نوسان جنوبی ال‌نینو

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
شاخص نوسان جنوبی از سال ۱۸۷۶ تا ۲۰۱۲
شاخص نوسان جنوبی با میانگین فشار سطح دریا همبستگی دارد.

نوسان جنوبی ال‌نینو (به انگلیسی: Elnino Southern Oscilation) که به اختصار انسو (ENSO) نامیده می‌شود، پدیده معروفی برای تأثیر ال نینو و لانینا است و به جابجایی دوره‌ای آب سرد پرفشار، خشک سالی اکوادور و پرو به وسیله آب گرم، کم فشار و سیل‌ها گفته می‌شود. وضعیت قبلی (جریان دوره‌ای سرد پرفشار) شرایط عادی یا چرخه واکر را در جریان آب و بادها به سوی منطقه همگرایی چرخندی استرالیای مرطوب، فیجی و اندونزی ایجاد می‌کند. بروز آب گرم و فشار کم را در اکوادور و پرو ال نینو می‌نامند و بر روی این دو کشور همگرایی چرخندی را ایجاد و معمولاً باران‌های شدید بر روی سواحل خشک این دو کشور می‌ریزند. برعکس فشار زیاد در غرب اقیانوس آرام خشک‌سالی‌هایی را در استرالیا، فیجی و اندونزی ایجاد کرده و همچنین جریانات موسمی را در هند کاهش می‌دهد. به عبارت دیگر انسو به‌طور هم‌زمان، گرم شدن آب‌های شرق اقیانوس آرام و نوسان الگوی فشار هوا بین حواشی شرقی و غربی اقیانوس آرام را توصیف می‌کند.[۱]

انسو پدیده‌ای جوی- اقیانوسی است که شکل‌گیری فازهای مختلف آن مستلزم نوسان دمای آب در سطح و اعماق اقیانوس آرام استوایی است که با تحول در جریان‌های بزرگ مقیاس جوی همبستگی دارد. فاز گرم این پدیده با افزایش دمای سطح آب اقیانوس آرام استوایی همراه است که به نام ال نینو شناخته می‌شود و فاز سرد آن لانینا نام دارد و عملکرد آن عکس پدیده ال‌نینو، است. انسو دارای سه حالت ال‌نینو، خنثی و لانینا بوده و با تأثیر روی امواج بزرگ‌مقیاس جوی، الگوهای بارش در بسیاری از مناطق کره زمین به‌ویژه مناطق حاره‌ای و جنب حاره‌ای را تغییر می‌دهد و به همین علت به عنوان یک پدیده دورپیوندی شناخته می‌شود. دوره برگشت دورپیوند انسو بین ۳ تا ۷ سال است و هر یک از فازهای ال‌نینو و لانینا می‌توانند حالت‌های ضعیف، متوسط و قوی داشته باشند که سبب تغییر شدت اثرگذاری آنها بر بارش و دمای هوا می‌شود. در فاز گرم انسو (ال‌نینو) در مناطق مرکزی اقیانوس آرام استوایی تا غرب قاره آمریکای جنوبی، مقدار بارش بیش از معمول ولی جنوب‌شرق آسیا، اقیانوسیه و شمال‌شرق استرالیا با کم‌بارشی و خشک‌سالی مواجه می‌شوند. عملکرد انسو در فاز سرد (لانینا) برعکس است.[۲]

دید کلی[ویرایش]

تصویر TOPEX/Poseidon از ال‌نینوی ۱۹۹۷

نوسان جنوبی ال‌نینو یک پدیده اقلیمی واحد است که به‌طور دوره‌ای بین سه فاز خنثی، ال نینو و لانینا در نوسان است. لا نینا و ال نینو فازهای متضادی هستند که پیش از روی‌دادن آن‌ها، باید تغییرات خاصی هم در اقیانوس و هم در جو اتفاق بیفتد.

