Причина образования течения эль ниньо. Климатические феномены ла-нинья и эль-ниньо, и их влияние на здоровье и социум. Природный феномен Эль-Ниньо

А вы можете представить себе такую картину в подземном переходе вашего города?
А зря. В нашей жизни все возможно, и даже больше!
Температура повышается, климат меняется, реки выходят из берегов, уровень воды в мировом океане повышается, а мошенники снимают сливки с человеческих страхов. Глобальный потепление и глобальный пример тому – премьера фильма «». Какая , подумаете вы?
А вот она – !

Недавние данные по высоте уровня моря от НАСА (с участием Jason-2 спутника океанографии) показывают, что крупномасштабное, постоянное ослабление ветров в западном и центральном экваториальном Tихом океане в течение октября вызвало сильную, движущуюся в восточном направлении волну теплой воды. В центральном и восточном экваториальном Tихом океане эта теплая волна проявляется как область более высокого уровня моря, по сравнению с нормальным и более теплыми морскими температурами поверхности.
Изображение было создано с помощью данных, собранных американским/европейским спутником во время 10-дневного периода охватывающего конец октября и начало ноября. Картинка показывает красно-белую область в центральном и восточном экваториальном Tихом океане, уровень которого составляет приблизительно на 10 – 18 сантиметров выше нормального. Эти области контрастируют с западным экваториальным Tихим океаном, где более низкий уровень воды (синие и фиолетовые области) между 8 – 15 сантиметрами ниже нормы. Вдоль экватора красные и белые цвета изображают области, где морские температуры поверхности на один – два градуса Цельсия выше нормы.

Это множество взаимодействующих частей одной глобальной системы океано-атмосферных климатических флуктуаций, которые происходят как последовательность океанических и атмосферных циркуляций. Это наиболее известный в мире источник междугодичной изменчивости погоды и климата (от 3 до 8 лет).

Признаки Эль-Ниньо следующие:
Повышение воздушного давления над Индийским Океаном, Индонезией и Австралией.
Теплый воздух появляется рядом с Перу, вызывая дожди в пустынях.
Тёплая вода распространяется от западной части Тихого океана к восточной. Она несет с собой дождь, вызывая его в тех районах, где обычно бывает сухо.
Так как теплые воды Эль-Ниньо подпитывают штормы, то это создает увеличение выпадение осадков в восточно-центральной и восточной частях Тихого океана.
Запад Антарктического Полуострова, Земли Росса, моря Беллинсгаузена и Амундсена покрываются большим количеством снега и льда во время Эль-Ниньо. Последние два и море Уэделла становятся теплее и находятся под более высоким атмосферным давлением.
В Северной Америке, обычно, зимы теплее, чем обычно, на Среднем Западе и в Канаде, в то время, как в центральной и южной Калифорнии, на северо-западе Мексики и юго-востоке США становится влажнее. Северо-западные тихоокеанские штаты, другими словами, осушаются во время Эль-Ниньо.
Основываясь на этих данных, могу написать новый сценарий для сокрушительного блокбастера. Как обычно: апокалипсис, катастрофа, паника… Эль-Ниньо 2029 или Эль-Ниньо 2033. Нынче модно все с цифрами придумывать. Или, пожалуй просто.
Эль-Ниньо-О

