El Niño i La Niña to dwie przeciwstawne fazy zjawiska klimatycznego zwanego Oscylacją Południową (ENSO). Przynoszą zmiany temperatur Oceanu Spokojnego, które wpływają na klimat całej naszej planety. Najsilniejszy współczesny epizod El Niño o katastrofalnych skutkach miał miejsce w latach 1997-1998. Klimatolodzy wciąż doskonalą metody obserwacji oceanu, aby stworzyć coś na kształt systemu wczesnego ostrzegania przed klimatycznym niebezpieczeństwem. Na pierwszą połowę 2008 r. przewidują spokojny, chłodny epizod La Niña. Czy to cisza przed burzą?
Poniżej przedstawiamy odpowiedzi na pytania dotyczące El Niño i La Niña oraz ich wpływu na światową pogodę.
1. Czym jest Oscylacja Południowa (ENSO) oraz El Niño i La Niña? Jakie są ich wzajemne związki?
Zjawisko El Niño to okresowe ocieplenie powierzchniowych wód wschodniego Oceanu Spokojnego. To jedna z faz Oscylacji Południowej, w skrócie ENSO (El Niño – Southern Oscillation), zespołu quasicyklicznych zjawisk atmosferyczno-oceanicznych, zachodzących głównie w rejonie basenu Oceanu Spokojnego. Fazą przeciwstawną do El Niño jest faza chłodna - La Niña. Występuje również tzw. faza normalna, przejściowa między El Niño i La Niña.
Norweski meterolog Bjerknes doszedł do wniosku, że „nie ma żadnej konkretnej siły wywołującej El Niño, a zjawiskiem tym sterują procesy wymiany energii między oceanem i atmosferą".
W latach normalnych w ramach tzw. cyrkulacji Walkera pasaty utrzymują równowagę między ciepłymi wodami zachodniego Pacyfiku a chłodnymi na wschodnim Pacyfiku. Spychają ciepłe wody powierzchniowe na zachód, powodując ulewne tropikalne deszcze w północnej Australii, Indonezji oraz deszcze monsunowe w Indiach. U wybrzeży Ameryki Południowej panuje susza, a z głębi oceanu w wyniku procesu tzw. upwellingu wypływają zimne, żyzne wody Prądu Peruwiańskiego bogate w fitoplankton i ryby, stanowiące jedno z najlepszych łowisk na świecie.
Co kilka lat z nieustalonych dotąd przyczyn ocieplenie Pacyfiku w rejonie Australii i Indonezji jest silniejsze niż zazwyczaj. W takich warunkach powstaje El Niño. Integralną fazą tego zjawiska jest ciepły prąd morski, również o nazwie: El Niño, płynący od wybrzeży Australii w kierunku Ameryki Południowej, przeciwnie do zimnego Prądu Peruwiańskiego. Pasaty wiejące normalnie ze wschodu na zachód słabną, zanikają, a często nawet zmieniają kierunek i zaczynają wiać z zachodu na wschód. Wspomagają w ten sposób ruch „ciepłego morza” z rejonów Australii i Indonezji w kierunku zachodnich wybrzeży obu Ameryk. Ngromadzona tam ciepła woda hamuje zjawisko upwellingu, a brak żyznych wód z kolei pociąga za sobą powolne zamieranie organizmów wodnych i jest prawdziwą katastrofą dla rybaków. Ciepłe wody oceaniczne parują, co skutkuje nadzwyczaj obfitymi opadami na obszarze Ameryki Południowej, Wysp Galapagos i Kalifornii. El Niño wiąże się też ze sztormami, huraganami i powodziami na obszarach normalnie suchych.
Odwrócone przez El Niño układy ciśnienia, temperatur, wiatru i wilgotności wywołują suszę na południowym wschodzie Afryki. W północnej Australii i Indonezji El Niño przynosi susze oraz burze pyłowe.
