Um poderoso impulsionador do clima global
O El Niño é um padrão climático proeminente e natural caracterizado pelo aquecimento significativo das temperaturas da superfície do mar no Oceano Pacífico tropical central e oriental. É a fase quente de um fenómeno cíclico mais vasto, conhecido como El Niño-Oscilação Sul (ENSO). O ENSO representa a fonte mais significativa de variabilidade anual dos padrões climáticos em todo o mundo, influenciando o clima, os ecossistemas e as economias muito para além da bacia do Pacífico.
Historicamente, o termo "El Niño" (espanhol para "o Menino Jesus") era utilizado pelos pescadores ao longo das costas do Peru e do Equador para descrever uma corrente oceânica quente que aparecia normalmente por volta de dezembro. A sua chegada coincidia frequentemente com más condições de pesca. Com o tempo, os cientistas reconheceram que este aquecimento local fazia parte de uma flutuação oceânica e atmosférica muito maior e interligada, com impactos globais generalizados, adoptando "El Niño" para se referir à fase quente desta oscilação.
A mecânica do El Niño: Um sistema acoplado oceano-atmosfera
O comportamento do El Niño está fundamentalmente ligado à interação dinâmica entre o Oceano Pacífico e a atmosfera sobrejacente. Para compreender o El Niño, é útil começar por considerar as condições típicas do Pacífico tropical.
Em condições neutras (não-ENSO) ou de La Niña:
- Ventos alísios: Prevalecem fortes ventos alísios de leste, soprando consistentemente da região de alta pressão sobre o Pacífico oriental em direção à região de baixa pressão sobre o Pacífico ocidental mais quente.
- Distribuição do calor oceânico: Estes ventos fortes empurram grandes quantidades de água superficial quente para oeste. Isto faz com que a camada superficial quente (camada mista) se aprofunde no Pacífico ocidental, enquanto no Pacífico oriental, a água superficial quente é afastada, permitindo que a água mais fria e mais profunda suba à superfície - um processo chamado afloramento. Isto cria uma diferença significativa nas temperaturas da superfície do mar (SST) em todo o Pacífico tropical, com águas muito mais quentes a oeste (perto da Indonésia e da Austrália) e águas mais frias a leste (perto da América do Sul). O nível do mar é também tipicamente mais elevado no Pacífico ocidental devido a esta acumulação de água quente.
- Convecção atmosférica: As águas mais quentes do Pacífico ocidental provocam uma evaporação significativa e a convecção atmosférica (ar ascendente), o que leva a trovoadas frequentes e a chuvas fortes nesta região.
- Circulação de Walker: Este gradiente de temperatura e de pressão conduz a uma célula de circulação atmosférica em grande escala conhecida como Circulação de Walker. O ar sobe sobre o Pacífico ocidental, quente e de baixa pressão, flui para leste a grandes altitudes, afunda-se sobre o Pacífico oriental, mais frio e de alta pressão, e regressa para oeste junto à superfície sob a forma de ventos alísios.
Durante um evento El Niño:
- Enfraquecimento dos ventos alísios: A caraterística distintiva do El Niño é um enfraquecimento significativo e sustentado, ou mesmo uma inversão, dos ventos alísios de leste no Pacífico tropical central e oriental.
- Deslocação da água quente: Com a redução da tensão do vento, a água quente que estava anteriormente acumulada no Pacífico ocidental começa a deslocar-se para leste ao longo do equador. Este movimento está frequentemente associado a ondas oceânicas (especificamente ondas Kelvin) que se propagam para leste abaixo da superfície, aprofundando a camada mista quente e suprimindo o afloramento de água fria no Pacífico oriental.
- Alteração do gradiente de temperatura: À medida que a água quente se espalha para leste, o forte gradiente leste-oeste da TSM no Pacífico tropical é significativamente reduzido ou mesmo invertido. O Pacífico oriental e central torna-se muito mais quente do que a média, enquanto o Pacífico ocidental pode tornar-se ligeiramente mais frio.
- Mudança na convecção: A região de águas mais quentes e, por conseguinte, a principal área de convecção atmosférica e de atividade de trovoada desloca-se para leste, do Pacífico ocidental para o Pacífico central ou mesmo oriental. Esta deslocação é fundamental, uma vez que altera a distribuição de energia na atmosfera.
- Perturbação da circulação de Walker: O deslocamento do ar ascendente para leste e o enfraquecimento do gradiente de pressão este-oeste provocam o enfraquecimento, achatamento ou deslocamento para leste da célula da Circulação de Walker. O padrão típico de ar ascendente no oeste e ar descendente no leste é fundamentalmente alterado.
Impacto global do El Niño no tempo e no clima
A redistribuição maciça de calor no Pacífico equatorial e as subsequentes alterações na circulação atmosférica durante o El Niño têm efeitos em cascata que influenciam os padrões meteorológicos e climáticos em todo o mundo - um fenómeno conhecido como teleconexões.
- Alterações da precipitação:
- Aumento da precipitação e inundações: As regiões próximas da zona de convecção deslocada para leste, tais como as costas equatoriais do Equador e do Peru, as regiões setentrionais da América do Sul e, frequentemente, a zona sul dos Estados Unidos durante o inverno, tendem a receber precipitação acima da média, provocando por vezes inundações graves.
