El Niño Krzysztof Sośnica Coraz większa liczba klimatologów i
advertisement
El Niño Krzysztof Sośnica Coraz większa liczba klimatologów i oceanologów jest zdania, że za powódź w Europie w 1997 r. odpowiedzialny był zespół quasicyklicznych zjawisk atmosferyczno - oceanicznych, zachodzących głównie w rejonie basenu Oceanu Spokojnego, znanych bardziej jako El Niño. Nazwa El Niño (po hiszpańsku dziecko lub Dzieciątko Jezus) była regionalnie używana przez peruwiańskich rybaków od ok. 1925 r. Rybacy ci tak właśnie określają zjawisko napływu ciepłej wody z zachodu w rejony zimnego Prądu Peruwiańskiego, najczęściej w okresie Świąt Bożego Narodzenia. El Niño to okresowe zaburzenie równowagi termicznej Ziemi, które nawiedza nas co kilka lat. Zjawisko to powstaje w całym basenie Pacyfiku i ma wpływ na zmiany pogody na całej kuli ziemskiej. Nazwa El Niño odnosi się do jednej z faz szerszego zjawiska zwanego oscylacją południową, charakteryzującą się quasicyklicznymi zmianami temperatury oceanu i ciśnienia atmosferycznego w pasie równikowym Pacyfiku. Integralną fazą tego zjawiska jest ciepły prąd morski (zwany również El Niño) płynący co kilka lat od wybrzeży Australii w kierunku Ameryki Południowej. El Niño charakteryzuje się przede wszystkim cyklem rocznym, chociaż co 3 do 8 lat ocieplenie Pacyfiku jest wyraźnie większe niż zazwyczaj, co ma praktycznie zawsze negatywne skutki dla wielkości połowów ryb u wybrzeży Peru, jak również powoduje katastrofalne powodzie w tym rejonie. W zwykłych, "normalnych" latach, gdy nie występuje silne El Niño, w rejonie zachodniego Pacyfiku, u wybrzeży Australii i Indonezji tworzy się ogromny basen ciepłej wody, wielkości Australii, zwany "ciepłym morzem". Ogromne ilości gorącego, wilgotnego powietrza unoszą się w górę, a nad oceanem tworzy się ośrodek niskiego ciśnienia. Wznoszące się masy powietrza podlegają oziębieniu i powstają potężne chmury przynoszące opady monsunowe w tym rejonie. Następnie suchsze, wyniesione wysoko powietrze przemieszcza się na wschód transportowane przez silne wiatry w wyższych warstwach atmosfery, docierając do zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej, gdzie jest już zimne, a gęstość jego wzrosła. Jako chłodne i ciężkie opada wtedy do powierzchni ziemi, tworząc ośrodek wysokiego ciśnienia i zawraca z powrotem na zachód w kierunku Australii i Indonezji, tworząc wiatry równikowe pasaty wiejące wzdłuż międzyzwrotnikowej strefy zbieżności (MSZ). Pasaty spychają ciepłe wody powierzchniowe na zachód, powodując ulewne tropikalne deszcze w północnej Australii, Indonezji oraz deszcze monsunowe w Indiach. Na ogół pasaty utrzymują równowagę między ciepłymi wodami zachodniego Pacyfiku a chłodnymi na wschodnim Pacyfiku. Z uwagi na działanie pasatu a także rozszerzalność cieplną wody, poziom zachodniego Pacyfiku wzrasta o około 45 cm, a o podobną wartość obniża się poziom wody na wschodnim Pacyfiku. U wybrzeży Ameryki Południowej panuje susza, a z głębi oceanu wypływają zimne, żyzne wody Prądu Peruwiańskiego bogate w fitoplankton i ryby. Zjawisko wypływu wody z głębin oceanu na powierzchnię pod wpływem wiatru znane jest pod nazwą upwellingu. Proces ten jest podstawą życia w rejonie Peru, Ekwadoru, Chile. Bogate w biogeny wody zapewniają rozwój łańcucha pokarmowego od planktonu poprzez ryby, ptaki, zwierzęta domowe po człowieka. Chłodne, bogate w substancje