Автор: С. Герасимов
18 апреля 1998 года газета «Мир новостей» поместила статью Н. Варфоломеевой «Московский снегопад и тайна феномена Эль-Ниньо» в которой говорилось: «…Мы еще не научились пугаться при слове Эль-Ниньо… Именно Эль-Ниньо является угрозой жизни на планете… Феномен Эль-Ниньо практически не изучен, природа его неясна, он не поддается прогнозу, а значит, представляет в полном смысле слова бомбу замедленного действия… Если немедленно не приложить усилия для выяснения природы этого странного феномена, человечество не может быть уверено в завтрашнем дне». Согласитесь, что все это выглядит достаточно зловеще, просто страшно становится. К сожалению, все, о чем рассказано в газете, – это не выдумка, не дешевая сенсация, чтобы поднять тираж издания. Эль-Ниньо – реальный непредсказуемый природный феномен – теплое течение, названное столь ласково.
«Эль-Ниньо» по-испански значит «младенец», «маленький мальчик». Такое нежное название возникло в Перу, где местные рыбаки издавна сталкивались с непостижимой загадкой природы: в иные годы вода в океане внезапно нагревается и отходит от берегов. И случается это как раз под Рождество. Вот почему перуанцы связали свое чудо с христианским таинством Рождества: по-испански Эль-Ниньо называют святого Младенца Христа. Правда, раньше оно не приносило таких бед, как нынче. Почему же иногда явление демонстрирует свою полную силу, а в других случаях почти себя не проявляет? И чем же вызвано перуанское чудо, последствия которого весьма серьезны и печальны?
Вот уже 20 лет целая научная армия обследует пространство между Индонезией и Южной Америкой. 13 метеорологических судов, сменяя -друг друга, постоянно находятся в этих водах. На множестве буев поставлены приборы для измерения температуры воды от поверхности до глубины в 400 метров. Семь самолетов и пять спутников барражируют небо над океаном, чтобы получить общую картину состояния атмосферы и в том числе разобраться с таинственным природным явлением Эль-Ниньо. С этим эпизодически возникающим теплым течением у берегов Перу и Эквадора связывают возникновение неблагоприятных погодных-катаклизмов по всему миру. Следить за ним трудно – это не Гольфстрим, упорно двигающийся по установленному маршруту тысячелетиями. А Эль-Ниньо возникает, как чертик из коробочки, раз в три-семь лет. Со стороны это выглядит так: время от времени в Тихом океане – от побережья Перу вплоть до островов Океании – появляется очень теплое гигантское течение, по общей площади равное площади США – порядка 100 млн км2. Оно вытягивается длинным, сужающимся рукавом. Над этим огромным пространством в результате повышенного испарения в атмосферу закачивается колоссальная энергия. Эффект Эль-Ниньо высвобождает энергию мощностью в 450 млн мегаватт, что равняется суммарной мощности 300 тысяч крупных атомных электростанций. Как будто еще одно – дополнительное – Солнце восходит из Тихого океана, нагревая нашу планету! И тогда здесь, словно в гигантском котле, между Америкой и Азией варятся фирменные климатические блюда года.
Первыми, естественно, отмечают его «появление на свет» перуанские рыбаки. Их волнует исчезновение у берегов косяков сардин. Непосредственная причина ухода рыбы кроется, как оказалось, в исчезновении корма. Сардины, да и не только они, питаются фитопланктоном, составная часть которого – микроскопические водоросли. А водорослям нужен солнечный свет и биогенные элементы, прежде всего азот, фосфор. Они есть в океанской воде, и запас их в верхнем слое постоянно пополняется вертикальными течениями, идущими от дна к поверхности. Но когда течение Эль-Ниньо поворачивает обратно, в сторону Южной Америки, его теплые воды «запирают» выход глубинных вод. Биогенные элементы не подымаются к поверхности, размножение водорослей приостанавливается. Рыба уходит из этих мест – ей не хватает корма. Зато появляются акулы. Они тоже реагируют на «неполадки» в океане: кровожадных разбойниц привлекает температура воды – она повышается на 5-9° С. Именно в этом резком повышении температуры поверхностного слоя воды на востоке Тихого океана (в тропической и центральной частях) и заключается феномен Эль-Ниньо. Что же происходит с океаном?
В обычные годы теплые поверхностные воды океана транспортируются и удерживаются восточными ветрами – пассатами – в западной зоне тропической части Тихого океана, где формируется так называемый тропический теплый бассейн (ТТБ). Следует отметить, что глубина этого теплого пласта воды достигает 100-200 метров. Формирование такого огромного резервуара тепла – главное необходимое условие рождения Эль-Ниньо. При этом в результате нагона воды уровень океана у берегов Индонезии на два фута выше, чем у берегов Южной Америки. В то же время температура поверхности воды на западе в тропической зоне составляет тз среднем +29-30° С, а на востоке +22-24° С. Небольшое охлаждение поверхности на востоке – это результат подъема глубинных холодных вод на поверхность океана при подсосе воды пассатными ветрами. Одновременно над ТТБ в атмосфере образуется самый большой район тепла и стационарного неустойчивого равновесия в системе океан-атмосфера (когда все силы уравновешены и ТТБ неподвижен).
По неизвестным пока причинам раз в три-семь лет пассаты вдруг ослабевают, нарушается баланс и теплые воды западного бассейна устремляются на восток, создавая одно из самых сильных теплых течений в Мировом океане. На огромной площади на востоке Тихого океана, в тропической и центральной экваториальной частях, происходит резкое повышение температуры поверхностного слоя океана. Это и есть наступление Эль-Ниньо. Его начало отмечено длительным натиском шквальных западных ветров. Они сменяют обычные слабые пассаты над теплой западной частью Тихого океана и блокируют подъем холодных глубинных вод на поверхность, то есть нарушается обычная циркуляция воды в Мировом океане. К сожалению, такое научное, сухое объяснение причин – это ничто по сравнению с последствиями.
Но вот гигантский «младенец» родился. Каждый его «вздох», каждый «взмах ручонки» вызывает процессы, носящие глобальный характер. Эль-Ниньо обычно сопутствуют экологические катастрофы: засухи, пожары, ливневые дожди, вызывающие затопление огромных территорий густонаселенных районов, что приводит к гибели людей и уничтожению скота и урожая в разных районах Земли. Эль-Ниньо оказывает заметное влияние и на состояние мировой экономики. По данным американских специалистов, в 1982-1983 годах экономический ущерб от его «проделок» в США составил 13 млрд долларов и погибло от полутора до двух тысяч человек, а по оценкам ведущей страховой компании мира Munich Re ущерб в 1997-1998 годах оценивается уже в 34 млрд долларов и 24 тыс. человеческих жизни.