Typowe El Niño trwa zazwyczaj około 12-18 miesięcy, a pasaty przywracają systuację do normy. Jego pierwsze zwiastuny mogą się pojawić już pod koniec lata/jesienią. Natomiast La Niña bywa nazywana granicznym przypadkiem sytuacji normalnej i wywołuje mniej skutków negatywnych niż El Niño. Rozpoczyna się od wyraźnego schłodzenia oceanu. W latach La Niña pasaty są dużo silniejsze niż zazwyczaj, zjawisko upwellingu u wybrzeży Peru nasila się, w Ameryce Południowej nastaje czas suszy. Deszcze monsunowe w Indiach są obfitsze niż zazwyczaj, podobnie jak opady w Indonezji, Australii, Afryce zachodniej i południowej.
Zdarza się, że po zimie z El Niño następuje zima z La Niña. Wtedy układ pogody oraz jego skutki na całym świecie są odwrotne do tych, które wywołuje El Niño. Tam, gdzie były powodzie, następuje susza, a tam, gdzie zima była łagodna, wieje chłodem.
2. Jak daleko sięgają wpływy Oscylacji Południowej (ENSO)?
Zmiany temperatur w obrębie Pacyfiku, największego akwenu świata, mają wpływ na klimat całej naszej planety. Wywołują co kilka lat okresowe zaburzenia równowagi termicznej Ziemi. Dzieje się tak, ponieważ Oscylacja Południowa jest jednym z „silników” globalnego mechanizmu pogodowego i klimatycznego, który porusza ogromne masy wód oceanicznych i powietrza.
Stwierdzono, że wpływy El Niño i La Niña sięgają daleko poza basen Pacyfiku, objawiając się w postaci anomalii w odległych regionach geograficznych, tzw. telekoneksji (szczegóły w pytaniu 1).
3. Skąd się wzięły nazwy: El Niño i La Niña?
To peruwiańscy rybacy pierwsi zaobserwowali nietypowe ocieplenie wód przybrzeżnych Pacyfiku, występujące zazwyczaj na początku roku. Nazwali to zjawisko El Niño, co po hiszpańsku oznacza: chłopczyk lub Dzieciątko, ze względu na jego pojawianie się w bliskości Świąt Bożego Narodzenia. Nazwę El Niño po raz pierwszy zapisał kapitan Curillo w 1982 r., a w literaturze naukowej przyjęła się na przełomie lat 1982/83.
Fazę przeciwstawną do El Niño to La Niña, po hiszpańsku: dziewczynka. Drugą fazę Oscylacji Południowej wykrył i nazwał norweski meteorolog Uniwersytetu Kalifornijskiego prof. Jacob Bjerknes (1897-1975). Czasami określa się ją także nazwą: El Viejo czyli po hiszpańsku: starzec, jako przeciwieństwo do dziecka/Dzieciątka El Niño.
4. Czy istnieje związek między powodziami z lat 1997-1998 w Polsce a El Niño?
Wielu klimatologów i oceanologów, wśród nich m. in. prof. Michael J. Mc Phaden z Pacific Marine Environmental Laboratory w Seattle w USA, jest zdania, że powodzie, które dotknęły środkową Europę w 1997 i 1998 r. były jednym ze skutków wyjątkowo silnego El Niño. Wyzwolił on energię milion razy większą od energii bomby atomowej zrzuconej na Hiroszimę. Rozmaite kataklizmy klimatyczne dotknęły wtedy niemal wszystkie zakątki globu. Analizy statystyczne wykazały, że w latach El Niño, w miesiącach letnich wzmacnia się Wyż Azorski, który jest częścią innej oscylacji - NAO (North Atlantic Oscillation). Nałożenie się wpływów obu tych zjawisk, jak podczas powodzi z 1997 r., prawdopodobnie nasila południowo-zachodnie wiatry, niosące wilgotne morskie powietrze nad Europę.
