Явление Эль-Ниньо и его последствия для географической оболочки, населения и хозяйства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский государственный университет

Факультет географии и геоинформатики

Кафедра общего землеведения и гидрометеорологии

Курсовая работа

Явление Эль-Ниньо и его последствия для географической оболочки, населения и хозяйства

Губской Анисьи Дмитриевны студентки 1 курса

специальность: «География по направлениям»

Научный руководитель: проффесор, доктор

географических наук, доцент Д.Л. Иванов

Минск, 2023



Аннотация

Губская Анисья Дмитриевна, «Явление Эль-Ниньо и его последствия для географической оболочки, населения и хозяйства» (курсовая работа). - Мн., 2023. - с.

Явление Эль-Ниньо - Ла-Нинья, механизм формирования, течение, волны, апвеллинг, даунвеллин, последствия.

В данной работе рассматривается гидрометеорологический феномен Эль-Ниньо, его условия, механизм формирования и «ареал» распространения. Дается описание изменений в климатической системе. Описаны социально-экономические последствия данного явления.



Анатацыя

Губская Анисья Дзмітрыеўна, « З'ява Эль-Ніньё і яго наступствы для геаграфічнай абалонкі, насельніцтва і гаспадаркі » ( курсавая праца ). - Мн., 2023. - с.

З'ява Эль-Ніньё - Ла-Нинья, механізм фарміравання, працягу, хвалі, апвеллинг, даунвеллин, наступствы.

У дадзенай працы разглядаецца гідраметэаралагічны феномен Эль-Ніньё, яго ўмовы, механізм фарміравання і « арэал » распаўсюду. Даецца апісанне змяненняў у кліматычнай сістэме. Апісаны сацыяльна-эканамічныя наступствы дадзенай з'явы.



Abstract

Gubskaya Anisya Dmitrievna, "The El Niсo phenomenon and its consequences for the geographical environment, population and economy" (coursework). - Mn., 2023. - с.

El Niсo - La Niсa phenomenon, formation mechanism, flow, waves, upwelling, downwelling, consequences.

This coursework discusses the hydrometeorological phenomenon of El Niсo, its conditions, formation mechanism and "areal" distribution. A description of changes in the climate system is given. Socio-economic consequences of this phenomenon are described.



Оглавление

Введение

1. История исследования и изучения явления Эль-Ниньо

2. Причины и условия формирования и распространение явления

2.1 Океанический механизм возникновения Эль-Ниньо

2.2 Причины порождающие Эль-Ниньо

2.3 Геофизические факторы развития явления Эль-Ниньо

2.4. Интенсивность явления и его хронология и география распространения

2.5. Современное представление о явлении Эль-Ниньо

3. Последствия Эль-Ниньо и его значение

3.1 Климатические последствия развития явления Эль-Ниньо / Южное колебание

3.2 Экологические и социально-экономические последствия развития Эль-Ниньо / Южное колебание

3.3 Влияние явления на развитие Южно Американской цивилизации

3.4. Прогнозирование явления и защита населения и объектов хозяйствования от возможных последствий

Заключение

Список использованных источников



Введение

эль-ниньо экологический климатический американский

Рассматривая морские течения, важно уделить особое внимание такому течению как Эль-Ниньо. Эль-Ниньо - это температурные колебания океанно-атмосферной системы в тропических широтах Тихого океана, оказывающие большое влияние на общий климат планеты. Это течение вызывает обильные осадки на юге США и Перу, приводя к разрушительным наводнениям, а также приносит засуху в районы западной части Тихого океана и приводит к страшным пожарам в Австралии. Эль-Ниньо - это своеобразный океанический гигантский водоворот, а так же аномальное явление. Переводя с испанского языка, Эль-Ниньо дословно обозначает «младенец», хотя, если рассматривать само явление, то ничего свойственного младенцам, нет.

Эль-Ниньо ошибочно называют океаническим (морским) течением. Но это не совсем корректно, так как потепление происходит как раз тогда, когда исчезает холодное Перуанское течение, которое идет вдоль Тихоокеанского побережья Южной Америки с юга на север.. Эль-Ниньо было актуально как на протяжении прошлого столетия, так и сейчас, представляя собой особый интерес для ученых. С 1982 года Эль-Ниньо находится в центре внимания океанологов, метеорологов и климатологов. Катастрофические последствия этого явления для местных жителей и влияние на погоду прибрежной зоны заставляют учёных работать над поисками надёжных методов его прогнозирования. Наличие Эль-Ниньо играет огромную роль в изменении природной обстановки на Тихоокеанском побережье Южной и Центральной Америки и на Галапагосских островах.

C развитием Эль-Ниньо обычно тесно связана аномальная перестройка поля действия ветров над Тихим океаном и весьма специфическое поведение уровня моря. Раньше этот вопрос был не на столько глубоко раскрыт, как сейчас и предполагали, что Эль-Ниньо возникает в результате локального ослабления юго-восточного пассата над перуанскими, эквадорскими водам, что, естественно, приводит к ослаблению Перуанского прибрежного течения и к прекращению апвеллинга. Однако более глубокие исследования последних десятилетий открыли причины далеко не локального характера.

Актуальность данной работы обусловлена тем, что данная тема «Эль-Ниньо» до сих пор до конца не раскрыта, а так же, ее наглядно можно рассмотреть, как пример влияния процессов в океане на возникновение глобальных природных катастроф в современной науке

Цель даннои? работы - комплексныи? анализ эволюции характеристик атмосферы и океана в период зарождения, развития, кульминации и затухания Эль-Ниньо, а также определение особенностеи? данного явления.

