Перуанское Течение Гумболдта: «Тихоокеанская Река. Явления эль-ниньо и ла-ниньо Роковые дальние связи

Во все времена желтая пресса поднимала свои рейтинги за счет различных новостей, имеющих мистический, катастрофический, провокационный или разоблачающий характер. Однако в последнее время все чаще людей начинают пугать различными природными катаклизмами, концами света и т. д. В этой статье мы поговорим об одном природном явлении, которое порой граничит с мистикой - теплом течении Эль-Ниньо. Что это? Такой вопрос часто задают люди на различных интернет-форумах. Попробуем ответить на него.

Природный феномен Эль-Ниньо

В 1997-1998 гг. на нашей планете разыгралась одна из наиболее масштабных за всю историю наблюдений природная катастрофа, связанная с этим явлением. Сей загадочный феномен наделал много шума и привлек к себе пристальное внимание мировых средств массовой информации, и имя ему - за явление, расскажет энциклопедия. Если выражаться научным языком, то Эль-Ниньо - это комплекс изменений химических и термобарических параметров атмосферы и океана, принимающих характер стихийного бедствия. Как видите, весьма сложное для восприятия определение, поэтому попробуем рассмотреть его глазами обычного человека. В справочной литературе сказано, что явление Эль-Ниньо представляет собой всего лишь теплое течение, которое иногда возникает у берегов Перу, Эквадора и Чили. Природу появления этого течения ученые объяснить не могут. Само название феномена произошло из испанского языка и означает «младенец». Эль-Ниньо получило свое имя благодаря тому, что появляется оно только в конце декабря и совпадает с католическим Рождеством.

Нормальная ситуация

Дабы понять весь аномальный характер этого феномена, для начала рассмотрим обычную климатическую ситуацию в данном регионе планеты. Всем известно, что мягкую погоду в Западной Европе определяет теплое течение Гольфстрим, в Тихом же океане Южного полушария тон задает холодное антарктическое Преобладающие здесь Атлантические ветры - пассаты, которые дуют на западное южноамериканское побережье, пересекая высокогорные Анды, оставляют всю влагу на восточных склонах. В результате западная часть материка представляет собой каменистую пустыню, где дожди чрезвычайно редки. Однако когда пассаты набирают в себя столько влаги, что могут ее перенести через Анды, то они формируют здесь мощное поверхностное течение, которое вызывает нагон воды у берегов. Внимание специалистов привлекла колоссальная биологическая активность этого региона. Здесь на относительно небольшом пространстве годовая добыча рыбы превышает на 20% общемировую. Это приводит и к увеличению в регионе рыбоядных птиц. А в местах их скопления сосредотачивается колоссальная масса гуано (помета) - ценного удобрения. В некоторых местах толщина его слоев достигает 100 метров. Эти залежи стали объектом промышленной добычи и экспорта.

Катастрофа

А теперь рассмотрим, что происходит, когда появляется теплое течение Эль-Ниньо. В таком случае ситуация резко меняется. Повышение температуры приводит к массовой гибели или уходу рыбы и, как следствие, птиц. Далее происходит падение атмосферного давления в восточной части Тихого океана, появляются облака, стихают пассаты, и ветра меняют свое направление на противоположное. В результате на западные склоны Анд обрушиваются потоки воды, здесь бушуют паводки, наводнения, сели. А на противоположной части Тихого океана - в Индонезии, Австралии, Новой Гвинее - начинается страшная засуха, что приводит к лесным пожарам и уничтожению сельскохозяйственных насаждений. Однако этим явление Эль-Ниньо не ограничивается: от чилийских берегов и до Калифорнии начинают развиваться «красные приливы», которые вызваны ростом микроскопических водорослей. Казалось бы, все понятно, однако природа феномена до конца не ясна. Так, появление теплых вод океанографы считают следствием смены ветров, а метеорологи смену ветров объясняют разогревом вод. Вот такой за порочный круг? Однако давайте рассмотрим некоторые обстоятельства, которые упустили специалисты-климатологи.

Дегазационный сценарий Эль-Ниньо

Что это за феномен, помогли разобраться геологи. Для простоты восприятия попробуем отойти от специфических научных терминов и рассказать все общедоступным языком. Оказывается, Эль-Ниньо образуется в океане над одним из наиболее активных геологических участков рифтовой системы (разрыв земной коры). Из недр планеты активно выделяется водород, который, достигая поверхности, образует реакцию с кислородом. Вследствие этого возникает тепло, которое и разогревает воду. Кроме того, это приводит и к возникновению над регионом, что также способствует более интенсивному нагреву океана солнечным излучением. Скорее всего, роль Солнца является определяющей в данном процессе. Все это приводит к увеличению испарений, снижению давления, в результате чего и образуется циклон.

Биологическая продуктивность

Почему же в этом регионе такая высокая биологическая активность? По оценкам ученых, она соответствует обильно «удобряемым» прудам в Азии и более чем в 50 раз превышает таковую в других частях Тихого океана. Традиционно это принято объяснять ветровым сгоном теплых вод от берега - апвеллингом. В результате этого процесса холодная вода, обогащенная питательными компонентами (азотом и фосфором), поднимается из глубин. А когда появляется Эль-Ниньо, апвеллинг прерывается, вследствие чего птицы и рыбы гибнут либо мигрируют. Казалось бы, все понятно и логично. Однако и здесь ученые многого не договаривают. Например, механизм подъема воды из глубин океана слегка Ученые производят замеры температур на различных глубинах, ориентированных перпендикулярно берегу. Затем строят графики (изотермы), сравнивая уровень прибрежных и глубинных вод, и на этом делают вышеупомянутые выводы. Однако замер температуры в прибрежных водах некорректен, ведь известно, что их холодность определена Перуанским течением. Да и процесс построения изотерм поперек береговой линии неверен, ведь преобладающие ветры дуют вдоль нее.

