Эль-Ниньо и Южное колебание (ЭНСО): механизм, фазы и влияние на глобальный климат

Эль-Ниньо – Южное колебание (ЭНСО) признано доминирующей квазипериодической климатической аномалией. Оно возникает вследствие сложного взаимодействия между тропической акваторией Тихого океана и глобальной атмосферной циркуляцией. Данное явление служит ключевым источником межгодовой изменчивости погоды и климата на всей планете. Особенно уязвимы к его воздействию засушливые регионы, климат которых регулируется ячейками Хэдли.

Исторический анализ демонстрирует связь масштабных колебаний ЭНСО с крупными климатическими катастрофами. К ним относятся эпоха «Пыльного котла» (Dust Bowl) в США в 1930-х годах, а также разрушительные засухи и голод в регионах Сахель, Эфиопии и Судана в 1970-80-х годах. Это взаимодействие океана и атмосферы коренным образом изменяет режим увлажнения, ускоряя процессы опустынивания в экологически уязвимых зонах.

Рисунок 1. Схематические изображения циркуляции океана и атмосферы над Тихим океаном в нормальных условиях и в фазу Эль-Ниньо. На схеме показаны ключевые элементы: смещение области конвекции, изменение силы пассатов, направление волн Кельвина и динамика термоклина.

В стабильной, или нейтральной, фазе над теплой западной частью Тихого океана формируется восходящий воздушный поток. На большой высоте воздух движется на восток и опускается над холодными водами восточной части океана у побережья Перу. Этот нисходящий поток поддерживается охлаждающим эффектом апвеллинга — подъема глубинных холодных вод. Возникающий градиент давления усиливает пассаты, сгоняющие теплую поверхностную воду к западу.

Так создается самоподдерживающаяся система: мощный апвеллинг у Перу усиливает атмосферное опускание, а теплый водоем у Австралии — подъем воздуха. Однако каждые 2-7 лет эта стабильная циркуляция нарушается, инициируя фазу Эль-Ниньо. Индонезийско-австралийский центр нагрева смещается на восток, а пассаты ослабевают или меняют направление.

Ослабление ветрового барьера позволяет огромной массе теплой воды с запада Тихого океана переместиться на восток в виде внутренней волны Кельвина. Эта волна достигает побережья Южной Америки, вызывая резкое повышение температуры поверхности моря. Во время сильных событий аномалия может достигать +5…10 °C и сохраняться в течение многих месяцев, кардинально меняя локальные экосистемы.

Атмосферный отклик на это изменение известен как Южное колебание — крупномасштабное перераспределение давления между западной и восточной частями Тихого океана. Восходящие потоки с дождями смещаются в центральную и восточную акваторию, в то время как над Индонезией и Австралией устанавливается сухая погода. Это приводит к экологическим катастрофам: подавление апвеллинга губит популяции рыб, а проливные дожди вызывают наводнения в обычно засушливых регионах Перу и Чили.

Завершение фазы Эль-Ниньо часто приводит к резкому переходу в противоположную экстремальную фазу — Ла-Нинья. Холодный апвеллинг у берегов Южной Америки не просто восстанавливается, но и значительно усиливается, охлаждая обширные области экваториальной зоны Тихого океана. Эта фаза возобновляет нормальную циркуляцию, но с повышенной интенсивностью, что также оказывает глобальное климатическое воздействие.

Глобальное влияние ЭНСО отличается огромным географическим разнообразием и силой. Оно может вызывать катастрофические наводнения в западных Андах и на юге Калифорнии, одновременно провоцируя сильнейшие засухи в Венесуэле, северо-восточной Бразилии и на севере Перу. Посредством атмосферных телесвязей (teleconnections) аномалии распространяются по планете, становясь причиной засух в Африке, Индии и Австралии.

Исторические данные свидетельствуют о глубоком воздействии ЭНСО на человечество. Например, с этим явлением связывают катастрофическое ослабление индийского муссона в 1899 году, которое привело к Великому голоду, унесшему жизни миллионов людей. Таким образом, Эль-Ниньо – Южное колебание остается одним из наиболее мощных природных факторов, определяющих глобальную климатическую аномальность и сопутствующие социально-экономические последствия на временных масштабах от нескольких месяцев до нескольких лет.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Тимоти Куски

Источник: Энциклопедия наук о Земле и космосе

Данные публикации будут полезны студентам и аспирантам геологических специальностей, профессиональным геологам-тектонистам, специалистам в области геодинамики и региональной геологии, а также всем, кто интересуется фундаментальными процессами формирования и эволюции земной коры.