температуру поверхностных вод Тихого океана и направление ветров. Это выглядит так.
Декабрь 1993 года. Состояние океанно-атмосферной системы близко к норме. Западная часть океана прогрета (красный цвет), в восточной части виден так называемый «язык холода» (сине-зеленая часть). Стрелки на верхнем рисунке показывают, что ветра несильные и преимущественно дуют на запад по направлению к Индонезии. На нижнем рисунке показаны аномалии, то есть отклонения от идеального состояния океана. Как можно заметить, отклонений от нормы совсем мало.
Декабрь 1997 года. Эль-Ниньо. Прогрет почти весь Тихий океан, «язык холода» отсутствует, в западной части океана ветер меняет направление с западного на восточное, повышая температуру поверхностных вод до аномально высоких температур. Отклонение от нормы очень сильное.
Декабрь 1998 года. Ла-Нинья. Как правило следует за Эль-Ниньо. Это тоже особое состояние океанно-атмосферной системы Тихого океана, которое состоит в аномальном понижении температуры вод Тихого океана. Ла-Нинья также оказывает неблагоприятное влияние на глобальный климат, его действие противоположно действию Эль-Ниньо.
Для лучшего понимания динамики Эль-Ниньо и Ла-Нинья учены часто используют анимацию.
Она помогает увидеть изменения. Этот видеоролик, объемом 1,5 Мб, показывает, как изменялась температура воды, направление ветра, а также отклонение от нормы в Тихом океане за 1997 год.
На этих рисунках можно увидеть температуру Тихого океана (с запада на восток). Сразу бросаются в глаза синие клины на левой диаграмме, относящиеся к восточной части Тихого океана. Эти холодные области имеют сезонные колебания: они становятся теплее весной и холоднее осенью. Красные области в западной части Тихого океана имеют высокую температуру воды. Эль-Ниньо на этих диаграммах проявляются как области с экстремально высоких температур. Например, во время очень сильного Эль-Ниньо 1997-1998 годов океанические воды прогрелись до самого побережья Южной Америки.
Аномалии, соответствующие Эль-Ниньо и Ла-Нинья легко можно идентифицировать на правой диаграмме, представляющей отклонения от нормы. Как можно заметить, области, соответствующие Эль-Ниньо 1997-1998 годов окрашены в красный цвет, что говорит об экстремально сильном отклонении от нормы. Сразу за Эль-Ниньо следует Ла-Нинья.
Эль-Ниньо повторяются в среднем каждые 7 лет, но, как правило, слабы. Последние сильные Эль-Ниньо случались 1982—83 и 1997—98 годах, Эль-Ниньо 2002-2003 годов был слаб.
(gif-анимация, размер 880 Кбайт)
3-D модель Эль-Ниньо и следующего за ним Ла-Нинья. Отображает температурные отклонения (изменение цвета) и аномалии уровня поверхности Тихого океана.
Эль-Ниньо и Ла-Нинья наблюдаются также со спутников и выглядят так.
Данные на 20 декабря 2001. Окраска областей соответствует температуре поверхностных вод Тихого океана, стрелками обозначено направление ветров. На диаграмме видно, что сильный ветер дует на восток, в направлении, обратном пассатам – это верный признак наступающего Эль-Ниньо.
Данные на 3 января 2002. Зарождение Эль-Ниньо. В результате столкновения воздушных масс сформировался циклон, который продержался до конца января.
В каком же состоянии находится океанно-атмоферная система сегодня?
Диаграмма представляет данные на 16 февраля. Как можно заметить, температура центральной части Тихого океана ниже нормы, что скорее говорит о наличии несильного Ла-Нинья.
На левой анимации видно, что распространение холодной области началось в начале 2007 года, правая показывает отклонение от нормы.
Температура Мирового океана (в Фаренгейтах) на 17 февраля. Спутниковые данные предоставлены SSEC (Space Science and Engineering Center).
Фото и видеоматериалы:
irsea-www.jpl.nasa.gov
www.ssec.wisc.edu
www.cdc.noaa.gov
www.pmel.noaa.gov