- Seca e secura: As áreas tipicamente sob a influência da subida do ar no Pacífico ocidental (como a Indonésia, a Austrália e partes do Sudeste Asiático) ou influenciadas pelo afundamento do ar noutros locais (partes da Índia, África Austral e Nordeste do Brasil) sofrem frequentemente condições significativamente mais secas e secas, aumentando o risco de incêndios florestais e afectando a agricultura.
- Anomalias de temperatura:
- Os anos de El Niño estão frequentemente associados a temperaturas médias globais mais elevadas, uma vez que a grande quantidade de calor libertada pelas águas mais quentes do Pacífico oriental para a atmosfera contribui significativamente para o orçamento global de calor.
- A nível regional, o El Niño pode provocar temperaturas mais quentes do que a média em muitas zonas, incluindo partes do norte dos Estados Unidos e do Canadá durante o inverno, e potencialmente aumentar as vagas de calor noutros locais.
- Atividade dos ciclones tropicais:
- Bacia do Atlântico: O El Niño suprime normalmente a atividade dos furacões no Oceano Atlântico. A alteração da circulação atmosférica aumenta o cisalhamento vertical do vento na principal região de desenvolvimento tropical, dificultando a organização das trovoadas em furacões.
- bacia do Pacífico: Pelo contrário, o El Niño aumenta frequentemente a atividade dos ciclones tropicais nas bacias oriental e central do Pacífico, uma vez que as águas mais quentes fornecem mais energia e as condições atmosféricas tornam-se mais favoráveis à formação de tempestades.
- Impactos nos ecossistemas marinhos:
- Ao longo da costa ocidental da América do Sul, a supressão da ressurgência de águas frias durante o El Niño reduz drasticamente o fornecimento de nutrientes do oceano profundo para a superfície. Esta situação afecta o fitoplâncton, a base da cadeia alimentar marinha, levando ao declínio das populações de peixes (como as anchovas) e afectando a pesca local e as populações de aves que dependem destes peixes.
O ciclo de feedback de Bjerknes: Alimentar a oscilação
Embora as ligeiras alterações iniciais possam perturbar o sistema, o ciclo de retroação positiva conhecido como retroação Bjerknes, nomeado em homenagem ao meteorologista Jacob Bjerknes que descreveu pela primeira vez a ligação entre o El Niño e a Oscilação Sul, é fundamental para o crescimento e manutenção dos fenómenos El Niño. Ilustra a forma como o oceano e a atmosfera se reforçam mutuamente:
- Anomalia inicial: Ocorre um ligeiro enfraquecimento dos ventos alísios (talvez devido a variações atmosféricas aleatórias).
- Resposta oceânica: Os ventos enfraquecidos reduzem o impulso para oeste na superfície do oceano. A água quente que se encontrava acumulada a oeste sobe para leste e a termoclina (a fronteira entre a água quente à superfície e a água fria em profundidade) aprofunda-se a leste e diminui a oeste. A ressurgência de água fria a leste é suprimida.
- Anomalia da TSM: O movimento para leste da água quente e a supressão da ressurgência fazem com que as temperaturas da superfície do mar no Pacífico central e oriental subam significativamente acima do normal.
- Resposta atmosférica às TSMs: As TSM mais quentes a leste conduzem a um aumento da evaporação, da convecção e a um deslocamento da área de baixa pressão atmosférica para leste.
- Resposta dos ventos à pressão: A deslocação para leste do padrão de pressão atmosférica enfraquece ainda mais os ventos alísios (ou provoca mesmo a sua inversão), porque o gradiente de pressão que os impulsiona é reduzido.
Este ciclo (ventos enfraquecidos→ Deslocação da água quente para leste/suprimento suprimido→ Aquecimento do Pacífico Oriental→ Convecção para leste→ Enfraquecimento do gradiente de pressão→ Ventos ainda mais enfraquecidos) é um ciclo de feedback positivo. Cada passo reforça o anterior, permitindo que pequenas anomalias iniciais se transformem num evento El Niño em grande escala.
O feedback de Bjerknes é crucial para a intensificação do El Niño. No entanto, acaba por ser ultrapassado por outros processos, incluindo a reflexão de ondas oceânicas (como as ondas de Rossby provenientes da fronteira ocidental) que ajudam a diminuir a termoclina a leste e a terminar a fase quente.
Esta situação pode, por vezes, conduzir a uma transição para a fase fria do ENSO, La Niña, em que prevalecem as condições oceânicas e atmosféricas opostas e a circulação de Walker é mais forte do que o normal.
Porque é que é crucial compreender o El Niño
Dada a sua influência de longo alcance, a monitorização e compreensão do El Niño é vital para as sociedades de todo o mundo. A capacidade de prever o início e a intensidade dos fenómenos El Niño permite uma melhor preparação em sectores vulneráveis à variabilidade climática, como a agricultura, a gestão dos recursos hídricos, a redução do risco de catástrofes e a saúde pública.
Embora o El Niño seja uma parte natural do sistema climático, a investigação em curso está a explorar a forma como as alterações climáticas podem influenciar as caraterísticas, a frequência ou a intensidade dos eventos ENSO no futuro, tornando a monitorização contínua e o estudo científico deste poderoso fenómeno mais importante do que nunca.