Задачи работы:

• Дать общую характеристику течению Эль-Ниньо;

• Охарактеризовать историю исследования течения Эль-Ниньо;

• Определить причины, условия и механизмы формирования явления Эль-Ниньо;

• Определить изменения в Климатической системе, обусловленные влиянием течения Эль-ниньо;

• Описать социально-экономическое последствие развития Эль-Ниньо.



1. История исследования и изучения явления Эль-Ниньо

В 1891 г. Луис Гарранза, президент Географического товарищества Перу, обратил внимание на периодическое появление теплого тихоокеанского течения между портами Пайта и Пакасмайе. Это течение получило от моряков Пайты название Эль-Ниньо, что в переводе означает ребенок Христа. Такое название было дано потому, что теплое морское течение периодически возникало после праздника Рождества Христова.

Первое упоминание термина «Эль-Ниньо» относится к 1892 году, когда капитан Камило Каррило на конгрессе Географического общества в Лиме сделал сообщение об этом тёплом северном течении. Название «Эль-Ниньо» течению дано потому, что оно наиболее заметно в период Рождества.

К концу девятнадцатого столетия поднялся интерес предсказаниям климатических аномалий (для производства еды) в Индии и Австралии. Чарльз Тодд в 1893г. предположил, что засухи в Индии и Австралии происходят в одно и то же время. Норман Локьер указал на то же самое в 1904г. В 1924г. Гилберт Волкер первым ввел термин "Южное Колебание", под которым понимается явление Эль-Ниньо - Ла-Нинья.

Со второй половины XX в. изучением этих природных состояний активно занялись специалисты, и представление о них несколько расширилось. Эль-Ниньо - это глобальное явление, при котором температура поверхностного слоя воды восточной половины экваториального Тихого океана и вод, прилегающих к Южной Америке в районе Эквадора, Перу и частично Чили, повышается на 4-5 °С относительно среднего значения 26°С. При явлении Ла-Нинья в этом слое температура падает приблизительно на такую же величину. Выяснилось также, что оба состояния - единое явление, а Эль-Ниньо и Ла-Нинья - лишь крайние стадии его развития.

Гидрометеорологические условия изменяются не только вблизи Южной Пацифики, но и в тропической и субтропической зонах всего земного шара. Во время Эль-Ниньо Австралия, Африка, Индонезия и страны бассейна Индийского океана страдают от засухи. Дефицит осадков приводит к заметному снижению мирового урожая зерновых культур, поскольку большинство посевных площадей находится именно в этих местах. По неполным данным, ущерб от одного из самых сильных Эль-Ниньо 1982 - 1983 гг. составил 13 млрд долл.

В последнее время выполнено большое количество исследований, в том числе и российскими специалистами, доказывающими возможность влияния Эль-Ниньо - Ла- Нинья на гидрометеорологические и экологические условия океанов, морей и материков не только экваториальной зоны, но и всего земного шара. Полагают даже, что самый большой и наиболее важный сигнал в межгодовой климатической изменчивости Земли связан именно с этим феноменом. Если этим вопросом посвящено значительное количество публикаций, то существенно меньше внимания в последнии годы уделяется изучению природы Эль-Ниньо - Ла-Нинья.

В 1924 году английский метеоролог Г. Уокер разработал и успешно применил на практике так называемый «метод мировой погоды», в основе которого заложен поиск дальних связей между изменениями гидрометеорологических элементов в различных районах земного шара (рис 1.1). Исследуя природу муссонных ветров в Южной и Южно-Восточной Азии, Уокер проанализировал аномалии атмосферного давления в субтропической зоне южного полушария и пришёл к заключению, что муссоны являются частью глобальной циркуляции атмосферы, а не её региональным элементом. Оказалось, что над Австралийско-Индонезийским районом Индийского океана (г. Дарвин, Северная Австралия) и над акваторией южной части Тихого океана (острова Общества Таити), расположяенными по меридиану на разных концах света, атмосферное давление, не без помощи индийского муссона, изменяется в противофазе. Центры действия этих гигантских «качелей» давления располагаются, таким образом, в южном полушарии - поэтому и «Южное колебание».



Рис. 1.1 Нормальное состояние конвекционной петли Уолкера

Только через 40 лет, в 1966 - 1969 гг., американский метеоролог Дж. Бьеркнес связал явление Южного колебания с явлением Эль-Ниньо. Ему удалось установить, что когда «качели» наклонены в сторону Австралии, Перуанский апвеллинг работает нормально, устойчивые пассаты гонят холодную воду мимо Галапагосских островов на запад (в сторону низкого давления ) вдоль экватора наблюдается «холодная» фаза Южного колебания - Ла-Нинья, в период которой экологических проблем на планете не происходит. При этом уровень Тихого океана в его западной части на 50 см выше (по причине нагона сюда тёплой воды пассатом), чем в восточной.

В случае же, когда «качели» наклонены в сторону Таити - происходит сбой в обычной системе циркуляции Тихого океана, пассаты ослабевают вплоть до смены направления на восточное (в сторону низкого давления) и тёплая вода от побережья Новой Гвинеи устремляется на восток. Перуанское течение по этой причине «останавливается» и далее развиваются все события, характерные для тёплой фазы Южного колебания - Эль-Ниньо. При этом разность уровней между восточной и западной частями океана меняет знак. Теперь он уже в восточной части на 50 см выше, чем в западной.