Зато геологическая версия легко вписывается в данную схему. Давно известно, что в толще вод этого региона очень низкое содержание кислорода (причиной является геологический разрыв) - ниже, чем в любой точке планеты. А верхние слои (30 м), наоборот, аномально богаты им из-за Перуанского течения. Вот в этом-то слое (над рифтовыми зонами) и создаются уникальные условия для развития жизни. Когда же появляется течение Эль-Ниньо, в регионе усиливается дегазация, и тонкий поверхностный слой насыщается метаном и водородом. Это и приводит к гибели живых существ, а вовсе не отсутствие кормовой базы.

Красные приливы

Однако с наступлением экологической катастрофы жизнь здесь не замирает. В воде начинают активно размножаться одноклеточные водоросли - динофлагелляты. Их красная окраска является защитой от солнечного ультрафиолета (мы ведь уже упоминали, что над регионом образуется озоновая дыра). Так, благодаря обилию микроскопических водорослей многие морские организмы, выполняющие роль океанских фильтров (устрицы и др.), становятся ядовитыми, и употребление их в пищу приводит к тяжелым отравлениям.

Модель подтверждается

Рассмотрим интересный факт, подтверждающий реальность дегазационной версии. Американским исследователем Д. Уокером проведена работа по анализу участков данного подводного хребта, в результате чего он пришел к выводу, что в годы появления Эль-Ниньо резко усиливалась сейсмическая активность. А ведь давно известно, что она часто сопровождается усилением дегазации недр. Так что, скорее всего, ученые просто перепутали причину и следствие. Получается, что измененное направление течения Эль-Ниньо - это следствие, а не причина последующих событий. В пользу этой модели свидетельствует и то, что в эти годы вода буквально бурлит от выделения газов.

Ла-Нинья

Так называют заключительную фазу Эль-Ниньо, в результате которой происходит резкое похолодание воды. Естественное объяснение подобного явления - это разрушение озонового слоя над Антарктидой и Экватором, что вызывает и приводит к притоку холодной воды в Перуанском течении, которое и остужает Эль-Ниньо.

Первопричина в космосе

Средства массовой информации обвиняют Эль-Ниньо в наводнениях в Южной Корее, небывалых морозах в Европе, засухах и пожарах в Индонезии, разрушении озонового слоя и т. д. Однако если вспомнить тот факт, что упомянутое течение - всего лишь следствие геологических процессов, происходящих в недрах Земли, то следует задуматься и о первопричине. А она скрывается в воздействии на ядро планеты Луны, Солнца, планет нашей системы, а также других небесных тел. Так что ругать Эль-Ниньо бесполезно...

Первый раз я услышала слово «Эль-Ниньо» в США в 1998 году. В то время это природное явление было хорошо знакомо американцам, но почти неизвестно у нас в стране. И не удивительно, т.к. Эль-Ниньо зарождается в Тихом океане у берегов Южной Америки и очень сильно влияет на погоду в южных штатах США. Эль-Ни́ньо (в переводе с испанского El Niño — малыш, мальчик) по терминологии климатологов - одна из фаз так называемой Южной осцилляции, т.е. колебаний температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, во время которой область нагретых поверхностных вод смещается к востоку. (Для справки: противоположная фаза осцилляции - смещение поверхностных вод к западу - называется Ла-Нинья (La Niña — малышка, девочка)). Периодически возникающий в океане феномен Эль-Ниньо сильно влияет на климат всей планеты. Один из самых масштабных Эль-Ниньо произошел как раз в 1997-1998 году. Он было настолько сильным, что привлек внимание мировой общественности и прессы. Тогда же распространились теории о связи Южной осцилляции с глобальными изменениями климата. По мнению экспертов прогревающее явление Эль-Ниньо является одной из основных движущих сил естественной изменчивости нашего климата.

В 2015 году Всемирная метеорологическая организация сообщила, что, появившийся раньше срока и получивший название «Брюс Ли» Эль-Ниньо может стать одним из самых мощных, начиная с 1950 года. Его появления ожидали в прошлом году, основываясь на данных о росте температуры воздуха, однако эти модели не оправдали себя, и Эль-Ниньо не проявился..

В начале ноября американское агентство NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) выпустило подробный отчет о состоянии Южной осцилляции и проанализировало возможное развитие Эль-Ни́ньо в 2015-2016 году. Отчет опубликован на сайте NOAA. В выводах данного документа говорится, что в настоящее время имеются все условия для образования Эль-Ни́ньо, средняя температура поверхности экватериаальной части Тихого океана (SST) имеет повышенные значения и продолжает повышаться. Вероятность того, что Эль-Ни́ньо будет развиваться на протяжении зимы 2015-2016 г. составляет 95% . Постепенный спад Эль-Ни́ньо прогнозируется весной 2016 года. В отчете опубликован интересный график, показывающий изменение SST с 1951 г. Голубые области соответствуют пониженным температурам (Ла-Нинья), оранжевым цветом показаны завышенные температуры (Эль-Ни́ньо). Предыдущее сильное повышение SST на 2 °С наблюдалось в 1998 г.

Данные, полученные в октябре 2015 г. говорят о том, что анамалия SST в эпицентре уже достигает 3 °С.

Несмотря на то, что причины Эль-Ниньо до конца ещё не исследованы, известно, что он начинается с того, что ветры пассаты, ослабляются в течение нескольких месяцев. Серия волн движется по Тихому океану вдоль экватора и создаёт массив тёплой воды у Южной Америки, где обычно океан имеет низкие температуры вследствие подъёма глубинных вод океана к поверхности. Ослабление пассатов с учётом противодействия им сильного западного ветра может также создать парный циклон (к югу и к северу от экватора), что является ещё одним признаком будущего Эль-Ниньо.

