El Niño, wyjaśnione: Przewodnik po największej historii pogodowej 2015 roku

W ciągu ostatniego roku naukowcy bacznie obserwowali ważny skrawek Oceanu Spokojnego, tuż wzdłuż równika. Kiedy warunki tutaj są w sam raz, może powstać El Niño – siejąc spustoszenie we wzorcach pogodowych na całym świecie.

El Niño obecnie warzące się na Pacyfiku kształtuje się jako jedno z najsilniejszych w historii. Oczekuje się, że zjawisko to osiągnie swój szczyt przed styczniem, wywierając daleko idące skutki przez całą zimę i wiosnę. Bazując na doświadczeniach z przeszłości, El Niño może potencjalnie przynieść bardzo potrzebne deszcze do Kalifornii, ale także suszę w Australii, niszczycielskie powodzie w Peru itd. El Niño już pomogło uczynić rok 2015 najgorętszym rokiem w historii – i może zrobić to samo w roku 2016.

To powiedziawszy, wydarzenia El Niño są często nieprzewidywalne i pełne niespodzianek. Poniżej przedstawiamy więc przewodnik po tym, jak działa El Niño, co wiemy o wydarzeniu z 2015 roku i jak potencjalnie potężne El Niño może zmienić pogodę na świecie w nadchodzących miesiącach.

Bardzo podstawowa definicja El Niño

• El Niño to zjawisko pogodowe, które występuje nieregularnie we wschodniej części tropikalnego Pacyfiku co dwa do siedmiu lat. Kiedy wiatry handlowe, które zwykle wieją ze wschodu na zachód słabną, temperatury powierzchni morza zaczynają rosnąć, uruchamiając łańcuch wpływów atmosferycznych.
• El Niño może być silne lub słabe. Silne zjawiska mogą tymczasowo zakłócić wzorce pogodowe na całym świecie, zazwyczaj sprawiając, że pewne regiony stają się bardziej wilgotne (Peru lub Kalifornia, powiedzmy), a inne bardziej suche (Azja Południowo-Wschodnia). Niektóre kraje ponoszą w wyniku tego poważne szkody.
• El Niños przenoszą również ciepło zmagazynowane w głębszych warstwach oceanu na powierzchnię. W połączeniu z globalnym ociepleniem może to prowadzić do rekordowo gorących lat, jak w 1998 roku.
• „El Niño” otrzymał swoją nazwę w 1800 roku od peruwiańskich rybaków, którzy po raz pierwszy zauważyli tajemniczy ciepły prąd, który pojawiał się w okolicach Bożego Narodzenia. Nazwali go „małym chłopcem” lub „Chrystusowym dzieckiem.”

Dlaczego tegoroczne El Niño to wielka sprawa

Ostatnie naprawdę masywne El Niño pojawiło się w latach 1997-’98 i skończyło się powodując zniszczenia szacowane na 35 miliardów dolarów i 23 000 zgonów na całym świecie. (Zainspirowało to również słynny skecz Chrisa Farleya.) Teraz stoimy w obliczu podobnie masywnego wydarzenia:

To, samo w sobie, jest niespodzianką. W marcu NOAA’s Climate Prediction Center ogłosiło, że na Pacyfiku utworzyło się słabe El Niño, ale wielu ekspertów początkowo sądziło, że może ono zniknąć do lata. Zamiast tego El Niño nadal się umacniało, a temperatury oceanu we wschodniej części tropikalnego Pacyfiku nadal rosły. Do połowy listopada temperatury w jednej z krytycznych części oceanu, regionie Niño 3.4, były jeszcze gorętsze niż w 1997 roku:

„W tej chwili mówimy, że myślimy, że to naprawdę będzie jeden z trzech najsilniejszych” – powiedział Michel Jarraud, sekretarz generalny Światowej Organizacji Meteorologicznej, który porównał to zjawisko z El Niño z lat 1997-98, 1982-83 i 1972-73. „To może być jeden z tych dwóch; tego jeszcze nie wiemy. Ale na pewno jest to już bardzo silny jeden.”