Такой механизм взаимодействия атмосферы и океана в периоды Эль-Ниньо дал основание предположить, что в первую очередь этот феномен отражает реакцию океана на воздействие переменных пассатных ветров. Чётко зарегистрированные приборами колебания уровня на восточной и западной перифериях Тихого океана при смене «тёплой» и «холодной» фаз Эль-Ниньо представляет, по мнению профессора К.Н. Федорова, те же самые «качели», но не в атмосфере, а в океане. Причиной их раскачивания являются пассатные ветры. После указанной схемы их традиционного направления или ослабления интенсивности накопившаяся в период Ла-Нинья у западного побережья тёплая вода в виде так называемой внутренней волны Кельвина «откатывается» к берегам Перу и Эквадора и вносят свой вклад в подавление апвеллинга и повышения ТПО.

После открытия Бьеркнесом связи явления Эль-Ниньо с Южным колебанием для оценки степени возмущения (аномальности состояния) глобальной атмосферной и океанической циркуляции учёные стали использовать индекс Эль-Ниньо/ Южного колебания - SOI (Southen Oscillation Index). Он является количественной характеристикой Южного колебания и отражает разность давления над островом Таити и г. Дарвин в Австралии.

В последнее время выполнено большое количество исследований, в том числе и российскими специалистами, доказывающими возможность влияния Эль-Ниньо - Ла-Нинья на гидрометеорологические и экологические условия океанов, морей и материков не только экваториальной зоны, но и всего земного шара. Полагают даже, что самый большой и наиболее важный сигнал в межгодовой климатической изменчивости Земли связан именно с этим феноменом. Если этим вопросам посвящено значительное количество публикаций, то существенно меньшее внимание в последние годы уделяется изучению природы Эль-Ниньо - Ла-Нинья.

Эль-Ниньо в 1982-83 г. привел к тому, что резко подскочил интерес научного сообщества к этому явлению. Появилось несколько теорий относительно течения Эль-Ниньо. Рассмотрим некотрые из них:

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: Некоторые 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.



2. Причины и условия формирования и распространение явления

2.1 Океанический механизм возникновения Эль-Ниньо

Эль-Ниньо - явление в тропическои? части Тихого океана, связанное с аномальным потеплением воды в восточно-экваториальном раи?оне Тихого океана: от берегов Перу до Линии перемены дат.Обычно оно длится около 12-18 месяцев, возникает каждые 3-7 лет. Это явление развивается, когда естественное доминирование северо-восточных пассатов ослабевает, что позволяет более теплои? воде в западнои? части стечь на восток. Событие Ла-Нинья возникает, когда северо-восточные пассаты крепчают, что приводит к охлаждению воды в восточнои? части.

Эль-Ниньо является частью непрерывного цикла обратнои? связи между атмосферои? и океаном: аномальное потепление поверхности воды в восточнои? части Тихого океана у берегов Перу приводит к усилению конвекции, которая увеличивает атмосферное скрытое тепло, что еще больше влияет на аномалии в атмосфернои? циркуляции. Усиленная конвекция создает западные аномалии ветра на экваторе, влияя на циркуляцию океана, и помогает перемещать теплые воды с западнои? и центральнои? части Тихого океана на восток. Кроме того, из-за аномальных изменении? ветров в центральнои? части, апвеллинг над восточнои? частью уменьшается, потепление верхнего слоя океана, и дальнеи?шее увеличение аномалии? температуры воднои? поверхности, запускает цикл снова. Возникновение и развитие Эль-Ниньо обусловлены остановкой юго-восточного пассата, которое объясняется тем, что атмосферное давление над Тихим океаном понижается, а над Австралией и Индонезией повышается, это значит, что барические ареалы наклонены в сторону Южной Америки. В результате остановки юго-восточного пассата экваториальное морское течение поворачивает в противоположную сторону. В эту фазу теплые воды стремятся из западной части на восток. Таким образом, в период Эль-Ниньо теплые океанические воды двигаются от побережья Новой Гвинеи до западного побережья Южной Америки. На востоке Тихого океана (4ю. ш. - 4с. ш., 165в. д. - 90з. д.) температура поверхности воды становится аномально высокой.

Ла-Нинья развивается под влиянием юго-восточного пассата, который дует на экваториальной периферии тихоокеанского антициклона в сторону Австралийско-Индонезийской барической депрессии. Антициклоническое движение воздушных масс образовывает огромный круговорот морских течений (рис 2.1). Очевидно, что в южном полушарии Тихоокеанские антициклоны образуют мощное южно-экваториальное морское течение, которое переносит холодные воды Перуанского течения на запад. Холодное Перуанское течение граничит с теплым межпассатным противотечением и образует Экваториальный морской фронт, который мешает поступлению теплых вод западного противотечения до побережья Южной Америки.

Благодаря такой системе взаимодействия циркуляции атмосферы и морских вод в зоне Перуанского течения формируется область поднятия холодных глубинных вод - область апвеллинга (Перуанский апвеллинг).

Рис 2.1 Развитие механизма Эль-Ниньо

Противоположное пространственное положение центров действия атмосферы, которые размещаются в южном полушарии, в некотором смысле представляет огромный «ареал» атмосферного давления, наклонённого в сторону Австралии. В холодную фазу Перуанский апвеллинг действует нормально. Юго-восточные пассаты гонят холодную воду на запад вдоль Галапагоских островов и экватора в сторону области низкого давления. В эту фазу циркуляционный механизм взаимодействия атмосферы и океана работают устойчиво, аномальных катастрофических явлений погоды на планете не наблюдается. В результате нагона пассатами теплой воды уровень Тихого океана в запанной части тропического пояса становится выше, чем на востоке, на 50 м.

