Silne El Nino dwa razy częstsze?

W ostatnich miesiącach bardzo silne zjawisko El Niño niemal nie schodzi z łam serwisów zajmujących się pogodą i klimatem. Tymczasem w czasopiśmie Nature Climate Change ukazał się artykuł dr. Wenju Caia i kolegów, podsumowujący dotychczasowe analizy tego zjawiska oraz projekcje jego występowania w przyszłości. A właściwie nie tylko jego, ale też jego „siostry” – La Niña.

Zdjęcie NASA

Rysunek 1: Rozbudowane w pionie chmury opadowe i burzowe u wybrzeży Australii, 3 grudnia 2010 (umiarkowana La Niña). Zdjęcie satelitarne uzyskane za pomocą aplikacji NASA Worldview.

On, Ona i Ono

El Niño („chłopczyk”) i La Niña („dziewczynka”) to tradycyjne nazwy dwóch zjawisk nawiedzających co jakiś czas południowy Pacyfik (na przemian z „fazą neutralną”). Ich występowanie – zwane oscylacją południową (ENSO - El Niño Southern Oscillation) – to efekt wzajemnej gry oceanu i atmosfery. Jak pewnie pamiętacie z lekcji geografii, głównymi wiatrami wiejącymi „stale” w rejonie międzyzwrotnikowym są spotykające się na równiku pasaty – na półkuli północnej północno-wschodnie, a na południowej południowo-wschodnie. Dzięki swojej wschodniej składowej prędkości, pasaty zgarniają ciepłą, nagrzaną słońcem wodę z powierzchni oceanu na zachód, robiąc na wschodnim i środkowym Pacyfiku miejsce dla chłodniejszych wód wypływających z głębi oceanu. Powstająca różnica temperatur dodaje wigoru wschodnim wiatrom. Podczas zjawiska La Niña wiatry i różnica temperatur nasilają się, a podczas El Niño – słabną.

Ilustracja przedstawia dwa obrazy kuli ziemskiej, w centrum widać Pacyfik i ewidenetnie wyróżnione kolorem obszary anomalii poziomu morza

Rysunek 2: Odchylenie wysokości poziomu morza od wartości średniej podczas El Niño (po lewej) oraz La Niña (po prawej). Kolory niebieskie i fioletowe oznaczają poziom morza niższy niż zwykle, czerwone i białe – wyższy niż zwykle, żółty i zielony – zbliżone do średniego. Podczas El Niño na południowym Pacyfiku pojawia się duża „plama” wody ciepłej (a więc o zwiększonej objętości), a w czasie La Niña – woda chłodna (a więc o mniejszej objętości). Mapy opracowane na podstawie danych zbieranych przez satelity NASA pochodzą ze strony Jet Propulsion Laboratory.

Nie pozostaje to bez wpływu na pogodę. Temperatury powietrza nad Pacyfikiem stanowią odbicie układu temperatur warstw powierzchniowych wody. Wysokie temperatury wody i powietrza zwiększają prawdopodobieństwo formowania się chmur burzowych i ulewnych opadów równikowych. W fazie El Niño (kiedy ciepła jest powierzchnia oceanu po wschodniej stronie Pacyfiku) opady występują więc nad środkową i wschodnią częścią oceanu oraz Ameryką Południową (przynosząc katastrofalne powodzie, jak te w Peru i Ekwadorze w sezonie 1997/1998, McPhaden, 1999). Podczas La Niña, gdy silne pasaty gromadzą u wybrzeży Australii jeszcze więcej ciepłej wody niż zwykle, silne deszcze padają na tym kontynencie i u jego wybrzeży (czytaj też w artykule Spadek poziomu oceanów, czyli „gdzie podziała się ta woda”?).

Co ciekawe, na razie nie udało się jednoznacznie ustalić, czy El Niño i La Niña rozwijają się w wyniku uporządkowanego mechanizmu, czy też pod wpływem bodźców pojawiających się losowo (McPhaden i in. 2006). Nie przeszkadza to jednak w analizach oscylacji południowej ani przewidywaniu jej zmian w zmieniającym się klimacie – modele klimatu zawierają wystarczająco szczegółowy opis fizyki oceanu i atmosfery, aby El Niño i La Niña pojawiały się w symulacjach „same z siebie”, z częstością taką jak w rzeczywistości (piszemy o tym także w tekście La Niña i "zatrzymane ocieplenie").

