La Niña

Faza ochłodzenia cyklu ENSO

La Niña to naturalnie występujący wzorzec klimatyczny charakteryzujący się powszechnym ochłodzeniem temperatury powierzchni morza w środkowej i wschodniej części tropikalnego Oceanu Spokojnego. Jako zimna faza oscylacji południowej El Niño (ENSO), La Niña jest odpowiednikiem ciepłej fazy El Niño. Oscylacje te odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu globalnej zmienności klimatu, wpływając na regionalną pogodę, ekosystemy i systemy gospodarcze na całym świecie.

Termin "La Niña" (po hiszpańsku "Dziewczyna") został wprowadzony jako koncepcyjne przeciwieństwo El Niño, po tym jak naukowcy zaobserwowali, że niezwykle chłodne warunki oceaniczne na równikowym Pacyfiku następowały lub występowały naprzemiennie z ciepłymi zjawiskami. Te zimne epizody generują własny, charakterystyczny zestaw globalnych efektów klimatycznych, często kontrastujących z tymi, które występują podczas El Niño.

Jak działa La Niña: Wzmocnione interakcje ocean-atmosfera

La Niña pojawia się, gdy zwykłe wzorce cyrkulacji na tropikalnym Pacyfiku stają się bardziej wyraźne. Podstawowy system ocean-atmosfera nasila się, wzmacniając naturalne sprzężenia zwrotne i wzmacniając sygnały klimatyczne.

W warunkach neutralnych:

• Wiatry handlowe: Stałe wschodnie wiatry handlowe wieją ze wschodu na zachód przez Pacyfik, pomagając skoncentrować ciepłe wody powierzchniowe na zachodnim Pacyfiku w pobliżu Indonezji i Australii.
• Dystrybucja ciepła: Silne wiatry spychają ciepłe wody powierzchniowe na zachód, pogłębiając warstwę mieszaną na zachodzie i umożliwiając upwelling zimnej, bogatej w składniki odżywcze wody na wschodzie. Prowadzi to do silnego kontrastu temperatur powierzchni morza (SST), z ciepłymi wodami na zachodzie i chłodniejszymi warunkami na wschodzie.
• Konwekcja atmosferyczna: Ciepły zachodni Pacyfik napędza intensywne parowanie i konwekcję, prowadząc do ciągłej aktywności burzowej w tym regionie.
• Cyrkulacja Walkera: Gradienty temperatury i ciśnienia napędzają cyrkulację Walkera - wznoszące się powietrze na zachodzie, wiatry górnego poziomu płynące na wschód, opadające powietrze na wschodzie i wiatry powierzchniowe powracające na zachód jako wiatry handlowe.

Podczas wydarzenia La Niña:

• Silniejsze wiatry handlowe: La Niña charakteryzuje się nasileniem wschodnich wiatrów handlowych, wzmacniając wypychanie ciepłych wód powierzchniowych w kierunku zachodniego Pacyfiku.
• Zachodnia akumulacja ciepła: W miarę jak coraz więcej ciepłej wody gromadzi się na dalekim zachodnim Pacyfiku, poziom morza i zawartość ciepła w oceanie wzrastają w tym regionie.
• Zwiększony upwelling: Na wschodnim Pacyfiku silniejsze wiatry skuteczniej odciągają wodę powierzchniową, pozwalając zimniejszej wodzie z dołu wypłynąć na powierzchnię. Powoduje to wyraźne ochłodzenie SST na równikowym wschodnim i środkowym Pacyfiku.
• Konwekcja ograniczona na zachód: Aktywność burzowa i konwekcja pozostają skoncentrowane nad zachodnim Pacyfikiem i mogą stać się bardziej intensywne, podczas gdy wschodni Pacyfik pozostaje stosunkowo suchy.
• Wzmocniona cyrkulacja Walkera: Różnica w SST między wschodem a zachodem wzrasta, wzmacniając gradient ciśnienia i wzmacniając ogólny wzorzec cyrkulacji Walkera.

Globalne skutki zjawiska La Niña: Wpływ na pogodę poprzez telekoneksje

Poprzez redystrybucję ciepła i zmianę cyrkulacji atmosferycznej, La Niña wywołuje reakcję łańcuchową efektów klimatycznych na całym świecie. Te "telekoneksje" często odzwierciedlają lub przeciwstawiają się tym spowodowanym przez El Niño.

