El Niño i La Niña: Często zadawane pytania

Co to są El Niño i La Niña?

El Niño i La Niña są przeciwnymi fazami naturalnego wzorca klimatycznego na tropikalnym Oceanie Spokojnym, który kołysze się tam i z powrotem średnio co 3-7 lat. Razem, są one nazywane ENSO (wymawiane „en-so”), co jest skrótem od El Niño-Southern Oscillation.

Wzorzec ENSO w tropikalnym Pacyfiku może być w jednym z trzech stanów: El Niño, Neutralny, lub La Niña. El Niño (faza ciepła) i La Niña (faza chłodna) prowadzą do znacznych różnic w stosunku do średnich temperatur oceanu, wiatrów, ciśnienia powierzchniowego i opadów w części tropikalnego Pacyfiku. Neutralny wskazuje, że warunki są w pobliżu ich długoterminowej średniej.

Mapy anomalii temperatury powierzchni morza na Oceanie Spokojnym podczas silnej La Niña (górna, grudzień 1988) i El Niño (dolna, grudzień 1997). Mapy NOAA Climate.gov, na podstawie danych dostarczonych przez NOAA View. large versions La Niña | El Niño

Co się dzieje podczas El Niño i La Niña?

Podczas El Niño, wiatry powierzchniowe na całym tropikalnym Pacyfiku są słabsze niż zwykle. Temperatury oceanu w centralnej i wschodniej części tropikalnego Pacyfiku są cieplejsze od średniej, a opady deszczu są poniżej średniej nad Indonezją i powyżej średniej nad centralnym lub wschodnim Pacyfikiem.

Wznoszący ruch powietrza (który jest związany z burzami i opadami deszczu) zwiększa się nad centralnym lub wschodnim Pacyfikiem, a ciśnienie powierzchniowe tam ma tendencję do bycia niższym od średniej. Tymczasem wzrost ruchu powietrza opadającego nad Indonezją prowadzi do wyższego ciśnienia powierzchniowego i suchości.

Anomalia uogólnionej cyrkulacji Walkera (grudzień-luty) podczas zjawisk El Niño, nałożona na mapę średnich anomalii temperatury powierzchni morza. Anomalne ocieplenie oceanu w centralnej i wschodniej części Pacyfiku (kolor pomarańczowy) pomaga przesunąć wznoszącą się gałąź Cyrkulacji Walkera na wschód od 180°, podczas gdy opadające gałęzie przesuwają się nad kontynent morski i północną część Ameryki Południowej. NOAA Climate.gov rysunek autorstwa Fiony Martin.

Podczas La Niña, jest odwrotnie. Wiatry powierzchniowe na całym tropikalnym Pacyfiku są silniejsze niż zwykle, a większość tropikalnego Oceanu Spokojnego jest chłodniejsza niż przeciętnie. Opady deszczu zwiększają się nad Indonezją (gdzie wody pozostają ciepłe), a zmniejszają się nad centralną częścią tropikalnego Pacyfiku (która jest chłodna). Nad Indonezją występuje większy ruch powietrza wznoszącego i niższe ciśnienie powierzchniowe. Jest więcej tonącego ruchu powietrza nad chłodniejszymi wodami centralnego i wschodniego Pacyfiku.

Uogólniona Cyrkulacja Walkera (grudzień-luty) anomalia podczas wydarzeń La Niña, nałożona na mapę średnich anomalii temperatury powierzchni morza. Anomalne ochłodzenie oceanu (niebiesko-zielone) w centralnej i wschodniej części Oceanu Spokojnego oraz ocieplenie nad zachodnią częścią Oceanu Spokojnego wzmacnia wznoszącą gałąź cyrkulacji Walkera nad Kontynentem Morskim i opadającą nad wschodnim Pacyfikiem. Wzmożony ruch wznoszący obserwowany jest również nad północną Ameryką Południową, natomiast anomalny ruch opadający występuje nad wschodnią Afryką. NOAA Climate.gov rysunek autorstwa Fiony Martin.

Pomiędzy fazą ciepłą (El Niño) a fazą chłodną (La Niña) naukowcy opisują warunki jako „ENSO-neutralne”. Neutralne oznacza, że temperatury, wiatry, konwekcja (wznoszenie się powietrza) i opady na tropikalnym Pacyfiku są zbliżone do ich długoterminowych średnich.

