Oscylacja południowa i historia El Niño

Encyklopedia Klimatologiczna ESPERE. Skrót od angielskich słów:
ENVIRONMENTAL SCIENCE PUBLISHED FOR EVERYBODY ROUND THE EARTH
ENCYKLOPEDIA ESPERE - menu główne (rozwiń)
Dział: Pogoda. Poziom zaawansowany.
dział POGODA: ZAAWANSOWANE - menu (rozwiń)

Wahania temperatury oceanu podczas występowania zjawisk El Niño i La Niña są połączone z wielkoskalowymi wahaniami ciśnienia atmosferycznego, występującymi między zachodnimi i wschodnimi częściami okołorównikowego obszaru Oceanu Spokojnego. Jest to tak zwana Oscylacja Południowa (ang. Southern Oscillation).

Oscylacja Południowa to zmiana ciśnienia atmosferycznego, mierzonego pomiędzy wschodnią (Tahiti) i zachodnią (Darwin) częścią Pacyfiku. Kiedy ciśnienie jest wysokie w Darwin, to jest niskie w Tahiti i vice versa.

1. Mapa Południowego Pacyfiku, przedstawiająca położenie Darwin w Australii oraz Tahiti, jednej z wysp na Oceanie Spokojnym

Zjawisko El Niño i "zjawisko siostrzane" La Niña, reprezentują przeciwne, skrajne stadia Oscylacji Południowej. Podczas występowania El Niño wyższe, niż zazwyczaj, ciśnienie atmosferyczne panuje w Indonezji i w zachodniej części okołorównikowego obszaru Oceanu Spokojnego, a ciśnienie niższe niż zazwyczaj występuje po wschodniej stronie okołorównikowego obszaru tego oceanu.

Taki układ ciśnienia jest odwrócony podczas występowania zjawiska La Nińa. Wtedy niższe niż zazwyczaj ciśnienie atmosferyczne występuje w Indonezji i w zachodniej części okołorównikowego obszaru Oceanu Spokojnego, a wyższe ciśnienie panuje po stronie wschodniej.

Podsumowując, El Nińo jest składową oceaniczną systemu cyrkulacji zwanego El Nińo/Oscylacja Południowa (ang. El Nińo/Southern Oscillation, ENSO). Oscylacja Południowa ma 3 stadia: ciepłe (El Nińo), chłodne (La Nińa) i neutralne (okres, w którym nie występuje ani El Nińo, ani La Nińa).

Wskaźnik Oscylacji Południowej (ang. Southern Oscillation Index, SOI)

Wskaźnik Oscylacji Południowej został opracowany aby mierzyć jej natężenie oraz określać jej fazę. Podczas zjawiska El Nińo wskaźnik ten przyjmuje duże wartości, ale ze znakiem minus, co jest wynikiem występowania na Tahiti ciśnienia atmosferycznego niższego od wartości średniej, a w Darwin wyższego od wartości średniej.

2. Zwykle średnie ciśnienie powietrza na poziomie morza (mean sea level pressure - MSLP) na Tahiti jest wyższe, niż w Darwin. Jeśli ciśnienie w Darwin podnosi się w stosunku do ciśnienia notowanego na Tahiti, to wskaźnik przyjmuje wartości ujemne i mamy do czynienia ze zjawiskiem El Niño.
Objaśnienia: SD (T-D) - odchylenie standardowe dla różnicy ciśnienia między Tahiti i Darwin, Jan - styczeń, Feb - luty, itd.
źródło: Climate System Lectures, Univ. of Columbia, NY

Podczas zjawiska La Nińa wskaźnik ma wartość dodatnią, w wyniku występowania na Tahiti ciśnienia atmosferycznego wyższego od wartości średniej, a w Darwin niższego od wartości średniej.

Zjawisko El Nińo zdarza się co 2-7 lat.

3. Wartości wskaźnika Oscylacji Południowej w latach 1950-1999. Wyraźnie ujemne, czerwone wartości odpowiadają zjawisku El Niño, natomiast niebieskie - zjawisku La Niña.
Objaśnienia: year 19xx (monthly data) - lata podane jako ostatnie dwie cyfry z pełnego numery danego roku, np. 77 = 1977, wartości wskaźnika to dane miesięczne
źródło: Long Paddock website, Gov. of Queensland

4. Ciśnienie na poziomie morza w latach 1960-1984
Objaśnienia: high - wysokie, normal - przeciętne, low - niskie
źródło: U. S. Army Topographic Engineering Center

Historia zjawiska El Nińo

El Nińo nie jest zjawiskiem nowym, występuje od tysięcy lat. Zmiany chemiczne zapisane w odnalezionych szczątkach koralowców, a spowodowane występowaniem cieplejszych niż zwykle przypowierzchniowych wód oceanicznych oraz zwiększonych opadów atmosferycznych (wywołanych przez El Nińo) dowodzą, że zjawisko to pojawia się już od co najmniej 4000 lat. Niektórzy badacze twierdzą jednak, że odkryli ślady w szczątkach koralowców wskazujące na występowanie El Nińo już ponad 100 000 lat temu!

