เอลนีโญ-ความผันผวนซีกโลกใต้

ความผันผวนของสภาพภูมิอากาศที่เด่นชัดในแต่ละปี ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงที่เชื่อมโยงกันระหว่างมหาสมุทรแปซิฟิกเขตร้อนและชั้นบรรยากาศ สลับไปมาระหว่างสภาวะเอลนีโญที่อบอุ่นและลานีญาที่เย็น

Definition

เอลนีโญ-ความผันผวนซีกโลกใต้เป็นรูปแบบการเชื่อมโยงระหว่างมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ในมหาสมุทรแปซิฟิกเขตร้อน โดยสลับไปมาระหว่างระยะเอลนีโญที่อบอุ่นและลานีญาที่เย็น ซึ่งส่งผลให้เกิดการจัดเรียงอุณหภูมิผิวน้ำทะเล ลมค้า และปริมาณน้ำฝนใหม่

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงปรากฏการณ์เอลนีโญ-ความผันผวนซีกโลกใต้ ซึ่งเป็นรูปแบบการเชื่อมโยงระหว่างมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศที่มีศูนย์กลางอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิกบริเวณเส้นศูนย์สูตร และก่อให้เกิดความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศระหว่างปีที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยจะกล่าวถึงกลไกป้อนกลับแบบ Bjerknes ที่ขับเคลื่อนปรากฏการณ์นี้ กระบวนการทางสมุทรศาสตร์ เช่น การปรับตัวของชั้นเทอร์โมไคลน์และคลื่นบริเวณเส้นศูนย์สูตรที่กำหนดช่วงเวลาของปรากฏการณ์ ระยะเอลนีโญที่อบอุ่นและลานีญาที่เย็น การเชื่อมโยงระยะไกลทั่วโลกที่ส่งผลกระทบ และความสามารถในการคาดการณ์และพฤติกรรมที่เปลี่ยนแปลงไปภายใต้สภาพภูมิอากาศที่ร้อนขึ้น

Core questions

• กลไกป้อนกลับใดที่เชื่อมโยงมหาสมุทรแปซิฟิกเขตร้อนและชั้นบรรยากาศเพื่อขับเคลื่อนปรากฏการณ์เอลนีโญ?
• กระบวนการทางสมุทรศาสตร์ใดที่กำหนดช่วงเวลาและระยะเวลาของเหตุการณ์?
• ความผันผวนนี้ส่งผลต่อสภาพอากาศทั่วโลกอย่างไร?
• สามารถคาดการณ์ได้มากน้อยเพียงใด และภาวะโลกร้อนอาจเปลี่ยนแปลงปรากฏการณ์นี้ได้อย่างไร?

Key theories

กลไกป้อนกลับแบบ Bjerknes

ลมค้าที่อ่อนกำลังลงทำให้น้ำในมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออกอุ่นขึ้น ซึ่งจะลดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างตะวันออก-ตะวันตก และทำให้ลมค้าอ่อนกำลังลงอีก ซึ่งเป็นกลไกป้อนกลับเชิงบวกที่ขับเคลื่อนระบบไปสู่ปรากฏการณ์เอลนีโญ โดยมีผลตรงกันข้ามที่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ลานีญา

ตัวแกว่งหน่วงและหน่วยความจำของมหาสมุทร

คลื่นมหาสมุทรบริเวณเส้นศูนย์สูตรจะกระจายน้ำอุ่นและปรับชั้นเทอร์โมไคลน์โดยมีความล่าช้า ซึ่งเป็นกลไกป้อนกลับเชิงลบที่ทำให้ระยะอบอุ่นกลับไปสู่ระยะเย็น และกำหนดช่วงเวลาหลายปี

Mechanisms

โดยปกติแล้ว ลมค้าที่พัดแรงจะพัดพาน้ำอุ่นไปสะสมในมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตก และยกชั้นเทอร์โมไคลน์ที่เย็นขึ้นในมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออก เมื่อลมค้าอ่อนกำลังลง น้ำอุ่นจะแพร่กระจายไปทางตะวันออก ทำให้การยกตัวของน้ำเย็นลดลงและขยายความร้อนผ่านกลไกป้อนกลับแบบ Bjerknes เพื่อก่อให้เกิดปรากฏการณ์เอลนีโญ จากนั้นคลื่นมหาสมุทรบริเวณเส้นศูนย์สูตรจะปรับชั้นเทอร์โมไคลน์และในที่สุดก็กลับทิศทางความผิดปกติ ในขณะที่มหาสมุทรแปซิฟิกที่อุ่นขึ้นจะเปลี่ยนการพาความร้อนในชั้นบรรยากาศและก่อให้เกิดรูปแบบการเชื่อมโยงระยะไกลที่เปลี่ยนแปลงสภาพอากาศทั่วโลก

Clinical relevance

เนื่องจากเอลนีโญและลานีญาทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำฝน ภัยแล้ง น้ำท่วม และรูปแบบพายุในหลายภูมิภาค การติดตามและพยากรณ์ความผันผวนนี้จึงเป็นหัวใจสำคัญของการพยากรณ์สภาพภูมิอากาศตามฤดูกาล และการจัดการความเสี่ยงในการเกษตร การจัดการน้ำ และการเตรียมพร้อมรับมือภัยพิบัติ

History

วอล์กเกอร์ได้ระบุความผันผวนซีกโลกใต้ในความกดอากาศเมื่อทศวรรษ 1920 และบเยิร์กเนสในปี 1969 ได้รวมปรากฏการณ์นี้เข้ากับเอลนีโญในมหาสมุทรให้เป็นปรากฏการณ์ที่เชื่อมโยงกันเพียงหนึ่งเดียว การติดตั้งเครือข่ายทุ่นลอยในมหาสมุทรแปซิฟิกเขตร้อนตั้งแต่ทศวรรษ 1980 และ 1990 ทำให้สามารถติดตามสถานการณ์แบบเรียลไทม์และพยากรณ์ตามฤดูกาลได้อย่างแม่นยำ

Debates

การตอบสนองของความผันผวนต่อภาวะโลกร้อน

ยังคงไม่แน่นอนว่าเหตุการณ์เอลนีโญจะรุนแรงขึ้น บ่อยขึ้น หรือผันผวนมากขึ้นหรือไม่เมื่อสภาพภูมิอากาศอุ่นขึ้น เนื่องจากแบบจำลองต่างๆ มีความเห็นไม่ตรงกันเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในกลไกป้อนกลับพื้นฐาน

Key figures

• Jacob Bjerknes
• George Philander
• Gilbert Walker
• Michael McPhaden

Seminal works

• bjerknes1969
• philander1990

Frequently asked questions

เอลนีโญกับลานีญาแตกต่างกันอย่างไร?

เอลนีโญคือระยะอบอุ่น โดยมีมหาสมุทรแปซิฟิกเขตร้อนตะวันออกที่อุ่นกว่าปกติและลมค้าอ่อนกำลังลง ในขณะที่ลานีญาคือระยะเย็น โดยมีมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออกที่เย็นกว่าและลมค้าที่แรงขึ้น

ทำไมเหตุการณ์ในมหาสมุทรแปซิฟิกจึงส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศทั่วโลก?

การเปลี่ยนแปลงของการพาความร้อนในมหาสมุทรแปซิฟิกเขตร้อนจะเปลี่ยนการหมุนเวียนของชั้นบรรยากาศและก่อให้เกิดรูปแบบคลื่นที่เรียกว่าการเชื่อมโยงระยะไกล ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและปริมาณน้ำฝนในภูมิภาคที่ห่างไกล