Изучая причины Эль-Ниньо ученые геологи обратили внимание на то, что феномен возникает в восточной части Тихого океана, там, где сложилась мощнейшая рифтовая система. Американский исследователь Д. Уокер нашел четкую связь между усилением сейсмичности на восточно-тихоокеанском поднятии и Эль-Ниньо. Российский ученый Г. Кочемасов увидел еще любопытную деталь: поля рельефа океанского потепления почти один к одному повторяют структуру земного ядра.

Одна из интересных версий принадлежит российскому ученому - доктору геолого-минералогических наук Владимиру Сывороткину. Впервые она была высказана еще в 1998 году. По мнению ученого, в горячих точках океана располагаются мощнейшие центры водородно-метановой дегазации. А проще - источники постоянного выброса газов со дна. Их видимые признаки - выходы термальных вод, черные и белые курильщики. В районе берегов Перу и Чили в годы Эль-Ниньо идет массовое выделение сероводорода. Вода бурлит, стоит жуткий запах. При этом в атмосферу закачивается потрясающая сила: примерно в 450 миллионов мегаватт.

Феномен Эль-Ниньо сейчас изучается и обсуждается все интенсивнее. Группа исследователей из Немецкого национального центра наук о земле пришла к выводу, что загадочное исчезновение цивилизации индейцев майя в Центральной Америке могло быть вызвано сильными климатическими изменениями, вызванными Эль-Ниньо. На рубеже IX и X веков нашей эры на противоположных концах земли практически одновременно прекратили существование две крупнейшие цивилизации того времени. Речь идет об индейцах майя и падении китайской династии Тан, вслед за которым последовал период междоусобных распрей. Обе цивилизации находились в муссонных регионах, увлажнение которых зависит от сезонного выпадения осадков. Однако наступило время, когда дождливый сезон оказался не в состоянии обеспечить количество влаги, достаточное для развития сельского хозяйства. Засуха и последовавший за ней голод привели к закату этих цивилизаций, полагают исследователи. Ученые пришли к этим выводам, изучив характер осадочных отложений в Китае и Мезоамерике, относящихся к указанному периоду. Последний император династии Тан умер в 907 году нашей эры, а последний известный календарь майя датируется 903 годом.

Климатологи и метеорологи говорят о том, что Эль-Ниньо 2015 года , пик которого придется на период с ноября 2015 по январь 2016 г., будет одним из самых сильных. Эль-Ниньо приведет к крупномасштабным нарушениям циркуляции атмосферы, что может вызвать засухи в традиционно влажных регионах и наводнения - в засушливых.

Феноменальное явление, которое считается одним из проявлений развивающегося Эль-Ниньо, наблюдается сейчас в Южной Америке. Пустыня Атакама, которая находится на территории Чили и представляет собой одно из самых засушливых мест на Земле, покрылась цветами.

Эта пустыня богата месторождениями селитры, йода, поваренной соли и меди, на протяжении четырех столетий здесь не наблюдалось существенных осадков. Причина в том, что перуанское течение охлаждает нижние слои атмосферы и создает температурную инверсию, которая препятствует выпадению осадков. Дождь здесь выпадает раз в несколько десятков лет. Однако 2015 году на Атакаму обрушились необычайно сильные осадки. В результате спящие луковицы и ризомы (растущие горизонтально подземные корни) дали ростки. Блеклые равнины Атакамы покрылись желтыми, красными, фиолетовыми и белыми цветками — ноланами, бомареями, родофиалами, фуксиями и мальвами. Впервые пустыня зацвела в марте, после неожиданно интенсивных дождей, из-за которых в Атакаме начались наводнения и погибло около 40 человек. Сейчас растения зацвели второй раз за год, перед началом южного лета.

Что принесет Эль-Ниньо 2015? Ожидается, что мощный Эль Ниньо принесет долгожданные ливни в засушливые районы США. В других странах эффект его может быть противоположным. В западных областях Тихого океана Эль Ниньо создает повышенное атмосферное давление, принося сухую и солнечную погоду в обширные области Австралии, Индонезии, а иногда - даже Индии. Влияние Эль-Ниньо на Россию до сих пор носило ограниченный характер. Считается, что под влиянием Эль-Ниньо в октябре 1997 года в Западной Сибири установилась температура выше 20 градусов, и тогда заговорили об отступлении на север вечной мерзлоты. В августе 2000 года специалисты МЧС объясняли именно воздействием феномена Эль-Ниньо серию ураганов и ливней, прокатившихся по стране.

Должен отступить. Ему на смену спешит диаметрально противоположное явление - Ла-Нинья. И если первый феномен с испанского языка можно перевести как «ребенок» или «мальчик», то Ла-Нинья означает «девочка». Ученые надеются, что явление поможет несколько сбалансировать климат в обоих полушариях, опустив среднегодовую температуру, которая сейчас стремительно летит вверх.

Что такое Эль-Ниньо и Ла-Нинья

Эль-Ниньо и Ла-Нинья- это теплое и холодное течения или характерные для экваториальной зоны Тихого океана противоположные экстремальные значения температуры воды и атмосферного давления, которые длятся около шести месяцев.

Феномен Эль-Ниньо заключается в резком повышении температуры (на 5-9 градусов) поверхностного слоя воды на востоке Тихого океана на площади около 10 млн кв. км.

Ла-Нинья - противоположность Эль-Ниньо - проявляется как снижение поверхностной температуры воды ниже климатической нормы на востоке тропической зоны Тихого океана.

Вместе они представляют собой так называемое Южное колебание.