2.2 Причины порождающие Эль-Ниньо

Существует много, в том числе и принципиально разных, объяснений возникновения Эль-Ниньо - Ла-Нинья. Их можно разделить на два основных типа. И тот, и другой основаны в основном на расчётно-гипотетических представлениях и в меньшей степени - на инструментальных данных о динамике вод океана.В объяснениях первого типа Эль-Ниньо формируется экваториальными крупномасштабными течениями и противотечениями. Явление возникает из-за поступления теплых вод из западной в восточную часть океана, оно вызвано поверхностным противотечением, возникшем при прекращении действия пассатов.

Однако анализ измерений скорости течений показывает, что таких поверхностных противотечений не существует. Время действия течений в восточном направлении не привышает половивны года при средней скорости не более 0.3 м/с. А для того, чтобы доставить воду из западной части океана в восточную, скорость течения должна быть в три раза больше - 1 м/с.

Объяснения формирования Эль-Ниньо - Ла-Нинья второго типа (в частности, образование Эль-Ниньо) связывают с планетарными волнами (Кельвина и Россби), образование и развитие которых тесно связанно с ветровой активностью над океаном. Другими словами, Эль-Ниньо вызвано пассатами, генерирующими волны Россби вне экватора, севернее и южнее от него, приблизительно в районе широт 15 - 20. Волны распространяются на запад, достигнув западных окраин океана, отражаются от них уже в виде волн Кельвина. Далее они распространяются на восток вдоль экватора. Достигнув восточной части океана, они создают Эль-Ниньо (рис.2.2).

Рис. 2.2 Схема формирования течения Эль-Ниньо

Однако из анализа измерений течений следует, что в экваториальной зоне океана нет волн ни Кельвина, ни Россби. А есть “смешанные” волны, обладающие признаками гравитационных волн и волн Россби. Эти “смешанные” волны и волны Россби имеют как сходства, так и различия. Так, те и другие распространяются в западном направлении, но основная доля энергии волн Россби сосредоточена севернее и южнее экватора, а у “смешанных волн” - на экваторе, что и наблюдается. Однако эти “смешанные” волны всё же будем называть волнами Россби, поскольку так принято.

Кроме того, инструментальные данные показывают, что появление Эль-Ниньо связано как раз с отсутствием в восточной части волн Россби (точнее, Эль-Ниньо возникает, когда они небольшие), но не с появлением больших волн, как в упомянутых объяснениях второго типа.

Достоверная инструментальная информация позволяет сделать новые выводы. Она была получена в рамках Международного проекта ТОГА (Тропический океан - Глобальная атмосфера) в экваториальной зоне океана в конце XX в.

Итак, можно подвести итог. В происхождении явления Эль-Ниньо - Ла-Нинья активно участвуют волны Россби и крупномасштабные течения в режиме одновременной их взаимосвязи. Крупномасштабные течения обуславливают положение термоклина, удаляя его от поверхности океана или приближая к нему. Волны Россби создают переменно направленную циркуляцию в вертикальной плоскости, перпендикулярно экватору. В результате активности волн происходит перемешивание по вертикали холодных глубинных вод с более тёплыми поверхностными водами и, как следствие этого, на поверхности экваториальной зоны океана оказывается более холодная вода, чем за её пределами к северу и к югу. Фактически Эль-Ниньо - Ла-Нинья - это апвеллинг-даунвеллинг, обусловленный активностью волн Россби и связанных с ними крупномасштабных течений, который развивается в обширной приэкваториальной зоне восточной части Тихого океана.

В этом едином явлении (волны-течения) изменчивость во времени и пространстве указанных параметров волн и течений обусловлена действием некоего модуляционного механизма перестройки волн, в результате активности которого волны Россби выстраиваются в последовательность волн чередующихся амплитуд, с малыми - большими - малыми амплитудами. Они приобретают модуляционную структуру с периодом один год. Иногда эти модуляции “разрушаются” и превращаются в последовательность волн с хаотически изменяющимися и в целом малыми по величине амплитудами. Пропорционально и в такт с величиной амплитуды кол периоды, когда волны выстраиваются в стройные модуляции, развивается Ла-Нинья, при уменьшении волн в модуляциях развивается Эль-Ниньо, а при разрушении модуляций - сильное Эль-Ниньо.

Таким образом, непосредственная причина развития Эль-Ниньо - Ла-Нинья - модуляционный механизм перестройки волн Россби и связанных с ними крупномасштабных течений. Для дальнейшего познания феномена Эль-Ниньо необходимо более глубоко изучить механизмы формирования волн Россби и крупномасштабных течений, их взаимные связи, а также закономерности построения волн Россби и модуляции.

2.3 Геофизические факторы развития явления Эль-Ниньо

Геофизические факторы, которые могут вызывать события Эль-Ниньо до сих пор исследуются. Трудно подобрать шаблоны, которые могут показать причины или позволить делать предсказания.

Например 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.

Некторые механизмы были предложены, когда теплые области создаются в экваториальном регионе, то есть 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.

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.

Современные космические и наземные исследования, а также возможности численного моделирования позволили ученым Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН и другим исследователям сделать вывод, что инициировать явление Эль-Ниньо могут полюсные приливы и океанические волны Россби, которые бегут вдоль поверхности термоклина, разделяющего тёплый верхний и холодный нижний слои океана.