Uogólniona cyrkulacja Walkera (grudzień-luty) podczas neutralnych warunków ENSO. Konwekcja związana ze wznoszącymi się gałęziami Cyrkulacji Walkera występuje nad kontynentem morskim, północną Ameryką Południową i wschodnią Afryką. NOAA Climate.gov rysunek Fiony Martin.

Czy El Niño to rodzaj burzy, która uderzy w USA?

Nie, El Niño nie jest burzą, która uderzy w konkretny obszar w konkretnym czasie. Zamiast tego, cieplejsze wody tropikalnego Pacyfiku powodują zmiany w globalnej cyrkulacji atmosferycznej, co skutkuje szerokim zakresem zmian w globalnej pogodzie. Pomyśl o tym, jak duży projekt budowlany po drugiej stronie miasta może zmienić przepływ ruchu drogowego w pobliżu Twojego domu – ludzie zostaną przekierowani, boczne drogi przyjmą więcej ruchu, a normalne zjazdy i wjazdy zostaną zamknięte. Różne dzielnice będą najbardziej dotknięte o różnych porach dnia. Poczujesz skutki projektu budowlanego poprzez jego zmiany w normalnych wzorcach, ale nie oczekujesz, że projekt budowlany „uderzy” w twój dom.

Czy ta wielka burza, którą właśnie mieliśmy była spowodowana przez El Niño?

To nie jest pytanie, na które można odpowiedzieć. El Niño zwiększa szanse na mokrą i burzliwą zimę i wczesną wiosnę w południowej części Stanów Zjednoczonych, ale nie można powiedzieć, że jakakolwiek pojedyncza burza była spowodowana wyłącznie przez El Niño i nie wydarzyłaby się w innym przypadku.

Pomyśl o tym w ten sposób: Załóżmy, że w przeciętnym roku, twój stan doświadcza 10 sztormów zimowych. Podczas tej zimy El Niño, być może będzie ich 13. Nie można powiedzieć, które 10 było „normalne”, a które 3 były „dodatkowe”.

Jednakże, dla każdej konkretnej burzy, naukowcy mogą spróbować oszacować, czy i jak bardzo El Niño przyczyniło się do uczynienia tego wydarzenia szczególnie ekstremalnym, na przykład poprzez zwiększenie ilości pary wodnej dostępnej „w tle”, lub poprzez przesunięcie pozycji lub siły strumienia jet stream.

Tego rodzaju analiza nazywana jest badaniem atrybucji. Wymaga ona wszechstronnych obserwacji – zarówno bieżących, jak i historycznych – jak również bardzo szczegółowych odtworzeń klimatycznych wzorców pogodowych, które dały początek burzy. Przeprowadzenie tego rodzaju analizy może zająć naukowcom kilka miesięcy.

Jak El Niño i La Niña wpływają na wzorce pogodowe?

El Niño i La Niña na przemian ogrzewają i chłodzą duże obszary tropikalnego Pacyfiku – największego oceanu świata – co znacząco wpływa na to, gdzie i ile pada. Podstawowa lokalizacja wilgotnego, wznoszącego się powietrza (nad najcieplejszą wodą w basenie) jest skupiona nad centralnym lub wschodnim Pacyfikiem podczas El Niño oraz nad Indonezją i zachodnim Pacyfikiem podczas La Niña.

To przesunięcie zakłóca wzorce cyrkulacji atmosferycznej, które łączą tropiki ze średnimi szerokościami geograficznymi, co z kolei modyfikuje strumienie jetowe na średnich szerokościach geograficznych. Poprzez modyfikację strumieni jet, ENSO może wpływać na temperaturę i opady w całych Stanach Zjednoczonych i innych częściach świata. Wpływ na USA jest najsilniejszy w okresie zimowym (styczeń-marzec), ale utrzymuje się do wczesnej wiosny.

Średnie położenie strumieni odrzutowych znad Pacyfiku i Polarnego oraz typowy wpływ na temperaturę i opady w okresie zimowym nad Ameryką Północną. Mapa autorstwa Fiony Martin dla NOAA Climate.gov.