Как образуется Эль-Ниньо? Вблизи тихоокеанского побережья Южной Америки действует холодное Перуанское течение, которое возникает благодаря пассатам. Примерно один раз в 5-10 лет пассаты ослабевают на 1-6 месяцев. В результате холодное течение прекращает свою «работу», а к берегам Южной Америки смещаются теплые воды. Именно это явление и называют Эль-Ниньо. Энергия Эль-Ниньо в состоянии привести к возмущениям всю атмосферу Земли, провоцирует экологические катастрофы, феномен причастен к многочисленным погодным аномалиям в тропиках, которые нередко приводят к материальным убыткам и даже к человеческим жертвам.

Что принесет планете Ла-Нинья

Также как и Эль-Ниньо, Ла-Нинья появляется с определенной цикличностью от 2 до 7 лет и длится от 9 месяцев до года. Жителям Северного полушария явление грозит снижением зимней температуры на 1-2 градуса, что в нынешних условиях не так уж и плохо. Если учесть, что Земли сдвинулись, и теперь весна приходит на 10 лет раньше, чем еще 40 лет назад.

Следует также отметить, что Эль-Ниньо и Ла-Нинья необязательно должны сменять друг друга – часто между ними могут находиться несколько «нейтральных» лет.

Но не стоит ждать, что Ла-Нинья придет быстро. Судя по наблюдениям, этот год будет находиться под властью Эль-Ниньо, о чем свидетельствуют ежемесячные как планетарного, так и локального масштаба. «Девочка» начнет давать свои плоды не раньше 2017 года.

Доктор географических наук Д. ФАЩУК.

Природные катастрофы не редкость на нашей планете. Они случаются как на суше, так и на море. Механизмы развития катастрофических явлений настолько запутаны, что ученым требуются годы, чтобы приблизиться к пониманию сложного комплекса причинно-следственных связей в системе "атмосфера - гидросфера - земля".

Циркуляция вод Тихого океана состоит из двух антициклонических круговоротов.

В нормальные по климатическим условиям годы у побережья Перу рыбы хватает всем: и людям, и птицам.

При ослаблении пассатных ветров накопившаяся в период Ла-Нинья у западного побережья океана теплая вода "откатывается" на восток.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Многолетние наблюдения показывают, что аномалии температуры поверхности Тихого океана у побережья Латинской Америки в периоды развития Эль-Ниньо и Ла-Нинья (вверху) находятся в противофазе с изменениями индекса Южного колебания (внизу).

Наука и жизнь // Иллюстрации

В обычных условиях (Ла-Нинья) тихоокеанские пассаты дуют в западном направлении (схема вверху).

Изобилие рыбы в зоне Перуанского апвеллинга привлекает к побережью Латинской Америки множество птиц.

Одно из разрушительных природных явлений, сопровождающееся многочисленными человеческими жертвами и колоссальными материальны ми потерями, - Эль-Ниньо. В переводе с испанского Эль-Ниньо означает "младенец мальчик", а названо оно так потому, что нередко приходится на Рождество. Этот "младенец" приносит с собой подлинное бедствие: у побережий Эквадора и Перу резко, на 7-12 о С, повышается температура воды, исчезает рыба и гибнут птицы, начинаются затяжные проливные дожди. Легенды о таких явлениях сохранились у индейцев местных племен еще с тех времен, когда эти земли не были завоеваны испанцами, а перуанские археологи установили, что в глубокой древности местные жители, защищаясь от катастрофических ливневых дождей, строили дома не с плоскими, как сейчас, а с двускатными крышами.

Хотя обычно к Эль-Ниньо относят лишь океанические эффекты, на самом деле это явление тесно связано с метеорологическими процессами, которые называются "Южное колебание" и представляют собой, образно говоря, атмосферные "качели" размером с океан. Кроме того, современным исследователям природы Земли удалось выявить еще и геофизическую составляющую этого удивительного феномена: оказывается, механические и термические колебания атмосферы и океана объединенными усилиями раскачивают нашу планету, что также отражается на интенсивности и периодичности экологических катастроф.

ОКЕАНСКИЕ ВОДЫ ТЕКУТ И…
ИНОГДА ОСТАНАВЛИВАЮТСЯ

В южной тропической части Тихого океана в нормальные годы (при среднеклиматических условиях) располагается громадный круговорот с движением вод против часовой стрелки. Восточную часть круговорота представляет холодное Перуанское течение, направляющееся вдоль побережий Эквадора и Перу на север. В районе Галапагосских островов под воздействием пассатных ветров оно поворачивает на запад, переходя в Южное экваториальное течение, которое несет относительно холодные воды в этом направлении вдоль экватора. На всем протяжении границы его контакта в районе экватора с теплым межпассатным противотечением образуется экваториальный фронт, препятствующий поступлению теплых вод противотечения к побережью Латинской Америки.

Благодаря такой системе циркуляции вод вдоль побережья Перу, в зоне Перуанского течения, формируется огромная область подъема относительно холодных глубинных вод, хорошо удобренных минеральными соединениями, - Перуанский апвеллинг. Естественно, он обеспечивает высокий уровень биологической продуктивности в этом районе. Такая картина получила название "Ла-Нинья" (в переводе с испанского "младенец девочка"). Эта "сестрица" Эль-Ниньо вполне безобидна.

В аномальные по климатическим условиям годы Ла-Нинья перевоплощается в Эль-Ниньо: холодное Перуанское течение, как это ни парадоксально, практически останавливается, "перекрывая" тем самым подъем глубинных холодных вод в зоне апвеллинга, и как следствие резко снижается продуктивность прибрежных вод. Температура поверхности океана во всем районе повышается до 21-23 о С, а иногда и до 25-29°С. Контраст температур на границе Южного экваториального течения с теплым межпассатным или вообще исчезает - экваториальный фронт размывается, и теплые воды Экваториального противотечения беспрепятственно распространяются в сторону побережья Латинской Америки.