Помимо указанных причин, необходимо учитывать моменты синхронизации сил тяготения Луны и Солнца в Тихом океане в период солнечных затмений и их конфигурацию между затмениями. Сезонные синоптические процессы на планете были бы однотипными из-за практически постоянных на современном этапе климатообразующих факторов (широта, удалённость от океана, распределение суши и моря, высота и расположение рельефообразующих систем, характер подстилающей поверхности), если бы не влияние астрономических причин (силы тяготения Луны и Солнца, солнечная активность и др.). Роль влияния основных лунно-солнечных циклов и ускорения движения Луны на угловую скорость суточного вращения Земли, моменты перестроек элементарных естественных синоптических периодов Б. П. Мультановского давно изучаются Н. С. Сидоренковым.

2.4 Интенсивность явления и его хронология и география распространения

По имеющимся многолетним наблюдениям сложно оценить периодичность явления Эль-Ниньо без какои?-либо предварительнои? их обработки. Временные интервалы между явлениями составляют от 2-х до 11 лет. Наиболее часто встречающии?ся промежуток между явлениями 5-6 лет.

Средняя продолжительность явления 5-6 месяцев. Иногда длительность увеличивается до 9-10 месяцев. Наиболее мощные явления протекают в две стадии. Самым ярким примером может служить Эль-Ниньо 1982-1983 г. и 1997-1998 г. При развитии в одну стадию, как правило, сильных явлении? не наблюдается.

Оценка временных масштабов, повторяемости явления и продолжительности существования аномалии? можно сказать, что Эль-Ниньо - явление сезонное. Если учитывать, что феномен тесно связан с другими процессами в океане и атмосфере, то временные масштабы могут составить и годы. Однако в этом случае рассматривается не само явление Эль-Ниньо и поэтому приходится говорить не о временных масштабах, а о механизмах дальних связеи? явления.

Исходя из этого, Эль-Ниньо можно отнести к крупномасштабным явлениям. Вполне вероятно, что существуют достаточно определенные в физическом и статистическом плане связи Эль-Ниньо с другими глобальными процессами.

2.5 Современное представление о явлении Эль-Ниньо

В наши дни Эль-Ниньо отслеживается экспертами климатологами с использованием спутниковых данных и океанских буев, но изначально за явлением наблюдали рыбаки, ведущие свои? промысел на побережье Эквадора и Перу.

В переводе с испанского, Эль-Ниньо означает «Христос во младенчестве» или «младенец Христос», поскольку чаще всего оно появлялось на Рождество. Примерно в 18 веке Эль-Ниньо описывалось как: - «...появление в прибрежнои? зоне океана широких полос воды красного цвета...». В соответствии с цветом воды подобные события получили название «красныи? прилив». Среди эрудированных обывателеи? этот термин употребляется и в настоящее время.

Цвет воды не единственныи? признак явления. Рыбаки отмечали, что наряду с теплои? и “краснои?” водои?, в раи?оне совершенно исчезает практически вся рыба. Люди пребывали в большом шоке, так-как на период явления исключительно обильные осадки не только не позволяли заниматься сельским хозяи?ством, но и уничтожали результаты ранее проделаннои? работы. По мере исследования этого феномена постепенно выяснилось, что ЭН - процесс связанныи? и зависящии? от многих параметров, сложно с ними взаимодеи?ствующии? и оказывающии? большое влияние на явления, происходящие по всеи? планете. В настоящее время явление Эль-Ниньо трактуется как: «...явление возникновения аномально теплых вод вдоль побережья Эквадора и Перу, распространяющихся на юг от Лимы (12°ю.ш.), в период которого нормированные значения АТПО превышают уровень 1у в течение 4 месяцев.»

Следует отметить, что подобные явления отмечаются не только в Тихом океане, но и в других регионах, например, в Атлантическом океане, Индии?ском океане. Кроме того, распространение теплои? воды на юг носит эпизодическии? характер. В самом начале явления, аномалии деи?ствительно продвигаются на юг, но затем достаточно резко меняют направление и распространяются на север и далее вдоль экватора на запад.

В настоящее время считается, что явление Эль-Ниньо 1982-1983 годов было самым сильным за последнее время. Ранее у ученых не было возможности точно определить время начала феномена, но сеи?час, основываясь на теорию, накопленную временем, можно сказать, что в мае 1982 года начали ослабевать приземные ветры, которые обычно дули по всеи? экваториальнои? зоне Тихого океана от Галапагосских островов до Индонезии. Далее, чуть западнее линии перемены дат отмечается поворот ветра на запад, наступает штормовая погода и океан сразу же реагирует на все изменения в атмосфере. Близ острова Рождества уровень моря поднимается, в то время как на западе Тихого океана отмечалось его падение.

Отмечая все вышесказанное, можно сделать вывод о том, что изучение и прогноз явления Эль-Ниньо краи?не важен в настоящее время, поскольку оно имеет обширное влияние практически на все процессы, происходящие в системе океан-атмосфера по всему земному шару. Прогноз явления поможет снизить ущерб, которыи? оно наносит во время своего деи?ствия и после него, а его малая изученность ведет к обширнои? научнои? деятельности.



3. Последствия Эль-Ниньо и его значение

3.1 Клматические последствия развития явления Эль-Ниньо / Южное колебание

Эль-Ниньо - глобальное гидрометеорологическое явление, которое характеризуется не только потеплением верхнего слоя вод экваториальной зоны Тихого океана, но и глобальными изменениями, которое происходят в атмосферной циркуляции. Перестройка общей циркуляции атмосферы сопровождается климатическими аномалиями на всех континентах, а климатические последствия этого явления ощущаются на протяжении нескольких лет.

Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что Эль-Ниньо управляет погодой не только Тихого океана, но и всеми погодно-климатическими процессами на земном шаре. Например, В период Эль-Ниньо углубляется Алеутский минимум, который вызывает штормовую погоду и ливни вдоль побережья Южной Америки - от Калифорнии до Аляски. Над бассейном Амазонки возникают компенсационные нисходящие движения воздуха, которые приводят к изменению погоды. Обычно тут господствует влажная дождливая погода, а в период Эль-Ниньо устанавливается засуха. В такие периоды зимы в Южной Америке бывают теплые, а на востоке Евразии Охотское море и Татарский пролив вообще не замерзают.

По данным М.А. Петросянца и Д. Я. Фащука, механизм распространения атмосферного отклика с экваториальной зоны Тихого океана в другие регионы земного шара обусловлены образованием огромных волн Россби. Эти волны возникают в результате повышения температуры поверхности океана в экваториальной зоне и взрывных выбросов скрытого тепла конденсации в период Эль-Ниньо. За счет тепла конденсации в верхней тропосфере над центральными и восточными районами Тихого океана формируется антициклон. Возникновение антициклона в верхней тропосфере над экватором возбуждает длинные, в несколько тысяч километров волн Россби, которые распространяются на всем земном шаре и проявляются в аномалиях погоды разных его регионах.

Повышение температуры поверхности вод в экваториальной зоне Тихого океана приводит к ослаблению циклональной циркуляции в севеоном полушарии и ее усиления в южном.

Атмосферные процессы, которые развиваются в период гидрометеородогического феномена Ла-Нинья - Эль-Ниньо, служат индикаторами формирования особых типов погоды и используются в долгосрочном прогнозировании погоды и климата.

Климатические явления, вызванные течением Эль-Ниньо, являются причиной засух в странах от Индии до Австралии, паводков от Эквадора до Новой Зеландии, лесных пожаров на западе Африке и в Бразилии. В это время на побережье Колумбии и Эквадора идут проливные дожди, вызывая подъём воды в реках, что приводит к интенсивным паводкам, развитию эрозионных процессов и оползней.

Установлено, что в те года, когда в тропической акватории Тихого океана наблюдается Эль-Ниньо, происходят засухи в Австралии, грозы с проливными дождями в пустынях Южной Америки, над безводной местностью Израиля выпадают сильные зимние осадки. Засухи на Ближнем Востоке приходятся на «паузы» между Эль-Ниньо.

Связь явления Эль-Ниньо также отмечается с экстремальными погодными условиями, которые возникают в других регионах земного шара. В настоящее время метеорологи обладают способностью прогнозировать Эль-Ниньо на один год. Таким образом, появление Эль-Ниньо является индикатором соответствующего типа погоды во многих регионах Земли.

В период самого интенсивного явления Эль-Ниньо в 1982 - 1893 гг. от наводнений, засух и других стихийных бедствий в разных концах света погибло свыше двух тысяч человек, а материальные убытки составили более 13 млрд. долл. США. Люди оказались безоружными перед лицом стихии, т.к. не знали о грядущих катастрофах, хотя механизм их развития прост.

Воздействие Эль-Ниньо сказывается на пространственно-временной изменчивости всех метеорологических полей. Наиболее существенно Эль-Ниньо воздействует на атмосферные осадки. Особенно ярко зависимость количества атмосферных осадков от Эль-Ниньо проявляется в экваториальной области Тихого океана.

Обычно в период формирования Эль-Ниньо начинает развиваться интенсивная конвекция в районе Маркизских островов. Тут, как правило, длительное время идут интенсивные и проливные дожди - аномалии осадков достигают +350…+400мм/мес. Области, где выпадает аномальное количество осадков, постепенно перемещаются на восток. Над теплыми водами океана вдоль экватора и около побережья Эквадора и Перу происходит интенсивное конвекционное поднятие воздуха, развиваются процессы конденсации и облакообразования, которые сопровождаются сильными ливневыми дождями. На побережье Центральной и Южной Америки выпадает рекордно высокое количество осадков, что приводит к катастрофическим паводкам, гибели людей и разбурению поселений.

В тоже время в атмосфере над Австралийско-Индонезийским районом преобладают нисходящие движения воздуха, стоит малооблачная погода, количество осадков аномально низкое - до - 350мм/мес. Ясная устойчивая погода обеспечивает очень высокий радиационный баланс. В этот период в Австралии, Индонезии и странах Индийского океана отмечаются засухи. Из-за ослабления летнего Индийского муссона уменьшается количество осадков в Индостане и Индокитае.

Поле поверхностной температуры воды определяет расположение над поверхностью океана областей конвекции, в которых происходит интенсивное облакообразование. Чем больше разность температур воды и атмосферы, тем активней протекает этот процесс. При явлении Ла-Нинья вдоль тихоокеанского побережья Латинской Америки контраст температур вода - воздух из-за развитого апвеллинга невелик. Облака здесь не образуются и дожди редки, хотя из-за относительно низкой температуры воды в прибрежной зоне побережье Перу представляет собой страну холодов и туманов. Песчаная полоса суши шириной 40 км (от океана до подножья Анд) и длиной 2375 км, несмотря на близость океана, остаётся засушливой пустыней, т.к. вся влага оседает на склонах гор. В это же время над Индонезией, Австралией и прилегающей к ним западной части Тихого океана конвекция хорошо развита. Здесь идёт процесс интенсивного облакообразования, определяющий дождливый, влажный климат.

При развитии явления Эль-Ниньо ситуация меняется. Разворот пассатных ветров в обратном направлении (на восток) приводит к смещению из западной части Тихого океана вдоль экватора в центральную и восточную его части (к побережью Америки) масс теплой воды и, соответственно, области интенсивного облакообразования и обильных осадков. В результате в Австралийско-Индонезийском и даже Африканском регионах, где обычно стоит влажная дождливая погода, наступает засуха, а на западном побережье Южной и Северной Америки, обычно засушливом, начинаются проливные дожди, наводнения, оползни.

