Явище Ель-Ніньо та Ла-Нінья, механізм формування та продуктивність океану

Ці два екстремальних варіанти можливі внаслідок зупинки в циркуляції Тихого океану, яка в нормальному своєму стані змушує холодну воду підніматися біля берегів Південної Америки, а теплу воду опускатися біля берегів південно-східної Азії. Через напрямок циркуляції, який змінюється в роки впливу Ель-Ніньо виникає зворотна ситуація: холодна вода біля берегів південно-східної Азії і значно тепліша вода, ніж зазвичай, у західних берегів Центральної та Південної Америки. Причиною цьому є те, що південний пасат припиняє дути або дме в протилежному напрямку. Він не переносить теплу воду як раніше, а змушує воду рухатися назад до берегів Південної Америки хвилеподібними рухами (хвиля Кельвіна) через різницю в рівні моря в 60 см біля берегів південно-східної Азії і Південної Америки. Язик теплої води, що виникає внаслідок цього, має розмір у два рази більший, ніж площа США.

Над цією площею вода негайно починає випаровуватися, внаслідок чого утворюються хмари, що приносять велику кількість опадів. Хмари переносяться західним вітром у напрямку західного південно-американського узбережжя, де випадають опадами. Велика частина опадів випадає перед Андами над прибережними регіонами, так як для того, щоб перетнути високий ланцюг гір, хмари повинні бути легкими. У центральній частині Південної Америки також випадають сильні опади. Так, наприклад, в парагвайському місті Енкарнасьон в кінці 1997 - початку 1998 року за п'ять годин випало 279 літрів води на квадратний метр. Схожа кількість опадів випадала і в інших регіонах, наприклад, у Ітаки в Південній Бразилії. Річки вийшли з берегів і викликали численні зсуви. Протягом декількох тижнів в кінці 1997 - початку 1998 року 400 осіб загинули, а 40 000 втратили житло.

Абсолютно протилежний сценарій розігрується в регіонах, порушених посухою. Тут люди борються за останні краплі води і гинуть через постійні посухи. Засуха особливо загрожує представникам корінних народів Австралії та Індонезії, так як вони живуть в стороні від цивілізації і залежать від періодів мусонів та природних водних ресурсів, які через вплив Ель-Ніньо або спізнюються з настанням або взагалі пересихають. Крім того, народам загрожують виходячі з-під контролю лісові пожежі, які в звичайні роки загасають в період мусонів (тропічних дощів) і не призводять, таким чином, до руйнівних наслідків. Також посуха зачіпає і фермерів в Австралії, які через нестачу води змушені зменшувати поголів'я худоби. Нестача води призводить до того, що вводиться обмеження в споживанні води, як, наприклад, у великому місті Сіднеї.

Крім того, слід побоюватися і неврожаїв, як наприклад, в 1998, коли врожай пшениці знизився з 23,6 млн. тонн (1997 р.) до 16,2 млн. тонн. Інша небезпека для населення полягає у забрудненні питної води бактеріями і синьо-зеленими водоростями, через що можуть виникати епідемії. Небезпека виникнення епідемії присутня і в регіонах, що зазнали повеней.

В кінці року люди в мільйонних метрополіях Ріо-де-Жанейро і Ла-Пас боролися з підвищеною приблизно на 6-10° C проти середнього показника температурою, а Панамський канал, навпаки, страждав через незвичайну нестачі води, так як прісні озера, з яких Панамський канал отримує воду, пересохли (січень 1998 року). Через це по каналу було можливе проходження тільки невеликих суден з малою осадкою.

Поряд з цими двома найпоширенішими природними катастрофами, викликаними впливом Ель-Ніньо, в інших регіонах відбуваються й інші катастрофи. Так, Канаду теж зачіпає вплив Ель-Ніньо: заздалегідь передбачається тепла зима, так як це траплялося у минулі роки Ель-Ніньо. У Мексиці збільшується число ураганів, які виникають над водою теплішою за 27 ° C.

Мексику, поряд з Каліфорнією, також вражають найсильніші бурі. Вони проявляються у вигляді ураганних вітрів і довгих дощових періодів, наслідком яких можуть бути виникнення грязьових потоків і повеней.

Хмари, що приходять з Тихого океану і містять велику кількість опадів, випадають у вигляді сильних дощів над західними Андами. Зрештою, вони можуть перетнути Анди в західному напрямку і рухатися далі до південно-американського узбережжя.