Засуха и дожди, ураганы, смерчи и снегопады – вот главные спутники Эль-Ниньо. Все это словно по команде дружно валится на Землю. Во время его «пришествия» в 1997-1998 годах пожары превратили тропические леса Индонезии в пепел, а потом забушевали на просторах Австралии. Они дошли до предместья Мельбурна. Пепел долетал до Новой Зеландии – за 2000 километров. Смерчи проносились там, где их никогда не было. Солнечная Калифорния подверглась атаке «Норы» – торнадо (так в США называют смерч) небывалых размеров – 142 километра в диаметре. Он промчался над Лос-Анджелесом, чуть не сорвав крыши с киностудий Голливуда. Две недели спустя другой смерч – «Паулине» – обрушился на Мексику. Знаменитый курорт Акапулько был атакован десятиметровыми океанскими волнами – разрушены постройки, улицы завалены обломками строений, мусором и пляжной мебелью. Наводнения не пощадили и Южную Америку. Сотни тысяч крестьян Перу спасались бегством от наступления воды, обрушившейся с неба, поля погибли, затопленные грязью. Там, где раньше журчали ручейки, пронеслись бурные потоки. На чилийскую пустыню Атакама, которая всегда отличалась такой необыкновенной сухостью, что НАСА именно там испытывала марсианский вездеход, обрушились проливные дожди. Наблюдались катастрофические наводнения и в Африке.
В других частях планеты буйства климата тоже принесли несчастья. На Новой Гвинее – одном из крупнейших островов планеты, – главным образом в восточной его части, земля растрескалась от жары и засухи. Тропическая зелень высохла, колодцы остались без воды, урожай погиб. Полтысячи человек умерло от голода. Появилась угроза эпидемии холеры.
Обычно «маленький мальчик» резвится месяцев 18, так что на планете несколько раз успевает смениться время года. Дает он о себе знать не только летом, но и зимой. И если на стыке 1982-1983 годов в поселке Парадайз (США) выпало за год 28 м 57 см снега, то в зимний сезон 1998/99 годов благодаря феномену Эль-Ниньо на лыжной базе на горе Бейкер за несколько дней выросли заносы в 29 метров 13 см.
И если вы думаете, что эти катаклизмы не сказываются на просторах Европы, Сибири или Дальнего Востока, то глубоко ошибаетесь. Все, что происходит в Тихом океане, «аукается» по всей планете. Это и чудовищный снегопад в Москве, и 11 наводнений Невы – рекорд за триста лет существования Санкт-Петербурга, и +20° С в октябре в Западной Сибири. Именно тогда ученые с тревогой заговорили об отступлении границы вечной мерзлоты на север.
И если раньше метеорологи и другие специалисты не знали, чем вызывается такой «обвал» в погоде, то теперь причиной всех бедствий считают возвратное движение течения Эль-Ниньо в Тихом океане. Его изучают вдоль и поперек, но не могут втиснуть в какие-либо рамки. Ученые только руками разводят – аномальное климатическое явление.
И что самое интересное, обратили внимание на этот феномен только в последние 100 лет. Но, как оказалось, таинственный Эль-Ниньо существует многие миллионы лет. Так, археолог М. Мосели утверждает, что 1100 лет назад мощное течение, вернее, порожденные им стихийные бедствия, разрушили систему оросительных каналов и тем самым погубили высокоразвитую культуру большого государства в Перу. Человечество просто ранее не связывало с ним эти природные катаклизмы. Ученые принялись тщательно анализировать все, что связано с «младенцем», и даже изучили его «родословную».
Для приоткрытая завесы тайн Эль-Ниньо был выбран полуостров Хьюон в районе острова Новая Гвинея. Он состоит из серии террас кораллового рифа. Часть этого острова постоянно поднимается из-за тектонического движения, и тем самым на поверхность выносятся образцы кораллового рифа, возраст которых приблизительно 130 000 лет. Анализ изотопных и химических данных этих древних кораллов помог ученым выделить 14 климатических «окон» по 20-100 лет каждое. Были проанализированы холодные (40 000 лет назад) и теплые периоды (125 000 лет назад) для того, чтобы оценить характерные черты течения в различных климатических режимах. Полученные образцы кораллов свидетельствуют, что раньше Эль-Ниню не был так интенсивен, как в последние сто лет. Вот годы, в которые была зафиксирована его аномальная активность: 1864,1871,1877-1878,1884,1891,1899,1911-1912, 1925-1926, 1939-1941, 1957-1958, 1965-1966, 1972, 1976, 1982-1983, 1986-1987, 1992-1993, 1997-1998, 2002-2003. Как видно, «явление» Эль-Ниньо происходит все чаще, продолжается дольше и приносит все больше неприятностей. Самыми интенсивными считаются периоды с 1982 по 1983 год и с 1997 по 1998 год.
Открытие феномена Эль-Ниньо считается событием века. После продолжительных исследований ученые обнаружили, что теплый западный бассейн обычно через год после Эль-Ниньо вступает в противоположную фазу, так называемую Ла-Нинья, когда восточная часть Тихого океана охлаждается на 5° С ниже среднего уровня. Тогда начинают действовать восстановительные процессы, которые обрушивают на западное Северо-Американское побережье холодные фронты, сопровождающиеся ураганами, смерчами и грозами. То есть разрушительные силы продолжают свою работу. При этом отмечено, что на 13 периодов Эль-Ниньо пришлось 18 фаз Ла-Нинья. Ученые только и смогли убедиться в том, что распределение аномалий ТТБ в исследуемой области не соответствует нормальному и поэтому эмпирическая вероятность появления Ла-Нинья в 1,7 раза больше, чем вероятность появления Эль-Ниньо.
Причины возникновения и усиливающаяся интенсивность возвратных течений пока еще остаются загадкой для исследователей. Климатологам в их исследованиях нередко помогают исторические материалы. Австралийский ученый Вильям де ла Маре, изучив старые сообщения китобоев начиная с 1931 и до 1986 года (когда охота на китов была запрещена), определил, что охота, как правило, заканчивалась у кромки образующегося льда. Цифры показывают, что летняя граница льдов с середины пятидесятых годов до начала семидесятых сдвинулась по широте на 3°, то есть примерно на 1000 километров к югу (речь идет о Южном полушарии). Этот результат совпадает с мнением ученых, которые признают потепление земного шара как результат человеческой деятельности. Немецкий ученый М. Латиф из института метеорологии в Гамбурге предполагает, что возмущающее влияние Эль-Ниньо усиливается из-за возрастающего на Земле парникового эффекта. Неприятные вести о быстром потеплении приходят с берегов Аляски: на сотни метров стал тоньше ледник, лососи изменили время нереста, размножившиеся от тепла жуки пожирают лес. Обе полярные шапки планеты вызывают тревогу у ученых. Однако представители науки не сошлись во мнении в поисках ответа на глобальный вопрос: влияет ли «тепличный эффект» в атмосфере Земли на интенсивность Эль-Ниньо?
Но все же предсказывать приход «младенца» специалисты научились. И возможно, только поэтому ущерб двух последних циклов не имел таких трагических последствий. Так группа российских ученых из Обнинского института экспериментальной метеорологии под руководством В. Пудова предложила новый подход к предсказанию Эль-Ниньо. Они решили развить уже известную идею о том, что возникновение течения связано с развитием тропических циклонов в районе Филиппинского моря. И тайфуны, и Эль-Ниньо – это следствия накопления в поверхностном слое океана избыточного тепла. Разница этих явлений в масштабах: тайфуны высвобождают лишнее тепло много раз в год, а Эль-Ниньо – раз в несколько лет. А еще было замечено, что прежде чем сформируется Эль-Ниньо, всегда меняется соотношение атмосферного давления в двух пунктах: на Таити и в австралийском Дарвине. Именно» это колебание в соотношении давлений оказалось тем устойчивым признаком, по которому метеорологи теперь могут заранее узнавать о приближении «грозного младенца».