Podczas El Niño, południowa warstwa Alaski i amerykański Pacyfik Północno-Zachodni mają tendencję do bycia cieplejszymi od średniej, podczas gdy południowa warstwa Stanów Zjednoczonych – od Kalifornii po Karoliny – ma tendencję do bycia chłodniejszą i bardziej wilgotną od średniej. Podczas La Niña, te odchylenia od średniej są w przybliżeniu (ale nie dokładnie) odwrócone.

Wpływ El Niño i La Niña w niektórych częściach Stanów Zjednoczonych i reszty świata może być tak silny, że zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia „ekstremalnych zdarzeń pogodowych” – zjawisk, które plasują się w najwyższych lub najniższych 10% w porównaniu do obserwacji historycznych. (Kliknij, aby zobaczyć historyczną perspektywę wpływu El Niño w USA)

Jednakże nie wszystkie z tych wpływów są negatywne. Na przykład, ponieważ północna warstwa USA ma tendencję do bycia cieplejszą od średniej podczas zim El Niño, koszty ogrzewania mogą być tam znacznie zmniejszone.

Jak ENSO wpływa na globalną średnią temperaturę?

W każdej danej dekadzie najcieplejsze lata to zwykle lata El Niño, a najzimniejsze to zwykle lata La Niña. To dlatego, że Ocean Spokojny jest dużym miejscem. Gdybyś chodził dookoła planety wzdłuż równika, spędziłbyś ponad 40% swojego czasu próbując chodzić po wodzie w Oceanie Spokojnym. Ten ogromny rozmiar oznacza, że ocieplenie lub ochłodzenie na Pacyfiku spowodowane przez El Niño i La Niña może odcisnąć piętno na globalnej średniej temperaturze powierzchni.

Ale ocieplenie i ochłodzenie powierzchni podczas El Niño i La Niña nie wiąże się z większą lub mniejszą ilością energii cieplnej wchodzącej lub uciekającej z systemu klimatycznego jako całości. Innymi słowy, cały system klimatyczny tak naprawdę nie ochładza się ani nie ociepla. Energia cieplna, która jest już obecna w systemie klimatycznym po prostu przesuwa się tam i z powrotem między atmosferą (gdzie pokazuje się w wartości globalnej temperatury powierzchni) a głębszymi warstwami oceanu (gdzie tak nie jest).

Zmiany w temperaturach powierzchni morza podczas El Niño i La Niña są spowodowane i wspomagane przez zmiany w wiatrach handlowych, które normalnie wieją ze wschodu na zachód przez tropikalny Pacyfik. Kiedy pasaty są silniejsze niż normalnie podczas La Niña, wiatry te przesuwają więcej wody powierzchniowej do zachodniej połowy basenu Pacyfiku. Basen ciepłej wody pogłębia się, magazynując nadmiar ciepła na głębokości i pozwalając zimniejszej, głębszej wodzie wypłynąć na powierzchnię we wschodniej połowie basenu Pacyfiku.

To napędzane wiatrem zaburzenie tworzy duży obszar wzdłuż równika, gdzie temperatury powierzchni oceanu są poniżej normy. W ciągu miesięcy do sezonów, ciepło z atmosfery następnie przechodzi do oceanu, prowadząc do chłodniejszych temperatur powietrza w regionie wystarczająco szeroki, aby ochłodzić globalną średnią temperaturę.

Podczas El Niño, gdy wiatry handlowe są słabe lub nawet czasami odwrócić się, ilość zimnej wody, która przychodzi do powierzchni jest zmniejszona. Ciepłe wody w zachodniej części Oceanu Spokojnego przesuwają się na wschód. Teraz wzdłuż równika znajduje się duży obszar, gdzie temperatury oceanu są powyżej normy. Ciepło z oceanu następnie wychodzi do atmosfery, prowadząc do cieplejszych temperatur powietrza na Pacyfiku, a następnie do cieplejszych globalnych temperatur powietrza (plus kaskada innych wpływów).