Ця схема, діюча щодо Південної Америки, не пояснює, однак, незвично велику кількість опадів, що випадають у Мексиці, Гватемалі і Коста-Ріка в порівнянні з сусідньою латиноамериканською країною Панамою, яка страждає через нестачу води і пов'язаним з ним пересиханням Панамського каналу.

Досі залишається нез'ясованим, чому Ель-Ніньо викликає в південно-східній Африці (Кенія, Сомалі) сильні дощі і повені. Ці країни лежать біля Індійського океану, тобто віддалені від Тихого океану. Цей факт можна частково пояснити тим, що Тихий океан акумулює величезну кількість енергії, як 300000 атомних електростанцій (майже півмільярда мегават). Ця енергія використовується при випаровуванні води і вивільняється при випаданні опадів у інших регіонах. Таким чином, на рік впливу Ель-Ніньо в атмосфері утворюється величезна кількість хмар, які переносяться вітром внаслідок надлишку енергії на далекі відстані.

Через поширення природних катастроф у різних регіонах можна сказати, що Ель-Ніньо є глобальним кліматичним феноменом, хоча не всі катастрофи можна приписати йому.

3.2. Вплив  Ель-Ніньо на продуктивність океану

Зовнішнє явище Ель-Ніньо проявляється наступним чином. Уздовж берегів Південної Америки назустріч Перуанській течії рухається невелике тепле Ель-Ніньо. Зазвичай воно доходить до 5о пд.ш., але іноді опускається до 14-15о пд.ш., відтісняючи від берега холодну Перуанську течію. Вторгнення Ель-Ніньо супроводжується різким підвищенням температури, в результаті чого збільшується випаровування. Надмірна волога обертається катастрофічними зливами, повенями, у тому числі на півдні США, рясними опадами на пд-зх Еквадору і Перу, грозами та штормами руйнівної сили, ураганами в центральній частині Тихого океану. При підвищенні температури води у величезних кількостях гинуть холодолюбиві гідробіонти, у тому числі риба, морські тварини, птахи. Узбережжя Перу часом виявляється суцільно усипаним їх останками. При високій температурі загиблі організми швидко розкладаються, у воді з'являється сірководень. Вода стає темною з різким запахом гниття. З'явився навіть вираз «фарби Кальяо» (Кальяо - портове місто на березі океану поруч зі столицею Перу р. Лімою). З цим феноменом пов'язані катастрофічне падіння уловів біля узбережжя Еквадору, Перу, Чилі, оскільки, крім іншого, разом з холодною Перуанською течією далеко від узбережжя відходять і холодолюбиві види риб (зокрема, анчоус). Знижується первинна продукція в районі за рахунок вторгнення малосолоних екваторіальних вод з низьким вмістом біогенних елементів. Змінюються умови харчування риби і ступінь їх конкуренції при харчуванні. При підвищеній скученості скупчення риби на відносно малій акваторії зростає роль канібалізму і хижацтва. Біля узбережжя штату Орегона відзначалися навіть більш часті випадки нападів акул. Умови змінюються не тільки біля узбережжя Перу, але й у тропічній та субтропічній зонах всієї земної кулі. Під час Ель-Ніньо Болівія, Бразилія, Австралія, Африка, Індонезія та країни басейну Індійського океану страждають від посухи та пожеж. Дефіцит опадів призводить до помітного зниження світового врожаю зернових культур, оскільки більшість посівних площ знаходитися саме в цих місцях. Під час Ла-Нінья на зміну посух в Австралії та Південно-Східної Азії приходять повені. На півдні Африки підвищується вологість, а на сході Африки і заході Південної Америки посилюється засуха. Разом з тим падіння температури води погода та екологічні умови знову стають сприятливими, а продуктивність океану і суші, постраждалих від Ель-Ніньо, відновлюється. У періоди Ла-Нінья біологічна продуктивність цій частині океану збільшується не тільки за рахунок пониження температури води, але в першу чергу за рахунок інтенсифікації вертикальної циркуляції. У період Ель-Ніньо вертикальний руху води слабшає, поверхневі шари не збагачуються біогенними елементами, що і призводить до зменшення біологічної продуктивності в цій частині океану.

3.3. Вплив на фауну

Феномен Ель-Ніньо, який розігруються зазвичай у воді і в атмосфері, впливає на деякі екосистеми найжахливішим чином - харчовий ланцюг, в який включені всі живі істоти, значно порушується. У харчовому ланцюжку виникають проломи, що мають фатальні наслідки для деяких тварин. Наприклад, деякі види риб мігрують в інші регіони, більш багаті їжею.