Новость отредактировал VENDETTA - 20-10-2010, 13:02

07.12.2007 14:23

Пожары и наводнения, засухи и ураганы - все дружно обрушились на нашу Землю в 1997 году. Пожары превратили в пепел леса Индонезии, потом забушевали на просторах Австралии. Ливни зачастили над чилийской пустыней Атакама, которая отличается особой сухостью. Проливные дожди, наводнения не пощадили и Южную Америку. Общий ущерб от своеволия стихии составил около 50 миллиардов долларов. Причиной всех этих бедствий метеорологи считают явление Эль-Ниньо.

Эль-Ниньо по-испански означает «младенец». Так назвали аномальное потепление поверхностных вод Тихого океана у берегов Эквадора и Перу, случающееся раз в несколько лет. Это ласковое название отражает только тот факт, что начало Эль-Ниньо чаще всего приходится на рождественские праздники, и рыбаки западного побережья Южной Америки связывали его с именем Иисуса в младенчестве.

В нормальные годы вдоль всего тихоокеанского побережья Южной Америки из-за прибрежного подъема холодных глубинных вод, вызванного поверхностным холодным Перуанским течением, температура поверхности океана колеблется в узких сезонных пределах - от 15°С до 19°С. В период Эль-Ниньо температура поверхности океана в прибрежной зоне повышается на 6-10°С. Как засвидетельствовали геологические и палеоклиматические исследования, упомянутый феномен существует не менее 100 тысяч лет. Колебания температуры поверхностного слоя океана от экстремально теплых к нейтральным или холодным происходят с периодами от 2 до 10 лет. В настоящее время термин «Эль-Ниньо» используют применительно к ситуациям, когда аномально теплые поверхностные воды занимают не только прибрежную область возле Южной Америки, но и большую часть тропической зоны Тихого океана вплоть до 180 меридиана.

Существует постоянное теплое течение, берущее начало от берегов Перу и протянувшееся до архипелага, лежащего к юго-востоку от азиатского континента. Оно представляет собой вытянутый язык нагретой воды, по площади равное территории США. Нагретая вода интенсивно испаряется и "накачивает" атмосферу энергией. Над нагретым океаном образуются облака. Обычно пассатные ветры (постоянно дующие восточные ветры в тропической зоне) гонят слой этой теплой воды от Американского побережья в сторону Азии. Примерно в районе Индонезии течение останавливается, и над югом Азии проливаются муссонные дожди.

При Эль-Ниньо в районе экватора это течение прогревается сильнее, чем обычно, поэтому пассатные ветры ослабевают либо совсем не дуют. Нагретая вода растекается в стороны, идет обратно к американскому берегу. Возникает аномальная зона конвекции. На Центральную и Южную Америку обрушиваются дожди и ураганы. За последние 20 лет отмечены пять активных циклов Эль-Ниньо: 1982-83, 1986-87, 1991-1993, 1994-95 и 1997-98 гг.

