Явление Эль-Ниньо, как аномальный крупномасштабный процесс в океане и атмосфере

      Индонезия. В годовом ходе количества осадков над Индонезией можно выделить влажный (январь-март) и сухой период (май – октябрь). Регион Индонезии получает осадков больше нормы в годы развития Ла-Нинья и существенно ниже нормы в период развития Эль-Ниньо. Несмотря на то, что кульминация и теплой, и холодной фазы ENSO, в основном приходится на период с декабря по февраль, максимальные аномалии осадков в Индонезии наблюдаются в период сухого сезона, а именно, в летние и осенние месяцы (зимнего полушария).

      Южная Африка. В странах Юго-Восточной Африки влияние ENSO наиболее сильно проявляется в период дождей с января по март, при этом, в годы развития теплой фазы, Эль-Ниньо, наблюдается тенденция к ослаблению осадков, в годы с Ла-Нинья – наоборот, к их усилению. Статистика показывает, что в 10 случаях с Эль-Ниньо, наблюдавшихся за период с 1950 по 1999 гг., в 6 случаях отмечено ослабление осадков, и только в одном случае, в зимний сезон 1997-1998 гг., наблюдалось их усиление в среднем по региону на 110 %, а в отдельных районах региона даже на 150 %.

      Восточная экваториальная Африка. В экваториальном районе восточной Африки основной сезон дождей длится с октября по март и состоит из двух периодов: ранний период (октябрь – декабрь) и поздний период (январь – март). Влияние ENSO проявляется в виде тенденции формирования в данном районе сухих условий погоды в период развития Ла Нинья и влажных – в период Эль-Ниньо. Следует отметить, что развитие теплой фазы ENSO более сказывается в формировании аномалий осадков в ранний период, а холодной фазы, Ла Нинья – в поздний период сезона дождей. В отдельные годы с Эль-Ниньо усиление осадков в данном районе может носить катастрофический характер. Например, в октябре – декабре 1997 года, в период интенсивного Эль-Ниньо, на всем побережье восточной Африки от северной части Танзании до Сомали количество осадков превысило норму более чем на 300 мм по сравнению с многолетней нормой, а в Кении – более чем на 700 мм.

      Северная  Америка. Исследования Ропелевски и Халперта, а также многочисленные работы других американских ученых показывают, что влияние ENSO над различными районами Северной Америки проявляется по-разному. На побережье Мексиканского залива в основной сезон дождей с октября по март в годы с Эль-Ниньо количество осадков существенно увеличивается, а в годы с Ла-Нинья – уменьшается. В центральной континентальной части континента в зимние месяцы в годы с Эль-Ниньо также наблюдается тенденция к развитию более теплых и влажных условий погоды, в годы с Ла-Нинья, наоборот, - к более сухим и холодным по сравнению с многолетней нормой. Например, сильное Эль Ниньо 1997-1998 гг. отличилось на территории США интенсивными осадками в зимний сезон 1997-1998 гг. и в весенние месяцы 1998 г.: в зимний сезон 1997-1998 гг., период Эль-Ниньо, станции Техаса и Флориды регистрировали увеличение осадков на 250 %; весной 1998 года интенсивными осадками отличилось и Северо-западное тихоокеанское побережье США, где в обычные годы наблюдаются сухие условия. В тоже время в южной части континента на большей части западной территории Мексики в течение всего периода с конца 1997 и до середины 1998 года наблюдалась сильнейшая засуха. Следует отметить, что период с ноября по апрель – это сухой сезон для Мексики, однако в 1997 г. развитие интенсивного Эль Ниньо способствовало усилению сухих условий в данном регионе и отодвинуло на 4 недели наступление здесь муссонного весеннего сезона дождей.

      Южная Америка. В северо-восточной части континента в основной период дождей с июля по март в год развития Эль-Ниньо отмечается тенденция к ослаблению осадков, а в годы развития Ла-Нинья – к их значительному усилению. В юго-восточной части континента среднемноголетнее количество осадков существенно меньше, и влияние ENSO проявляется в период с ноября по февраль, это влияние имеет противоположную тенденцию по сравнению с северо-восточным регионом.

Юго-Восточная  Азия и западная часть  Тихого океана. Климат Юго-Восточной Азии и западной части Тихого океана – муссонный, в зимний период здесь погода определяется характером зимнего муссона, в летние месяцы – летнего муссона. Исследования показывают, что в годы с ENSO аномалии развиваются как в зимние, так и летние месяцы, что приводит к нарушению обычного режима осадков и приземной температуры в данном регионе.