Кроме того, в период «теплой» фазы Южного колебания атмосфера получает огромное количество избыточного тепла, что отражается на режиме ветров и погоде обширных пространств различных континентов. Так, в январе 1983 г. во всем Западном полушарии по вине Эль-Ниньо на высоте 9000 м над уровнем моря положительная аномалия температуры воздуха составила 2-4 °С. В ноябре этого же года погода на Северо-Американском континенте была на 10 °С теплее нормы. Зимой 1983/84 гг. Охотское море практически не замёрзло, а в Татарском проливе припай наблюдался только в северной, самой узкой части. В мае 1983 г. в некоторых районах Перу выпало 20 годовых норм осадков.

Наконец, при продолжительном сохранении положительных аномалий температуры поверхностных вод в периоды Эль-Ниньо океан успевает выделить в атмосферу гигантские объемы углекислого газа, которые, несомненно, вносят вклад в «парниковый эффект». Точных количественных оценок таких поставок СO2 океаном пока нет. Тем не менее, учитывая известные примеры превосходства мощности природных процессов над человеческими возможностями, трудно отказаться от предположения, что виновником «парникового эффекта» является не человек, сжигающий органическое топливо, а все то же Эль-Ниньо?!

Несмотря на кажущуюся простоту механизмов экологических катастроф и природных явлений, связанных с Эль-Ниньо, предупредить мир о предстоящем бедствии ученые, к сожалению, пока не могут. Как и в случае с океаническими фронтами, крупномасштабными течениями и синоптическими вихревыми образованиями, обменивающимися энергией и поддерживающими таким образом друг друга, это явление представляет собой самоподдерживающееся колебание. Температурные аномалии воды в экваториальной части Тихого океана, например, влияют на интенсивность пассатных ветров, которые управляют океаническими течениями, формирующими в свою очередь аномалии ТПО. Кроме того, изменения параметров атмосферы и океана «раскачивают» Землю, что влияет на колебания океана и атмосферы. В этом круговороте до сих пор не ясно, кой же из перечисленных механизмов является стартовым.

Прояснить данный вопрос поможет гипотеза профессора Иллинойского университета Пола Чандлера, который предположил, что процесс Эль-Ниньо инициируют вулканы. Действительно, мощные извержения охлаждают ту широтную зону, где они происходят. Таким образом, по мнению ученого, если вулкан «заработал» в высоких широтах, то он увеличит контраст температур между экватором и полюсом, что приведет к усилению пассатов и развитию Ла-Нинья. Если же мощное извержение произошло в экваториальной области, то температурный контраст, наоборот, будет меньшим. Пассаты ослабеют, и возникнет Эль-Ниньо. Такой механизм подтверждается статистическими расчетами: один из циклов Эль-Ниньо (3,8 года) практически совпадает с частотой низкоширотных тропических извержений (3,9 года).

Так как вулканическая деятельность зависит от солнечной активности, циклы которой изучены достаточно хорошо, то появляется возможность долгосрочного прогнозирования Эль-Ниньо. Однако математические сложности, возникающие при решении этой задачи, заставляют нас констатировать, что разгадка секрета Эль-Ниньо пока остается делом будущего.

Что бы подробнее разобраться в вопросе «Как же все таки течение Эль-Ниньо влияет на климат?» рассмотрим примеры его влияния на разные регионы мира.

Наблюдавшееся в 1997-1998 годах явление Эль-Ниньо предоставило возможность в конкретных условиях проанализировать некоторые различия в последствиях климатических отклонений для различных географических районов. В одних регионах были исключительно сильные ливни, бури и наводнения (Африка, Азия и Тихий океан, Северная Америка). В других регионах отмечалась длительная засуха. Ущерб причененный сельскому хозяйству и многим другим отрослям, чаще всего был достаточно значительным и очень серьезным.

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». Даже в те годы, когда Эль-Ниньо не приносит большой беды, за ним стоит следить, поскольку в нем заложено и закодировано будущее развитие атмосферы: чего ждать от следующей зимы, будет весна ранней или поздней и т.д. В периоды Ла-Нинья биопродуктивность океана увеличивается, и соответственно количество рыбы в нем, не только за счёт понижения температуры воды, но в первую очередь за счет интенсификации вертикальных её движений

3.2 Экологические и социально-экономические последствия развития Эль-Ниньо / Южное колебание

В недавнем исследовании, проведенном МВФ, были рассмотрены изменения параметров погодных явлении? -- с особым вниманием к Эль-Ниньо -- с течением времени и в различных регионах, чтобы определить их влияние на экономическии? рост, инфляцию, цены на энергоресурсы и цены неэнергетических биржевых товаров. Мотивом для проведения исследования стала растущая обеспокоенность влиянием этих явлении? на цены биржевых товаров и национальные макроэкономические показатели. Такие экстремальные погодные условия могут ограничивать предложение зависящих от дождеи? сельскохозяи?ственных товаров, вести к повышению цен на продовольствие и инфляции, а также провоцировать социальные волнения в странах, зависящих от биржевых товаров, в которых важнеи?шую роль играет импортируемое продовольствие.

В ходе нашего исследования, в котором принимались во внимание экономические взаимосвязи и вторичные эффекты между странами, была проанализирована передача макроэкономического влияния создаваемых Эль-Ниньо потрясении? в период с 1979 по 2013 год как на отдельные страны, так и на международном уровне; уделялось внимание его влиянию на реальныи? ВВП, инфляцию и цены на биржевые товары.