Wszystko to sprowadza się do przemieszczania ciepła z jednego miejsca (oceanu) do drugiego (atmosfery) bez wpływu na ogólny budżet energetyczny Ziemi – równowagę między energią przychodzącą i wychodzącą na całej planecie. Tak więc w przeciwieństwie do erupcji wulkanicznych, które faktycznie blokują energię ze Słońca przed dotarciem do powierzchni, lub minimów słonecznych, które zmniejszają całkowitą ilość energii emitowanej przez Słońce, fazy ENSO nie tworzą ani nie usuwają energii z systemu klimatycznego. La Niña ukrywa część istniejącego na Ziemi ciepła pod powierzchnią, podczas gdy El Niño je ujawnia. Klimatolodzy nazywają ten rodzaj przetasowań wewnętrzną zmiennością klimatu.

Czy El Niño wpłynie na moje miasto/stanowisko/region tej zimy?

Może. Prawdopodobnie. Prawdopodobnie nie. Odpowiedź zależy od wielu czynników, w tym od miejsca zamieszkania, siły zjawiska i innych wzorców klimatycznych, które rozwijają się i wpływają na wyniki sezonowe.

Naukowcy zidentyfikowali zestaw typowych oddziaływań w USA, które były związane z poprzednimi zjawiskami El Niño. (Zobacz Jak El Niño i La Niña wpływają na wzorce pogodowe?) Ale „związane z” nie oznacza, że wszystkie te oddziaływania występują podczas każdego epizodu El Niño. Mogą one występować tak często, jak 80 procent czasu, lub tak rzadko, jak 40 procent czasu.

Innymi słowy, wpływ El Niño na zimowy klimat USA jest kwestią prawdopodobieństwa, a nie pewności. Climate Prediction Center bierze El Niño pod uwagę w swoich miesięcznych i sezonowych prognozach, które opisują prawdopodobieństwo, że temperatura i opady będą znacznie powyżej lub znacznie poniżej średniej.

Jak NOAA decyduje, kiedy El Niño ma miejsce?

NOAA używa 5-kategorialnego systemu ostrzegawczego do śledzenia ENSO, który jest oparty na połączeniu obserwowanych warunków, prognoz modeli komputerowych i naukowej oceny ekspertów. Dla El Niño, wschodni tropikalny Pacyfik musi być o 0,5°C lub więcej cieplejszy od średniej, a wiatry, ciśnienie powierzchniowe i opady muszą zacząć wykazywać zmiany zgodne z El Niño. (Zobacz Co się dzieje podczas El Niño i La Niña?) Te zmiany w średnich warunkach muszą utrzymywać się przez co najmniej pięć nakładających się na siebie trzymiesięcznych okresów, aby mogły być liczone jako pełnowymiarowy epizod w zapisie historycznym.

Podsumowanie procesu decyzyjnego w określaniu warunków El Niño. NOAA Climate.gov rysunek autorstwa Glena Beckera i Fiony Martin.

Co powoduje występowanie El Niño i La Niña?

Wiatry przy powierzchni tropikalnego Pacyfiku zwykle wieją ze wschodu na zachód. Z powodów, których naukowcy jeszcze w pełni nie rozumieją, te stosunkowo stałe wiatry czasami słabną lub wzmacniają się przez tygodnie lub miesiące z rzędu.

Słabe wiatry pozwalają ciepłym wodom powierzchniowym gromadzić się we wschodnim Pacyfiku. Czasami, ale nie zawsze, atmosfera odpowiada na to ocieplenie zwiększonym ruchem powietrza wznoszącego i ponadprzeciętnymi opadami deszczu we wschodnim Pacyfiku. Ta skoordynowana zmiana zarówno temperatury oceanu, jak i atmosfery rozpoczyna zjawisko El Niño. W miarę rozwoju tego zjawiska, ogrzane wody powodują jeszcze większe osłabienie wiatrów, co może spowodować jeszcze większe ocieplenie wód.

Po El Niño często (ale nie zawsze) następuje La Niña w następnym roku, zwłaszcza jeśli El Niño jest silne. Podczas warunków La Niña, wschodnie wiatry handlowe w pobliżu równika stają się jeszcze silniejsze niż zwykle. Silniejsze wiatry spychają wody powierzchniowe do zachodniej części Pacyfiku. Tymczasem chłodna woda z głębszych warstw oceanu wznosi się we wschodnim Pacyfiku. Jeśli ochłodzenie utrzymuje się, może zahamować ruch powietrza w górę i opady deszczu na wschodnim Pacyfiku, rozpoczynając zjawisko La Niña. W miarę rozwoju zjawiska, ochłodzone wody powodują jeszcze większe wzmocnienie wiatrów, co może spowodować jeszcze większe ochłodzenie wód.