به‌طور معمول جریان هامبالت که به سمت شمال جریان دارد، آب نسبتاً سرد را از اقیانوس جنوبگان به سمت شمال در امتداد ساحل غربی آمریکای جنوبی به مناطق استوایی می‌آورد که در این مناطق، آب در امتداد سواحل پرو بالا می‌آید. در امتداد خط استوا، بادهای بسامان باعث می‌شوند که جریان‌های اقیانوسی در شرق اقیانوس آرام، آب را از اعماق اقیانوس به سطح بکشند و بدین ترتیب سطح اقیانوس خنک می‌شود. تحت تأثیر بادهای بسامان استوایی، این آب سرد در امتداد خط استوا به سمت غرب جریان یافته و در آنجا به آرامی توسط خورشید گرم می‌شود. در نتیجه مستقیم این حالت، دمای سطح دریا در غرب اقیانوس آرام به‌طور کلی حدود ۸ تا ۱۰ درجه سانتی‌گراد (۱۴ تا ۱۸ درجه فارنهایت) نسبت به اقیانوس آرام شرقی گرم‌تر است. این بخش گرم‌تر اقیانوس، منبعی برای همرفت است و با ابر و بارندگی همراه است. در طول سال‌های ال‌نینو، با گرم‌تر شدن آب در اقیانوس آرام مرکزی و شرقی به اندازه اقیانوس آرام غربی، آب سرد در بخش غربی ضعیف شده یا به‌طور کامل ناپدید می‌شود.

چرخه واکر[ویرایش]

نمودار شماتیک شبه‌تعادل و فاز لانینا از نوسان جنوبی. چرخه واکر در سطح به عنوان بادهای بسامان شرقی دیده می‌شود که آب و هوای گرم‌شده توسط خورشید را به سمت غرب حرکت می‌دهد. بخش غربی اقیانوس آرام استوایی با هوای گرم و مرطوب کم‌فشار مشخص می‌شود که رطوبت جمع‌شده در آن به شکل طوفان و رعد و برق تخلیه می‌شود. در نتیجه این حرکت، اقیانوس آرام در بخش غربی حدود ۶۰ سانتی‌متر بالاتر است. آب و هوا با بازگشت به شرق، بسیار خنک‌تر شده و اکنون هوا بسیار خشک‌تر است. بخش ال نینو از نوسان جنوبی، با شکست این چرخه در آب و هوا مشخص می‌شود که منجر به آب نسبتاً گرم و هوای مرطوب در شرق اقیانوس آرام می‌شود.

چرخه واکر بر اثر نیروی شیو فشار ناشی از وجود یک مرکز پرفشار بر روی بخش شرقی اقیانوس آرام و یک مرکز کم‌فشار بر روی اندونزی پدید می‌آید. گردش واکر حوضه‌های استوایی اقیانوس‌ها هند، آرام و اطلس منجر به بادهای سطحی غربی در تابستان نیم‌کره شمالی در حوضه هند و بادهای شرقی در حوضه آرام و اطلس می‌شود. در نتیجه، ساختار دمایی سه اقیانوس عدم تقارن چشمگیری را نشان می‌دهد. بخش استوایی اقیانوس آرام و اقیانوس اطلس هر دو دارای دمای سطح سرد در تابستان شمالی در شرق هستند، در حالی که دمای سطح سردتر فقط در غرب اقیانوس هند حاکم است.[۳] این تغییرات در دمای سطح، منعکس کننده تغییرات در عمق پرده حرارتی است.[۴]

تغییرات در چرخه واکر با گذشت زمان همراه با تغییرات دمای سطح آب رخ می‌دهد. برخی از این تغییرات به صورت اجباری و ناشی از عوامل بیرونی هستند، مانند جابه‌جایی فصلی خورشید به نیمکره شمالی در تابستان. به نظر می‌رسد تغییرات دیگر نتیجه بازخورد میان دو عامل جو و اقیانوس است که در آن، به عنوان مثال، بادهای شرقی باعث کاهش دمای سطح دریا در شرق، افزایش تضاد حرارتی ناحیه‌ای و در نتیجه تشدید بادهای شرقی در سراسر حوضه می‌شود. این بادهای شرقی غیرعادی باعث خیزش بیشتر آب‌های استوایی شده و با بالارفتن پرده حرارتی در شرق، خنک‌شدن بخش جنوبی را تقویت می‌کند.