Интенсивность, масштабы и продолжительность Эль-Ниньо могут существенно меняться. Так, например, в 1982-1983 годах, в период самого интенсивного за 130-летний срок наблюдений Эль-Ниньо, это явление началось в сентябре 1982-го и продолжалось до августа 1983 года. При этом максимальные значения температуры поверхности океана в прибрежных городах Перу от Талары до Кальяо превысили среднемноголетние для ноября-июля на 8-10 о С. В Таларе они достигали 29 о С, а в Кальяо - 24 о С. Даже в самых южных районах развития катастрофы (18 град. южной широты) аномалии прибрежных значений температуры поверхности океана составляли 6-7 о С, а общая площадь Тихого океана, охваченная Эль-Ниньо, равнялась 13 млн км 2 .

Естественно, что при таких масштабах и интенсивности явления аномалии климатических параметров не только распространились на континентальную периферию Тихого океана, но и достигли также Северной Европы и Южной Африки. Аналогичная ситуация отмечалась и в период 1997-1998 годов. Более того, ученые полагают, что в далеком геологическом прошлом могли случаться супер-Эль-Ниньо, длившиеся по 200 лет, которые помимо кратковременных аномалий климата приводили к продолжительным периодам потепления.

Любопытно, что за последние 50 лет, как и в предыдущий полувековой период, в характере аномалий температуры поверхности океана в районе развития Эль-Ниньо выделен целый спектр циклов - от 2 до 7 лет, но все они оказались ненадежными для прогноза явления.

АТМОСФЕРНЫЕ "КАЧЕЛИ"

После знакомства с океаническими механизмами развития Эль-Ниньо логично поинтересоваться: какая же сила останавливает холодное Перуанское течение? Ответ на этот вопрос заставляет обратиться к одному из "дирижеров" жизни морской экосистемы - атмосферной циркуляции.

В 1924 году английский метеоролог Гилберт Уокер разработал и успешно применил на практике так называемый "метод мировой погоды", в основе которого заложен поиск "дальних связей" между изменениями гидрометеорологических элементов в различных районах земного шара. Исследуя природу муссонных ветров в Южной и Юго-Восточной Азии, Уокер проанализировал аномалии атмосферного давления в субтропической зоне Южного полушария и пришел к заключению, что муссоны являются частью глобальной циркуляции атмосферы, а не ее региональным элементом. Оказалось, что над Австралийско-Индонезийским районом Индийского океана и над акваторией южной части Тихого океана (район острова Таити) атмосферное давление, не без помощи индийского муссона, изменяется в противофазе. Центры действия этих гигантских "качелей" давления располагаются, таким образом, в Южном полушарии - поэтому и появилось название "Южное колебание".

Только через 40 лет, в 1966-1969 годах, норвежский метеоролог Якоб Бьеркнес связал Южное колебание с Эль-Ниньо. Ему удалось установить, что когда "качели" наклонены в сторону Австралии, Перуанский апвеллинг работает нормально, устойчивые пассаты гонят холодную воду мимо Галапагосских островов на запад (в сторону низкого давления) вдоль экватора. То есть наблюдается "холодная" фаза Южного колебания - Ла-Нинья, в период которой экологических катастроф на планете не происходит. При этом уровень Тихого океана в его западной части на полметра выше, чем в восточной: пассаты нагоняют на запад теплую воду.

В случае же, когда "качели" наклонены в сторону Таити, жди беды, происходит сбой в обычной системе циркуляции Тихого океана, пассаты ослабевают вплоть до смены направления на восточное (в сторону низкого давления), и теплая вода от побережья Новой Гвинеи устремляет ся на восток. Перуанское течение по этой причине "останавливается", и далее развивается вся цепочка событий, связанных с "теплой" фазой Южного колебания, - Эль-Ниньо. При этом разность уровней в восточной и западной частях океана меняет знак. Теперь он уже в восточной части на полметра выше, чем в западной.

Такой механизм взаимодействия атмосферы и океана в периоды Эль-Ниньо дал основание предположить, что в первую очередь этот феномен отражает реакцию океана на воздействие переменных пассатных ветров. Четко зарегистрированные приборами колебания уровня на восточной и западной перифериях Тихого океана при смене "теплой" и "холодной" фаз Эль-Ниньо представляют, по сути дела, те же самые "качели", но не в атмосфере, а в океане. Причина их раскачивания - пассатные ветры. После смены их традиционного направления или ослабления интенсивности накопившаяся в период Ла-Нинья у западного побережья океана теплая вода в виде так называемой внутренней волны Кельвина "откатывается" к берегам Перу и Эквадора и вносит свой вклад в подавление апвеллинга и повышение температуры поверхности океана.

После открытия Бьеркнесом связи явления Эль-Ниньо с Южным колебанием для оценки степени возмущения (аномальности состояния) глобальной атмосферной и океанической циркуляции ученые стали использовать индекс Эль-Ниньо/Южное колебание - SOI (Southern Oscillation Index). Он дает количественную характеристику Южного колебания и отражает разность давлений над островом Таити и городом Дарвин в Северной Австралии.

Исследователи попытались выявить закономерности изменения индекса SOI, что позволило бы прогнозировать время наступления экологических катастроф, но, к сожалению, за почти 130-летнюю историю наблюдений за давлением в центрах Южного колебания (так же как и в случае с аномалиями температуры поверхности океана) видимых устойчивых циклов в его изменениях обнаружено не было. Явление Эль-Ниньо повторяется с промежутком от 4 до 18 лет, наиболее часто отмечались 6-8-летние интервалы.

Такая неразбериха в циклах позволяет предположить, что, скорее всего, ученые учитывают не все факторы, участвующие в развитии этого явления. И совсем недавно предположение подтвердилось.

