— Называть Эль-Ниньо всего лишь течением — уничижительно по отношению к нему, — говорил мой знакомый, — это грандиозная машина.
Сегодня статья «по заявкам». Не думаю, что она станет популярной, потому что напрочь лишена развлекательной составляющей, а посвящена техническим моментам работы Эль-Ниньо и нашей Планеты. Но вы спрашивали — мы отвечаем!
Исходная позиция
Побережье Перу. Страна под экватором.
Первое, на что вы обратите внимание, попав сюда, — это ландшафт. Между океаном и Андами вытянулась Коста — пустынная полоса шириной 80—180 км, занимающая 12 % Перу.
За «обычный» год на большей части Косты выпадает только 1-5 см дождя. Растительность — соответствующая: кактусы, колючки, жёсткие травы. Все, кто изловчился жить в условиях засухи.
Вторую странность вы обнаружите, потрогав воду Тихого океана. Её температура — «всего» +22–24 °C. Нам она может показаться комфортной, но на другой стороне океана на тех же широтах, у берегов Индонезии, она ещё комфортнее (даже для зябликов!) — +29–30 °C.
В прохладных условиях очень хорошо живётся морской живности и рыбакам. О перуанских уловах ходят легенды.
Но однажды всё меняется
Первым неладное замечали рыбаки, ведь их благополучие зависит от состояния океана. Вода вдруг нагревалась, а в сетях теперь трепыхалось несколько худых рыбин.
Дальше — хуже.
Безоблачное небо начинали заволакивать напитанные влагой тёмно-серые тучи, постоянно идущие с океана. Они упирались в высокие Анды и выливали на их западные склоны всю воду. Обильный дождь в горах — это всегда переполненные стекающие реки, сели и оползни.
Порой выпадает столько осадков, что наводнения сносят дома тысячами. В 2018 году только в Лиме (столица) было разрушено 7000 жилых построек.
Это — Эль-Ниньо. Объяснение его механизма похоже на принцип домино: каждое действие запускает цепочку следующих событий. Но цепочка в итоге замыкается и возвращается туда, где всё начиналось.
Вводные данные Эль-Ниньо
Для начала придётся вернуться в исходную позицию и понять, почему вода у берегов Перу холодная и богатая рыбой.
Вдоль западного побережья Южной Америки идёт Перуанское течение (течение Гумбольта) с температурой воды 15–20 °C.
Холодное поверхностное течение остужает нижний слой атмосферы. Воздух становится плотным и тяжёлым, а атмосферное давление — высоким. Поэтому у запада материка висит Южно-Тихоокеанский антициклон — мощная система, задающая сухой климат на побережье.
На пути Перуанского течения неожиданно появляется ОН — экватор.
Пересечь его под силу не каждому (хотя и встречаются уникумы). Но обычно природа, в отличие от человека, не ищет лишних затруднений. Достигнув 4° южной широты, течение просто поворачивает на запад под действием ветров.
И тут появляется первое неприятное, странное слово — апвеллинг.
Ветра не только разворачивают течение на запад, но и относят туда весь поверхностный слой воды вдоль Перу. Природа не терпит пустоты: свободное место быстро заполняет вода, поднимающаяся с глубин.
Она прохладна и богата минеральными веществами, захваченными со дна, нужными для питания всяким фитопланктонам. Так запускается пищевая фабрика: чем больше фитопланктона — тем больше питания для рыб.
К тому же в прохладной воде больше кислорода, что усиливает эффект. А значит, перуанский рыбак вытаскивает битком набитую сеть.
Тем временем Перуанское течение превратится в Южное Пассатное. Вода будет постепенно нагреваться и в тёплом виде дойдёт до юго-западной части Тихого океана.
Там — совсем другая картина: душно и льёт как из ведра. Теплая вода, прогретая на глубину 120 см, испаряется и выливается дождями. Испарения быстро поднимаются вверх, и формируется область теперь уже низкого давления с бесконечными циклонами.
Поэтому «стартовые нормальные условия» упрощённо выглядят так:
И ещё одно (последнее) неприятное понятие — термоклин. Вода в море разделена на слои с разной температурой и, соответственно, плотностью. Иногда формируется тонкий слой, в котором температура изменяется резко. Этот слой — и есть термоклин, который ещё называют «слой температурного скачка».