odżywcze wody Prądu Peruwiańskiego są znakomitymi łowiskami, jednymi z najlepszych na świecie. Olbrzymie ławice małych sardeli wykorzystywanych m. in. do przemysłowej produkcji karmy dla zwierząt są w Peru i Ekwadorze podstawą przemysłu rybnego. Co kilka lat z bliżej nie znanych powodów w rejonie Australii i Indonezji następuje silniejsze niż zwykle nagrzanie wód Pacyfiku. W tych warunkach sprzyjających powstawaniu zjawiska El Niño wszystko zmienia się diametralnie. Pasaty wiejące normalnie ze wschodu na zachód słabną, zanikają, a często nawet zmieniają kierunek i zaczynają wiać z zachodu na wschód, wspomagając jeszcze ruch "ciepłego morza" z rejonów Australii i Indonezji ku środkowemu Pacyfikowi i dalej do zachodnich wybrzeży obu Ameryk. Zwyczajny układ ciśnień odwraca się, tzn. nad Australią tworzy się ośrodek wysokiego ciśnienia, a nad centralnym i wschodnim obszarem Pacyfiku ośrodek niskiego ciśnienia: Ciepła woda, o powierzchni Kanady, gromadzi się wzdłuż wybrzeży obu Ameryk, co skutecznie hamuje zjawisko upwellingu. Brak tych żyznych wód obfitych w substancje odżywcze jest katastrofą dla rybaków. Przybrzeżne wody przestają być bogate w fitoplankton oraz ryby i życie w oceanie pomału zamiera. Podczas El Niño w 1972 roku przemysł rybny w Peru i Ekwadorze doprowadzony został prawie do upadku, a w latach 1982/83 połowy spadły do 50 % swojej normalnej wielkości. W Afryce odwrócone przez El Niño układy ciśnienia, wiatru, ciepła i wilgotności zwiastują suszę na południowym wschodzie kontynentu. Podczas El Niño ciepły ocean niesie olbrzymie ilości energii, co oznacza silną konwekcję i ulewne deszcze, które zawsze podążają za ciepłymi wodami. Wody te szybko parują, powodując powstanie olbrzymich ilości chmur deszczowych, a w związku z tym intensywnych opadów na obszarach Ameryki Południowej, Wysp Galapagos a także Kalifornii. El Niño jest gigantycznym źródłem sztormów, huraganów i katastrofalnych powodzi na obszarach zazwyczaj suchych i pustynnych. W 1983 roku tropikalny deszcz padał w Peru nieprzerwanie przez 6 miesięcy, zamieniając pustynie w kwitnące łąki, ale też powodując, lawiny błotne i olbrzymie straty materialne. W zachodnim rejonie Pacyfiku w tym czasie było dokładnie odwrotnie. W północnej Australii i Indonezji wystąpiła największa susza w historii tych krajów i związane z tym olbrzymie pożary. W Melbourne zaobserwowano burze pyłowe, w czasie których od tysięcy ton pyłu dusili się ludzie. Susza w Australii i obfite deszcze w Ameryce są wynikiem skomplikowanej sieci wzajemnych powiązań. Typowe El Niño trwa średnio 12 - 18 miesięcy. Potem pasaty przywracają sytuację do normy. Czasem oznaki El Niño mogą wystąpić już latem lub na jesieni. Daje się wtedy zauważyć słabnięcie zimnego Prądu Peruwiańskiego i pojawienie się ciepłego prądu El Niño płynącego w przeciwnym kierunku. Zdarza się czasem, że następuje ochłodzenie oceanu. Prądy przeciwne do El Niño zostały nazwane La Nina (dziewczynka). La Nina to graniczny przypadek sytuacji normalnej. Można spodziewać się powodzi, ale nie tak ogromnych, ponieważ powierzchniowa warstwa oceanu jest chłodna, a tworzące się nad nią komórki konwekcyjne są słabe. Często się zdarza, że po zimie z El Niño następuje zima z La Niña, kiedy układy pogody oraz ich skutki na całym świecie są w przybliżeniu odwrotne do tych, które wywołują El Niño. Nad północną Australią tworzy