Kraje na całym świecie będą musiały się przygotować, jak to wydarzenie szczyty tej zimy i trwa przez wiosnę. El Niño już wywołało dłuższe susze w Indonezji, umożliwiając masowe pożary torfowisk spowodowane przez człowieka, które wymknęły się spod kontroli, tworząc toksyczne zamglenie, które rozprzestrzeniło się aż do Singapuru. Cieplejsze temperatury oceanu spowodowały również poważny przypadek wybielania koralowców, szkodząc rafom na całym świecie.

A El Niño może dopiero się rozkręcać: W przeszłości, główne wydarzenia przyniosły niezwykle gorącą, suchą pogodę do Australii, która może skurczyć plony pszenicy i wzmocnić dzikie pożary. Może przynieść gorętszą, bardziej suchą pogodę w Indiach, która zaszkodzi rolnictwu. Może przynieść ulewne deszcze i niszczycielskie powodzie do Peru, zmywając domy i rozprzestrzeniając cholerę.

To powiedziawszy, El Niño nie jest wszystkim złym. W Stanach Zjednoczonych może przynieść trochę potrzebnego deszczu tej zimy, aby złagodzić suszę w Kalifornii (choć również śmiertelne lawiny błotne i powodzie). Historycznie, El Niño przyniosło również łagodniejsze zimy w USA i zmniejszyło liczbę atlantyckich huraganów.

Jednym ważnym zastrzeżeniem jest jednak to, że każde El Niño rozwija się nieco inaczej – a niektóre mają nieoczekiwane skutki. Jak wskazuje Emily Becker z NOAA, silne El Niño zazwyczaj przynosi deszcz do Kalifornii w zimie (jak w latach 1982-’83), ale czasami nie przynosi (jak w latach 1965-’66):

Inną kluczową historią, którą należy obserwować jest to, jak silne El Niño może podnieść temperatury na całym świecie. Globalne średnie temperatury już idą w górę z czasem, dzięki całemu dwutlenkowi węgla, który dodajemy do atmosfery. Według NASA, rok 2014 był najgorętszym rokiem w historii. Ale w tym roku nie było El Niño – a lata El Niño mają tendencję do bycia nieco gorętszymi niż średnia, ponieważ ciepło jest przenoszone z oceanu na powierzchnię.

Połączenie El Niño i rosnącego CO2 już pomaga 2015 roku pobić rekordy ciepła. Wielkie pytanie brzmi teraz, czy zrobi to samo w 2016 roku:

Dolna linia: Wciąż jest wiele znaków zapytania co do tego, jak to się rozwinie. Ale El Niño może być największą historią pogodową w ciągu najbliższych kilku miesięcy, z efektami falowymi na całym świecie.

Jak El Niño faktycznie działa, krok po kroku

Aby zobaczyć jak El Niño działa, pomaga zrozumieć jak wygląda równikowy Pacyfik w normalnych lub „neutralnych” warunkach:

1) Neutralne warunki w równikowym Pacyfiku

Normalnie, tropikalny Pacyfik charakteryzuje się silnymi wiatrami pasatowymi, które przewiewają ciepłą wodę oceaniczną ze wschodu na zachód, gdzie gromadzi się ona w pobliżu Indonezji. Tymczasem, z powrotem na wschód wzdłuż Ameryki Południowej, zimna woda w głębi oceanu zostaje wyciągnięta bliżej powierzchni, chłodząc obszar wokół Peru. Oto diagram:

W rezultacie, podczas „neutralnych” warunków, poziom morza jest o pół metra wyższy w pobliżu Indonezji niż w Peru. A wody powierzchniowe w pobliżu Indonezji są o około 8°C cieplejsze (14.4°F) niż w pobliżu Peru. Ta różnica temperatur tworzy pętlę konwekcyjną w atmosferze, która z kolei wzmacnia wiatry handlowe.

To kończy się wpływem na dużo więcej niż tylko ten odcinek oceanu. Ponieważ Pacyfik jest tak rozległy, system ten jest główną siłą napędową w globalnym klimacie. Duży, ciepły basen wody w pobliżu Indonezji powoduje, że powietrze nad nim wznosi się, tworząc opady deszczu w tym regionie. A ten system kształtuje strumienie odrzutowe, które kierują pogodą i burzami na całym świecie.

Tak to działa w normalnych warunkach, w każdym razie. Ale sprawy wyglądają nieco inaczej, gdy nadchodzi El Niño.