Явление Ла-Ниньо - противоположность Эль-Ниньо, проявляется как понижение поверхностной температуры воды ниже климатической нормы на востоке тропической зоны Тихого океана. Такие циклы отмечались в 1984-85, 1988-89 и 1995-96 гг. Непривычно холодная погода устанавливается на востоке Тихого океана в этот период. Во время формирования Ла-Ниньо пассатные (восточные) ветры с западного побережья обеих Америк значительно усиливаются. Ветры сдвигают зону теплой воды и "язык" холодных вод растягивается на 5000 км, именно в том месте (Эквадор - острова Самоа), где при Эль-Ниньо должен быть пояс теплых вод. В этот период в Индокитае, Индии и Австралии наблюдаются мощные муссонные дожди. Страны Карибского бассейна и США при этом страдают от засух и смерчей. Ла-Ниньо, как и Эль-Ниньо, чаще всего возникает с декабря по март. Различие в том, что Эль-Ниньо возникает в среднем один раз в три-четыре года, а Ла-Ниньо - раз в шесть-семь лет. Оба явления несут с собой повышенное количество ураганов, но во время Ла-Ниньо их бывает в три-четыре раза больше, чем при Эль-Ниньо.

Согласно последним наблюдениям, достоверность наступления Эль-Ниньо или Ла-Ниньо, можно определить, если:

1. В районе экватора, в восточной части Тихого океана, образуется пятно более теплой воды, чем обычно (Эль-Ниньо), более холодное (Ла-Ниньо).

2. Сравнивается тенденция атмосферного давления между портом Дарвин (Австралия) и островом Таити. При Эль-Ниньо давление на Таити будет высоким, а в Дарвине низким. При Ла-Ниньо - наоборот.

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.

Аномальные погодные условия на Земном шаре в годы Эль-Ниньо

В тропиках происходит увеличение осадков над районами к востоку от центральной части Тихого океана и уменьшение от нормы по северу Австралии, в Индонезии и на Филиппинах. В декабре-феврале осадки больше нормы наблюдаются по побережью Эквадора, на северо-западе Перу, над южной Бразилией, центральной Аргентиной и над экваториальной, восточной частью Африки, в течении июня-августа на западе США и над центральной частью Чили.

Явления Эль-Ниньо также ответственны за крупномасштабные аномалии температуры воздуха во всем мире. В эти годы бывают выдающиеся повышения температуры. Более теплые, чем нормальные, условия в декабре-феврале были над юго-восточной Азией, над Приморьем , Японией, Японским морем, над юго-восточной Африкой и Бразилией, юго-восточной Австралии. Более теплые, чем нормальные, температуры отмечаются в июне-августе по западу побережья Южной Америки и над юго-восточной Бразилией. Более холодные зимы (декабрь-февраль) бывают по юго-западному побережью США.

Аномальные погодные условия на Земном шаре в годы Ла-Ниньо

В течение периодов Ла-Ниньо осадки усиливаются над западной экваториальной частью Тихого океана, Индонезией и Филиппинами и почти полностью отсутствуют в восточной части. Больше осадков выпадает в декабре-феврале по северу Южной Америки и над Южной Африкой, и в июне-августе над юго-восточной Австралией. Более сухие, чем нормальные, условия наблюдаются над побережьем Эквадора, над северо-западом Перу и экваториальной частью восточной Африки в течение декабря-февраля, и над южной Бразилией и центральной Аргентиной в июне-августе. Во всем мире отмечаются крупномасштабные отклонения от нормы с наибольшим количеством областей, испытывающих аномально прохладные условия. Холодные зимы в Японии и в Приморье , над Южной Аляской и западной, центральной Канадой. Прохладные летние сезоны над юго-восточной Африкой, над Индией и юго-восточной Азией. Более теплые зимы над юго-западом США.

Некоторые аспекты телеконнекции

Несмотря на то, что главные события, связанные с Эль-Ниньо, происходят в тропической зоне, они тесно связаны с процессами, происходящими в других регионах Земного шара. Это прослеживается на дальних связях по территории и по времени - телеконнекции . 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.

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.

В настоящее время мы находимся в период ослабления цикла Эль-Ниньо - в период среднего распределения температуры поверхности океана. (Явления Эль-Ниньо и Ла-Ниньо представляют противоположные экстремальные значения циклов колебания давления и температуры воды океана).

За последние несколько лет достигнуты большие успехи в комплексном исследовании явления Эль-Ниньо. Ученые считают, что ключевыми вопросами этой проблемы являются колебания системы атмосфера - океан - Земля. В данном случаеколебания атмосферы - это так называемое Южное колебание (согласованные колебания приземного давления в субтропическом антициклоне на юго-востоке Тихого океана и в ложбине, вытянувшейся от северной Австралии до Индонезии), колебания океана - явления Эль-Ниньо и Ла-Ниньо и колебания Земли - движение географических полюсов. Также большое значение при исследовании явления Эль-Ниньо имеет изучение воздействия внешних космических факторов на атмосферу Земли.

Специально для Примпогоды ведущие синоптики Отдела метеопрогнозов Приморского УГМС Т. Д. Михайленко и Е. Ю. Леонова

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт неразрушающего контроля

Кафедра – Экология и безопасность жизнедеятельности

«Явление Эль-Ниньо»

Индивидуальное задание

по дисциплине «Опасные природные процессы»

Студент (подпись)

Преподаватель __________ Крепша Н.В.

