Океанское течение эль ниньо. На смену Эль-Ниньо пришла Ла-Нинья: что это значит
Характерное время осцилляции - от 3 до 8 лет, однако сила и продолжительность Эль-Ниньо в реальности сильно варьирует. Так, 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 годов было настолько сильным, что привлекло внимание мировой общественности и прессы. Тогда же распространились теории о связи Южной осцилляции с глобальными изменениями климата. С начала 1980-х Эль-Ниньо возникало также в 1986-1987 и 2002-2003 годах.
Энциклопедичный YouTube
1 / 1
✪ Эль-Ниньо и Ла-Нинья (рассказывает океанолог Владимир Жмур)
Субтитры
Описание
Нормальные условия вдоль западного побережья Перу определяются холодным Перуанским течением , несущим воду с юга. Там, где течение поворачивает на запад, вдоль экватора, из глубоких впадин происходит подъём холодных и богатых биогенами вод, что способствует активному развитию планктона и других форм жизни в океане. Само же холодное течение определяет засушливость климата в этой части Перу, формируя пустыни. Пассаты отгоняют прогретый поверхностный слой воды в западную зону тропической части Тихого океана, где формируется так называемый тропический теплый бассейн (ТТБ). В нём вода прогрета до глубин в 100-200 м . Атмосферная циркуляция Уокера, проявляющаяся в виде пассатов, вкупе с пониженным давлением над районом Индонезии , приводит к тому, что в этом месте уровень Тихого океана на 60 см выше, чем в восточной его части. А температура воды здесь достигает 29-30 °C против 22-24 °C у берегов Перу.
Однако всё меняется с наступлением Эль-Ниньо. Пассаты ослабевают, ТТБ растекается, и на огромной площади Тихого океана происходит повышение температуры воды. В районе Перу холодное течение сменяется движущейся с запада к берегу Перу теплой водной массой, апвеллинг ослабевает, гибнет без питания рыба, а западные ветры приносят в пустыни влажные воздушные массы, ливни, вызывающие даже наводнения. Наступление Эль-Ниньо снижает активность атлантических тропических циклонов .
История открытия
Первое упоминание термина «Эль-Ниньо» относится к 1892 году , когда капитан Камило Каррило сообщил на конгрессе Географического Общества в Лиме , что перуанские моряки назвали теплое северное течение «Эль-Ниньо», так как оно наиболее заметно в дни католического Рождества (эль ниньо называют младенца Христа) . В 1893 году Чарльз Тодд предположил, что засухи в Индии и Австралии происходят в одно и то же время. На то же указывал в 1904 году и Норман Локьер. О связи теплого северного течения у побережья Перу с наводнениями в этой стране сообщали в 1895 году Пезет и Эгуигурен. Впервые явления Южной осцилляции описал в 1923 году Гилберт Томас Уокер. Он ввёл сами термины «Южная осцилляция», «Эль-Ниньо» и «Ла-Нинья», рассмотрел зональную конвекционную циркуляцию в атмосфере в приэкваториальной зоне Тихого океана, получившую теперь его имя. Долгое время на явление не обращали почти никакого внимания, считая его региональным. Только к концу XX века выяснились связи Эль-Ниньо с климатом планеты.
Количественное описание
В настоящее время для количественного описания явления Эль-Ниньо и Ла-Нинья определены как температурные аномалии поверхностного слоя приэкваториальной части Тихого океана продолжительностью не менее 5 месяцев, выражающиеся в отклонении температуры воды на 0,5 °C в бо́льшую (Эль-Ниньо) или меньшую (Ла-Нинья) сторону.
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.
Само по себе повышение температуры воды у берегов Перу на 0,5 °C считается лишь условием возникновения Эль-Ниньо. Обычно такая аномалия может существовать в течение нескольких недель, а затем благополучно исчезнуть. И только пятимесячная аномалия, классифицирующаяся как явление Эль-Ниньо, может нанести существенный ущерб экономике региона за счет падения уловов рыбы.
Для описания Эль-Ниньо также используется индекс Южной осцилляции (англ. ). Он вычисляется как разность давлений над Таити и над Дарвином (Австралия). Отрицательные значения индекса свидетельствуют о фазе Эль-Ниньо, а положительные - о Ла-Нинья.
Ранние стадии и характеристики
Тихий океан представляет собой огромную теплоохладительную систему, которая обусловливает движение систем воздушных масс. Изменение температуры Тихого океана влияет на погоду в общемировом масштабе . Фронты дождей перемещаются с западной части океана по направлению к Америке , в то время как в Индонезии и Индии устанавливается более сухая погода .
Не будучи прямой причиной Эль-Ниньо, осцилляция Маддена - Джулиана продвигает зону избыточных осадков в направлении с запада на восток вдоль тропического пояса с периодом 30-60 дней, что может влиять на скорость развития и на интенсивность Эль-Ниньо и Ла-Нинья несколькими путями . Например, потоки воздуха с запада, проходя между областями низкого атмосферного давления , образованными осцилляцией Маддена - Джулиана, могут спровоцировать образование циклонических циркуляций к северу и югу от экватора. Когда эти циклоны интенсифицируются, западные ветра в пределах экваториальной части Тихого океана также усиливаются и сдвигаются к востоку, являясь, таким образом, составной частью в развитии Эль-Ниньо . Осцилляция Маддена - Джулиана также может быть источником распространяющихся в восточном направлении волн Кельвина (англ. Kelvin wave ), которые в свою очередь усиливаются Эль-Ниньо, что приводит к эффекту взаимоусиления .
Южная осцилляция
Южная осцилляция является атмосферным компонентом Эль-Ниньо и представляет собой колебания давления воздуха в приземном слое атмосферы между водами восточной и западной частей Тихого океана. Величина осцилляции измеряется с помощью индекса Южной осцилляции (англ. Southern Oscillation Index, SOI ). Индекс вычисляется на основе разности давлений приземного воздуха над Таити и над Дарвином (Австралия) . Эль-Ниньо наблюдался, когда индекс принимал отрицательные значения, что означало минимальную разницу давлений на Таити и в Дарвине.