się niż, a nad Tahiti wyż. Tam, gdzie były powodzie, następuje susza, tam gdzie zima była łagodna, następują miesiące bardzo surowej zimy. Każde zjawisko El Niño jest inne i każde zjawisko La Niña jest inne. W latach La Niña pasaty wiejące wzdłuż MSZ są dużo silniejsze niż zazwyczaj, co powoduje skuteczniejsze spychanie na zachód "ciepłego morza" i znaczne zwiększenie upwellingu, czego efektem jest obszar "zimnego morza", usytuowany pośrodku Pacyfiku. Zepchnięte przez bardzo silne pasaty "ciepłe morze" w rejon Australii i Indonezji wywołuje obfitsze niż zazwyczaj deszcze monsunowe w Indiach oraz większe od normalnych opady w Indonezji i Australii, w Afryce zachodniej i południowej. Olbrzymie masy gorącego powietrza zmieniają również trasę polarnego prądu strumieniowego, który w latach El Niño pozostaje w Kanadzie, a w latach La Niña przesuwa się na południe, do Stanów Zjednoczonych, przez co zimy w stanach północno - zachodnich stają się mroźniejsze. Wiejący w latach El Niño podzwrotnikowy prąd strumieniowy nad Meksykiem i Zatoką Meksykańską w latach La Niña słabnie, przez co w tym rejonie spada mniej deszczu, a co gorsza, umożliwia atlantyckim huraganom przemieszczanie się na zachód i przybieranie na sile. W latach La Niña prawdopodobieństwo wystąpienia huraganów zmierzających w kierunku Zatoki Meksykańskiej i wschodnich wybrzeży Stanów Zjednoczonych staje się prawie dwukrotnie większe niż w latach El Niño. Występowanie La Niña od wielu lat było trudniejsze do przewidzenia niż El Niño, powodowało też mniej skutków negatywnych. Źródło El Niño nie zostały do chwili obecnej zidentyfikowane. Niektórzy uczeni wiążą powstanie zjawiska z cykliczną aktywnością Słońca – plamami słonecznymi, które co około 11 lat intensyfikują swoją działalność. Kiedy Słońce wchodzi w wyższy stan aktywności, wówczas emituje wiatr słoneczny w kierunku Ziemi, powodując zaburzenia urządzeń wykorzystujących fale elektromagnetyczne. El Niño wpływa ponadto na pole magnetyczne Ziemi. W czasie, gdy zjawisko występuje ruchy konwekcyjne oraz rotacyjne w jądrze zewnętrznym, które ma charakter płynny są mniej intensywne. Ruchy w jądrze zewnętrznym, które zbudowane jest przede wszystkim z niklu i żelaza powodują powstanie pola magnetycznego. Kiedy ruchy są mniej intensywne (gdy występuje El Niño), wówczas zaburzeniu ulega pole magnetyczne Ziemi. Jak wykazują pomiary VLBI (pomiary interferometryczne długich baz) El Niño posiada także swój wpływ na ruch obrotowy Ziemi. Technika VLBI wykorzystywana jest do definicji ziemskiego układu odniesienia ITRF. Przy pomocy pomiarów do odległych kwazarów wyznacza się skalę układu oraz parametry ruchu obrotowego Ziemi. Jak wykazują badania w obserwatorium w Onsali El Niño wpływa na ruch rotacyjny bieguna, zmniejszając jego roczną amplitudę. W latach, gdy El Niño wystąpiło, zaobserwowano większą stabilność położenia biegunów Ziemi. Pomiary VLBI ukazują także, że długość doby zostaje zakłócona przez pojawienie się zjawiska. Średnia długość doby zostaje zwiększona o 1ms w latach, gdy El Niño wystąpiło. Bibliografia: 1. Swerpol S., El Niño - dzieciątko ziemskiego klimatu, "Wiedza i Życie" 1993r., nr 12. 2. Schoenwiese C. D., Klimat i człowiek, Prószyński i S-ka, Warszawa 1997r. 3. Encyklopedia multimedialna PWN 2000r. 4. Woś A., Meteorologia dla geografów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000r.