Але не всі викликані Ель-Ніньо зміни мають негативні наслідки на екосистеми, є ряд позитивних змін для тваринного світу, а, значить, і для людини. Наприклад, рибалки біля берегів Перу, Еквадору та ін. країн можуть виловити у раптово ставшій теплій воді тропічних риб, таких, як акули, макрель і скат. Ці екзотичні риби стали в роки впливу Ель-Ніньо (у 1982-1983 роках) рибою масового лову та дозволили риболовецькій індустрії вижити у важкі роки. Також у 1982-1983 роках Ель-Ніньо викликав справжнісінький бум, пов'язаний з видобутком черепашок. 

Через підвищення температури води в середньому на 5-10° C, причиною якого є Ель-Ніньо риба мігрує в більш холодні і багаті їжею регіони. Але є косяки риб, що залишаються в залишкових областях дії підйомної сили, тобто там, де вода ще містить поживні речовини. Ці області можна уявити собі як маленькі, багаті їжею острівці в океані теплої і бідної води. У той час, як шар стрибка знижується, життєво необхідна підйомна сила може поставляти тільки теплу і бідну їжею воду. Риба виявляється замкнутою в смертельній пастці і вона гине. Іншим цікавим аспектом є те, що пелагічні косяки риб в роки впливу Ель-Ніньо тримаються на набагато більшій глибині, ніж зазвичай. У нормальні роки риба мешкає на глибинах до 50 метрів. Внаслідок змінених умов харчування більшу кількість риб можна зустріти на глибині понад 100 метрів. Аномальні умови можна ще чіткіше побачити на співвідношенні риб. Під час Ель-Ніньо в 1982-1984 роках 50% улову рибалок становив хек, 30% сардини і 20% - макрель. Таке співвідношення надзвичайно незвичне, тому що в звичайних умовах хек зустрічається тільки в окремих випадках, а хамса, що полюбляє холодну воду, зустрічається зазвичай у великих кількостях. Той факт, що косяки риб або пішли в інші регіони, або загинули, найсильніше відчуває на собі місцева рибна індустрія. Квоти на вилов риби стають значно менше, рибалки повинні пристосовуватися до ситуації, що склалася і чи йти за рибою, що пішла, якнайдалі, або задовольнятися екзотичними гостями, такими як, акули, дорадо і т.д.

Але не тільки на рибалок впливають умови, що змінилися, що стоять на вершині харчового ланцюга тварини, такі, як кити, дельфіни і т.д., теж відчувають на собі цей вплив. Перш за все, тварини, що харчуються рибою, страждають через міграції косяків риб, великі проблеми виникають у вусатих китів, які харчуються планктоном. Через загибель планктону кити змушені мігрувати в інші регіони. У 1982-1983 роках у північних берегів Перу було помічено тільки 1742 кита (фінвали, горбачі, кашалоти), у той час як у звичайні роки спостерігалося 5038 китів.

Поряд з негативними наслідками впливу Ель-Ніньо, є ряд позитивних змін, наприклад, бум, пов'язаний з видобутком черепашок. Велика кількість черепашок, що з'явилося в 1982-1983 роках, дозволило вижити постраждалим у фінансовому плані рибалкам. Рибалки приїжджали здалеку, щоб хоч якось пережити роки Ель-Ніньо. Причиною розростаючої популяції черепашок стало те, що вони віддають перевагу теплій воді, через що виграють в змінених умовах. Інтенсивний видобуток цих безхребетних організмів якийсь час протікав добре, але на початку 1986 року популяція черепашок була майже повністю винищена.

У лютому 1983 року рифоутворюючі корали поблизу берега почали сильно вицвітати. До червня цей процес торкнувся коралів на 30-метровій глибині і вимирання коралів почалося в повну силу.

3.4. Вплив  на організми, які мешкають на  березі і залежать від моря

Багато морських птахів (а так само птахи, які живуть на гуанових островах), тюлені і морські рептилії в роки Ель-Ніньо змушені боротися за своє існування. Через міграції риб вони пірнають у пошуках їжі все глибше, розтрачуючи таку кількість енергії, яку вони ніяк не можуть заповнити навіть багатою здобиччю. Це є причиною того, чому багато морських пташок голодують в часи Ель-Ніньо. Також біля берегів Перу близько 10000 тонн гуано було змито зливами в море.