Его можно представить как плёнку, у которой в контексте истории есть одно важное свойство: она мешает воде передвигаться вертикально, то есть верх очень медленно перемешивается с низом.
Более того: из-за постоянного нагнетания воды и низкого давления уровень океана у Индонезии на 60 см выше, чем у Перу.
И – как говорится, «Глубоко вдохните». Последний штрих. Воздух на западе «отжимается» от влаги проливными дождями и сухим поднимается наверх. Там ветра двигаются в противоположном направлении; и воздух возвращается к американским берегам.
Цепочка замкнулась.
Механизм Эль-Ниньо
Работа отлаженной системы непоколебима только на первый взгляд. Всё рухнет, когда окажутся соблюдены 2 условия — разумеется, связанных друг с другом:
- Морская вода у Перу становится теплее. Повышение температуры минимум на 0,5 °C на протяжении 5 месяцев подряд считается «исходной точкой» Эль-Ниньо.
- Пассаты, отгоняющие воду на запад, слабеют.
Потепление вызывает увеличение испарения и роняет давление. Южно-Тихоокеанский антициклон начинает терять силу. Уменьшение разницы в давлении между востоком и западом делает пассаты слабее, потому что ветрам проще течь из зоны высокого давления в низкую.
Когда пассат дует медленнее, он снимает меньше поверхностного слоя воды у берега. А значит, апвеллинг замедляется – снизу поступает меньше холодной воды, потому что у поверхности образуется меньше свободного пространства.
Как вы понимаете, оба фактора усиливают друг друга. И эту связь уже не остановить — она будет только разгоняться.
Причём что происходит первым и почему — толком никто не знает. Существует множество разных версий. От «общих изменений в глобальной циркуляции атмосферы» до изменений в солнечной активности.
Проблема продолжает расти как снежный ком. Рано или поздно возникает точка невозврата:
- Пассаты настолько ослабевают, что практически останавливаются и даже начинают дуть в обратном направлении: с запада — на восток.
- Масса воды из запада Тихого океана, прогретая до максимума и постоянно испаряющаяся в дождевые тучи, срывается с места и тоже начинает двигаться на восток.
- Это всё происходит на фоне того, что на западе давление растёт (тёплая вода с её испарениями ушла к центру океана), а в центре и на востоке — падает.
Картина меняется на противоположную:
Термоклин, отреагировав на перемещение тёплой воды, поднимается выше на западе и опускается ниже у Южной Америки, немного выравниваясь.
Теперь апвеллинг и сопутствующее охлаждение невозможны. Вода от берега практически не отгоняется (пассат на нуле или вообще дует к суше), а снизу — теперь толстый слой тёплой воды, потому что термоклин ушёл на глубину.
Теперь испарение происходит в центре и на востоке Тихого океана. Тучи генерируются в огромном количестве, и часть из них следует к материку. Где, встречая Анды, моментально рассыпаются проливными дождями.
Из-за того, что апвеллинг остановился и холодное Перуанское течение вытеснено тёплой водой, численность фитопланктона падает. Рыбам не хватает еды, их число быстро сокращается. Перуанский рыбак с пустыми руками расстроено шлёпает по лужам домой к недовольной жене. И ещё повезёт, если дом окажется на месте, а не снесённым бурным потоком вышедшей из берегов речушки, стекающей с гор.
Эль-Ниньо — это НЕ аномалия. Это один из режимов состояния юга Тихого океана и окрестностей. Всего их 3.
- Нормальное состояние.
- Эль-Ниньо.
- Ла-Нинья.
Ла-Нинья — антипод Эль-Ниньо. Во время неё пассаты усиливаются и отгоняют больше воды от Южной Америки, а значит, у Перу усиливается апвеллинг, холод и засуха. Юго-запад Тихого океана — заливает.
Как часто тумблер будет переключаться — знает только сама Земля. По сухой статистике, Эль-Ниньо возникает 1 раз в 3–5 лет. Обычно начинается осенью, доходит до пика зимой и заканчивается поздней весной–летом (по нашим меркам — в Южном полушарии всё наоборот); очень редко может продлиться 2 года.
Эль-Ниньо влияет на глобальный климат, здоровье и экономическую деятельность человека.
Поняв Эль-Ниньо, становится проще понять, как в целом формируется погода на нашей Планете. И это — ещё одно доказательство, как тесно всё связано в мире.