(подпись)

Томск,2011

Явление Эль-Ниньо

В последние годы в печати и средствах массовой информации поступало много тревожных сообщений о погодных аномалиях, охвативших практически все континенты Земли. При этом главным виновником всех климатических и социальных неурядиц назывался непредсказуемый феномен Эль-Ниньо (младенец-мальчик по-испански, как его назвали перуанские рыбаки), представляющий собой теплое течение, вызывающее потепление поверхности восточной части Тихого океана.

Более того, некоторые ученые рассматривали этот феномен как предвестник еще более радикальных климатических изменений. Какими данными располагает наука на сегодняшний день о загадочном течении Эль-Ниньо?

Феномен Эль-Ниньо заключается в резком повышении температуры (на 5-9о С) поверхностного слоя воды на востоке Тихого океана (в тропической и центральной частях) на площади порядка 107 км2.

По схеме процессы формирования самого сильного теплого течения в океане в наше столетие представляется следующим образом. В обычных погодных условиях, когда фаза Эль-Ниньо еще не наступила, теплые поверхностные воды океана транспортируются и удерживаются восточными ветрами - пассатами в западной зоне тропической части Тихого океана, где формируется так называемый тропический теплый бассейн (ТТБ). Следует отметить, что глубина этого теплого пласта воды достигает 100-200 метров. Формирование такого огромного резервуара тепла - главное необходимое условие перехода к режиму феномена Эль-Ниньо. При этом в результате нагона воды, уровень океана у берегов Индонезии на два фута выше, чем у берегов Южной Америки. В то же время температура поверхности воды на западе в тропической зоне составляет в среднем 29-30 о С, а на востоке 22-24 о С. Небольшое охлаждение поверхности на востоке, это результат апвеллинга - подъема глубинных холодных вод на поверхность океана при подсосе воды пассатными ветрами. Одновременно над ТТБ в атмосфере образуется самый большой район теплоты и стационарного неустойчивого равновесия в системе океан-атмосфера (когда все силы уравновешены и ТТБ неподвижен).

По неизвестным пока причинам с интервалом в 3-7 лет пассаты ослабевают, нарушается баланс, и теплые воды западного бассейна устремляются на восток, создавая одно из самых сильных теплых течений в Мировом океане. На огромной площади на востоке Тихого океана, в тропической и центральной экваториальной частях, происходит резкое повышение температуры поверхностного слоя океана. Это и есть наступление фазы Эль-Ниньо. Его начало отмечено длительным натиском шквальных западных ветров, служащих пусковым механизмом новой фазы. Они сменяют обычные слабые пассаты над теплой западной частью Тихого океана и препятствуют подъему на поверхность холодных глубинных вод. В результате происходит блокировка апвеллинга.

Хотя сами процессы, развивающиеся при фазе Эль-Ниньо, региональны, тем не менее, их последствия носят глобальный характер. Эль-Ниньо обычно сопутствуют экологические катастрофы: засухи, пожары, ливневые дожди, вызывающие затопление огромных территорий густонаселенных районов, что приводит к гибели людей и уничтожению скота и урожая в разных районах Земли. Эль-Ниньо оказывает заметное влияние на состояние мировой экономики. По данным американских специалистов в 1982-83гг. экономический ущерб от последствий Эль-Ниньо составил 13 миллиардов долларов, а по оценкам ведущей страховой компании мира Munich Re ущерб от природных катаклизмов в первой половине 1998 года оценивается в 24 млрд. долларов.

Теплый западный бассейн обычно через год после Эль-Ниньо вступает в противоположную фазу, так называемую Ла-Нинья, когда восточная часть Тихого океана охлаждается. Фазы потепления и похолодания перемежаются с нормальным состоянием, когда идет накопление теплоты в западном бассейне (ТТБ) и восстанавливается состояние стационарного неустойчивого равновесия. Встает вопрос, - в чем секрет глобального воздействия на климат Земли Эль-Ниньо? Климатолог П.-Дж. Вебстер считает, что " прежде всего - в нелинейности и неравновесности климатической системы. Эль-Ниньо не может вызвать мгновенных изменений в самой атмосфере, но феномен влияет на стохастический выбор наиболее вероятного состояния возмущенной атмосферы".

Метеоданные о температуре приземного слоя атмосферы, собранные за последние сто лет показывают, что климат на Земле потеплел на 0,5оС. Неуклонное повышение температуры было нарушено кратковременным похолоданием в 1940-1970 гг., после чего потепление возобновилось.

Хотя повышение температуры согласуется с гипотезой "парникового эффекта", существуют и другие факторы, влияющие на потепление (извержение вулканов, океанические течения и др.). Установить однозначность причины потепления можно будет после поступления новых данных в ближайшие 10-15 лет. Все модели предсказывают, что в ближайшие десятилетия потепление значительно усилится. Отсюда можно заключить, что частота наступления феномена Эль-Ниньо и его интенсивность будет увеличиваться.

Вариации климата на отрезке времени 3-7 лет определяются изменениями вертикальной циркуляции в океане и атмосфере и температурой поверхности океана (ТПО). Иначе говоря, они изменяют интенсивность тепломассообмена между океаном и атмосферой. Океан и атмосфера являются открытыми, неравновесными, нелинейными системами, между которыми идет постоянный обмен теплом и влагой.

Указанные процессы необратимы, а движение в водной и воздушной средах турбулентно. Для таких систем характерна самоорганизация диссипативных структур, например, формирование таких грозных структур, как тропические циклоны (ТЦ), которые транспортируют полученную от океана энергию и влагу на большие расстояния.