Низкое атмосферное давление обычно образуется над тёплыми водами, а высокое - над холодными, частью из-за того, что над тёплыми водами происходит интенсивная конвекция . Эль-Ниньо ассоциируется с продолжительными тёплыми периодами в центральной и восточной областях тропической части Тихого океана. Это служит причиной ослабления тихоокеанских пассатов и снижения уровня осадков над восточной и северной Австралией.
Атмосферная циркуляция Уолкера
В период, когда условия не соответствуют образованию Эль-Ниньо, циркуляция Уолкера диагностируется близ поверхности земли в виде восточных пассатов, которые перемещают массивы воды и воздуха, прогретые солнцем, на запад. Это также способствует апвеллингу вдоль побережий Перу и Эквадора, что приносит богатые питательными веществами воды близко к поверхности, увеличивая концентрацию рыбы. В западной части Тихого океана в эти периоды стоит тёплая, влажная погода с низким давлением, избытки влаги аккумулируются в тайфуны и грозы . Как результат этих перемещений, уровень океана в западной части в это время выше на 60 см .
Влияние 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. Таковые, например, случились в январе 2011 . 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. Более сухая и теплая погода наблюдается в бассейне реки Амазонки, в Колумбии и странах Центральной Америки. В Индонезии снижается влажность, увеличивая вероятность возникновения лесных пожаров. Это касается также Филиппин и северной Австралии. С июня по август сухая погода наблюдается в Квинсленде, Виктории, Новом Южном Уэльсе и восточной Тасмании. В Антарктике запад Антарктического полуострова, Земли Росса, морей Беллинсгаузена и Амундсена покрывается большим количеством снега и льда. При этом растёт давление и становится теплее. В Северной Америке, как правило, зимы становятся теплее на Среднем Западе и в Канаде . В центральной и южной Калифорнии , на северо-западе Мексики и юго-востоке США становится влажнее, а в северо-западных тихоокеанских штатах США - суше. Во время Ла-Нинья, напротив, суше становится на Среднем Западе. Эль-Ниньо также приводит к снижению активности атлантических ураганов. Восточная Африка , включая Кению , Танзанию и бассейн Белого Нила , испытывают длительные сезоны дождей с марта по май. Засухи преследуют с декабря по февраль южные и центральные регионы Африки, в основном, Замбию , Зимбабве , Мозамбик и Ботсвану .
Эффект, похожий на Эль-Ниньо, иногда наблюдается в Атлантическом океане , где вода вдоль экваториального побережья Африки становится теплее, а у побережья Бразилии - холоднее. Причем, прослеживается связь этой циркуляции с Эль-Ниньо.
Влияние на здоровье и социум
Эль-Ниньо вызывает экстремальные погодные условия , связанные с циклами частоты возникновения эпидемических заболеваний . Эль-Ниньо связан с повышенным риском развития заболеваний, передающихся комарами: малярия , лихорадка денге и лихорадка долины Рифт . Циклы возникновения малярии связаны с Эль-Ниньо в Индии, Венесуэле и Колумбии. Наблюдается связь со вспышками австралийского энцефалита (энцефалит долины Муррей - MVE), проявляющегося на юго-востоке Австралии после сильных дождей и наводнений, вызванных Ла-Нинья. Ярким примером является тяжелая вспышка лихорадки долины Рифт, произошедшая из-за Эль-Ниньо после экстремальных осадков в северо-восточной части Кении и южной части Сомали в 1997-98 гг.
Также считается, что Эль-Ниньо может быть связан с цикличностью войн и возникновением гражданских конфликтов в странах, климат которых зависит от Эль-Ниньо. Изучение данных с 1950 по 2004 год показало, что Эль-Ниньо связан с 21 % всех гражданских конфликтов этого периода. При этом риск возникновения гражданской войны в годы Эль-Ниньо в два раза выше, чем в годы Ла-Нинья. Вероятно, связь между климатом и военными действиями опосредована неурожаями, которые часто приходятся на жаркие годы .
Недавние случаи
Эль-Ниньо наблюдалось с сентября 2006 года до начала 2007 года . В результате засуха 2007 года вызвала скачок в ценах на продовольственные товары и связанные с этим общественные беспорядки в Египте, Камеруне и Гаити .
В июне 2014 года Метеорологическая служба Великобритании (en: Met Office) сообщила о высокой вероятности развития Эль-Ниньо в 2014 году , однако, её прогноз не сбылся . Осенью 2015 года 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 . Дожди и наводнения сопровождали Рождественские праздники в США (вдоль реки Миссисипи), в Южной Америке (вдоль Ла-Платы) и даже в Северо-Западной Англии . В 2016 году влияние Эль-Ниньо продолжилось.
Примечания
- Научная Сеть. Феномен Эль-Ниньо
- Алена Миклашевская, Алена Миклашевская. Тихий океан ждет похолодание // Коммерсантъ.
- Tim Liu. El Niño Watch from Space (неопр.) . НАСА (6 сентября 2005). Дата обращения 31 мая 2010.
- Stewart, Robert (неопр.) . Our Ocean Planet: Oceanography in the 21st Century . Department of Oceanography, Техасский университет A&M (6 января 2009). Дата обращения 25 июля 2009. Архивировано 11 мая 2013 года.
- Dr. Tony Phillips. A Curious Pacific Wave (неопр.) . National Aeronautics and Space Administration (5 марта 2002). Дата обращения 24 июля 2009. Архивировано 11 мая 2013 года.
- Nova. (неопр.) . Public Broadcasting Service (1998). Дата обращения 24 июля 2009. Архивировано 11 мая 2013 года.
- De-Zheng Sun. Nonlinear Dynamics in Geosciences: 29 The Role of El Niño-Southern Oscillation in Regulating its Background State . - Springer, 2007. - ISBN 978-0-387-34917-6 . - DOI :10.1007/978-0-387-34918-3 .