ПЛАНЕТА-ЮЛА РАСКАЧИВАЕТ ОКЕАН

Океанические и метеорологические процессы и причинно-следственные связи, ответственные за возникновение Эль-Ниньо, развиваются в водной среде и над поверхностью Земли, которая, как известно, вращается вокруг своей оси со скоростью 7,29. 10 -5 рад/с. Ось вращения наклонена к плоскости земной орбиты - эклиптике - под углом 66 о 33".

Так как Земля сплюснута по оси и представляет собой эллипсоид вращения, то на ее экваторе наблюдается избыток массы. Силы притяжения Луны и Солнца, таким образом, оказываются приложены не к центру массы нашей планеты. В результате возникает момент сил, который заставляет Землю прецессировать, наклоняться вперед, одновременно вращаясь. Земная ось, оказывается, "качается" из стороны в сторону с периодом 26 тыс. лет и угловой амплитудой 27 о 27", описывая конус, точно юла при слабом заводе. Но это еще не все. Моменты сил притяжения, заставляющих Землю "качаться", зависят от ее положения по отношению к Луне и Солнцу, которое, естественно, постоянно меняется. В результате одновременно с прецессированием происходит нутация (колебание) оси вращения Земли. Она проявляется в короткопериодных колебаниях оси ("вибрациях") с периодом 428 суток и угловой амплитудой всего 18,4". Все эти механизмы вызывают "биение" полюсов с периодом в 6 лет и максимальным отклонением от среднего положения лишь на 15 м.

Совместное воздействие описанного комплекса геофизических факторов выражается в развитии в атмосфере и Мировом океане лунно-солнечных нутационных колебаний. Они, в свою очередь, усиливают волны полюсных приливов, которые возникают в результате "биения" полюсов. Сумма этих геофизических вариаций, несомненно, влияет на развитие Эль-Ниньо.

ПРОЩАЙ, ГУАНО!

Самым дорогим национальным достоянием любого государства, безусловно, являются живущие в нем люди. Но если подойти к вопросу более прагматично, то под этим понятием чаще всего подразумевают природные ресурсы. В одной стране - залежи нефти и газа, в другой - месторождения золота и алмазов или других ценных минералов. В этом смысле государство Перу уникально: одним из самых значимых национальных богатств страны оказывается… гуано - птичий помет.

Дело в том, что на побережье государства находится самое большое в мире сообщество птиц (до 30 млн особей), интенсивно производящих лучшее из естественных удобрений, содержащее 9% соединений азота и 13% фосфора. Основными поставщиками этого богатства являются три вида птиц: перуанский баклан, пестрая олуша и пеликан. За многие века они произвели "сугробы" удобрений высотой до 50 м. Чтобы добиться такой производительности, птицам приходится съедать 2,5 млн тонн рыбы в год - 20-25% мирового улова анчоусовых рыб. Благо апвеллинг обеспечивает в этом районе скопление несметных запасов основной птичьей пищи - перуанского анчоуса. В годы Ла-Нинья его количество у берегов Перу так велико, что пищи хватает не только птицам, но и людям. До недавнего времени уловы рыбаков этой относительно небольшой страны достигали 12,5 млн тонн в год - в два раза больше, чем добывают все остальные страны Северной и Центральной Америки. Неудивительно, что доход рыбной промышленности Перу составляет одну треть валового внешнеторгового дохода страны.

Во время Эль-Ниньо апвеллинг разрушается, продуктивность прибрежных вод резко падает, происходит массовая гибель анчоусов от голода и резкого потепления воды. В итоге кормовая база птиц - скопления анчоусов - прекращает свое существование. Численность пернатых производителей удобрений в эти периоды сокращается в 5-6 раз, а уловы рыбаков становятся символическими.

РОКОВЫЕ ДАЛЬНИЕ СВЯЗИ

Среди огромного количества изречений, оставленных нам философами Древнего Рима и Греции, лучшим девизом экологических исследований может служить выражение "Praemonitus praemunitus" ("Предупрежденный вооружен"). Да, сегодня ученым есть о чем предупреждать миллионы жителей нашей планеты.

В период Эль-Ниньо 1982-1983 годов от наводнений, засух и других стихийных бедствий погибло свыше двух тысяч человек, а материальные убытки составили более 13 млрд долларов США. Люди оказались безоружными перед лицом стихии, так как не знали о грядущих катастрофах, хотя механизм их развития более чем прост.

Поле поверхностной температуры воды определяет расположение в воздухе над поверхностью океана областей конвекции, в которых происходит интенсивное облакообразование. Чем больше разность температур воды и атмосферы, тем активней протекает этот процесс. При явлении Ла-Нинья вдоль тихоокеанского побережья Латинской Америки контраст температур вода-воздух из-за развитого апвеллинга невелик. Облака здесь не образуются, и дожди редки, хотя по причине относительно низкой температуры воды в прибрежной зоне побережье Перу представляет собой страну холода и туманов. Песчаная полоса суши шириной 40 км (от океана до подножья Анд) и длиной 2375 км, несмотря на близость океана, остается засушливой голой пустыней, так как вся влага оседает на склонах гор. В это же время над Индонезией, Австралией и прилегающей к ним западной частью Тихого океана, находящими ся под влиянием теплых вод, идет процесс интенсивного облакообразования, определяющий дождливый, влажный климат.

При развитии явления Эль-Ниньо ситуация меняется. Разворот пассатных ветров в обратном направлении (на восток) приводит к смещению из западной части Тихого океана вдоль экватора в центральную и восточную его части (к побережью Америки) масс теплой воды и соответствен но области интенсивного облакообразования и обильных осадков. В результате в Австралийско -Индонезийском и даже Африканском регионах, где обычно стоит влажная дождливая погода, наступает засуха, а на западном побережье Южной и Северной Америки, обычно засушливом, начинаются проливные дожди, наводнения, оползни.