5. Czy zjawisko El Niño miało związek z rozwojem i upadkiem dawnych cywilizacji?
Informacje uzyskane z głęboko wierconych lodowców andyjskich, przekrojów starych drzew i z mułu jezior andyjskich potwierdziły przypuszczenia uczonych, że El Niño powodował kataklizmy pogodowe od co najmniej 15 tysięcy lat. Badacze już od pewnego czasu analizują wpływ zmian klimatycznych, w tym także cykli El Niño, na przemiany cywilizacyjne.
Wybitny archeolog i antropolog kultury Edward P. Lanning w swojej pracy „Peru przed Inkami” z 1967 r. tak pisał: „Peruwiańska archeologia w znacznej mierze zyskuje pełny sens dopiero wtedy, gdy zrozumiemy rolę Oceanu Spokojnego, zarówno jako źródła pożywienia, jak i regulatora klimatu.” Już Lenning wymieniał El Niño jako jeden z czynników klimatycznych, które miały i mają istotny wpływ na warunki życia mieszkańców Peru.
Ten temat rozwinął antropolog Daniel Sandweiss z amerykańskiego Uniwersytetu Maine. Uważa on, że rzadsze występowanie zjawiska El Niño między IV a I tysiącleciem p.n.e. pozwoliło na powstanie i rozwój prehistorycznych, przedinkaskich cywilizacji w Andach. W czerwcu 2001 r. Sandweiss opublikował wraz ze swoim zespołem, w piśmie „Geology”, wnioski z badań stanowisk archeologicznych wzdłuż wybrzeża północnego i środkowego Peru.
Wskaźnikiem rzadszego występowania El Niño między ok. 5800 a 3200-2800 lat temu jest wedlug nich obecność muszli ślimaków w warstwach odpowiadających temu okresowi. Dzięki współczesnym badaniom zachowań dwóch gatunków mięczaków: Mesodesma donacius L. i Choromytilus chorus L. wiadomo, że są one niezwykle wrażliwe na zmianę temperatury wody w oceanie. Częste występowanie El Niño w XIX i XX w. spowodowało migrację tych gatunków na południe, w stronę wód, na których nie występują wzrosty temperatury związane z tym zjawiskiem.
Na podstawie datowania warstw, w których występują muszle tych ślimaków na stanowiskach peruwiańskich naukowcy wyznaczyli okres, w którym El Niño występowało rzadziej lub/i miało mniejsze konsekwencje klimatyczne. Początek tego okresu wiąże się z powstaniem pierwszych monumentalnych budowli w głębi lądu, a ponowne wzmocnienie El Niño ma być uzasadnieniem dla niewytłumaczalnego dotychczas opuszczenia większości stanowisk przez tamtejszą społeczność.
Inną hipotezę przedstawił w 2006 r. Nick Brooks z Uniwersytetu Wschodniej Anglii w Norwich. Według Brooksa ekstremalne zmiany klimatyczne, które przydarzyły się około 3 tys. lat temu (Sahara stała się całkowicie jałowa, a działanie El Niño wzmogło się), nie przyczyniły się do upadku cywilizacji, ale zmusiły ludzi do współpracy w celu zdobywania pożywienia i budowy bardziej złożonych konstrukcji, służących bezpieczeństwu.
Brooks badał dzieje cywilizacji, rozwijającej się przez około tysiąc lat w centralnej Libii (Garamantia) w okresie zmian środowiska. Pozostałości archeologiczne pokazują, że gdy raj zieleni stał się pustynią około 3 tys. lat temu, ludzie zaczęli migrować i osiedlać się wokół niewielu ocalałych jezior. Garamantianie rozwinęli wtedy nowe formy zorganizowanego rolnictwa z podziemnym systemem nawadniania i zaczęli budować bardziej skomplikowane budowle. - Podobne zmiany miały miejsce na całym świecie – wyjaśniał Brooks podczas Festiwalu Nauki w Norwich - Imperium egipskie także zostało zjednoczone w podobnym czasie, a ogromne, zurbanizowane społeczności uformowały się w południowej Azji i w Chinach.