• Wzorce opadów deszczu:
  
  • Zwiększony opady: Kraje położone na zachodnim Pacyfiku i w jego pobliżu - takie jak Indonezja, Filipiny oraz północna i wschodnia Australia - często odnotowują ponadprzeciętne opady deszczu i zwiększone ryzyko powodzi. Niektóre obszary Azji Południowo-Wschodniej, południowej Afryki i północnej Brazylii również mogą otrzymać więcej deszczu.
  • Bardziej suche warunki: La Niña często wiąże się z suchszą pogodą na równikowym wschodnim Pacyfiku, w tym w przybrzeżnym Peru i Ekwadorze. Inne regiony, takie jak południowe Stany Zjednoczone, części Ameryki Południowej (np. Argentyna i południowa Brazylia) oraz części Afryki Wschodniej, mogą również doświadczać zmniejszonych opadów deszczu.
• Zmiany temperatury:
  
  • Globalne trendy: Chociaż La Niña ma tendencję do nieznacznego obniżania średnich globalnych temperatur w porównaniu z latami El Niño, nie przeciwdziała długoterminowemu trendowi globalnego ocieplenia.
  • Zróżnicowanie regionalne: W Stanach Zjednoczonych zimy La Niña często przynoszą chłodniejszą i bardziej wilgotną pogodę na północno-zachodnim Pacyfiku oraz cieplejsze i bardziej suche warunki w południowych stanach.
• Cyklony tropikalne:
  
  • Basen Atlantyku: La Niña zazwyczaj stwarza korzystne warunki dla huraganów na Atlantyku poprzez zmniejszenie pionowego uskoku wiatru, co pozwala burzom łatwiej się rozwijać.
  • Pacyfiku: Z kolei aktywność cyklonów trop ikalnych na wschodnim i środkowym Pacyfiku ma tendencję do zmniejszania się podczas La Niña, ze względu na chłodniejsze SST i bardziej stabilne warunki atmosferyczne.
• Ekosystemy oceaniczne:
  
  • Zwiększona produktywność: Wzmożony upwelling wzdłuż wybrzeża Ameryki Południowej przynosi bogatą w składniki odżywcze wodę na powierzchnię, wspierając zakwity fitoplanktonu i silne populacje ryb. Jest to korzystne dla rybołówstwa przybrzeżnego i szerszej morskiej sieci pokarmowej.

Rola sprzężenia zwrotnego Bjerknesa w podtrzymywaniu La Niña

Podczas gdy pętla sprzężenia zwrotnego Bjerknesa jest często powiązana ze wzmocnieniem El Niño, leży ona również u podstaw intensyfikacji zdarzeń La Niña poprzez wzmocnienie zimnych anomalii.

• Wyzwalacz: Niewielkie początkowe wzmocnienie wiatrów handlowych może wprawić system w ruch.
• Reakcja oceanu: Silniejsze wiatry wypychają ciepłą wodę dalej na zachód i zwiększają wypiętrzanie zimnej wody na wschodzie. Termoklina staje się płytsza na wschodnim Pacyfiku.
• Chłodzenie SST: Ponieważ zimna woda dominuje na środkowym i wschodnim Pacyfiku, temperatury powierzchni morza spadają znacznie poniżej normy.
• Reakcja atmosfery: Chłodniejsze SST zmniejszają parowanie i tłumią konwekcję na wschodzie. Tymczasem ciepły zachód napędza silniejszą konwekcję, pogłębiając strefę niskiego ciśnienia.
• Wzmocnienie wiatrów handlowych: Ten zwiększony kontrast ciśnienia dodatkowo wzmacnia wiatry handlowe, wzmacniając system.

Ta pętla dodatniego sprzężenia zwrotnego (silniejsze wiatry → upwelling zimnej wody → chłodniejsze SST → konwekcja przesuwa się na zachód → silniejszy gradient ciśnienia → silniejsze wiatry) pomaga utrzymać warunki La Niña, dopóki siły przeciwdziałające nie zaczną zakłócać cyklu. Ostatecznie sprzężenie zwrotne słabnie, często z powodu dynamiki fal podpowierzchniowych (takich jak fale Rossby'ego i Kelvina) lub zmian w wymuszaniu atmosferycznym. Następnie system powraca do warunków neutralnych lub do fazy El Niño.

Dlaczego La Niña ma znaczenie

Zrozumienie i monitorowanie zjawiska La Niña ma kluczowe znaczenie dla przewidywania jego szeroko zakrojonych skutków klimatycznych. Prognozowanie tych wydarzeń poprawia planowanie i odporność w sektorach takich jak rolnictwo, gospodarka wodna, gotowość na wypadek katastrof i zdrowie publiczne. Co równie ważne, naukowcy badają, w jaki sposób zmiany klimatu mogą wpłynąć na czas, intensywność i charakter przyszłych wydarzeń La Niña - dzięki czemu badania te są kluczowym elementem układanki w zrozumieniu zmieniającego się globalnego klimatu.