- Soon-Il An and In-Sik Kang (2000). “A Further Investigation of the Recharge Oscillator Paradigm for ENSO Using a Simple Coupled Model with the Zonal Mean and Eddy Separated” . Journal of Climate . 13 (11): 1987-93. Bibcode :2000JCli...13.1987A . DOI :10.1175/1520-0442(2000)013<1987:AFIOTR>2.0.CO;2 . ISSN 1520-0442 . Дата обращения 2009-07-24 .
- Jon Gottschalck and Wayne Higgins. Madden Julian Oscillation Impacts (неопр.) . Центр климатического прогнозирования (США) (англ. Climate Prediction Center ) (16 февраля 2008). Дата обращения 24 июля 2009. Архивировано 11 мая 2013 года.
- Air-Sea Interaction & Climate. El Niño Watch from Space (неопр.) . Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology (6 сентября 2005). Дата обращения 17 июля 2009.
Названная именем Волкера циркуляция представляет собой существенный аспект тихоокеанского явления ENSO (El Nino Southern Oscillation). ENSO — это множество взаимодействующих частей одной глобальной системы океано-атмосферных климатических флуктуаций, которые происходят как последовательность океанических и атмосферных циркуляций. ENSO — это наиболее известный в мире источник междугодичной изменчивости погоды и климата (от 3 до 8 лет). ENSO имеет сигнатуры в Тихом, Атлантическом и Индийском Океанах.
В Тихом океане во время значительных теплых событий Эль-Ниньо, нагреваясь, расширяется на большую часть тихоокеанских тропиков и становится в прямую связь с интенсивностью SOI (индекс южного колебания). В то время как события ENSO находятся в основном между Тихим и Индийским Океанами, события ENSO в Атлантическом Океане отстают от первых на 12-18 месяцев. Большинство из стран, которые подвергаются событиям ENSO, являются развивающимися, с экономикой, которая сильно зависит от сельскохозяйственного и рыбопромыслового секторов. Новые возможности по предсказанию начала событий ENSO в трёх океанах могут иметь глобальное социально-экономическое значение. Так как ENSO — это глобальная и природная часть климата Земли, то важно узнать, может ли являться изменение интенсивности и частоты результатом глобального потепления. Низкочастотные изменения уже были обнаружены. Междекадные модуляции ENSO тоже могут существовать.
Эль-Ниньо и Ла-Нинья
Обыкновенный тихоокеанский шаблон. Экваториальные ветры собирают теплый водяной бассейн к западу. Холодные воды подымаются к поверхности вдоль южноамериканского берега.И Ла-Нинья
официально определены как длительные морские поверхностные температурные аномалии величиной большей, чем 0.5 °C, пересекающие Тихий Океан в его центральной тропической части. Когда наблюдается условие +0.5 °C (-0.5 °C) в периоде до пяти месяцев, то это классифицируется как условие Эль-Ниньо (Ла-Нинья). Если аномалия сохраняется на протяжении пяти месяцев или дольше, то она классифицируется как эпизод Эль-Ниньо (Ла-Нинья). Последнее происходит с нерегулярными промежутками в 2-7 лет и, обычно, продолжается один или два года.
Повышение воздушного давления над Индийским Океаном, Индонезией и Австралией.
Падение воздушного давления над Таити и остальными центральной и восточной частями Тихого Океана.
Пассаты в южной части Тихого Океана ослабляются или направляются на восток.
Теплый воздух появляется рядом с Перу, вызывая дожди в пустынях.
Теплая вода распространяется от западной части Тихого Океана к восточной. Она несет с собой дождь, вызывая его в тех районах, где обычно бывает сухо.
Теплое течение Эль-Ниньо , состоящее из обедненной планктоном тропической воды и нагреваемое его восточным протоком в Экваториальном Течении, заменяет холодные, богатые планктоном воды Течения Гумбольдта, также известного как Перуанское Течение, которое содержит большие популяции промысловой рыбы. Большую часть лет нагревание длится только несколько недель или месяцев, после которых погодные шаблоны возвращаются в нормальное состояние и увеличивается улов рыбы. Тем не менее, когда условия Эль-Ниньо длятся несколько месяцев, происходит более экстенсивное океаническое потепление, и может быть серьезен его экономический удар на локальный рыбопромысел для внешнего рынка.
Циркуляция Волкера видна на поверхности как восточные пассаты, которые передвигают на запад воду и воздух, разогретые солнцем. Она также создает океанический апвеллинг у побережья Перу и Эквадор и холодные воды, богатые планктоном, поступают на поверхность, увеличивая поголовье рыбы. Западная экваториальная часть Тихого Океана характеризуется теплой, влажной погодой и низким атмосферным давлением. Накопленная влага выпадает в виде тайфунов и штормов. В результате в этом месте океан на 60 см выше, чем в восточной его части.
На Тихом Океане Ла-Нинья характеризуется необычайно холодной температурой в восточной экваториальной части по сравнению с Эль-Ниньо, который, в свою очередь, характеризуется необычайно высокой температурой в том же регионе. Активность атлантических тропических циклонов в общем случае усиливается во время Ла-Нинья. Условие Ла-Нинья часто происходит после Эль-Ниньо, особенно, когда последний очень силен.
Индекс южного колебания (SOI)
Индекс южного колебания вычисляется из месячных или сезонных флуктуаций разницы воздушного давления между Таити и Дарвином.Длительные отрицательные значения SOI часто сигнализируют об эпизодах Эль-Ниньо. Эти отрицательные значения обычно сопутствуют продолжительному потеплению центральной и восточной тропическим частям Тихого Океана, уменьшению силы тихоокеанских пассатов и уменьшению выпадения осадков на востоке и севере Австралии.
Положительные значения SOI ассоциируются с сильными тихоокеанскими пассатами и потеплению температуры воды на севере Австралии, хорошо известного как эпизод Ла-Нинья. Воды центральной и восточной тропических частей Тихого Океана становятся холоднее на протяжении этого времени. Вместе все этого увеличивает вероятность выпадения большего количества осадков в восточной и северной Австралии, чем обычно.
