Взаимодействие океана и атмосферы и ЭНСО

Тропическая часть Тихого океана и атмосфера над ней взаимно усиливают друг друга, образуя связанное колебание, называемое Эль-Ниньо – Южное колебание (ЭНСО), которое каждые несколько лет переводит климат большей части планеты между теплыми и холодными фазами.

Definition

Взаимодействие океана и атмосферы — это двусторонняя связь между морем и воздухом посредством обмена энергией и веществом; Эль-Ниньо – Южное колебание является ведущим связанным режимом этого взаимодействия в тропической части Тихого океана, колеблющимся между теплыми и холодными состояниями.

Scope

Эта тема охватывает обмены теплом, влагой и импульсом на границе раздела воздух-море, связанные динамические процессы в тропической части Тихого океана, теплые (Эль-Ниньо) и холодные (Ла-Нинья) фазы ЭНСО и Южное колебание атмосферного давления, глобальные телесвязи, которые они порождают, а также основы сезонного прогнозирования.

Core questions

• Как океан и атмосфера обмениваются теплом, влагой и импульсом?
• Какая связанная обратная связь приводит к Эль-Ниньо – Южному колебанию?
• Как события Эль-Ниньо и Ла-Нинья влияют на погоду и климат во всем мире?
• Как понимание взаимодействия океана и атмосферы позволяет прогнозировать сезонный климат?

Key theories

Обратная связь Бьеркнеса

Ослабление пассатов приводит к потеплению восточной части тропического Тихого океана, что еще больше ослабляет ветры, создавая положительную обратную связь между океаном и атмосферой, которую Бьеркнес определил как двигатель Эль-Ниньо.

Динамика ЭНСО как запаздывающего осциллятора

Экваториальные океанические волны обеспечивают запаздывающую отрицательную обратную связь, которая обращает потепление вспять, поэтому ЭНСО ведет себя как самоподдерживающееся колебание между состояниями Эль-Ниньо и Ла-Нинья.

Mechanisms

Пассаты накапливают теплую воду в западной части тропического Тихого океана и вызывают апвеллинг холодной воды на востоке; когда ветры ослабевают, теплый бассейн распространяется на восток (Эль-Ниньо), что еще больше ослабляет ветры через обратную связь Бьеркнеса, в то время как экваториальные океанические волны позже восстанавливают и превышают исходное состояние (Ла-Нинья), производя колебание, которое реорганизует тропические осадки и глобальную погоду.

Clinical relevance

ЭНСО является крупнейшим источником межгодовой изменчивости климата, изменяя характер осадков, засух, наводнений и штормов на континентах, что имеет серьезные последствия для сельского хозяйства, водных ресурсов, рыболовства и рисков стихийных бедствий; его предсказуемость лежит в основе сезонных прогнозов, используемых во всем мире.

History

В статье Бьеркнеса 1969 года океаническое Эль-Ниньо и атмосферное Южное колебание были объединены в единое связанное явление; сильное событие 1982–1983 годов стимулировало программу наблюдений TOGA, и к 1990-м годам связанные модели могли прогнозировать ЭНСО на месяцы вперед, что стало важной вехой в прогнозировании климата.

Key figures

• Jacob Bjerknes
• George Philander
• Klaus Wyrtki

Seminal works

• philander1990
• bjerknes1969

Frequently asked questions

В чем разница между Эль-Ниньо и Ла-Нинья?

Эль-Ниньо — это теплая фаза, характеризующаяся необычно теплой водой в центральной и восточной частях тропического Тихого океана и ослабленными пассатами, в то время как Ла-Нинья — это холодная фаза, характеризующаяся более холодной водой в восточной части Тихого океана и более сильными пассатами; обе фазы изменяют глобальные погодные условия.

Почему Эль-Ниньо влияет на погоду далеко от Тихого океана?

Изменения в тропических осадках Тихого океана изменяют схемы атмосферной циркуляции, которые распространяются по всему земному шару, называемые телесвязями, влияя на температуру и осадки на отдаленных континентах.