Тёплый океан, но разный: почему одни Эль-Ниньо заливают, а другие сушат

Оригинал: "Differential imprints of distinct ENSO flavors in global patterns of very low and high seasonal precipitation"

· Marc Wiedermann, Jonatan F. Siegmund, Jonathan F. Donges, Reik V. Donner

arXiv:1702.00218 · 2017-02-01 · CC BY 4.0 · 2 мин

Физика атмосферы и океана

У Эль-Ниньо и Ла-Ниньи есть два разных характера, и от этого зависят засухи и наводнения в разных уголках планеты.

Один и тот же оркестр звучит по-разному, если за пультом стоят два разных дирижёра. Один размахивает палочкой широко, и весь зал слышит его акценты; другой едва заметно кивает, и лишь отдельные инструменты откликаются. Так и в Тихом океане: тёплая фаза Эль-Ниньо и холодная Ла-Нинья — это два дирижёра глобальных осадков, но у каждого из них есть два разных характера.

Классический тип разогревает воду у берегов Южной Америки, а другой, который называют центрально-тихоокеанским, смещает тёплое пятно в середину океана. Учёные решили проверить, как каждый из этих типов связан с очень влажными и очень сухими сезонами на суше. Для этого они взяли данные об осадках за 65 лет и посчитали, как часто экстремальные сезоны совпадают по времени с той или иной фазой Эль-Ниньо или Ла-Ниньи.

Метод похож на проверку двух будильников: если один звонит всегда, когда встаёт солнце, а другой — лишь изредка и в случайные дни, значит, первый связан с рассветом, а второй — нет. Здесь вместо будильников — редкие события: сезоны с осадками выше 80-го или ниже 20-го процентиля.

Оказалось, что классический тип даёт обширные и связные аномалии: засухи в Индонезии, на Филиппинах и в северной Амазонии, влажные условия на западе Северной Америки. Центрально-тихоокеанский тип действует точечнее: он приносит засухи на восточное побережье Австралии, влажные условия в южном Чили и Центральной Азии. Впервые показано, что центрально-тихоокеанский Эль-Ниньо сопровождается повышенными осадками в Центральной Азии, а центрально-тихоокеанская Ла-Нинья — их дефицитом там же.

Если тип развивающегося Эль-Ниньо удастся определить достаточно рано, появится возможность заранее предупреждать о вероятных засухах или наводнениях в конкретных регионах. Это поможет фермерам планировать посевы, а городам — готовиться к нехватке воды. И тогда два дирижёра перестанут быть загадкой: их жесты научатся читать заранее, до первых аккордов.

Весь граф →

Термин «Модоки» для центрально-тихоокеанского Эль-Ниньо происходит от японского слова, означающего «похожий, но другой» — это точно отражает его характер: внешне напоминает классический Эль-Ниньо, но ведёт себя иначе.

P^{\pm}_{s,i}(t) = \Theta(\pm P_{s,i}(t) \mp p^{\pm}_{s,i})

Функция Хевисайда равна 1, если сезонная сумма осадков превышает 80-й процентиль (для влажных) или падает ниже 20-го процентиля (для сухих), и 0 иначе.

ECR^{\pm}_{s,i,\bullet} = \frac{\sum_t X_{\bullet}(t) P^{\pm}_{s,i}(t-\tau)}{\sum_t X_{\bullet}(t)}

Числитель — количество лет, когда фаза ENSO данного типа совпала с экстремальным сезоном, знаменатель — общее число таких фаз. Сдвиг τ равен 0 для SON и DJF, 1 для MAM.

Понятия

энсо эль-ниньо ла-нинья весенний барьер предсказуемости многомерный индекс ЭНСО индекс Эль-Ниньо южная осцилляция эффект конденсатора Индийского океана ERSST NOAA CPC модель Джина–Тиммермана буйковые станции TAO/TRITON межгодовая изменчивость тихоокеанская декадная осцилляция относительный они модель осциллятора с подзарядкой распространение экваториальных волн вспышка западных ветров объём тёплой воды естественная изменчивость

Я автор

Тёплый океан, но разный: почему одни Эль-Ниньо заливают, а другие сушат