Влияние Эль-Ниньо
Так как теплые воды Эль-Ниньо подпитывают штормы, то это создает увеличение выпадение осадков в восточно-центральной и восточной частях Тихого Океана.В Южной Америке эффект Эль-Ниньо более выражен, чем в Северной Америке. Эль-Ниньо ассоциируется с теплыми и очень влажными летними периодами (декабрь-февраль) по побережью северного Перу и Эквадора, вызывая сильные затопления всякий раз, когда событие сильное. Эффекты во время февраля, марта, апреля могут стать критическими. Южная Бразилия и северная Аргентина также испытывают более влажные, чем обычно, условия, но, в основном, во время весны и раннего лета. Центральный регион Чили получает мягкую зиму с большим количеством дождей, а Перуанско-Боливианское Плоскогорье иногда испытывает необычные для этого региона зимние снегопады. Более сухая и теплая погода наблюдается в Бассейне Реки Амазонки, Колумбии и Центральной Америке.
Прямые эффекты Эль-Ниньо приводят к уменьшению влажности в Индонезии, увеличивая вероятность возникновения лесных пожаров, в Филиппинах и в северной Австралии. Также в июне--августе сухая погода наблюдается в регионах Австралии: Квинсленд, Виктория, Новый Южный Уэльс и восточная Тасмания.
Запад Антарктического Полуострова, Земли Росса, моря Беллинсгаузена и Амундсена покрываются большим количеством снега и льда во время Эль-Ниньо. Последние два и море Уэделла становятся теплее и находятся под более высоким атмосферным давлением.
В Северной Америке, обычно, зимы теплее, чем обычно, на Среднем Западе и в Канаде, в то время, как в центральной и южной Калифорнии, на северо-западе Мексики и юго-востоке США становится влажнее. Северо-западные тихоокеанские штаты, другими словами, осушаются во время Эль-Ниньо. И наоборот, во время Ла-Нинья осушается Средний Запад США. Эль-Ниньо также ассоциируется с понижением активности ураганов в Атлантике.
Восточная Африка, включая Кению, Танзанию и бассейн Белого Нила, испытывают длительные дожди с марта по май. Засухи преследуют с декабря по февраль южные и центральные регионы Африки, в основном это Замбия, Зимбабве, Мозамбик и Ботсвана.
Теплый Бассейн Западного Полушария. Изучение климатических данных показало, что, приблизительно, в половине летних периодов после Эль-Ниньо наблюдается необычное потепление Теплого Бассейна Западного Полушария. Это влияет на погоду в регионе, и, похоже, есть связь с Северо-Атлантическим Колебанием.
Атлантический эффект. Эффект, похожий на Эль-Ниньо, иногда наблюдается в Атлантическом Океане, где вода вдоль экваториального африканского побережья становится теплее, а у побережья Бразилии — холоднее. Это можно отнести к циркуляциям Волкера над Южной Америкой.
Неклиматические эффекты Эль-Ниньо
Вдоль восточного побережья Южной Америки Эль-Ниньо уменьшает апвеллинг холодной, богатой планктоном воды, которая поддерживает большие популяции рыбы, которые, в свою очередь, поддерживают обилие морских птиц, помет которых поддерживает индустрию удобрений.Локальная рыбопромысловая индустрия вдоль береговой линии может испытывать недостаток рыбы во время продолжительных событий Эль-Ниньо. Наибольший мировой рыбный коллапс из-за чрезмерного промысла, который произошёл в 1972 г. во время Эль-Ниньо, привел к уменьшению популяции перуанских анчоусов. Во время событий 1982-83 г. популяции южной ставриды и анчоусов уменьшились. Хотя увеличилось количество раковин в теплой воде, но хек ушёл в глубину, к холодной воде, а креветки и сардины ушли на юг. Но улов некоторых других видов рыб был увеличен, например, обыкновенная ставрида увеличила свою популяцию во время теплых событий.
Смены местоположения и типов рыбы из-за изменений условий обеспечило проблемы для рыбной индустрии. Перуанская сардина ушла из-за Эль-Ниньо к чилийскому побережью. Другие условия ещё только привели дальнейшим усложнениям, таким как правительство Чили в 1991 г. создало ограничения на лов рыбы.
Постулируется, что Эль-Ниньо привело к исчезновению индийского племени Мочико и других племен доколумбовой Перуанской культуры.
Причины, порождающие Эль-Ниньо
Механизмы, которые могут вызывать события Эль-Ниньо до сих пор исследуются. Трудно подобрать шаблоны, которые могут показать причины или позволить делать предсказания.Бьеркнес в 1969 г. предположил, что аномальное потепление в восточном Тихом Океане может быть ослаблено восточно-западной разностью температур, вызывая ослабления в циркуляции Волкера и пассатах, которые двигают теплую воду на запад. Результат — увеличение теплой воды к востоку.
Виртки в 1975 г. предположил, что пассаты могли создать западную выпуклость теплых вод, и любое ослабление ветров могло позволить теплым водам двинуться на восток. Тем не менее никаких выпуклостей не было замечено накануне событий 1982-83 г..
Перезаряжаемый Осциллятор: Некторые механизмы были предложены, когда теплые области создаются в экваториальном регионе, то они рассеиваются в более высокие широты с помощью событий Эль-Ниньо. Охлажденные области затем перезаряжаются теплом в течение нескольких лет перед тем, как произойдет следующее событие.
Западный Тихоокеанский Осциллятор: В западной части Тихого Океана несколько погодных условий могли вызвать восточные ветряные аномалии. Например, циклон на севере и антициклон на юге приводят к возникновению восточного ветра между ними. Такие шаблоны могут взаимодействовать с западным течением через Тихий Океан и создавать тенденцию продолжения движения на восток. Ослабление западного течения в это время может быть окончательным триггером.
Экваториальная часть Тихого Океана может привести к условиям близким к Эль-Ниньо с несколькими случайными вариациями поведения. Погодные шаблоны извне или вулканическая деятельность могут стать такими факторами.
Осцилляция Маддена-Джулиана (MJO — Madden-Julian Oscillation) — это важнейший источник изменчивости, который может вносить вклад в более резкую эволюцию, приводящую к условиям Эль-Ниньо, через флуктуации ветров, дующих на низких уровнях, и осадков над западной и центральной частями Тихого Океана. Восточно-направленное распространение океанических волн Кельвина может быть вызвано активностью MJO.
