تعامل اقیانوس-اتمسفر و ENSO

جایی که اقیانوس آرام گرمسیری و اتمسفر بالای آن یکدیگر را تقویت می‌کنند، یک نوسان کوپل شده به نام نوسان جنوبی ال نینو، آب و هوای بخش زیادی از سیاره را هر چند سال یک بار بین فازهای گرم و سرد تغییر می‌دهد.

Definition

تعامل اقیانوس-اتمسفر، جفت‌شدگی دوطرفه بین دریا و هوا از طریق تبادلات انرژی و ماده است؛ نوسان جنوبی ال نینو، حالت کوپل شده اصلی این تعامل در اقیانوس آرام گرمسیری است که بین حالت‌های گرم و سرد نوسان می‌کند.

Scope

این موضوع شامل تبادلات گرما، رطوبت و تکانه در سطح مشترک هوا-دریا، دینامیک کوپل شده اقیانوس آرام گرمسیری، فازهای گرم (ال نینو) و سرد (لا نینا) ENSO و نوسان جنوبی در فشار اتمسفری، ارتباطات از راه دور جهانی که آنها تولید می‌کنند، و اساس پیش‌بینی فصلی می‌شود.

Core questions

• اقیانوس و اتمسفر چگونه گرما، رطوبت و تکانه را مبادله می‌کنند؟
• کدام بازخورد کوپل شده باعث ایجاد نوسان جنوبی ال نینو می‌شود؟
• رویدادهای ال نینو و لا نینا چگونه بر آب و هوا در سراسر جهان تأثیر می‌گذارند؟
• چگونه درک جفت‌شدگی اقیانوس-اتمسفر، پیش‌بینی فصلی آب و هوا را ممکن می‌سازد؟

Key theories

بازخورد بیرکنس

تضعیف بادهای تجاری باعث گرم شدن شرق اقیانوس آرام گرمسیری می‌شود که به نوبه خود بادها را بیشتر تضعیف می‌کند، یک بازخورد مثبت بین اقیانوس و اتمسفر که بیرکنس آن را موتور ال نینو شناسایی کرد.

دینامیک نوسانگر تأخیری ENSO

امواج اقیانوسی استوایی یک بازخورد منفی تأخیری ایجاد می‌کنند که گرمایش را معکوس می‌کند، بنابراین ENSO به عنوان یک نوسان خودپایدار بین حالت‌های ال نینو و لا نینا عمل می‌کند.

Mechanisms

بادهای تجاری آب گرم را در غرب اقیانوس آرام گرمسیری انباشته می‌کنند و باعث بالا آمدن آب سرد در شرق می‌شوند؛ هنگامی که بادها ضعیف می‌شوند، توده آب گرم به سمت شرق گسترش می‌یابد (ال نینو)، که از طریق بازخورد بیرکنس، بادها را بیشتر تضعیف می‌کند، در حالی که امواج اقیانوسی استوایی بعداً حالت اولیه را بازگردانده و از آن فراتر می‌روند (لا نینا)، و نوسانی را ایجاد می‌کنند که بارش‌های گرمسیری و آب و هوای جهانی را بازسازی می‌کند.

Clinical relevance

ENSO بزرگترین منبع تغییرپذیری آب و هوایی سال به سال است که الگوهای بارش، خشکسالی، سیل و طوفان را در سراسر قاره‌ها تغییر می‌دهد و تأثیرات عمده‌ای بر کشاورزی، آب، شیلات و خطر بلایای طبیعی دارد؛ قابلیت پیش‌بینی آن اساس پیش‌بینی‌های فصلی است که در سراسر جهان استفاده می‌شود.

History

مقاله بیرکنس در سال 1969، ال نینوی اقیانوسی و نوسان جنوبی اتمسفری را در یک پدیده کوپل شده واحد یکپارچه کرد؛ رویداد شدید 1982-1983 برنامه مشاهده TOGA را تحریک کرد، و تا دهه 1990 مدل‌های کوپل شده می‌توانستند ENSO را ماه‌ها قبل پیش‌بینی کنند، که یک نقطه عطف در پیش‌بینی آب و هوا بود.

Key figures

• Jacob Bjerknes
• George Philander
• Klaus Wyrtki

Seminal works

• philander1990
• bjerknes1969

Frequently asked questions

تفاوت بین ال نینو و لا نینا چیست؟

ال نینو فاز گرم است، با آب غیرمعمول گرم در مرکز و شرق اقیانوس آرام گرمسیری و بادهای تجاری تضعیف شده، در حالی که لا نینا فاز سرد است، با آب سردتر شرق اقیانوس آرام و بادهای تجاری قوی‌تر؛ هر دو الگوهای آب و هوایی جهانی را تغییر می‌دهند.

چرا ال نینو بر آب و هوا در نقاط دور از اقیانوس آرام تأثیر می‌گذارد؟

تغییرات در بارش‌های اقیانوس آرام گرمسیری، الگوهای گردش اتمسفری را تغییر می‌دهد که در سراسر جهان منتشر می‌شوند، که به آنها تله‌کانکشن (teleconnections) گفته می‌شود و بر دما و بارش در قاره‌های دوردست تأثیر می‌گذارند.