2) Teraz nadchodzi El Niño

Co kilka lat te dominujące wiatry handlowe na Pacyfiku, które wieją ze wschodu na zachód, mogą słabnąć. (Naukowcy wciąż debatują nad niuansami tego, dlaczego tak się dzieje.)

Gdy wiatry handlowe słabną, cała ta ciepła woda, która została spiętrzona w pobliżu Indonezji, zaczyna spływać z powrotem na wschód, ściągana przez grawitację. Co więcej, podwodna warstwa znana jako termoklina zaczyna się zapadać. W rezultacie, mniej zimnej wody podnosi się z głębin oceanu w pobliżu Ameryki Południowej – więc wody w pobliżu Peru zaczynają się ocieplać. Oto inny diagram:

To powoduje, że temperatury powierzchni morza na wschodnim i środkowym Pacyfiku zaczynają rosnąć, a wiatry handlowe jeszcze bardziej słabną. Co więcej, opady deszczu zaczynają podążać za tym ciepłym zbiornikiem wody, który przemieszcza się na wschód. Dlatego właśnie El Niño jest zazwyczaj kojarzone z bardziej suchą pogodą w takich miejscach jak Indonezja i Australia, a także z większymi opadami w takich miejscach jak Peru (lub Kalifornia). Deszcz zasadniczo przesuwa się na wschód.

Naukowcy oficjalnie ogłaszają El Niño, gdy temperatury powierzchni morza w równikowym Pacyfiku (znanym jako region Niño 3.4) wzrastają o 0,5°C powyżej historycznej linii podstawowej przez trzy miesiące z rzędu – i gdy warunki atmosferyczne i wzorce opadów odpowiednio się zmienią.

Ponownie, ponieważ Pacyfik jest tak rozległy, El Niño może mieć duży wpływ na pogodę na całym świecie, zwłaszcza w miesiącach zimowych. Oto spojrzenie na zmiany, które historycznie towarzyszyły wydarzeniom El Niño:

Typowe skutki El Niño podczas zimy:

Silne El Niño może osłabić monsuny na Oceanie Indyjskim, na przykład. Może również spowodować, że jet stream zacznie się rozciągać od wschodniego Pacyfiku przez południowe Stany Zjednoczone, przynosząc ze sobą opady deszczu i burze. Jednak wiele zależy od tego, jak silne jest El Niño – a od czasu do czasu zdarzają się aberracje i wyjątki od reguły. Więcej na ten temat poniżej.

Powrót El Niño w 2015 roku – i dlaczego naukowcy mówią o wydarzeniu „Godzilla”

Od początku 2014 roku naukowcy spodziewali się, że to ostatnie El Niño się uformuje. Ale, na znak tego, jak śliski może być ten system, El Niño wciąż przeczył przewidywaniom i nie pojawiał się.

W końcu, w marcu 2015 roku, po kilku fałszywych startach, naukowcy z centrum przewidywania klimatu NOAA byli gotowi ogłosić, że trwa słabe El Niño. Konkretnie, temperatury powierzchni morza w regionie Niño 3.4 (mniej więcej w centrum poniższego wykresu) od września były o co najmniej 0,5°C wyższe od temperatury wyjściowej. I, co ważne, warunki atmosferyczne reagowały na to z kolei, z większą ilością opadów nad środkowym Pacyfikiem i mniejszą nad Indonezją:

W tym czasie jednak prognostycy NOAA powiedzieli, że to El Niño wyglądało „słabo”, z prawdopodobnie minimalnym wpływem na globalne wzorce pogodowe, i miało tylko 50 do 60 procent szans na przetrwanie przez lato.

Potem, nieco niespodziewanie, El Niño wciąż stawało się coraz silniejsze i silniejsze. I silniejsze. Do października 2015 roku, temperatury powierzchni morza wzrosły do ponad 2°C powyżej poziomu bazowego w regionie Niño 3.4, a naukowcy obserwowali wyraźne zmiany atmosferyczne. Zauważcie, jak anomalny ciepły obszar przesunął się na wschód i jest dużo, dużo cieplejszy niż zwykle:

Przewidujący spodziewają się teraz, że to El Niño osiągnie szczyt między październikiem a styczniem, a kiedy to nastąpi, prawdopodobnie znajdzie się wśród dwóch lub trzech najsilniejszych w historii (wraz z latami 1997-’98, 1982-’83 i 1972-’73.) Niektórzy prognostycy nazwali to zjawisko nawet potencjalną „Godzillą.”