История Эль-Ниньо
Первое упоминание термина «Эль-Ниньо» относится к 1892 г., когда капитан Камило Каррило сообщил на конгрессе Географического Общества в Лиме, что Перуанские моряки назвали теплое северное течение «Эль-Ниньо», так как оно наиболее заметно в районе Рождества. Тем не менее даже потом явление было интересно только из-за его биологического влияния на эффективность индустрии удобрений.Нормальные условия вдоль западного Перуанского побережья — это холодное южное течение (Перуанское течение) с апвеллингом воды; апвеллинг планктона приводит к активной океанической продуктивности; холодные течения приводят к очень сухому климату на земле. Похожие условия существуют везде (Калифорнийское течение, Бенгальское течение). Так замена его на теплое северное течение ведет к понижению биологической активности в океане и к ливневым дождям, приводящим к затоплениям, --- на земле. Связь с затоплениями была сообщена в 1895 г. Пезетом и Эгуигуреном.
К концу девятнадцатого столетия поднялся интерес предсказаниям климатических аномалий (для производства еды) в Индии и Австралии. Чарльз Тодд в 1893 г. предположил, что засухи в Индии и Австралии происходят в одно и то же время. Норман Локьер указал на то же самое в 1904 г.. В 1924 г. Гилберт Волкер первым ввел термин «Южное Колебание».
Большую часть двадцатого столетия Эль-Ниньо считался большим локальным явлением.
Большой Эль-Ниньо в 1982-83 г. привел к тому, что резко подскочил интерес научного сообщества к этому явлению.
История явления
Условия ENSO случаются каждые 2—7 лет по-крайней мере последние 300 лет, но большинство из них были слабыми.
Большие события ENSO случались в 1790—93, 1828, 1876—78, 1891, 1925—26, 1982—83 и 1997—98 годах.
Последние события Эль-Ниньо случались в 1986—1987, 1991—1992, 1993, 1994, 1997—1998 и 2002—2003 годах.
Эль-Ниньо 1997—1998 г., в частности, было сильным и привлекло к явлению международное внимание, в то время как в периоде 1990—1994 г. было необычно то, что Эль-Ниньо проявлялся очень часто (но в основном слабо).
Эль-Ниньо в истории цивилизации
Загадочное исчезновение цивилизации индейцев майя в Центральной Америке могло быть вызвано сильными климатическими изменениями. К такому выводу пришла группа исследователей из Немецкого национального центра наук о земле, пишет британская газета The Times.Ученые пытались установить, почему 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 в указанное время, судя по всему, дождливый сезон оказался не в состоянии обеспечить количество влаги, достаточное для развития сельского хозяйства.
Наступившая засуха и последовавший за ней голод привели к закату этих цивилизаций, полагают исследователи. Они связывают климатические изменения с природным феноменом "Эль-Ниньо", под которым подразумеваются температурные колебания поверхностных вод восточной части Тихого океана в тропических широтах. Это приводит к крупномасштабным нарушениям циркуляции атмосферы, что вызывает засухи в традиционно влажных регионах и наводнения - в засушливых.
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.
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...
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.
Природный феномен Эль-Ниньо, разыгравшийся в 1997-1998 гг., не имел равных себе по масштабу за всю историю наблюдений. Что же это за загадочное явление, которое наделало столько шума и привлекло пристальное внимание средств массовой информации?
Выражаясь научным языком, Эль-Ниньо - комплекс взаимообусловленных изменений термобарических и химических параметров океана и атмосферы, принимающих характер стихийных бедствий. Согласно справочной литературе, оно представляет собой теплое течение, возникающее иногда по неизвестным причинам у берегов Эквадора, Перу и Чили. В переводе с испанского "Эль-Ниньо" означает "младенец". Такое название дали ему перуанские рыбаки, потому что потепление воды и связанные с ним массовые заморы рыбы обычно случаются в конце декабря и совпадают с Рождеством. Об этом явлении наш журнал уже писал в N 1 за 1993 г., но с того времени исследователи накопили много новой информации.
НОРМАЛЬНАЯ СИТУАЦИЯ
Чтобы понять аномальный характер феномена, рассмотрим сначала обычную (стандартную) климатическую ситуацию у южноамериканского побережья Тихого океана. Она довольно своеобразна и определяется Перуанским течением, которое несет холодные воды из Антарктики вдоль западных берегов Южной Америки к лежащим на экваторе Галапагосским островам. Обычно дующие здесь с Атлантики пассаты, пересекая высокогорный барьер Анд, оставляют влагу на их восточных склонах. И потому западное побережье Южной Америки представляет собой сухую каменистую пустыню, где дожди чрезвычайно редки -иногда не выпадают годами. Когда же пассаты набирают столько влаги, что доносят ее до западных берегов Тихого океана, они формируют здесь преобладающее западное направление поверхностных течений, вызывающих нагон воды у берегов. Он разгружается проти-вопассатным течением Кромвелла в экваториальной зоне Тихого океана, которое захватывает здесь 400- километровую полосу и на глубинах 50-300 м переносит обратно на восток огромные массы воды.
Внимание специалистов привлекает колоссальная биологическая продуктивность прибрежных перуано- чилийских вод. Здесь на небольшом пространстве, составляющем какие-то доли процента от всей акватории Мирового океана, годовая добыча рыбы (в основном анчоуса) превышает 20% общемировой. Ее обилие привлекает сюда громадные стаи рыбоядных птиц - бакланов, олуш, пеликанов. А в районах их скопления сосредотачиваются колоссальные массы гуано (птичьего помета) - ценного азотно-фосфорного удобрения; его залежи мощностью от 50 до 100 м стали объектом промышленной разработки и экспорта.