6. Kiedy w przeciągu ostatnich 30 lat występowały zjawiska El Niño i La Niña?
Na podstawie danych NOAA(amerykańskiej Narodowej Agencji Oceanów i Atmosfery) El Niño wystąpił w latach: 1977/78, 1982/83 (silny), 1986-88, 1991/92, 1994/95, 1997/1998 (najsilniejszy), 2002/03, 2004/05 oraz 2006/07. Faza La Niña przypadła na lata: 1984/85, 1988/89 (najsilniejsza), 1995/96, 1998-2000 (silna), 2000/01 oraz panuje aktualnie od sierpnia 2007 r. Przez ostatnie 50 lat zaobserwowano, że blisko 50 proc. czasu przypadało na fazę normalną Oscylacji Południowej, ok. 30 proc.– na El Niño, a ok. 20 proc. – La Niña.
7. Czy El Niño ma związek z niszczeniem raf koralowych?
W latach El Niño następuje blaknięcie raf koralowych, spowodowane wzrostem temperatury wód. Kiedy temperatura w głębinach utrzymuje się powyżej 28 stop. C, najpierw giną barwne glony, z którymi koralowce żyją w symbiozie, a później one same. Podczas silego El Niño w 1983 r. zaobserwowano szybkie obumieranie raf koralowych w wielu miejscach Pacyfiku. Wyjątkowo spektakularne blaknięcie koralowców wystąpiło w latach 1997-1998 podczas najintensywniejszego współczesnego epizodu El Niño. Wzrost temperatury wywołany przez to zjawisko nałożył się wtedy na trend wzrostowy temperatury w niektórych obszarach Pacyfiku i Oceanu Indyjskiego, wiązany z globalnym ociepleniem.
Gdyby niszczenie koralowców było wywołane jedynie cyklicznymi wpływami El Niño, wtedy zapewne natura poradziłaby sobie z odtworzeniem zniszczeń, tak jak to miało miejsce w przeszłości. Wskazują na to badania raf w tropikalnej części Pacyfiku. Obecnie jednak zagrożenia się skumulowały, dochodzi jeszcze nadmierna eksploatacja koralowców przez człowieka i wzrastające zanieczyszczenie wód. Te unikalne ozdoby mórz rosną bardzo wolno i wkrótce może ich zabraknąć.
8. Czy globalne ocieplenie zwiększa częstość występowania i intensywność El Niño?
W ciągu ostatnich stu lat średnia temperatura na świecie wzrosła o ponad 0,5 stop. C. Według różnych prognoz w roku 2100 na Ziemi będzie o 1,4 do 5,8 st. C cieplej niż dziś. Panuje opinia, że globalne ocieplenie jest wywołane przez tzw. efekt cieplarniany. Według Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) jest on „efektem ubocznym” rozwoju przemysłu i motoryzacji. Niektórzy badacze są zdania, że globalny wzrost temperatury ma wpływ na pogodę na kuli ziemskiej oraz co za tym idzie siłę i zasięg El Niño. To zjawisko przemieszcza przecież ciepło zawarte w wodzie i w atmosferze. Na skutek globalnego ocieplenia, cykl El Niño może się skracać, ponieważ rozpoczynający go proces ogrzewania wód Pacyfiku jest krótszy. W ciągu ostatnich 100 lat zanotowano wzrost częstotliwości występowania fazy El Niño. Jest zatem prawdopodobne, że narastający efekt cieplarniany spowoduje, że El Niño będzie występował coraz częściej, a jego skutki będą coraz groźniejsze.
Oceanograf Wallace S. Broecker na łąmach „Science” w 1997 r. postawił hipotezę, że „wzrost zawartości gazów cieplarnianych w atmosferze może wyzwolić całkowitą reorganizację oceanicznej cyrkulacji, co pociągnie za sobą gwałtowne zmiany w systemie ziemskiej atmosfery.” Zwiastunem takiej zmiany ma być m.in. wzrost częstotliwości i siły zjawiska El Niño.