Już zaczęliśmy dostrzegać pewne poważne skutki El Niño na całym świecie. Niedostatek opadów w Indonezji tej jesieni pozwolił sztucznym pożarom lasów i torfu wymknąć się spod kontroli, dławiąc region gęstą toksyczną mgiełką. Cieplejsze wody Pacyfiku przyczyniły się do powstania niezwykle aktywnego sezonu cyklonów tropikalnych, co jest cechą charakterystyczną El Niño. Z drugiej jednak strony, wydarzenie to sprzyjało również większemu ścinaniu wiatru na Atlantyku, co ograniczyło aktywność huraganów w tym rejonie.

El Niño może przynieść deszcz do Kalifornii – ale może nie zakończyć suszy

Jak zauważono powyżej, El Niño ma tendencję do wiązania się ze zmianami wzorców pogodowych na całym świecie, zwłaszcza podczas zimy na półkuli północnej. Jedną z kuszących możliwości jest to, że silne El Niño przyniesie więcej deszczu do Kalifornii, łagodząc suszę w tym stanie.

Ale nawet tutaj nic nie jest pewne. El Niño wpływa na pogodę w USA tylko pośrednio, poprzez zmianę cyrkulacji atmosferycznej i przesunięcie strumienia jetowego północnego Pacyfiku. (Zobacz tutaj, aby zapoznać się z jasnym wyjaśnieniem Anthony’ego Barnstona z Uniwersytetu Columbia.) Jest to skomplikowany łańcuch zdarzeń, a małe zagięcia w niektórych punktach mogą wpłynąć na ostateczny wynik.

Jako taki, Becker ostrzega ludzi, aby nie myśleli w kategoriach pewników, ale w kategoriach prawdopodobieństwa. Oto przykład tego, jak El Niño może przesunąć szanse na bardziej mokrą niż przeciętna zimę w Kalifornii (autorka zaznacza, że nie jest to prognoza, a jedynie ilustracja):

Innymi słowy, dzięki El Niño, Kalifornia ma większe szanse na bardziej mokrą zimę, ale nie 100 procent szans.

Co więcej, nawet jeśli deszcz przyjdzie, to może nie wystarczyć, aby całkowicie wymazać ogromny deficyt wody, który Kalifornia zbudowała w ciągu ostatnich pięciu lat. Stan prawdopodobnie potrzebuje rekordowych opadów, aby zakończyć suszę, a także potrzebuje odpowiedniej mieszanki deszczu (aby naładować zbiorniki) i śniegu w górach Sierra Nevada (aby stopić się podczas wiosny i lata).

Ostrzegamy również: Ulewny deszcz po suszy może przynieść powodzie i lawiny błotne. Południowa Kalifornia dostała możliwy podgląd w połowie października, kiedy krótki wybuch intensywnych deszczów doprowadził do poważnych lawin błotnych, które uwięziły setki samochodów. Więc ludzie muszą być gotowi.

El Niño ma tendencję do krzywdzenia niektórych krajów i przynoszenia korzyści innym

Nie jest całkiem dobrze powiedzieć, że wydarzenia El Niño są „złe” lub „dobre”. Mają one tendencję do wywierania różnego wpływu na różne regiony.

Jedno z ostatnich badań przeprowadzonych przez Uniwersytet w Cambridge wykazało, że przeciętnie zjawiska El Niño szkodzą działalności gospodarczej w Australii, Chile, Indonezji, Indiach, Japonii, Nowej Zelandii i Południowej Afryce. Powody były różne: susza i zmniejszone plony w Australii i Indiach, pożary lasów w Indonezji, mniej wydajne rybołówstwo w Peru.

Ale to badanie wykazało również, że średnio El Niño miało tendencję do zwiększania gospodarek w Argentynie, Kanadzie, Meksyku, a nawet w Stanach Zjednoczonych, przynajmniej w bardzo krótkim okresie. Ponownie, w grę wchodziło wiele czynników: Oprócz przyniesienia potrzebnego deszczu do Kalifornii i Teksasu, El Niño było związane z mniejszą aktywnością tornad w środkowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych i mniejszą liczbą huraganów na Oceanie Atlantyckim.