Кроме того, в период "теплой" фазы Южного колебания атмосфера получает огромное количество избыточного тепла, что отражается на режиме ветров и на погоде обширных пространств различных континентов. Так, в январе 1983 года во всем Западном полушарии по вине Эль-Ниньо на высоте 9000 м над уровнем моря положительная аномалия температуры воздуха составила 2-4 о С. В ноябре этого же года погода на Северо-Американском континенте была на 10 о С теплее нормы. Зимой 1983/84 года Охотское море практически не замерзало, а в Татарском проливе припай был только в северной, самой узкой части. В мае 1983 года в некоторых районах Перу выпало 20 годовых норм осадков.

Наконец, при продолжительном сохранении положительных аномалий температуры поверхностных вод в периоды Эль-Ниньо океан успевает выделить в атмосферу гигантские объемы углекислого газа, которые, несомненно, вносят свой вклад в парниковый эффект. Точных количественных оценок таких поставок СО 2 из океана пока нет. Тем не менее, учитывая известные примеры превосходства мощности природных процессов над человеческими возможностями, трудно отказаться от предположения, что виновником парникового эффекта является не человек, сжигающий органическое топливо, а все то же Эль-Ниньо.

Несмотря на кажущуюся простоту механизмов экологических катастроф и природных явлений, связанных с Эль-Ниньо, предупредить мир о предстоящем бедствии ученые, к сожалению, пока не могут. Как и в случае с океаническими фронтами, крупномасштабными течениями и синоптическими вихревыми образованиями, обменивающимися энергией и поддерживающими таким образом друг друга, явление Эль-Ниньо оказывается самоподдерживающимся колебанием. Температурные аномалии воды в экваториальной части Тихого океана, например, влияют на интенсивность пассатных ветров, которые управляют океаническими течениями, формирующими, в свою очередь, аномалии температуры поверхности океана. В этом круговороте явлений до сих пор не ясно, какой же из перечисленных механизмов является стартовым. Что в цепочке событий, связанных с Эль-Ниньо, причина, а что - следствие?

Возможно, прояснить этот вопрос поможет гипотеза профессора Иллинойского университета (США) Пола Чандлера, который предположил, что процесс Эль-Ниньо инициируют вулканы. Действительно, мощные извержения охлаждают ту широтную зону, где они происходят, за счет выделения в атмосферу огромного количества сернистого ангидрида и вулканической пыли, преграждающих доступ солнечной радиации к земной поверхности. Таким образом, по мнению ученого, если вулкан заработал в высоких широтах, то он увеличит контраст температур между экватором и полюсом, что приведет к усилению пассатов и развитию Ла-Нинья. Если же мощное извержение произошло в экваториальной области, то температурный контраст, наоборот, будет меньшим. Пассаты ослабеют, и возникнет Эль-Ниньо. Такой механизм подтверждается статистическими расчетами: один из циклов Эль-Ниньо (3,8 года) практически совпадает с частотой низкоширотных тропических извержений (3,9 года).

Вулканическая деятельность зависит от солнечной активности, циклы которой изучены достаточно хорошо, и, в принципе, появляется возможность долгосрочного прогнозирования Эль-Ниньо. Однако математические сложности, возникающие при решении этой задачи, заставляют нас констатировать, что пока предсказание грядущих катастроф остается делом будущего.

ЛИТЕРАТУРА

Клименко В. В. Изменение глобального климата: естественные факторы и прогноз // Энергия, 1993, № 2. С. 11-16.

Николаев Г. Н. Союз океана и атмосферы правит климатом // Наука и жизнь, 1998, № 1. С. 27-33.

Остроумов Г. Н. Опасные подвижки климата // Наука и жизнь, 1997, № 11. С. 10-16.

Сидоренко Н. С. Межгодовые колебания системы атмосфера - океан - Земля // Природа, 1999, № 7. С. 26-34.

Фащук Д. Я. Мировой океан: история, география, природа // ИКЦ "Академкнига", 2002, 282 с.

Федоров К. Н. Этот капризный младенец - Эль-Ниньо! // Природа, 1984, № 8. С. 65-74.

СЛОВАРИК К СТАТЬЕ

Апвеллинг (англ. "uр" - верх, "well" - подъем воды) - тип прибрежной циркуляции океана, при которой под влиянием ветра и эффекта вращения Земли (сила Кориолиса) вдольбереговое течение отклоняется в сторону моря, вызывая отток теплых поверхностных вод и компенсационный подъем на их место с глубины холодных, богатых минеральными солями (удобрениями) водных масс. В Мировом океане существует пять устойчивых зон апвеллинга: Калифорийская, Перуанская (Тихий океан), Канарская, Бенгельская (Атлантика) и Сомалийская (Индийский океан). Апвеллинг может охватывать толщу вод от 40 до 360 м при скоростях вертикальных движений 1-2 м в сутки. В замкнутых водоемах прибрежный апвеллинг периодически развивается после ветров сгонных (от берега) направлений.

Конвекция (лат. "convectio" - доставка) - тип вертикальной циркуляции атмосферы и вод океана, развивающийся в результате стратификации (разности температуры по вертикали) воздушных и водных масс (подъем более теплых и опускание более холодных).

Пассаты (нем. "passat" - надежный, постоянный) - устойчивые по направлению ветры по обе стороны от экватора (между 30 град. северной и южной широты), имеющие, независимо от времени года, в Северном полушарии северо-восточное, а в Южном - юго-восточное направление.

Противотечение - течение, возникшее по гидродинамическим причинам на периферии основного струйного течения, обратное ему по направлению.

Термоклин - слой максимального перепада температуры по вертикали в океане.

Южное колебание - явление синхронного разнонаправленного изменения давления в Южном полушарии над акваториями Тихого (острова Таити) и Индийского (г. Дарвин, Австралия) океанов.