Нам представляется, что недостаточное знание физики процессов формирования диссипативных структур с учетом нелинейности и обратных связей ограничивает возможность построения совершенных прогностических моделей. Все это говорит, во-первых, о необходимости проведения качественного анализа для описания явлений в целом и, во-вторых, о необходимости поиска ключевых энергетических параметров, определяющих энергообмен в климатических системах.

Такими ключевыми параметрами, безусловно, являются потоки тепла и вещества. Однако, насколько нам известно, в настоящее время все еще отсутствуют количественные оценки величин потоков тепла и влаги между океаном и атмосферой, полученные по результатам натурных наблюдений или теоретических расчетов феномена Эль-Ниньо. Ранее в 1980-90 гг. группой сотрудников кафедры физики атмосферы в океанических экспедициях с борта судна проводились инструментальные измерения, позволившие получить оценки потоков тепла и влаги в экстремальных условиях при грозовом шквале и штормовом ветре, то есть в условиях, приближенных к параметрам ТЦ. Было установлено, что в энергоактивных зонах с сильными ветрами (Северная Атлантика, грозовые шквалы Северного Каспия, Крымская бора на Черном море) плотности суммарного потока тепла от моря в атмосферу, учитывающие потоки водяного пара, инфракрасного излучения поверхности океана и контактный перенос, достигают высоких значений. Следовательно, определяющим параметром степени интенсивности переноса является скорость ветра.

По обобщенным материалам всех указанных экспедиций плотность суммарного потока тепла при ветре порядка 10 м/с составляла порядка 3 кВт/м2, а при 15 м/с - около 5 кВт/м2, что на порядок превышало потоки при спокойной погоде. Более того, при искусственном обдуве поверхности моря зависающим на высоте 20 м вертолетом, когда скорость ветра достигала значений 40 м/с (это начало ТЦ) потоки достигали значений 9 кВт/м2 .

Исходя из указанного, проведенная предварительная оценка энергии, выбрасываемой океаном в атмосферу в районе действия Эль-Ниньо за сутки, составляет следующее значение: W=P(Вт/м2)*S (м2)*T(сутки) = 5*103 Вт/м2*1013 м2 * 8.6*104 с = 4.3*1021 Дж, что соизмеримо с энергией всей атмосферы ~1022 Дж.

Полученные оценки по энергетике взаимодействия океана и атмосферы позволяют прийти к заключению, что энергия Эль-Ниньо в состоянии привести к возмущениям всю атмосферу Земли, что и приводит к экологическим катастрофам, имеющим место в последние годы.

В книге "Познание сложного" Г.Николис и И.Пригожин обратили внимание на тот факт, что новые данные о состоянии климата, полученные в 60-х годах нашего столетия, показали весьма выраженную внутреннюю изменчивость земного климата. "Этот факт удивляет и озабочивает специалистов, политиков и общественность. Впервые человек осознал глобальный, планетарный характер климатической системы, а также тот факт, что его собственная деятельность может также повлиять на работу впечатляющей климатической машины".

В перспективе, как показал известный канадский ученый специалист по проблемам изменения климата Генри Хинчевельд, "...обществу нужно отказаться от представления, будто климат - это нечто неизменное. Он изменчив, изменения будут продолжаться, и человечеству необходимо выработать инфраструктуру, которая позволила бы быть готовыми встречать неожиданное".

Дожди, оползни, наводнения, засуха, смог, муссонные дожди, бесчисленные жертвы, многомиллиардный ущерб… Имя разрушителя известно: на мелодичном испанском языке оно звучит почти нежно — Эль-Ниньо (малыш, маленький мальчик). Так перуанские рыбаки именуют появляющееся в рождественскую пору у берегов Южной Америки тёплое течение, прибавляющее улов. Правда, иногда вместо долгожданного потепления вдруг наступает резкое похолодание. И тогда течение называют Ла-Нинья (девочка).

Первое упоминание термина «Эль-Ниньо» относится к 1892 году, когда капитан Камило Каррило на конгрессе Географического общества в Лиме сделал сообщение об этом тёплом северном течении. Название «Эль-Ниньо» течению дано потому, что оно наиболее заметно в период Рождества. Тем не менее даже потом явление было интересно только из-за его биологического влияния на эффективность индустрии удобрений.

Большую часть двадцатого столетия Эль-Ниньо считался хоть и большим, но всё же локальным явлением.

Большой Эль-Ниньо в 1982-1983 годах привел к тому, что резко подскочил интерес научного сообщества к этому явлению.

Эль-Ниньо 1997-1998 годов намного превысил тот, что действовал в 1982 году, по числу смертей и разрушений, которые он принёс, и стал самым яростным в прошлом столетии. Стихия была настолько сильной, что минимум 4000 человек погибло. Глобальный ущерб был оценен более чем в 20 миллиардов долларов.

В последние годы в печати и средствах массовой информации содержалось много тревожных сообщений о погодных аномалиях, охвативших практически все континенты Земли. При этом главным виновником всех климатических и социальных неурядиц назывался непредсказуемый феномен Эль-Ниньо, приносящий тепло в восточную часть Тихого океана. Более того, некоторые учёные рассматривали этот феномен как предвестник ещё более радикальных климатических изменений.