Tutaj znajduje się tabela szacowanych skutków ekonomicznych dla szerokiego wyboru krajów:

Znowu, każde duże El Niño jest inne i ma swoje własne idiosynkrazje. Więc pomyśl o tej tabeli jako o przybliżonym przewodniku niż ewangelii.

Istnieją również dwa ważne zwroty tutaj. Jak podkreślił Michel Jarraud z WMO na swojej październikowej konferencji prasowej, wiele krajów wyciągnęło wnioski z przeszłości i wdrożyło środki mające na celu ochronę przed skutkami El Niño. (Meksyk, na przykład, był dobrze przygotowany na rekordowo silny huragan na Pacyfiku, który uderzył w ten stan w zeszłym miesiącu.)

I odwrotnie, to El Niño rozgrywa się również w kontekście rekordowo ciepłych temperatur oceanu, więc może mieć nieprzewidywalne skutki. „Nasze naukowe zrozumienie El Niño znacznie wzrosło w ostatnich latach. Jednak to wydarzenie rozgrywa się na niezbadanym terytorium” – powiedział Jarraud. „To naturalnie występujące wydarzenie El Niño i zmiany klimatu wywołane przez człowieka mogą wzajemnie na siebie oddziaływać i modyfikować się w sposób, którego nigdy wcześniej nie doświadczyliśmy.”

El Niño pomaga uczynić rok 2015 rekordowo gorącym. Co z rokiem 2016?

Dzięki globalnemu ociepleniu, średnia temperatura powierzchni Ziemi wzrasta z biegiem czasu. Ale z roku na rok występuje duża zmienność. Lata El Niño mają tendencję do bycia nieco gorętszymi niż średnia. Lata La Niña (kiedy te wiatry handlowe wzmacniają się, a nie osłabiają) są nieco chłodniejsze od średniej. Jak w ten sposób:

Co się tutaj dzieje? Ponieważ ludzie ładują więcej gazów cieplarnianych do atmosfery, zatrzymujemy coraz więcej ciepła na powierzchni Ziemi. Ale ponad 90 procent tego dodatkowego ciepła jest pochłaniane przez oceany. Więc subtelne interakcje między oceanem a atmosferą może zrobić dużą różnicę dla temperatury powierzchni.

Gdy warunki w Pacyfiku są neutralne, więcej tego ciepła jest uwięzione pod powierzchnią oceanu. Kiedy tworzy się silne El Niño, więcej tego ciepła jest przekazywane na powierzchnię. To dlatego średnie temperatury powierzchni Ziemi osiągnęły nowe maksima w 1998 roku: mieliście kombinację globalnego ocieplenia i niezwykle silnego El Niño.

Co było niezwykłe w 2014 roku, to fakt, że był to prawdopodobnie najgorętszy rok w historii nawet bez wydarzenia El Niño – znak, że Ziemia nadal staje się cieplejsza ogólnie. Tymczasem rok 2015 jest w zasadzie gwarantowany, że będzie jeszcze gorętszy niż 2014.

Teraz wrzuć do mieszanki potwora El Niño, a my patrzymy na potencjalne pobicie rekordów. W styczniu, Gavin Schmidt z NASA wyjaśnił na konferencji prasowej, że temperatury zazwyczaj osiągają szczyt około trzech miesięcy po wystąpieniu El Niño. Biorąc pod uwagę, że prognozatorzy spodziewają się, że obecne El Niño potrwa do wiosny przyszłego roku, jest całkiem możliwe, że w 2016 roku również ustanowimy nowe rekordy. Będziemy musieli poczekać i zobaczyć.

Dalsza lektura:

• Blog ENSO prowadzony przezNOAA jest wspaniałym źródłem informacji na temat aktualizacji El Niño. Weather Underground również zamieszcza częste, wnikliwe aktualizacje.
• Warto również przeczytać ten kawałek autorstwa Erica Guilyardi, z Uniwersytetu w Reading, na temat wyzwań, jakie stoją przed prognostykami w modelowaniu ENSO, systemu Oceanu Spokojnego, którego El Niño jest częścią. „Dopóki nie zrozumiemy więcej, być może będziemy musieli pogodzić się z tym, że w dającej się przewidzieć przyszłości, ENSO nie może być wiarygodnie przewidywane z wyprzedzeniem większym niż kilka miesięcy”, pisze.