1 из 10

Презентация на тему:

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Общее представление Эль-Ниньо- колебание температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, имеющее заметное влияние на климат. В более узком смысле Эль-Ниньо - фаза Южной осцилляции, в которой область нагретых приповерхностных вод смещается к востоку. При этом ослабевают или вообще прекращаются пассаты, замедляется апвеллинг в восточной части Тихого океана, у берегов Перу. Противоположная фаза осцилляции называется Ла-Нинья.

№ слайда 3

Описание слайда:

Первые признаки Эль-Ниньо Повышение воздушного давления над Индийским океаном, Индонезией и Австралией.Падение давления над Таити, над центральной и восточной частями Тихого океана.Ослабление пассатов в южной части Тихого океана вплоть до их прекращения и изменения направления ветра на западное.Теплая воздушная масса в Перу, дожди в перуанских пустынях. Это тоже влияние Эль-Ниньо

№ слайда 4

Описание слайда:

Влияние Эль-Ниньо на климат различных регионов В Южной Америке эффект Эль-Ниньо наиболее выражен. Обычно это явление вызывает теплые и очень влажные летние периоды (с декабря по февраль) на северном побережье Перу и в Эквадоре. Если Эль-Ниньо сильно, оно вызывает сильные наводнения. Южная Бразилия и северная Аргентина также переживают более влажные, чем обычно, периоды, но, в основном, весной и ранним летом. В центре Чили наблюдается мягкая зима с большим количеством дождей, а в Перу и Боливии иногда происходят необычные для этого региона зимние снегопады.

№ слайда 5

Описание слайда:

Потери и убытки Более 15 лет назад, когда Эль-Ниньо впервые показало свой характер, метеорологи еще не связывали воедино события тех лет: засухи в Индии, пожары в Южной Африке и ураганы, пронесшиеся через Гавайи и Таити. Позднее, когда выяснились причины этих нарушений в природе, были подсчитаны потери, которые принесло своеволие стихии. Но оказалось, что и это еще не все. Скажем, дожди и наводнения - это прямые последствия природного бедствия. Но за ними пришли и вторичные, - например, комары размножились на новых болотах и принесли эпидемию малярии в Колумбию, Перу, Индию, Шри-Ланку. В штате Монтана участились укусы людей ядовитыми змеями. Они приблизились к населенным пунктам, преследуя свою добычу - мышей, а те покинули свои оседлые места из-за безводья, пришли поближе к людям и к воде.

№ слайда 6

Описание слайда:

От мифов к реальности Предсказания метеорологов подтвердились: катастрофические события, связанные с течением Эль-Ниньо, одно за другим обрушиваются на землю. Конечно, очень грустно, что все это сейчас происходит. Но все же нельзя не отметить, что человечество впервые встречает глобальную природную катастрофу, зная ее причины и ход дальнейшего развития. Феномен Эль-Ниньо уже довольно хорошо изучен. Наука разгадала загадку, которая мучила перуанских рыбаков. Им было непонятно, почему иногда в рождественский период океан становится теплее и косяки сардин у берегов Перу исчезают. Поскольку приход теплой воды совпадал с Рождеством, течение назвали Эль-Ниньо, что по-испански означает «младенец-мальчик». Рыбаков, конечно же, интересует непосредственная причина ухода сардин...

№ слайда 7

Описание слайда:

Рыба уходит… …Дело в том, что сардины питаются фитопланктоном. А водорослям нужен солнечный свет и биогенные элементы - прежде всего азот, фосфор. Они есть в океанской воде, и запас их в верхнем слое постоянно пополняется вертикальными токами, идущими от дна к поверхности. Но когда течение Эль-Ниньо поворачивает обратно, в сторону Южной Америки, его теплые воды «запирают» выход глубинных вод. Биогенные элементы не подымаются к поверхности, размножение водорослей приостанавливается. Рыба уходит из этих мест - ей не хватает корма.

№ слайда 8

Описание слайда:

Ошибка Магеллана Первым из европейцев, кто переплыл крупнейший океан планеты, был Магеллан. Он назвал его «Тихим». Как очень скоро потом выяснилось, Магеллан ошибся. Именно в этом океане рождается больше всего тайфунов, именно он производит три четверти облаков планеты. Теперь мы еще узнали, что рождающееся в Тихом океане течение Эль-Ниньо иногда становится причиной множества разных бед и катастроф на планете...

№ слайда 9

Описание слайда:

Эль-Ниньо- это вытянутый язык сильно нагретой воды. По площади он равен территория США. Нагретая вода интенсивнее испаряется и быстрее «накачивает» атмосферу энергией. Эль-Ниньо передает ей 450 миллионов мегаватт, что равносильно мощности 300 000 больших атомных электростанций. Понятно, что энергия эта, согласно закону сохранения энергии, не исчезает. И вот уже в Индонезии во всю силу разразилась катастрофа. Сперва там, на острове Суматра, свирепствовала засуха, затем начали гореть высохшие леса. В непроглядном дыме, окутавшем весь остров, разбился самолет при приземлении, в море столкнулись танкер и сухогруз. Дымы дошли до Сингапура и Малайзии..

№ слайда 10

Описание слайда:

Годы, в которые был зафиксирован Эль-Ниньо 1864, 1871, 1877-1878, 1884, 1891, 1899, 1911-1912, 1925-1926, 1939-1941, 1957-1958, 1965-1966, 1972, 1976, 1982-1983, 1986-1987, 1992-1993, 1997-1998. , в 1790-1793, 1828, 1876-1878, 1891, 1925-1926, 1982-1983 и 1997-1998 годах были зафиксированы мощные фазы Эль-Ниньо, тогда как, например, в 1991-1992, 1993, 1994 это явление, часто повторяясь, было слабо выраженным. Эль-Ниньо 1997-1998 гг. было настолько сильным, что привлекло внимание мировой общественности и прессы.