Какими данными располагает наука на сегодняшний день о загадочном течении Эль-Ниньо?

Феномен Эль-Ниньо заключается в резком повышении температуры (на 5-9 °C) поверхностного слоя воды на востоке Тихого океана (в тропической и центральной частях) на площади порядка 10 миллионов кв. км.

Процессы формирования самого сильного тёплого течения в океане в наше столетие предположительно выглядят следующим образом. В обычных погодных условиях, когда фаза Эль-Ниньо ещё не наступила, тёплые поверхностные воды океана транспортируются и удерживаются восточными ветрами — пассатами в западной зоне тропической части Тихого океана, где формируется так называемый тропический тёплый бассейн (ТТБ). Глубина этого тёплого пласта воды достигает 100-200 метров. Формирование такого огромного резервуара тепла — главное необходимое условие перехода к режиму Эль-Ниньо. При этом в результате нагона воды уровень океана у берегов Индонезии на полметра выше, чему берегов Южной Америки. В то же время температура поверхности воды на западе в тропической зоне составляет в среднем 29-30 °C, а на востоке 22-24 °C. Небольшое охлаждение поверхности на востоке — это результат апвеллинга, т. е. подъёма глубинных холодных вод на поверхность океана при подсосе воды пассатными ветрами. Одновременно над ТТБ в атмосфере образуется самый большой район теплоты и стационарного неустойчивого равновесия в системе «океан—атмосфера» (когда все силы уравновешены и ТТБ неподвижен).

По неизвестным пока причинам с интервалом в 3-7 лет пассаты ослабевают, нарушается баланс, и тёплые воды западного бассейна устремляются на восток, создавая одно из самых сильных тёплых течений в Мировом океане. На огромной площади на востоке Тихого океана происходит резкое повышение температуры поверхностного слоя океана. Это и есть наступление фазы Эль-Ниньо. Его начало отмечено длительным натиском шквальных западных ветров. Они сменяют обычные слабые пассаты над тёплой западной частью Тихого океана и препятствуют подъёму на поверхность холодных глубинных вод. В результате происходит блокировка апвеллинга.

Хотя сами процессы, развивающиеся при фазе Эль-Ниньо, региональны, тем не менее их последствия носят глобальный характер. Эль-Ниньо обычно сопутствуют экологические катастрофы: засухи, пожары, ливневые дожди, вызывающие затопление огромных территорий густонаселённых районов, что приводит к гибели людей и уничтожению скота и урожая в разных районах Земли. Эль-Ниньо оказывает заметное влияние на состояние мировой экономики. По данным американских специалистов, в 1982-1983 годах экономический ущерб от последствий Эль-Ниньо составил 13 миллиардов долларов, а по оценкам ведущей страховой компании мира «Munich Re» ущерб от природных катаклизмов в первой половине 1998 года оценивается в 24 миллиарда долларов.

Тёплый западный бассейн обычно через год после Эль-Ниньо вступает в противоположную фазу, когда восточная часть Тихого океана охлаждается. Фазы потепления и похолодания перемежаются с нормальным состоянием, когда идёт накопление теплоты в западном бассейне (ТТБ) и восстанавливается состояние стационарного неустойчивого равновесия.

По убеждению многих специалистов, основной причиной происходящих катаклизмов является глобальное потепление климата в результате действия «парникового эффекта» из-за техногенного освоения Земли и накопления парниковых газов в атмосфере (водяного пара, двуокиси углерода, метана, закиси азота, озона, хлорфторуглеродов).

Метеоданные о температуре приземного слоя атмосферы, собранные за последние сто лет, показывают, что климат на Земле потеплел на 0,5-0,6 °C. Неуклонное повышение температуры было нарушено кратковременным похолоданием в 1940-1970 годах, после чего потепление возобновилось.

Хотя повышение температуры согласуется с гипотезой «парникового эффекта», существуют и другие факторы, влияющие на потепление (извержения вулканов, океанические течения и др.). Установить однозначность причины потепления можно будет после поступления новых данных в ближайшие 10-15 лет. Все модели предсказывают, что в ближайшие десятилетия потепление значительно усилится. Отсюда можно заключить, что частота наступления феномена Эль-Ниньо и его интенсивность будет увеличиваться.

Вариации климата на отрезке времени 3-7 лет определяются изменениями вертикальной циркуляции в океане и атмосфере и температурой поверхности океана. Иначе говоря, они изменяют интенсивность тепломассообмена между океаном и атмосферой. Океан и атмосфера являются открытыми, неравновесными, нелинейными системами, между которыми идёт постоянный обмен теплом и влагой.

Для подобных систем, кстати, характерна самоорганизация таких грозных структур, как тропические циклоны, которые транспортируют полученную от океана энергию и влагу на большие расстояния.

Оценка энергетики взаимодействия океана и атмосферы позволяет прийти к заключению, что энергия Эль-Ниньо в состоянии привести к возмущениям всю атмосферу Земли, что и приводит к экологическим катастрофам, имеющим место в последние годы.

В перспективе, как показал известный канадский учёный, специалист по проблемам изменения климата Генри Хинчевельд, «обществу нужно отказаться от представления, будто климат — это нечто неизменное. Он изменчив, изменения будут продолжаться, и человечеству необходимо выработать инфраструктуру, которая позволила бы быть готовыми встречать неожиданное».