در طول سال‌های ال‌نینو، با وزش بادهای بسامان شرقی، چرخه واکر در سطح دیده می‌شود که آب و هوای گرم‌شده توسط خورشید را به سمت غرب منتقل می‌کند. این وضعیت همچنین باعث بالا آمدن اقیانوس در سواحل پرو و اکوادور شده و آب سرد غنی از مواد مغذی را به سطح می‌آورد و ذخایر ماهیگیری را افزایش می‌دهد. قسمت غربی اقیانوس آرام استوایی با هوای گرم، مرطوب و کم فشار مشخص می‌شود و رطوبت جمع‌شده به صورت تایفون و توفان تندری تخلیه می‌شود. در نتیجه این حرکت، سطح اقیانوس در غرب اقیانوس آرام حدود ۶۰ سانتی‌متر بالاتر است.[۵][۶][۷][۸]

نوسان دمای سطح دریا[ویرایش]

مناطق مختلف Niño که در آن دمای سطح دریا برای تعیین فاز فعلی ENSO (گرم یا سرد) بررسی می‌شود.

به گفته اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده، دمای سطح دریا در سه‌چهارم محدوده ال‌نینو که پهنه‌ای از نصف‌النهارهای ۱۲۰ تا ۱۷۰ طول جغرافیایی غربی و پنج درجه عرض جغرافیایی در دو طرف استوا را شامل می‌شود، مورد پایش قرار می‌گیرد. این منطقه تقریباً در ۳۰۰۰ کیلومتری (۱۹۰۰ مایل) جنوب شرقی هاوایی است. اگر دمای سطح آب در این منطقه نسبت به آخرین میانگین سه‌ماهه محاسبه‌شده بیش از ۰٫۵ درجه سانتیگراد (۰٫۹ درجه فارنهایت) بالاتر (یا پایین‌تر) از نرمال برای آن دوره باشد، این حالت به‌عنوان یک ال‌نینو (یا لانینا) در حال پیشرفت در نظر گرفته می‌شود. اداره هواشناسی بریتانیا نیز از یک دوره چند ماهه برای تعیین وضعیت ENSO استفاده می‌کند. اگر این گرم‌شدن یا سردشدن تنها برای هفت تا نه ماه اتفاق می‌افتد، به عنوان «شرایط» ال‌نینو یا لانینا طبقه‌بندی می‌شود و اگر زمان آن بیشتر از این مدت باشد، به عنوان «دوره‌های» ال نینو یا لانینا شناخته می‌شود.[۹]

الگوی عادی اقیانوس آرام: بادهای استوایی حوضچه آب گرم را به سمت غرب جمع می‌کنند. آب سرد در امتداد سواحل آمریکای جنوبی بالا می‌رود.
شرایط ال نینو: آب گرم به سواحل آمریکای جنوبی نزدیک می‌شود. عدم وجود خیزش آب سرد باعث افزایش گرم‌شدن می‌شود.
شرایط لانینا: آب گرم نسبت به حالت عادی در فاصله بیشتری در غرب است.

فاز خنثی[ویرایش]

میانگین دمای بخش استوایی اقیانوس آرام

اگر تغییرات اقلیم‌شناختی دما در حد ۰٫۵ درجه سانتیگراد (۰٫۹ درجه فارنهایت) باشد، وضعیت ENSO به عنوان خنثی توصیف می‌شود. شرایط خنثی نشان‌دهنده حالت انتقال بین فازهای سرد و گرم آنسو است. دمای اقیانوس (طبق تعریف)، بارش استوایی و الگوهای باد در این مرحله شرایط تقریباً متوسطی دارند. نزدیک به نیمی از تمام سال‌ها در دوره‌های خنثی هستند. در مرحله خنثای آنسو، سایر ناهنجاری‌ها و الگوهای اقلیمی مانند نوسان اطلس شمالی و الگوی اتصال از راه دور اقیانوس آرام – آمریکای شمالی، نفوذ و تأثیرگذاری بیشتری دارند.

فاز گرم[ویرایش]

هنگامی که چرخه واکر ضعیف یا معکوس شده و چرخه هادلی تقویت شود، حالت ال‌نینو روی می‌دهد که باعث می‌شود سطح اقیانوس گرم‌تر از حد متوسط باشد و خیزش آب سرد در سواحل شمال‌غربی آمریکای جنوبی کمتر شده یا اصلاً رخ ندهد. ال‌نینو با پهنه‌ای از آب اقیانوس‌ها با دمای گرم‌تر از متوسط که به‌طور دوره ای در سواحل آمریکای جنوبی در اقیانوس آرام ایجاد می‌شود. این فاز از آنسو، به تغییرات دمای سطح اقیانوس آرام استوایی شرقی و فشار اتمسفریک هوا در غرب حاره‌ای اقیانوس آرام اشاره دارد. ال‌نینو همراه با فشار بالای سطح هوا در غرب اقیانوس آرام است. مکانیسم‌هایی که باعث این نوسان می‌شوند همچنان در دست مطالعه هستند.