Изменение давления

      Годы  с Эль-Ниньо отличаются пониженным давлением в экваториальной части  Тихого океана и повышенным приземным  давлением в районе Северной Австралии и Индонезии. Существенной особенностью Эль-Ниньо является формирование обширной зоны повышенного приземного давления в центральной субтропической части Тихого океана к северу от экватора. Во внетропических широтах в годы Эль-Ниньо в кульминационный зимний сезон наблюдается существенное понижение приземного давления в северной и северо-восточной части Тихого океана, в Беринговом море и вдоль побережья Северной Америки, что свидетельствует о смещении Алеутского центра низкого давления к юго-востоку.

      В годы с Ла-Нинья в экваториальном районе Тихого океана, начиная с  летних месяцев, формируется область  повышенного давления, а в регионе  Индонезии, Северной Австралии, а также  прилегающей тропической акватории  Тихого и Индийского океана формируется обширная зона пониженного давления, интенсивность давления в ней возрастает и достигает максимальных величин в кульминационный зимний сезон. В северо-восточной части Тихого океана, вдоль побережья Северной Америки в годы с Ла-Нинья в кульминационный зимний сезон формируется обширная зона повышенного давления.[14]

Ураганы

      Уже давно известно, что ENSO оказывает  значительное влияние на активность ураганов по всему миру. В некоторых  районах Эль-Ниньо усиливает активность ураганов (например, в центральной части Тихого океана около Гаваев, в Южной части Тихого океана, и на северо-западе океана, в районе между 160° в.д. и линией смены дат. В других же районах мирового океана (Атлантика, северо-западная часть Тихого океана западнее 160° в.д., Австралийский регион) активность ураганов ослабевает.

      В Атлантике влияние ENSO на активность ураганов проявляется через крупномасштабную атмосферную циркуляцию и вертикальный сдвиг ветра в тропосфере. В  годы с Эль-Ниньо (Ла Нинья) усиление (ослабление) вертикального сдвига ветра происходит вследствие усиления (ослабления) относительно многолетних значений западных ветров в верхней тропосфере. Более сильный (слабый) вертикальный сдвиг ветра в годы с Эль Ниньо (Ла Нинья) оказывает прямое влияние на число ураганов и тропических штормов в Атлантике. Тропический шторм, согласно шкале Симпсона, характеризуется усилением ветра до 18-33 м /сек, ураган – более 33 м /сек, интенсивный ураган – более 50 м /сек. Гольденберг и Шапиро идентифицировали область Атлантики между 10° и 20° с.ш. от Африки до Америки, как район наиболее чувствительный к изменчивости вертикального сдвига ветра .

      Однако, согласно оценкам Грэя, только одна четверть всех ураганов и штормов, выходящих  на восточное побережье США, связана  с ENSO. Согласно выводам Бове, вероятность развития мощного урагана, который выйдет на восточное побережье США и принесет разрушения, составляет 66% - для лет с Ла-Нинья, 28% для лет с Эль-Ниньо, 48% для нейтральных лет (без ENSO).

      Но  влияние Эль-Ниньо может быть очень значимо. Например, Эль-Ниньо 1997-1998 гг. существенно снизило активность и частоту ураганов в Атлантике, ущерб составил в этом году только 100 миллионов долларов. Однако, и в отдельные годы с Эль Ниньо могут развиться разрушительные ураганы, например, в 1965 г. ураган Бетси принес ущерб в 13 биллионов долларов, а в 1972 г. ураган Агнесс нанес ущерб более чем на 11 биллионов долларов. Это означает, что в принципе разрушительный ураган может сформироваться в любой год. (Новости ЕСИМО Электронное периодическое издание Newsletter вып.25. 2006 г.)

      В годы Эль-Ниньо увеличивается перенос  энергии в тропосферу тропических  и умеренных широт. Это проявляется  в увеличении термических контрастов между тропическими и полярными  широтами, активизацией циклонической  и антициклонической деятельности в умеренных широтах. В ДВНИИГМИ проводились расчеты повторяемости циклонов и антициклонов по северной части Тихого океана от 120° в.д. до 120° з.д. Оказалось, что циклонов в полосе 40°-60° с.ш. и антициклонов в полосе 25°-40° с.ш. образуется в последующие зимы после Эль-Ниньо больше, чем в предыдущие, т.е. процессы в зимние месяцы после Эль-Ниньо характеризуются большей активностью, чем перед этим периодом. При продолжительном сохранении положительных аномалий температуры поверхностных вод в периоды Эль-Ниньо океан успевает выделить в атмосферу гигантские объемы углекислого газа, которые, несомненно, вносят свой вклад в парниковый эффект. Точных количественных оценок таких поставок СО2 из океана пока нет.