9. W jaki sposób prognozuje się epizody El Niño i La Niña?
Każde zjawisko El Niño jest inne i każde zjawisko La Niña jest inne, zatem trudno o uogólnienia i dokładne prognozy. Służbom meteo najtrudniej jest przewidzieć dalekosiężne zależności, odległe geograficznie reperkusje tych zjawisk.
Po silnym El Niño, które zaskoczyło świat w 1982/83 r. zorganizowano międzynarodowe projekty badawcze: TOGA (Tropical Ocean Global Atmosphere Programme) i COARE (Coupled Ocean - Atmosphere Response Experiment).
Amerykanie rozpoczęli rewolucyjny program TAO (Tropikalna Atmosfera/Ocean) pod pieczą National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). W strefie równikowej środkowego Pacyfiku od Indonezji i Australii po Amerykę rozmieszczono 70 boi metereologicznych współpracujących z satelitami. Każda boja przymocowana jest do kotwicy kilkukilometrową liną, na której zawieszono 10 czujników temperatury do głębokości 500 m. Na bojach są także elektroniczne czujniki do pomiaru ciśnienia, temperatury powietrza, prędkości wiatru i wilgotności względnej. Informacje te są zbierane automatycznie i sześć razy na dobę przesyłane drogą satelitarną do Pacific Marine Environmental Laboratory w Seattle. Tam są uzupełniane o pomiary ze statków metereologicznych i natychmiast przekazywane „w świat” za pomocą internetu.
W 1992 r. w ramach współpracy amerykańsko - francuskiej wystrzelono satelitę TOPEX/Posejdon, który, okrążając Ziemię na wysokości 1336 km, mierzy m.in. wysokość powierzchni Pacyfiku oraz przesyła informacje o tzw. falach Kelvina - Rossby'ego, związanych z ENSO.
Ciągły monitoring oceanu i atmosfery pozwala z wyprzedzeniem kilku miesięcy przewidzieć nadejście El Niño, który tworzy się powoli. I tak rozwój rekordowego jak dotąd współczesnego El Niño z 1997/98 r. śledzono dzień po dniu od samego początku. Już w kwietniu 1997 r. stwierdzono silny wzrost temperatury oceanu. Po raz pierwszy w historii ludzkość mogła się przygotować na nadejście El Niño, a z nim powodzi i susz. Skoordynowane i odpowiednio wcześnie podjęte działania m.in. w Kalifornii i Peru pozwoliły na uniknięcie setek ofiar śmiertelnych.
O ile obserwacje rozwoju El Niño stoją na wysokim poziomie, to wciąż nie mamy możliwości dokładnego przewidywania jego siły i zasięgu. Trwają prace nad nad ulepszeniem wciąż niedoskonałych programów komputerowych do prognoz pogody. David Douglas z University of Rochester i David Clader ze State University of New York zasugerowali, że cyklami ENSO rządzi nadrzędna oscylacja o okresie równym mniej więcej 15 lat, tzw. Super–Niño. Może uwzględnienie tej zależności wpłynie na większą trafność prognoz.
10. Czy 2008 r. będzie rokiem El Niño czy La Niña?
Prognozy, opisujące rozwój ENSO w nadchodzących miesiącach, są dostępne (w jęz. angielskim) na stronie: http://www.elnino.noaa.gov/forecast.html. Analiza przygotowana przez amerykańskich specjalistów z Climat Prediction Center we współpracy z National Centers for Environmental Predictions i NOAA/National Weather Service z 7 lutego 2008 r. zapowiada kontynuację zimnego epizodu La Niña, który rozpoczął się w sierpniu 2007 r. Silny lub umiarkowany, będzie nam towarzyszył co najmniej do czerwca 2008 r. Warunki oceaniczne i atmosferyczne przypominają te z lat 1998-2000, towarzyszące stosunkowo silnej fazie La Niña. To optymistyczne wieści, ponieważ w najbliższym czasie nie grozi nam złowrogi El Niño.
Agnieszka Labisko
POSŁUCHAJ AUDYCJI - mp3 (12,24 MB)
