El Nino

Nazwa El Nino (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. Nazwę El Nino po raz pierwszy zapisał kapitan Curillo w 1982 r., a w literaturze naukowej przyjęła się po wystąpieniu tzw. El Nino stulecia na przełomie lat 1982/83.

El Nino to okresowe zaburzenie równowagi termicznej Ziemi, które pojawia się co kilka lat. Zjawisko to powstaje w całym basenie Pacyfiku i ma wpływ na zmiany pogody na całej kuli ziemskiej. Nazwa El Nino 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 Nino) płynący co kilka lat od wybrzeży Australii w kierunku Ameryki Południowej. El Nino 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 latach, gdy nie występuje silne El Nino, 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).

Przedstawiona powyżej potężna cyrkulacja mas powietrza z zachodu na wschód w górnych warstwach atmosfery i ze wschodu na zachód jako pasaty wzdłuż MSZ nosi nazwę cyrkulacji Walkera, który pierwszy ją odkrył. 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 fitoplanktonryby. 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 Nino 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 Nino 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 Nino układy ciśnienia, wiatru, ciepła i wilgotności zwiastują suszę na południowym wschodzie kontynentu.

Podczas El Nino 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 Nino jest gigantycznym źródłem sztormów, huraganów i katastrofalnych powodzi na obszarach zazwyczaj suchych i pustynnych. Typowe El Nino trwa średnio 12 - 18 miesięcy. Potem pasaty przywracają sytuację do normy. Czasem oznaki El Nino mogą wystąpić już latem lub na jesieni. Daje się wtedy zauważyć słabnięcie zimnego Prądu Peruwiańskiego i pojawienie się ciepłego prądu El Nino płynącego w przeciwnym kierunku.

La Nina

W porównaniu do El Niño, zjawisko La Niña (dziewczynka) jest określane jako obniżenie temperatury powierzchniowych wód oceanicznych, w stosunku do warunków normalnych, w środkowym i wschodnim, okołorównikowym obszarze Oceanu Spokojnego. Podczas występowania zjawiska La Niña, pasaty przybierają na sile. Zjawisko upwellingu ulega wzmocnieniu, zimne prądy morskie przemieszczają się wzdłuż równika i zachodniego wybrzeża Ameryki Południowej. Temperatura powierzchniowych wód oceanicznych zmniejsza się o 4 °C poniżej wartości normalnych. Zjawisko to jest także nazywane "faza odwrotna do El Niño, albo po prostu "chłodny epizod" albo "stadium chłodne". La Niña powoduje, że atmosfera jest bardzo stabilna, co może wywoływać skutki klimatyczne przeciwne do tych, które powoduje El Niño. Zjawisko to zdarza się w przybliżeniu o połowę rzadziej niż El Niño.

W latach 1950-1997 przez 31 % czasu trwało El Niño, La Niña 23 %, a około 46 % przypadło na sytuacje neutralne (normalne). El Niño i La Niña zdarzają się średnio co 3 do 5 lat. Okres pomiędzy wystąpieniem tych zjawisk (dane oparte na zapisach historycznych) zmienia się od 2 do 7 lat. Jednak La Niña może, ale nie zawsze musi występować po El Niño. Od 1975 roku, zjawisko to wystąpiło o połowę rzadziej, niż El Niño. Warunki typowe dla La Niña trwają w przybliżeniu 9-12 miesięcy, ale niekiedy mogą się przedłużać nawet do dwu lat.

W przeszłości zjawisko La Niña przyciągało mniejszą uwagę, niż El Niño, gdyż jego wpływ na gospodarkę i rybołówstwo jest bardziej korzystny niż destrukcyjny. Badania nad La Niña rozwinęły się w latach 80. XX w., gdy to zjawisko wystąpiło z większym niż zazwyczaj natężeniem.

Znaczenie dla świata

Globalne znaczenie zjawisk El Niño i La Niña odnosi się głównie do basenu Oceanu Spokojnego i do jego pasa równikowego. Z grubsza biorąc, skutki występowania tych zjawisk są przeciwstawne. Ilustracje powyżej i poniżej pokazują ich wpływ na temperaturę powietrza oraz występowanie opadów atmosferycznych.

W szerokościach międzyzwrotnikowych, przesunięcie na wschód strefy burz (znad obszaru Indonezji nad środkowy Pacyfik), podczas występowania zjawiska El Niño, wywołuje susze nad północną Australią, Indonezją i na Filipinach (bez względu na porę roku). Gdy na półkuli północnej trwa zima, w południowo-wschodniej Afryce i w północnej Brazylii jest dużo bardziej sucho niż zazwyczaj. Natomiast podczas lata na półkuli północnej, w Indiach może dochodzić do zmniejszenia opadów monsunowych. Dotyka to zwłaszcza Indii pn.-zach., gdzie powoduje to znaczne straty w plonach roślin uprawnych. Dochodzi też do zwiększenia opadów wzdłuż zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej (w strefie międzyzwrotnikowej) i w obszarach położonych w podzwrotnikowych szerokościach geograficznych w Ameryce Północnej i Południowej.

W czasie trwania ciepłej fazy (El Niño), w zimie, niże atmosferyczne średnich szerokości geograficznych wzmacniają się we wschodnim obszarze północnego Pacyfiku. Powoduje to napływ niezwykle ciepłego powietrza nad zachodnią Kanadę, Alaskę i najbardziej na północ wysunięte części Stanów Zjednoczonych. W Zatoce Meksykańskiej mają wtedy miejsce silniejsze sztormy, a wzdłuż południowo-wschodniego wybrzeża Zjednoczonych Stanów występuje więcej opadów, niż w warunkach normalnych w tym regionie.