КАТАСТРОФА
В годы проявления Эль-Ниньо ситуация резко меняется. Сначала на несколько градусов повышается температура воды и начинается массовая гибель или уход рыбы из этой акватории, и как следствие - исчезают птицы. Затем в восточной части Тихого океана падает атмосферное давление, над ней появляются облака, пассаты стихают, и воздушные потоки над всей экваториальной зоной океана изменяют направление. Теперь они идут с запада на восток, унося влагу из Тихоокеанского региона и обрушивая ее на перуано-чилийское побережье.
Особенно катастрофично события развиваются у подножия Анд, которые теперь преграждают путь западным ветрам и принимают на свои склоны всю их влагу. В результате в узкой полосе каменистых прибрежных пустынь западного побережья бушуют паводки, сели, наводнения (в это же время от страшной засухи страдают территории Западно- Тихоокеанского региона: выгорают тропические леса в Индонезии, на Новой Гвинее, резко падает урожайность сельскохозяйственных культур в Австралии). В довершение всего от чилийских берегов до Калифорнии развиваются так называемые "красные приливы", вызванные бурным ростом микроскопических водорослей.
Итак, цепь катастрофических событий начинается с заметного потепления поверхностных вод в восточной части Тихого океана, что в последнее время успешно используют для прогнозирования Эль-Ниньо. В этой акватории установлена сеть буйковых станций; с их помощью постоянно измеряют температуру океанской воды, и полученные данные через спутники оперативно передаются в исследовательские центры. В результате заблаговременно удалось предупредить о наступлении наиболее мощного из известных до настоящего времени Эль-Ниньо - в 1997-98 гг.
Вместе с тем причина разогрева океанской воды, а стало быть, и возникновения самого Эль-Ниньо до сих пор до конца не ясна. Появление теплой воды к югу от экватора океанографы объясняют изменением направления преобладающих ветров, метеорологи же смену ветров считают следствием разогрева воды. Таким образом, создается своеобразный порочный круг.
Чтобы приблизиться к пониманию генезиса Эль-Ниньо, обратим внимание на ряд обстоятельств, которые обычно упускают из виду специалисты-климатологи.
ДЕГАЗАЦИОННЫЙ СЦЕНАРИЙ ЭЛЬ-НИНЬО
Для геологов совершенно очевиден следующий факт: Эль- Ниньо развивается над одним из самых геологически активных участков мировой рифтовой системы - Восточно- Тихоокеанским поднятием, где максимальная скорость спрединга (раздвижения океанского дна) достигает 12-15 см/год. В осевой зоне этого подводного хребта отмечен очень высокий тепловой поток из земных недр, здесь известны проявления современного базальтового вулканизма, обнаружены выходы термальных вод и следы интенсивного процесса современного рудообразования в виде многочисленных черных и белых "курильщиков".
В акватории между 20 и 35 ю. ш. на дне зафиксированы девять водородных струй - выходов этого газа из земных недр. В 1994 г. международная экспедиция обнаружила здесь самую мощную в мире гидротермальную систему. В ее газовых эманациях аномально высокими оказались отношения изотопов 3 Не/ 4 Не, а это означает: источник дегазации находится на большой глубине.
Сходная ситуация характерна и для других "горячих точек" планеты - Исландии, Гавайских островов, Красного моря. Там на дне расположены мощные центры водородно-метановой дегазации и над ними, чаще всего в Северном полушарии, разрушается озоновый слой
, что дает основание созданную мною модель деструкции озонового слоя потоками водорода и метана применять и к Эль-Ниньо.
Вот как примерно начинается и развивается этот процесс. Водород, выделяясь со дна океана из рифтовой долины Восточно-Тихоокеанского поднятия (его источники обнаружены там инструментально) и достигая поверхности, вступает в реакцию с кислородом. В результате образуется тепло, которое и начинает разогревать воду. Для окислительных реакций условия здесь весьма благоприятны: поверхностный слой воды обогащается кислородом при волновом взаимодействии с атмосферой.
Однако возникает вопрос: может ли поступающий со дна водород достигнуть океанской поверхности в заметных количествах? Положительный ответ дали результаты американских исследователей, обнаруживших в воздухе над Калифорнийским заливом удвоенное, по сравнению с фоновым, содержание этого газа. А ведь тут на дне действуют водородно-метановые источники с суммарным дебитом 1,6 х 10 8 м 3 /год.
Водород, поднимаясь из водных глубин в стратосферу, образует озоновую дыру, в которую "проваливается" ультрафиолетовое и инфракрасное солнечное излучение. Падая на поверхность океана, оно усиливает начавшийся (за счет окисления водорода) разогрев его верхнего слоя. Скорее всего, именно дополнительная энергия Солнца - главная и определяющая в данном процессе. Роль же окислительных реакций в разогреве более проблематична. Об этом можно было бы не говорить, если бы не идущее синхронно с ним существенное (от 36 до 32,7%о) опреснение океанской воды. Последнее, вероятно, и осуществляет та самая добавка воды, что образуется при окислении водорода.
Из-за разогрева поверхностного слоя океана снижается растворимость в нем СО 2 , и он выбрасывается в атмосферу. К примеру, во время Эль-Ниньо 1982-83 гг. в воздух дополнительно попало 6 млрд. т. углекислого газа. Усиливается также испарение воды, и над восточной частью Тихого океана появляются облака. И пары воды, и СО 2 - парниковые газы; они поглощают тепловое излучение и становятся прекрасным аккумулятором дополнительной энергии, пришедшей через озоновую дыру.
Постепенно процесс набирает силу. Аномальный разогрев воздуха приводит к снижению давления, и над восточной частью Тихого океана образуется циклоническая область. Именно она ломает стандартную пассатную схему атмосферной динамики в районе и "засасывает" воздух из западной части Тихого океана. Вслед за стиханием пассатов уменьшается нагон воды у перуано-чилийских берегов и прекращает действовать экваториальное противотечение Кромвелла. Сильный разогрев воды приводит к зарождению тайфунов, что в обычные годы - большая редкость (из-за охлаждающего влияния Перуанского течения). С 1980 по 1989 г. здесь возникло десять тайфунов, семь из них - в 1982- 83 гг., когда бушевал Эль-Ниньо.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ
Почему же все-таки у западного побережья Южной Америки очень высока биологическая продуктивность? По оценкам специалистов, она такая же, как в обильно "удобряемых" рыбоводных прудах Азии, и в 50 тыс. раз выше (!), чем в других частях Тихого океана, если рассчитывать по количеству добываемой рыбы. Традиционно этот феномен объясняют апвеллингом - ветровым сгоном теплой воды от берега, заставляющим подниматься из глубин холодную воду, обогащенную питательными компонентами, в основном азотом и фосфором. В годы же проявления Эль-Ниньо, когда ветер меняет направление, апвеллинг прерывается, а следовательно, прекращает поступать питательная вода. В результате рыбы и птицы гибнут или мигрируют из-за голода.