Полученные результаты указывают на то, что Эль-Ниньо оказывает значительное, но весьма различное влияние на экономику разных регионов. При типичном создаваемом Эль-Ниньо потрясении Австралия, Индия, Индонезия, Новая Зеландия, Чили, ЮАР и Япония переживают кратковременное снижение экономическои? активности. В других частях мира феномен Эль-Ниньо фактически ведет к повышению экономического роста: в некоторых странах напрямую, например, в США, а других -- косвенно, например, в Европе, через положительные вторичные эффекты из крупнеи?ших стран-партнеров по торговле. Во многих из стран нашеи? выборки отмечалось кратковременное повышение инфляционного давления после создаваемого Эль-Ниньо потрясения (тем большее, чем выше доля продовольствия в их корзине индекса потребительских цен, ИПЦ), а также повышение цен на энергоресурсы и цен на неэнергетические биржевые товары во всем мире. Примером негативных последствии? является Австралия, где Эль-Ниньо вызывает жаркое и сухое лето на юго-востоке, повышает частоту и увеличивает масштабы пожаров мелколесья, уменьшает объем экспорта и ведет к повышению мировых цен на пшеницу, вызывая снижение темпов роста реального ВВП страны. В Новои? Зеландии также отмечаются засухи в тех местах, для которых в обычных условиях характерен сухои? климат, а в других раи?онах происходят наводнения, что снижает объем сельскохозяи?ственного производства и реальныи? ВВП. В Индии Эль-Ниньо обычно совпадает со слабыми муссонами и повышением температуры воздуха, что наносит удар по сельскому хозяи?ству страны и ведет к повышению внутренних цен на продовольствие и инфляции.

Засухи в Индонезии также наносят ущерб экономике и сельскому хозяи?ству этои? страны, подталкивая вверх мировые цены на кофе, какао и пальмовое масло. Кроме того, горнодобывающее оборудование в Индонезии сильно зависит от электричества, вырабатываемого на гидроэлектростанциях, и при недостаточных дождях и низком уровне воды в реках крупнеи?шии? мировои? экспортер никеля (используемого для повышения прочности стали) в состоянии производить меньше этого металла.

Эль-Ниньо, как правило, вызывает в Чили бурные осадки в зимнии? период, что сказывается на ценах на металлы вследствие нарушении? в цепях поставок: сильные дожди затрудняют доступ в горные раи?оны Чили, где находятся крупные месторождения меди. По этои? причине можно ожидать повышения цен на металл и уменьшения темпов роста объема производства, составляющего, по нашим оценкам, примерно -0,2 процентных пункта при возникновении воздеи?ствия; при этом среднее влияние в течение первого года оказывается положительным, но не является статистически значимым. В ЮАР во время Эль-Ниньо отмечается жаркое и сухое лето, что неблагоприятно влияет на сельское хозяи?ство страны и на рост ее реального ВВП. В Японии в такие периоды ожидаются более частые таи?фуны и более холодное лето, что может вести к уменьшению потребительских расходов и снижению роста. Наш анализ указывает на то, что на начальном этапе происходит падение темпов роста объема производства в Японии в размере примерно 0,1 процентного пункта. Однако после таи?фунов отмечается всплеск роста в строительном секторе, что отчасти объясняет повышение экономического роста после его снижения на начальном этапе.

С другои? стороны, в США Эль-Ниньо обычно вызывает более влажную погоду в Калифорнии (что положительно сказывается на урожае, в частности, лаи?мов, миндаля и авокадо), более теплую зиму на северо-востоке страны, увеличение дождеи? на юге, снижение активности торнадо на Среднем Западе и сокращение количества ураганов, от которых страдает восточное побережье, и в совокупности эти факторы обусловливают более высокии? рост реального ВВП. Обильные дожди могут способствовать повышению производства соевых бобов в Аргентине, которая экспортирует 95 процентов своего производства сои. В Канаде в годы Эль-Ниньо отмечается более теплая погода, вследствие чего увеличиваются поступления от рыбного хозяи?ства. Кроме того, повышение цен на нефть обусловливает рост доходов Канады от продажи нефти, поскольку она является пятым в мире производителем нефти (в 2012 году в стране в среднем добывалось 3856 млн барре- леи? в день). В

Мексике отмечается меньше ураганов на восточном побережье и больше ураганов на западном, что в целом ведет к стабильности в нефтяном секторе и увеличению экспорта. Хотя Эль-Ниньо связан с сухои? погодои? на севере Китая и влажнои? погодои? на юге Китая, не обнаруживается никакого его положительного или отрицательного влияния на темпы роста объема производства в Китае. Более того, ряд стран -- например, в Европе, -- на которых Эль-Ниньо не сказывается непосредственно, получают выгоды от этого потрясения, главным образом за счет косвенных вторичных эффектов, передающихся через связи по каналам коммерческои? торговли и между финансовыми рынками.

Хотя Эль-Ниньо создает как положительные эффекты для одних стран, так и отрицательные для других, в целом выгоды, извлекаемые первыми, более или менее неи?трализуются ущербом, которыи? несут вторые.

3.3 Влияние явления на развитие Южно Американской цивилизации

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- Боливийское плоскогорье иногда испытывает необычные для этого региона зимние снегопады. Более сухая и теплая погода наблюдается в Бассейне Реки Амазонки, Колумбии и Центральной Америке.

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 - 1983 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 к дальнейшим усложнениям, таким как правительство Чили в 1991 г. создало ограничения на лов рыбы.

...