Jak długo zazwyczaj trwają El Niño i La Niña?

Eksperymenty El Niño i La Niña trwają zazwyczaj 9-12 miesięcy. Oba mają tendencję do rozwijania się wiosną (marzec-czerwiec), osiągają szczytową intensywność późną jesienią lub zimą (listopad-luty), a następnie słabną wiosną lub wczesnym latem (marzec-czerwiec).

Zarówno El Niño, jak i La Niña mogą trwać dłużej niż rok, ale rzadko zdarza się, aby El Niño trwało dłużej niż rok lub dłużej, podczas gdy La Niña często trwa dwa lata lub dłużej. Najdłuższe El Nino we współczesnym zapisie trwało 18 miesięcy, podczas gdy najdłuższa La Niña trwała 33 miesiące. Naukowcy nie są pewni, dlaczego czas trwania tych dwóch typów zjawisk może być tak różny.

Czy możemy przewidzieć El Niño i La Niña zanim się pojawią?

Tak, naukowcy często mogą przewidzieć początek El Niño i La Niña z wyprzedzeniem od kilku miesięcy do roku, dzięki nowoczesnym modelom klimatycznym (takim jak te używane przez Narodowe Centra Przewidywania Środowiskowego NOAA) i danym obserwacyjnym z Systemu Obserwacji Tropikalnego Pacyfiku (który obejmuje czujniki na satelitach, boje oceaniczne i radiosondy), który stale monitoruje zmieniające się warunki w oceanie i atmosferze. Bez tych narzędzi nie bylibyśmy w stanie wykryć lub przewidzieć początku El Niño lub La Niña.

Dlaczego przewidywanie El Niño i La Niña jest tak ważne?

El Niño i La Niña mogą zwiększyć prawdopodobieństwo wystąpienia ekstremalnych zjawisk pogodowych w niektórych regionach. Jeśli potrafimy przewidzieć El Niño i La Niña, możemy przewidzieć większe prawdopodobieństwo wystąpienia związanych z nimi ekstremalnych zjawisk pogodowych. Lepsze przewidywanie, gdzie i kiedy ekstremalne zjawiska pogodowe mogą wystąpić (np. powodzie i susze) może zaoszczędzić Stanom Zjednoczonym miliardy dolarów na kosztach szkód.

Przewidywanie cyklu życia i siły El Niño i La Niña ma kluczowe znaczenie dla pomagania ludziom w planowaniu, unikaniu lub łagodzeniu potencjalnych szkód w każdym sektorze społeczeństwa, w tym w rolnictwie, rybołówstwie, energii, wodzie, transporcie i opiece zdrowotnej). Postęp w zdolności naukowców do przewidywania przyszłych stanów ENSO może znacznie poprawić możliwości gospodarcze USA w tych istotnych sektorach.

Czy możemy zapobiec wystąpieniu El Niño i La Niña?

Nie, El Niño i La Niña są naturalnie występującymi wzorcami klimatycznymi i ludzie nie mają bezpośredniej możliwości wpływania na ich początek, intensywność lub czas trwania.

Czy globalne ocieplenie wpływa na El Niño i La Niña?

Istnieje wiele sposobów, w jaki globalne ocieplenie może wpłynąć na częstotliwość i intensywność El Niño / La Niña (zobacz ten post na blogu ENSO, na przykład), ale naukowcy obecnie mają niskie zaufanie do ich zdolności do przewidywania dokładnie, jak cieplejszy świat wpływa na ENSO. Naukowcy mają jednak dużą pewność, że samo ENSO występuje od tysięcy lat i będzie występować również w przyszłości. Globalne ocieplenie prawdopodobnie wpłynie na skutki związane z El Niño i La Niña, w tym na ekstremalne zjawiska pogodowe.

Czy El Niño i La Niña wpływają na sezony huraganów na Atlantyku i Pacyfiku?

