Эль-Ниньо и Ла-Нинья: как испанские «дети» меняют климат на экваторе

В науке, в частности, в физике, множество необычных терминов: «спрайты», «спагеттификация», «демон Максвелла». В этот ряд можно добавить два понятия из гидрофизики: «Эль-Ниньо» и «Ла-Нинья». С испанского языка эти слова переводятся как «мальчик» и «девочка» соответственно.

Как «дети» оказались в области изучения водоёмов и почему их так назвали, нам расскажет кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник Лаборатории разработки и тестирования климатических моделей ИПФ РАН Алексей Селезнев.

1. Что такое явления Эль-Ниньо и Ла-Нинья? Почему их так назвали?

Исторически термином «Эль-Ниньо» рыбаки называли ежегодное потепление воды у побережья Перу и Эквадора, которое обычно происходило накануне католического Рождества (El Niño в переводе с испанского означает мальчик, под которым рыбаки подразумевали младенца Христа). Иногда это потепление существенно сильнее обычного и продолжается гораздо дольше. В настоящее время именно такие нерегулярные события, которые проявляются как сильные положительные аномалии (т.е. отклонения от среднеклиматической нормы) поверхностной температуры воды на огромной площади в центральной и восточной части экваториального Тихого океана, называют Эль-Ниньо.

Термин «Ла-Нинья» (La Niña в переводе с испанского - девочка) появился уже в научном обиходе для обозначения холодных событий, при которых наоборот возникают отрицательные аномалии поверхностной температуры воды. Считается, что Эль-Ниньо и Ла-Нинья - противоположные фазы одного и того же явления Эль-Ниньо-Южное Колебание. Этот атмосферно-океанический процесс является наиболее сильной составляющей изменчивости климата Земли на межгодовых масштабах.

2.Как часто происходят эти явления? Как они влияют на климат Земли?

За последние 40 лет сильные события Эль-Ниньо/Ла-Нинья случались примерно раз в десятилетие. Последнее на сегодняшний день сильное Эль-Ниньо произошло в 2015-2016 годах и оказалось одним из самых мощных за всю историю наблюдений. Экстремальные события Эль-Ниньо/Ла-Нинья сопровождаются погодными аномалиями в тропической части Тихого океана и по всему земному шару. Такие аномалии могут приводить и к человеческим жертвам, и к финансовым убыткам. Так, во время Эль-Ниньо 1997-1998 гг в Индонезии разразилась сильнейшая засуха, которая привела к многочисленным пожарам. В Перу и Эквадоре, наоборот произошли сильные наводнения. Усиление дождей в Африке способствовало распространению болезней, переносимых комарами, таких как малярия и лихорадка денге.

3.Можно ли предсказать возникновение Эль-Ниньо и Ла-Нинья? Когда ожидается следующее сильное событие?

Поскольку явления Эль-Ниньо/Ла-Нинья могут приводить к глобальным социоэкономическим последствиям, их заблаговременный прогноз является важной научной задачей. В настоящее время Институт физики Земли при Колумбийском университете (США) публикует ежемесячный отчет по прогнозу явления Эль-Ниньо с помощью ведущих мировых моделей. В 2019 году в пул этих моделей была включена и прогностическая модель, созданная в нашей лаборатории (под названием IAP NN - Институт прикладной физики, Нижний Новгород). Согласно последнему отчету (май 2023 года) большинство моделей прогнозируют развитие достаточно сильного события Эль-Ниньо к концу нынешнего года. В частности, на это указывает увеличение теплосодержания верхнего слоя тропического Тихого океана, что является одним из ключевых предвестников Эль-Ниньо.

4.Получается, что Эль-Ниньо можно прогнозировать на несколько месяцев вперед?

Все не так просто. Например, весной 2014 года многие модели предсказывали развитие сильного Эль-Ниньо к концу года как раз исходя из сильной аномалии теплосодержания. Однако этого не произошло. Дело в том, что, согласно современным концепциям, увеличение теплосодержания само по себе еще не является достаточным условием для возникновения Эль-Ниньо. Существуют дополнительные факторы, которые могут как способствовать, так и препятствовать процессу «разрядки» накопленного в океане тепла и дальнейшему увеличению поверхностной температуры. К таким факторам относятся мелкомасштабные (с периодом порядка десятков дней) флуктуации (отклонение) зональной скорости ветра в тропической части Тихого океана. Наиболее интенсивные летом северного полушария, эти процессы плохо прогнозируются моделями на дальность в несколько месяцев. С этим связана так называемая проблема «весеннего барьера» предсказуемости, которая проявляется в том, что качество внутригодового прогноза Эль-Ниньо с помощью существующих моделей существенно хуже, когда прогноз начинается с зимних и весенних месяцев. Текущий прогноз Эль-Ниньо до конца года сделан как раз на границе весеннего барьера.

5.Какие исследования, связанные с Эль-Ниньо, проводятся в вашей лаборатории?

Одно из направлений исследований в нашей лаборатории связано с построением прогностических моделей экстремальных природных явлений, в том числе и Эль-Ниньо. Созданная нами несколько лет назад прогностическая модель явления Эль-Ниньо на сегодняшний день является единственной признанной российской моделью такого типа. Среди недавних результатов – выявление эффективных океанических и атмосферных предикторов, которые позволяют снизить весенний барьер предсказуемости и улучшить качество внутригодового прогноза Эль-Ниньо.