Ель-Ніньо впливає і на тюленів, вони також страждають через нестачу їжі. Особливо важко молодняку, їжу яким приносять матері, і старим особинам у колонії. Вони ще або вже не можуть глибоко пірнати за рибой, що пішла далеко, починають худнути і вмирають через короткий проміжок часу.

Морські черепахи, як і тюлені, теж страждають через наслідки Ель-Ніньо. Наприклад, викликаний впливом Ель-Ніньо ураган Полін знищив у жовтні 1997 року мільйони черепашачих яєць на пляжах Мексики і Латинської Америки.

Описані явища і зміни в морській фауні в часи панування Ель-Ніньо показують, що Ель-Ніньо може мати загрозливі наслідки для життя деяких організмів. Деяким знадобляться десятиліття або навіть століття, щоб відновитися після наслідків Ель-Ніньо (корали, наприклад). Можна сказати, що Ель-Ніньо приносить стільки ж бід в тваринний світ, скільки і в світ людей. Є й позитивні явища, наприклад, бум, пов'язаний із збільшенням чисельності черепашок. Але негативні наслідки все-таки переважають.

4. ДВІЙНИК ЕЛЬ-НІНЬО  В ЄВРОПІ

Течія Ель-Ніньо змусила шукати в Атлантиці свого двійника. І його сліди знайшлися. Метеорологи вже більше ста років знають про так звані "північноатлантичні коливання" або атмосферні гойдалки. Це - різниця між високим атмосферним тиском біля Азорських островів і низьким над Ісландією. Значення цього явища для клімату східної півкулі досі не було зрозумілим. Тільки тепер прояснився його сенс. Багато зіставлень показують тотожність ситуації в Тихому і Атлантичному океанах.

У Тихому океані поверхнева течія, що йде уздовж екватора, нагрівається в міру просування на схід. В Атлантиці води Гольфстріму, рухаючись на північ, охолоджуються. Роль пасатних вітрів, які відганяють Ель-Ніньо від південноамериканського берега, в Європі відіграють західні вітри. У Тихому океані різниця в атмосферному тиску відзначається між островом Таїті і австралійським портом Дарвін, в нашій півкулі - між Ісландією і Азорськими островами. Так що паралелі між північним і південним коливаннями вимальовуються досить чітко. Крім того, метеорологи зареєстрували, що в роки, коли Ель-Ніньо показує свою злу силу, в Атлантиці значно зменшується число зароджених там ураганів, що рухаються у бік США.

І ось лише два роки тому американському кліматологу Джеймсу Хареллу прийшла думка порівняти основні показники північноатлантичного коливання з параметрами погоди в Європі. Харелл встановив, що існує міцний зв'язок між ритмом коливань та періодами, коли в Європі наступають то м'які, то суворі зими.

Вже немає сумніву, що так само, як течії в Тихому океані визначають погоду в Азії та Америці, так і атлантичні течії диктують атмосфері, які повітряні маси послати до Європи. На думку американського метеоролога Тіма Барнетта, в його науці це "найважливіше відкриття за останнє десятиліття": знайдено нарешті головну причину машини погоди Європи.

Течія Ель-Ніньо і його аналог в Атлантиці представляють собою потужну силу, що управляє кліматом Землі. Знання цього дає нам ключ до розуміння причин зміни погоди на всій земній кулі.

Про атлантичний двигун погоди поки ще багато чого не знають. Адже лише після того, як був розгаданий феномен у Тихому океані, вчені звернулися до вивчення того, що відбувається в Атлантиці, коли гігантські маси арктичного льоду потрапляють у води цього океану і тим самим приводять у рух північноатлантичне коливання. Від того, наскільки правильно буде зрозуміло, що і як відбувається при цьому у водах Атлантики, залежить точність довгострокових прогнозів погоди у Старому світі.

ВИСНОВКИ

Явище Ель-Ніньо - це глобальне явище, при якому температура поверхневого шару води Тихого океану в тропічних широтах підвищується на 4-5оС. Ця кліматична аномалія отримала свою назву від перуанських рибалок, і на іспанському означає «немовля Христос» або «хлопчик», тому що вплив Ель-Ніньо найсильніше відчувається саме в різдвяний час.

Протилежність Ель-Ніньо - Ла-Нінья (у перекладі з іспанської - дівчинка), супроводжується, навпаки, падінням температури приблизно на таку ж величину. Однією з причин Ла-Нінья є пов'язане з Ель-Ніньо посилення пасатів, що викликає у берегів Південної Америки потужний апвелінг, що супроводжується підйомом до поверхні океану холодної води.