Все это напоминает вечный двигатель: обилие жизни в поверхностных водах объясняется поступлением снизу питательных веществ, а избыток их внизу - обилием жизни наверху, ибо отмирающая органика оседает на дно. Однако что здесь первично, что дает толчок подобному круговороту? Почему он не иссякает, хотя, судя по мощности залежей гуано, действует уже тысячелетия?
Не очень понятен и сам механизм ветрового апвеллинга. Связанный с ним подъем глубинной воды обычно определяют, измеряя ее температуру на профилях разного уровня, ориентированных перпендикулярно береговой линии. Затем строят изотермы, которые показывают одинаковые низкие температуры у берега и на большой глубине в удалении от него. И в итоге делают вывод о подъеме холодных вод. Но ведь известно: у берега низкая температура обусловлена Перуанским течением, так что описанная методика определения подъема глубинных вод едва ли корректна. И наконец, еще одна неясность: упомянутые профили строятся поперек береговой линии, а преобладающие ветры здесь дуют вдоль нее.
Я отнюдь не собираюсь ниспровергать концепцию ветрового апвеллинга - она базируется на понятном физическом явлении и имеет право на жизнь. Однако при более близком знакомстве с ней в данном районе океана неизбежно возникают все перечисленные проблемы. Поэтому предлагаю иное объяснение аномальной биологической продуктивности у западных берегов Южной Америки: она определяется опять-таки дегазацией земных недр.
В самом деле, не вся полоса перуано-чилийского прибрежья одинаково продуктивна, как должно быть при действии климатического апвеллинга. Здесь обособлены два "пятна" - северное и южное, причем их положение контролируется тектоническими факторами. Первое расположено над мощным разломом, уходящим из океана на континент южнее разлома Мендана (6-8 о ю. ш.) и параллельно ему. Второе пятно несколько меньших размеров находится чуть севернее хребта Наска (13-14 ю. ш.). Все эти косые (диагональные) геологические структуры, идущие от Восточно-Тихоокеанского поднятия в сторону Южной Америки, по существу, являются зонами дегазации; по ним на дно и в толщу вод поступает из земных недр огромное количество различных химических соединений. Среди них есть, конечно, жизненно важные элементы - азот, фосфор, марганец, достаточно и микроэлементов. В толще прибрежных перуано-эквадорских вод содержание кислорода - самое низкое во всем Мировом океане, так как основной объем здесь составляют восстановленные газы - метан, сероводород, водород, аммиак. Зато тонкий поверхностный слой (20-30 м) аномально богат кислородом из-за низкой температуры воды, приносимой сюда из Антарктиды Перуанским течением. В этом слое над разломными зонами - источниками питательных веществ эндогенной природы - и создаются уникальные условия для развития жизни.
Впрочем, есть в Мировом океане район, по биопродуктивности не уступающий перуанскому, а возможно, и превосходящий его - у западного побережья Южной Африки. Его тоже считают зоной ветрового апвеллинга. Но положение самого продуктивного здесь участка (залив Уолфиш-Бей) контролируется опять же тектоническими факторами: он расположен над мощной разломной зоной, идущей из Атлантического океана на Африканский континент несколько севернее Южного тропика. А вдоль берега из Антарктики проходит холодное, богатое кислородом Бенгельское течение.
Колоссальной рыбопродуктивностью отличается и район Южных Курильских островов, где холодное течение проходит над субмеридиональным окраинно-океанским разломом Ионы. В разгар путины сайры в небольшой акватории Южно- Курильского пролива собирается буквально весь дальневосточный рыболовный флот России. Уместно здесь вспомнить и Курильское озеро на Южной Камчатке, где находится одно из крупнейших в нашей стране нерестилищ нерки (вид дальневосточного лосося). Причина очень высокой биологической продуктивности озера, по мнению специалистов, - естественное "удобрение" его воды вулканическими эманациями (оно расположено между двумя вулканами - Ильинским и Камбальным).
Однако вернемся к Эль-Ниньо. В тот период, когда у побережья Южной Америки усиливается дегазация, тонкий, насыщенный кислородом и кишащий жизнью поверхностный слой воды насквозь продувается метаном и водородом, кислород исчезает, и начинается массовая гибель всего живого: со дна моря тралами поднимают огромное количество костей крупных рыб, на Галапагосских островах гибнут тюлени. Однако вряд ли фауна гибнет из-за снижения биопродуктивности океана, как гласит традиционная версия. Она, скорее всего, отравляется ядовитыми газами, поднимающимися со дна. Ведь смерть наступает внезапно и настигает все морское сообщество - от фитопланктона до позвоночных. От голода гибнут только птицы, да и то в основном птенцы, - взрослые особи просто покидают опасную зону.
"КРАСНЫЕ ПРИЛИВЫ"
Впрочем, после массового исчезновения биоты поразительное буйство жизни у западных берегов Южной Америки не прекращается. В лишенных кислорода, продуваемых ядовитыми газами водах начинают бурно развиваться одноклеточные водоросли - динофлагелляты. Данное явление известно как "красный прилив" и названо так потому, что в подобных условиях хорошо себя чувствуют только интенсивно окрашенные водоросли. Их окраска - своеобразная защита от солнечного ультрафиолета, приобретенная еще в протерозое (свыше 2 млрд. лет назад), когда не было озонового слоя и поверхность водоемов подвергалась интенсивному ультрафиолетовому облучению. Так что во время "красных приливов" океан как бы возвращается в свое "докислородное" прошлое. Из-за обилия микроскопических водорослей некоторые морские организмы, обычно выполняющие роль фильтраторов воды, например устрицы, в это время становятся ядовитыми и их употребление в пищу грозит тяжелыми отравлениями.
