14.3-4 Эль-Ниньо — влияние и наблюдение

14.3 Эль-Ниньо teleconnections (дальние корреляционные связи?)

Удаленные корреляционные связи – это статистически значимая корреляция между погодными условиями, наблюдаемыми в различных районах Земли. На рисунке 14.11 показаны доминантные удаленные корреляционные связи, ассоциируемые с Южной Осцилляцией Эль-Ниньо (ENSO). Это говорит о том, что ENSO является атмосферной пертурбацией, воздействующей на весь Тихий Океан.


Рисунок 14.11 Эскиз регионов, получающих повышенное количество осадков (пунктирные линии) или, наоборот, более засушливых (сплошные линии) во время существования Эль-Ниньо. (0) показывает, что количество осадков изменяется в тот год, когда начинается Эль-Ниньо, (+) показывает, что количество осадков меняется после того года, когда Эль-Ниньо начинается. Ropelewski and Halpert (1987).

Влияние ENSO проявляется в его влиянии на конвекцию в экваториальной части Тихого океана. В то время как область выпадения интенсивных осадков движется к востоку, она воздействует на атмосферное давление (Рис. 14.12) и влияет на положение потока в более высоких широтах. Это следствие Эль-Ниньо приводит к некоторой предсказуемости сезонных составляющих погоды над Северной Америкой, Бразилией, Австралией, Южной Африкой и другими регионами.

Пертурбация ENSO к среднеширотной и тропической системам погоды приводит к драматическим изменениям в выпадении осадков в некоторых регионах (Рис. 14.12). Районы конвекции, мигрируя к востоку вдоль экватора, приносят дожди к обычно сухим центрально-Тихоокеанским островам. И наоборот, недостаток дождей в западной части Тихого океана приводит к иссушению Индонезии и Австралии.


Рисунок 14.12. Изменение составляющих конвекции в экваториальной части Тихого океана во время существования Эль-Ниньо, структура составляющих аномалий давления в атмосфере (сплошные линии), которая влияет на экстратропическую атмосферу. Rasmusson and Wallace (1983)

Пример. Изменчивость выпадения осадков над Техасом.

На рисунке 14.11 показано глобальное видение удаленных корреляционных связей. Давайте увеличим масштаб и рассмотрим это в пределах одного региона – Техаса, который автор выбрал только потому, что живет там. Глобальная картина показывает, что в зимний период после начала Эль-Ниньо в регионе должны выпасть осадки в количестве превышающем норму. Поэтому автор коррелирует годовое осредненное количество осадков для штата Техас с Индексом Южной Осцилляции (Рис. 14.13). Дождливые годы соответствуют годам с Эль-Ниньо в экваториальной части Тихого океана. Во время Эль-Ниньо конвекция, обычно расположенная в западной экваториальной части Тихого океана, перемещается к востоку в центральную экваториальную часть Тихого океана. Субтропический поток также перемещается к востоку, перенося тропическую влажность через Мексику в Техас и долину Миссисипи. Холодные фронты зимой взаимодействуют с верхним уровнем влажности, что приводит зимой к выпадению дождей к востоку от Техаса.


Рисунок 14.13. Корреляция годового осредненного количества осадков, осредненного над всем Техасом за каждый годи изображенного как функция среднегодового Индекса Южной Осцилляции. Stewart (1994).

14.4 Наблюдение за Эль-Ниньо

Обширные экваториальный и тропические районы Тихого океана редко посещаются судами. Для наблюдения за этими районами ученые из Тихоокеанской Лаборатории NOAA (Pacific Marine Environmental Laboratory) установили буи для измерения океанологических и метеорологических параметров (Рисунок 14.14). Первый буй был успешно установлен в 1976 году Дэвидом Хэлперном. После этого простейшего начала, новые стационарные буи были добавлены в сеть наблюдений, новые инструменты были добавлены в конструкцию буев и, наконец, сами буи были усовершенствованы. Эта программа сейчас превратилась в целую систему Тропическая Атмосфера-Океан (TAO ), включающую приблизительно 70 глубоководных стационарных буев, местоположение которых охватывает экваториальную часть Тихого океана между 8°с.ш. и 8°ю.ш., 95°з.д и 137°в.д. 

 

 

Рисунок 14.14. Схема местоположения стационарных буев в системе Тропическая Атмосфера-Океан (TAO ), организованная Тихоокеанской лабораторией NOAA с помощью Японии, Кореи, Тайваня и Франции. 

Система буев начала свою работу в полную силу в декабре 1994 года и до сих пор продолжает развиваться. Работа по разработке и калибровке инструментов, установке стационарных буев и последующей обработки полученных данных координируется в рамках проекта ТАО. Это многонациональное сотрудничество,  в которое вовлечены специалисты из США, Японии, Кореи, Тайваня и Франции. Центральный офис проекта располагается в Тихоокеанской лаборатории в г. Сиэтл, штат Вашингтон.   

Стационарные буи ТАО измеряют температуру воздуха, относительную влажность, поверхностную скорость ветра, температуру на поверхности воды, а также на глубинах от 10 до 500 метров. Пять буев расположены на экваторе на 110°з.д., 140° з.д., 170° з.д., 165°в.д., и 147°в.д. , а также на них установлены upward-looking Acoustic Doppler Current Profilers ADCP для измерения течений на глубинах от 10 до 250 метров. Буи поднимают и устанавливают на то же самое место ежегодно. Полученные данные тут же поступают в систему АРГОС, обрабатываются и становятся доступные в ближайшее время. Все датчики калибруют каждый раз перед установкой и после подъема. 

Данные ТАО объединяются с данными альтиметрии Jasin и Envisat для получения комплексной системы измерений Эль-Ниньо. Альтиметрические наблюдения Jasin и Topex/Poseidon особенно важны, потому что они могут быть использованы для построения точных карт уровня моря с интервалом в 10 дней. Такие карты обеспечили подробное представление о развитии Эль-Ниньо в 1997-1998 годах в реальном времени и были широко распространены по всему миру. По результатам наблюдений (рисунок 10.6) можно определить продвижение повышения уровня моря с запада на восток с максимумом на востоке экваториальной части Тихого океана в ноябре 1997 года. И, наконец, спутниковые данные являются дополнением к данным ТАО, в результате чего наблюдениями полностью покрыты тропические части Тихого океана. Это позволяет океанологам отслеживать экстратропическое воздействие на Эль-Ниньо.

За количеством выпавших осадков наблюдает специальное оборудование NASA’s Tropical Rainfall Measuring Mission, которое было специально создано для этой цели. Оно было запущено в действие 27 ноября 1997 года и состоит из пяти приборов: радар для измерения осадков, пяти-частотный микроволновый радиометр, видимый и инфракрасный сканер, система для наблюдения за облаками и Земной радиацией и сенсор для индикации молний. Одновременная работа этого оборудования обеспечивает ученых данными, необходимыми для построения ежемесячных карт выпадения осадков в тропиках, осредненных по квадратам 500х500 км с 15% точностью в пределах ± 35° северной и южной широты. И в дополнение к вышесказанному спутниковые данные используются для измерения латентного тепла, высвобождающегося в атмосферу во время дождя, таким образом, обеспечивая непрерывный мониторинг нагревания атмосферы в тропиках.

14.5 Предсказание Эль-Ниньо

Be the first to comment on "14.3-4 Эль-Ниньо — влияние и наблюдение"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*