В годы Эль-Ниньо:

1. ослаблены Гонолульский и Азиатский антициклоны;

2. заполнена  летняя депрессия над югом  Евразии, что является главной  причиной ослабления муссона  над Индией;

3. больше, чем обычно развита летняя  депрессия над бассейном Амура,  а также зимняя Алеутская и  Исландская депрессии.

      На  территории России в годы Эль-Ниньо  выделяются области значительных аномалий температуры воздуха. Весной поле температуры  характеризуется отрицательными аномалиями, то есть весна в годы Эль-Ниньо, как  правило, холодная на большей части  России. Летом сохраняется очаг отрицательных аномалий над Дальним Востоком и Восточной Сибирью, а над Западной Сибирью и Европейской частью России появляются очаги положительных аномалий температуры воздуха. В осенние месяцы значительных аномалий температуры воздуха над территорией России не выделено. Следует отметить лишь, что в Европейской части страны температурный фон немного ниже, чем обычно. В годы Эль-Ниньо наблюдаются теплые зимы над большей частью территории. Очаг отрицательных аномалий прослеживается лишь над северо-востоком Евразии.[4]

Глава III. Изменение эффекта Эль-Ниньо в связи с глобальным изменением климата.

      Еще никогда Эль-Ниньо не появлялось так часто, как в последнее  десятилетие ХХ века. И еще никогда  так быстро и энергично не развивалось, как в 1997 г. Не в том ли причина, что те лишние полтора–два градуса, на которые за последние годы по причине усилившегося парникового эффекта нагрелась атмосфера, как-то уже повлияли на океанскую машину погоды? Расчеты ученых показали, что нагрев земной атмосферы увеличивает размеры и действие экваториального течения в Тихом океане. И если сейчас не сократить выброс парниковых газов, то атмосферу ожидает новое потепление на 1,5, а то и на 3,5 ^oС. И, может быть, Эль-Ниньо станет постоянным явлением, которое будет приносить все новые беды.[7]

     Эль-Ниньо очень сложно предсказать, т. к. причины его образования полностью еще не изучены. А следовательно, модель не может полностью воссоздать эффект Эль-Ниньо. Есть несколько методик прогноза Эль-Ниньо, есть несколько моделей, но, к сожалению, полностью опираться в исследовании на них нельзя.

Методика  прогноза Эль-Ниньо включает анализ следующих параметров:

     - количества штормовых дней в  северо-западной части Тихого  океана в сезон тайфунов. Количество  штормовых дней в году перед Эль-Ниньо почти в два раза превышает их средние многолетние значения.

     - количества мощных ураганов (тайфунов), время и координаты их зарождения;

     - площади и величины положительной  аномалии температуры поверхности  океана на 40-45 градусе северной широты вдоль Северо-Восточного тихоокеанского течения (продолжения течения Куросио), а также анализируются термические аномалии в Южном океане;

     - Индекса Южных колебаний (разности  атмосферного давления между  городами Дарвин (Австралия) и  Папаэте (Таити);

     - диагностические Мультивариантные  Индексы Эль-Ниньо Уолтера, которые  он регулярно публикует на  сайте NOAA.

     Все эти параметры формализованы  и представляют собой некоторую  прогностическую модель. "Первый прогноз Эль-Ниньо за год до его  начала оказался успешным. Такого прогноза пока никто в мире не делал. Конечно, для окончательной оценки этой методики прогноза нужна статистика успешных прогнозов, но на это уйдут десятки лет. Эль-Ниньо повторяются раз в три-четыре года, мощные же - раз в 10-15 лет", - говорит Владимир Пудов.[15]

      Исследователи попытались выявить закономерности изменения индекса SOI, что позволило  бы прогнозировать время наступления  экологических катастроф, но, к сожалению, за почти 130-летнюю историю наблюдений за давлением в центрах Южного колебания (так же как и в случае с аномалиями температуры поверхности океана) видимых устойчивых циклов в его изменениях обнаружено не было.[1]

Вывод

      Исследования, проведенные в последние 50 лет, позволили  установить, что Эль-Ниньо означает нечто большее, чем просто согласованные колебания приземного давления и температуры воды океана. Эль-Ниньо и Ла-Ниньо – наиболее ярко выраженные проявления межгодовой изменчивости климата в глобальном масштабе. Эти явления представляют собой крупномасштабные изменения океанских температур, осадков, атмосферной циркуляции, вертикальных движений воздуха над тропической частью Тихого океана.

      После открытия Бьеркнесом связи явления  Эль-Ниньо с Южным колебанием для оценки степени возмущения (аномальности состояния) глобальной атмосферной и океанической циркуляции ученые стали использовать индекс Эль-Ниньо/Южное колебание - SOI (Southern Oscillation Index). Он дает количественную характеристику Южного колебания и отражает разность давлений над островом Таити и городом Дарвин в Северной Австралии.