Rysunek 3: Odchylenie temperatury powierzchni morza od średniej z lat 1981-2010. Po lewej stronie mapy przedstawiające sytuację El Niño (u góry – intensywne, grudzień 1997, u dołu – słabe, grudzień 1994). Po prawej stronie mapy przedstawiające sytuację La Nina ( u góry – intensywną, grudzień 1988, u dołu – słabą, grudzień 1984). Ilustracje stworzone za pomocą aplikacji NOAA.

Czytając skrócone opisy El Niño i La Niña, można nabrać wrażenia, że są to przeciwieństwa. To jednak uproszczenie – w rzeczywistości nie przebiegają wcale „tak samo, tylko na odwrót”. Przy słabym El Niño lub słabej La Niña najcieplejszy/najchłodniejszy jest na ogół środkowy rejon równikowego Pacyfiku. Jednak intensywne El Niño przesuwa obszar największej anomalii temperatury na wschód, a intensywna La Niña – na zachód. Różnice w kształcie ciepłych i chłodnych „plam” przedstawia rysunek 3. Dodatkową różnicą jest czas trwania zjawisk: La Niña może trwać ponad rok, podczas gdy El Niño na ogół kończy się nagle z nastaniem zimy lub wiosny (pory roku nazywane według półkuli północnej). Wszystko to oznacza zarazem, że ani procesy prowadzące do powstania El Niño czy La Niñii, ani ich skutki, nie są symetryczne.

Zmiany na Pacyfiku

Jak łatwo się domyślić, aby przewidzieć ewentualne zmiany w występowaniu, długości czy intensywności El Niño i La Niña, należy zacząć od projekcji zmian w samym oceanie – w końcu to ta gigantyczna masa ocieplającej się stopniowo wody odgrywa decydującą rolę w kształtowaniu tych zjawisk. Z licznych opracowań wynika, że woda w rejonie równikowym Oceanu Spokojnego będzie ogrzewać się szybciej niż na wyższych szerokościach geograficznych, część wschodnia szybciej od centralnej, a warstwa powierzchniowa szybciej od głębin oceanicznych (Cai i in., 2015). Oczekuje się także osłabienia średnich prędkości pasatów i równikowych prądów morskich.

Przyszłość oscylacji południowej

W ostatnich latach dokonał się duży postęp w modelowaniu oscylacji południowej. Współczesne modele potrafią odtworzyć zarówno brak symetrii pomiędzy zjawiskami El Niño i La Niña jak i różnice pomiędzy słabymi i intensywnymi przypadkami.

Symulacje przyszłości opierające się na standardowym scenariuszu emisji zakładającym, że gospodarka będzie się rozwijać na dotychczasowych zasadach, a emisje gazów cieplarnianych rosnąć aż do zużycia paliw kopalnych (RCP8.5) zgodnie wskazują na możliwość podwojenia się w XXI wieku częstości występowania intensywnych zjawisk El Niño i La Niña. Przyśpieszone ogrzewanie się równikowego Pacyfiku skutkować będzie rozszerzaniem się strefy równikowej konwekcji (rozbudowanych chmur i ulewnych deszczy) na południowy wschód.

Intensywniejsze El Niño i La Niña oznaczać będą silniejsze anomalie opadów i – skoro obejmować będą olbrzymi obszar Oceanu Spokojnego – wyraźne wahania średniej temperatury powietrza przy powierzchni globu. (Cai i in., 2015). Jednak sami autorzy tego artykułu przyznają, ze wiele jest jeszcze niepewności w naszej wiedzy na temat cyklu ENSO i szacują, używając języka stosowanego w raportach IPCC, wiarygodność swojej prognozy na poziomie średnim, co oznacza prawdopodobieństwo jej trafności wynoszące 50%. Jednym słowem - wciąż jesteśmy na etapie analizowania i z pewnością czeka nas jeszcze wiele niespodzianek.

Aleksandra Kardaś, konsultacja merytoryczna: prof. J. Piskozub

Opublikowano: 2016-03-10 18:21
Tagi

El Nino - La Nina projekcje klimatu skutki zmiany klimatu

Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.