Tak, kontynentalne Stany Zjednoczone i Wyspy Karaibskie mają znacznie zmniejszoną szansę na doświadczenie huraganu podczas El Niño i zwiększoną szansę na doświadczenie huraganu podczas La Niña.

Typowy wpływ El Niño na aktywność huraganów sezonowych na Pacyfiku i Atlantyku. Mapa NOAA Climate.gov, na podstawie oryginałów Gerry’ego Bella.

Zarówno El Niño jak i La Niña wpływają na to, gdzie huragany atlantyckie mają tendencję do tworzenia się. Podczas El Niño, mniej huraganów rozwija się w głębokich tropikach z afrykańskich fal wschodnich. I odwrotnie, podczas La Niña, więcej huraganów powstaje w głębokich strefach tropikalnych z afrykańskich fal wschodnich i dlatego istnieje większe prawdopodobieństwo, że staną się one dużymi huraganami, które mogą zagrozić Wyspom Karaibskim i Stanom Zjednoczonym.

Typowy wpływ La Niña na aktywność sezonową huraganów na Pacyfiku i Atlantyku. Mapa wg NOAA Climate.gov, na podstawie oryginałów Gerry Bell.

Ogółem, El Niño przyczynia się do większej liczby huraganów na wschodnim i środkowym Pacyfiku i mniejszej na Atlantyku, podczas gdy, odwrotnie, La Niña przyczynia się do mniejszej liczby huraganów na wschodnim i środkowym Pacyfiku i większej na Atlantyku….

Czy El Niño i La Niña mają wpływ na aktywność tornad w USA?

Tak, El Niño i La Niña wydają się mieć wpływ na aktywność tornad. Ponieważ silny strumień odrzutowy jest ważnym składnikiem ostrej pogody, pozycja strumienia odrzutowego pomaga określić regiony, w których prawdopodobieństwo wystąpienia tornad jest większe.

Strumień odrzutowy nad Stanami Zjednoczonymi jest zazwyczaj znacząco różny podczas zim El Niño w porównaniu do zim La Niña. Podczas El Niño, strumień jet jest zorientowany z zachodu na wschód przez południową część Stanów Zjednoczonych. W związku z tym region ten staje się bardziej podatny na wystąpienie gwałtownych zjawisk pogodowych zimą. I odwrotnie, podczas La Niña, jet stream i ostra pogoda mogą znajdować się dalej na północ.

Dlaczego te wzorce klimatyczne nazywane są „El Niño” i „La Niña”?

Czasami, zanim stało się to przedmiotem badań naukowych, południowoamerykańscy rybacy zauważali cieplejsze niż normalnie przybrzeżne wody Oceanu Spokojnego i drastyczne spadki w połowach ryb występujące okresowo w czasie świąt Bożego Narodzenia. Nadali temu zjawisku przydomek „El Niño” (po hiszpańsku mały chłopiec) w związku z obchodami chrześcijańskiego święta upamiętniającego narodziny Jezusa. W latach 80-tych, kiedy odkryto odwrotną fazę El Niño (tj. chłodniejsze niż normalnie temperatury oceanu), naukowcy nazwali ją „La Niña” (hiszp. mała dziewczynka).

Gdzie mogę znaleźć więcej informacji o El Niño i La Niña?

NoA’s primary point-of-entry for online information about ENSO is available at http://www.climate.gov/enso.
NOAA Climate.gov publishes a frequently updated „ENSO blog,” written by climate scientists in language easy to understand by non-scientists.
ENSO forecasts, outlooks, and diagnostic discussion information is available from NOAA’s Climate Prediction Center, at: http://www.cpc.ncep.noaa.gov.
Mapy pokazujące historyczny wpływ El Niño i La Niña na wzorce pogodowe w Stanach Zjednoczonych są dostępne w NOAA’s National Center for Environmental Information (tutaj) i NOAA’s Earth System Research Laboratory (tutaj).

Starsze ENSO FAQ z innych laboratoriów i centrów NOAA

El Niño FAQ z AOML
El Niño FAQ z PMEL
El Niño i La Niña FAQ z CPC
FAQs about El Niño and the western U.S., Alaski i Hawajów
ENSO FAQ z ESRL

Pytania dotyczące El Niño i zachodnich Stanów Zjednoczonych, Alaski i Hawajów