В рамках разработанной мной газово-геохимической модели аномальной биопродуктивности локальных участков океана и периодически быстрой гибели в ней биоты находят объяснение и другие явления: массовое скопление ископаемой фауны в древних сланцах Германии или фосфоритах Подмосковья, переполненных остатками костей рыб и раковинами головоногих.
МОДЕЛЬ ПОДТВЕРЖДАЕТСЯ
Приведу некоторые факты, свидетельствующие о реальности дегазационного сценария Эль-Ниньо.
В годы его проявления резко усиливается сейсмическая активность Восточно-Тихоокеанского поднятия - такой вывод сделал американский исследователь Д. Уокер, проанализировав соответствующие наблюдения с 1964 по 1992 г. на участке данного подводного хребта между 20 и 40ю. ш. А ведь, как давно установлено, сейсмические события часто сопровождаются усилением дегазации земных недр. В пользу разработанной мной модели свидетельствует и то, что воды у западного побережья Южной Америки в годы Эль- Ниньо буквально бурлят от выделения газов. Корпуса кораблей покрываются черными пятнами (явление получило название "Эль-Пинтор", в переводе с исп. - "маляр"), а зловонный запах сероводорода разносится на большие пространства.
В африканском заливе Уолфиш-Бей (упомянутом выше как район аномальной биопродуктивности) также периодически возникают экологические кризисы, протекающие по тому же сценарию, что и у берегов Южной Америки. В этом заливе начинаются выбросы газов, что приводит к массовой гибели рыбы, затем здесь развиваются "красные приливы", а запах сероводорода на суше ощущается даже в 40 милях от берега. Все это традиционно связывают с обильным выделением сероводорода, но его образование объясняют разложением органических остатков на морском дне. Хотя гораздо логичнее считать сероводород обычным компонентом глубинных эманации - ведь он выходит здесь только над зоной разлома. Проникновение газа далеко на сушу также проще объяснить его поступлением из того же разлома, трассирующегося из океана в глубь материка.
Важно отметить следующее: при поступлении глубинных газов в океанскую воду происходит их сепарация за счет резко различной (на несколько порядков) растворимости. Для водорода и гелия она составляет 0,0181 и 0,0138 см 3 в 1 см 3 воды (при температуре до 20 С и давлении 0,1 МПа), а для сероводорода и аммиака - несравненно больше: соответственно 2,6 и 700 см 3 в 1 см 3 . Вот почему вода над зонами дегазации сильно обогащается именно этими газами.
Веский аргумент в пользу дегазационного сценария Эль- Ниньо - карта среднемесячного дефицита озона над экваториальной областью планеты, составленная в Центральной аэрологической обсерватории Гидрометцентра России по спутниковым данным. На ней отчетливо проявляется мощная озоновая аномалия над осевой частью Восточно-Тихоокеанского поднятия немного южнее экватора. Отмечу, что к моменту выхода карты в свет я опубликовал качественную модель, объясняющую возможность разрушения озонового слоя именно над этой зоной. Кстати, это уже не первый случай, когда мои прогнозы места возможного появления озоновых аномалий подтверждаются натурными наблюдениями.
ЛА НИНЬЯ
Так называется заключительная фаза Эль-Ниньо - резкое похолодание воды в восточной части Тихого океана, когда на длительный период ее температура опускается на несколько градусов ниже нормы. Естественное объяснение этому - одновременное разрушение озонового слоя и над экватором, и над Антарктидой. Но если в первом случае оно вызывает разогрев воды (Эль-Ниньо), то во втором - сильное таяние льда в Антарктиде. Последнее увеличивает приток холодной воды в приантарктическую акваторию. В результате резко возрастает температурный градиент между экваториальной и южной частями Тихого океана, а это приводит к усилению холодного Перуанского течения, которое остужает экваториальные воды после ослабления дегазации и восстановления озонового слоя.
ПЕРВОПРИЧИНА - В КОСМОСЕ
Сначала, хотелось бы сказать несколько "оправдательных" слов в адрес Эль-Ниньо. Средства массовой информации, мягко говоря, не совсем правы, когда обвиняют его в провоцировании таких бедствий, как наводнения в Южной Корее или небывалые морозы в Европе. Ведь глубинная дегазация может одновременно усиливаться во многих районах планеты, что приводит там к разрушению озоно- сферы и появлению аномальных природных явлений, о которых уже говорилось. Например, нагрев воды, предшествующий возникновению Эль-Ниньо, происходит под озоновыми аномалиями не только в Тихом, но и в других океанах.
Что же касается усиления глубинной дегазации, то она определяется, на мой взгляд, космическими факторами, главным образом гравитационным воздействием на жидкое ядро Земли, где содержатся основные планетарные запасы водорода. Важную роль при этом, вероятно, играет взаимное расположение планет и, в первую очередь, взаимодействия в системе Земля - Луна - Солнце. Г. И. Войтов и его коллеги из Объединенного института физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН давно установили: дегазация недр заметно усиливается в периоды, близкие к полнолунию и новолунию. Влияет на нее и положение Земли на околосолнечной орбите, и изменение скорости ее вращения. Сложное сочетание всех этих внешних факторов с процессами в глубинах планеты (например, кристаллизацией ее внутреннего ядра) определяет импульсы усиления планетарной дегазации, а значит, и явления Эль- Ниньо. Его 2-7-летнюю квазипериодичность выявил отечественный исследователь Н. С. Сидоренко (Гидрометцентр России), проанализировав непрерывный ряд перепадов атмосферного давления между станциями Таити (на одноименном острове в Тихом океане) и Дарвин (северное побережье Австралии) за длительный период - с 1866 г. по настоящее время.
Кандидат геолого-минералогических наук В. Л. СЫВОРОТКИН, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
