لماذا إل نينيو قصيرة ولا نينيا طويلة الأمد؟ ✛

الأصل: "Realistic ENSO Dynamics Requires a Damped Nonlinear Recharge Oscillator"

· Sooman Han, Alexey Fedorov, Jérôme Vialard

arXiv:2506.11206 · 2025-06-12 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة

بنى العلماء نموذجًا بسيطًا للمحيط بوصفه بندولًا مع احتكاك وهزات عشوائية، ففسر غرائب المناخ.

أحيانًا يسخن المحيط الهادئ أكثر من المعتاد، وهذه هي إل نينيو. وأحيانًا أخرى يبرد على العكس، وهذه هي لا نينيا. تؤثر الظاهرتان على الطقس في جميع أنحاء العالم، لكنهما تتصرفان بغرابة: إل نينيو تأتي فجأة وتغادر بسرعة، بينما قد تستمر لا نينيا لأشهر. لم يتمكن العلماء لفترة طويلة من فهم السبب.

إل نينيو هي المرحلة الدافئة، عندما يسخن الجزء الشرقي من المحيط الهادئ. لا نينيا هي المرحلة الباردة، عندما يصبح أكثر برودة من المعتاد.

يصف البحث الجديد المحيط بوصفه بندولًا. إذا كان البندول مشحمًا جيدًا، فإنه يتأرجح لفترة طويلة وبشكل منتظم. لكن إذا كان الاحتكاك قويًا، فإن كل دفعة تخمد بسرعة، وتصبح الحركة متقطعة. اتضح أن المحيط يتصرف مثل بندول شديد التخميد: يفقد طاقته خلال حوالي 20 شهرًا. تهزه هبات رياح عشوائية تزداد قوة عندما يكون المحيط دافئًا بالفعل.

لكي يتصرف البندول مثل المحيط الحقيقي، نحتاج إلى "انحرافين" صغيرين. الأول يجعل المرحلة الدافئة أقصر وأقوى، والمرحلة الباردة أطول وأضعف. الثاني يعمل مثل زنبرك يعيد البندول ببطء بعد تأرجح قوي، مما يبقيه في المرحلة الباردة. هذا الانحراف الثاني هو الذي يفسر لماذا تستمر لا نينيا أحيانًا عامين متتاليين. الآن يمكن استخدام هذا النموذج البسيط لاختبار النماذج المناخية الأكثر تعقيدًا وتحسين توقعات الطقس.

الرسم كاملاً →

خلال الخمسين عامًا الماضية، لوحظت حوالي 10 حالات إل نينيو قوية فقط، بينما في التجارب العددية لهذا العمل تم توليد حوالي 5000 حالة على مدى 30,000 عام نموذجي.

\frac{dT_E}{dt} = R T_E + F_1 h + b_T T_E^2 - c_T T_E^3 + \sigma_T \xi_T (1 + B H(T_E) T_E)

معدل تغير درجة الحرارة يتحدد بملاحظات بيوركنس الخطية، وتأثير المحتوى الحراري، واللاخطية التربيعية والتكعيبية، بالإضافة إلى ضوضاء تتعزز في المرحلة الدافئة.

\frac{dh}{dt} = -\varepsilon h - F_2 T_E - b_h T_E^2 + \sigma_h \xi_h

يرتاح المحتوى الحراري نحو التوازن، ويستجيب لدرجة الحرارة، ويخضع لتأثير لاخطي يعزز التفريغ بعد إل نينيو.

\theta = \frac{1}{2} \arctan\left( \frac{-(\hat{R}+\hat{\varepsilon})}{\hat{F}_1 - \hat{F}_2} \right)

ميل مسار الطور بين درجة الحرارة والمحتوى الحراري يتحدد بإشارة مجموع معاملات التغذية الراجعة والتخميد، مما يفسر الاختلافات بين اختيارات متغير المحتوى الحراري.

العلماء

Ludwig Boltzmann Henri Poincaré John von Neumann Josiah Willard Gibbs

المفاهيم

recharge oscillator model ENSO El Niño-Southern Oscillation El Niño index Jin-Timmermann model Multivariate ENSO Index La Niña spring predictability barrier Southern Oscillation ERSST relative ONI TAO/TRITON moorings equatorial wave propagation Warm water volume natural variability NOAA CPC North Equatorial Countercurrent Indian Ocean capacitor effect

أنا المؤلف

لماذا إل نينيو قصيرة ولا نينيا طويلة الأمد؟ ✛