5. Rybacy peruwiańscy
Ocieplenie wód oceanicznych podczas występowania zjawiska El Niño powoduję, że ławice ryb omijają peruwiańskie wody przybrzeżne, co ma negatywny wpływ na rybołówstwo w tych rejonach.
źródło: downtheroad.org - Peru

Pierwsze zapiski dotyczące El Niño sięgają wieku XVI. Wtedy rybacy pływający po wodach przybrzeżnych Peru zaważyli, że występujące okresowo ciepłe wody oceanu przyczyniają się do ograniczenia połowów sardeli. Również peruwiańscy rolnicy zaobserwowali, że ocieplenie wód oceanicznych wpływa na zwiększenie opadów deszczu, co prowadzi do przekształcenia zwykle jałowych terenów w urodzajne pola uprawne.

W latach 1700-1900 europejscy marynarze, zapuszczający się na te wody, sporadycznie wykonywali próby udokumentowania tego zjawiska. Dzięki temu jego bliższym zbadaniem zainteresowali się naukowcy.

Do połowy XX wieku niewiele wiedziano o warunkach pogodowych panujących podczas występowania El Niño. Zainteresowanie tym zjawiskiem wzmogło się pod koniec lat 60. i na początku 70. XX w. Dzięki wykorzystaniu nowoczesnych metod badawczych, opierających się na obserwacjach satelitarnych, klimatolodzy i oceanografowie stwierdzili, że El Niño jest czymś więcej, niż tylko lokalnym zjawiskiem, wynikającym z naturalnej zmienności klimatu. Dopiero od tego czasu zaczęto łącznie rozpatrywać dwa podstawowe elementy ENSO, jako wzajemnie na siebie oddziałujący system ocean-atmosfera.

6. Obecnie obszar Oceanu Spokojnego jest stale obserwowany za pomocą zakotwiczonych boj pływających systemu Atlas, które mierzą kilka parametrów, również w głębszych warstwach oceanu. Ponadto obserwacjom służy system stacji mierzących wielkość pływów, satelity prowadzące pomiary temperatury powierzchniowych wód oceanicznych, oraz dryfujące boje i statki badawcze. Dzięki danym zebranym przez te urządzenia stało się możliwe zbudowanie systemu wczesnego ostrzegania, który pomaga ludności przygotować się na nadejście następnego El Nińo.
źródło: clivar.org

7. Boja systemu Atlas
źródło: NOAA/PMEL

W 1923 roku brytyjski naukowiec Sir Gilbert Walker odkrył, że gdy na Oceanie Spokojnym ciśnienie powietrza jest wysokie, to na Oceanie Indyjskim, od Afryki po Australię, jest ono niskie i vice versa. Nazwał tą prawidłowość Oscylacją Południową. Był to pierwszy krok do stwierdzenia, że warunki pogodowe w odległych od siebie częściach obszarów okołorównikowych Oceanu Spokojnego są ze sobą powiązane.

Pięćdziesiąt lat później, pod koniec lat 60. XX w., Jakob Bjerknes, norweski meteorolog i profesor Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, dokonał pierwszego szczegółowego opisu mechanizmu funkcjonowania El Nińo. Odkrył on związek między Oscylacją Południową Walkera a zjawiskiem El Nińo, znany teraz jako "El Nińo/Southern Oscillation", albo w skrócie ENSO.

8. a). Cyrkulacja Walkera w warunkach normalnych (stadium neutralne)
Objaśnienia: Walker circulation - cyrkulacja Walkera, humid - wilgotno, dry - sucho, wind - wiatr, cold - zimno, warm - ciepło, warm water layer - warstwa ciepłej wody, cold deep water - zimne wody głębinowe, thermokline - termoklina, South America - Ameryka Pd.
źródło: Bildungszentrum Markdorf

8. b). Odwrócenie cyrkulacji Walkera podczas występowania zjawiska El Niño

9. Porównanie rzeczywistych wartości temperatury powierzchniowych wód Oceanu Spokojnego podczas normalnych warunków oraz podczas występowania zjawiska El Nińo w 1982 r.
źródło: Climate science lecture, Univ. of Columbia, NY

El Nińo występujące w latach 1982-1983, najbardziej intensywne jakie do tamtego czasu zarejestrowano, było przyczyną wielu klęsk w różnych miejscach na świecie. Związane z nim powodzie, susze i pożary, były przyczyną śmierci około 2000 osób na całym świecie. Szkody oszacowano na 13 miliardów dolarów.

W latach 1997-1998 pojawiło się na Oceanie Spokojnym jeszcze silniejsze El Nińo, niż to zarejestrowane w latach 1982-1983. Ostrzegano przed nim już w połowie 1997 roku. W tym czasie odbyło się wiele konferencji i narad, których tematem było to zjawisko. Do marca 1998 roku El Nińo spowodowało straty sięgające 34 miliardów dolarów oraz śmierć 24 tysięcy osób na całym świecie. Wystąpienie różnego rodzaju katastrofalnych zjawisk pogodowych dotknęło 111 milionów osób, a 6 milionów musiało opuścić swoje domostwa.

O tej stronie:

Autor: Vera Schlanger - Hungarian Meteorological Service, Budapeszt, Węgry
Recenzenci: Dr Ildikó Dobi Wantuch / Dr Elena Kalmár - Hungarian Meteorological Service, Budapeszt, Węgry
ostatnia aktualizacja: 2008-07-25
Tłumaczenie na język polski: Mgr Paweł Jezioro, Dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków


Dodatkowe informacje:

http://ww2010.atmos.uiuc.edu/
http://www.oc.nps.navy.mil/
http://cpc.ncep.noaa.gov/
http://www2.sunysuffolk.edu/

Ostatnia modyfikacja: środa, 20 czerwiec 2018, 14:07