فاز سرد[ویرایش]

تقویت غیرعادی چرخه واکر باعث بروز حالت لانینا می‌شود که منجر به سردتر شدن دمای اقیانوس در مرکز و شرق اقیانوس آرام استوایی به دلیل افزایش خیزش آب می‌شود. لانینا پدیده‌ای اقیانوسی-اتمسفری است که همتای ال نینو به عنوان بخشی از الگوی اقلیمی و نوسان بزرگ‌تر جنوبی ال نینو شناخته می‌شود. در طول لانینا، دمای سطح دریا در سراسر بخش حاره‌ای شرق اقیانوس آرام مرکزی ۳ تا ۵ درجه سانتیگراد کمتر از حد نرمال خواهد بود. در ایالات متحده، با ظهور لانینا، حداقل برای پنج ماه از سال شرایط لانینا رخ می‌دهد، با این حال، هر کشور و کشور جزیره‌ای با توجه به شرایط خود، آستانه متفاوتی برای رویداد لانینا دارد. برای نمونه مرکز هواشناسی ژاپن اعلام کرده که یک رویداد لانینا زمانی شروع می‌شود که میانگین پنج‌ماهه دمای سطح دریا برای منطقه NINO.3، به‌مدت ۶ ماه متوالی یا بیشتر به میزان بیش از ۰٫۵ درجه سانتیگراد (۰٫۹۰ درجه فارنهایت) سردتر از مقدار میانگین باشد.[۱۰]

منابع[ویرایش]

  1. محمدی، حسین (۱۳۸۶)، فرایندها و سیستم‌های جوی، انتشارت دانشگاه تهران، ص ۸۲
  2. «چشم‌انداز وضعیت پدیده انسو در نیمه دوم سال 1397: عمومی». پژوهشکده اقلیم‌شناسی. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۴ سپتامبر ۲۰۱۸. دریافت‌شده در ۱۴ سپتامبر ۲۰۱۸.
  3. Bureau of Meteorology. "The Walker Circulation". Commonwealth of Australia. Retrieved 2014-07-01.
  4. Zelle, Hein, Gerrian Appledoorn, Gerritt Burgers, and Geert Jan Van Oldenborgh (2004). "Relationship Between Sea Surface Temperature and Thermocline Depth in the Eastern Equatorial Pacific". Journal of Physical Oceanography. 34 (3): 643–655. Bibcode:2004JPO....34..643Z. CiteSeerX 10.1.1.12.3536. doi:10.1175/2523.1. S2CID 16785385.{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link)
  5. Pidwirny, Michael (2006-02-02). "Chapter 7: Introduction to the Atmosphere". Fundamentals of Physical Geography. physicalgeography.net. Retrieved 2006-12-30.
  6. "Envisat watches for La Niña". BNSC via the Internet Wayback Machine. 2011-01-09. Archived from the original on 2008-04-24. Retrieved 2007-07-26.
  7. "The Tropical Atmosphere Ocean Array: Gathering Data to Predict El Niño". Celebrating 200 Years. NOAA. 2007-01-08. Retrieved 2007-07-26.
  8. "Ocean Surface Topography". Oceanography 101. JPL. 2006-07-05. Archived from the original on 2009-04-14. Retrieved 2007-07-26."Annual Sea Level Data Summary Report July 2005 – June 2006" (PDF). The Australian Baseline Sea Level Monitoring Project. Bureau of Meteorology. Archived from the original (PDF) on 2007-08-07. Retrieved 2007-07-26.
  9. National Climatic Data Center (June 2009). "El Niño / Southern Oscillation (ENSO) June 2009". National Oceanic and Atmospheric Administration. Retrieved 2009-07-26.
  10. "Historical El Niño and La Niña Events". Japan Meteorological Agency. Retrieved April 4, 2016.