Атлантический экваториальный режим
Атлантический экваториальный режим или Атлантический Ниньо — это квазипериодический межгодовой климатический режим экваториальной части Атлантического океана . Это доминирующий режим межгодовой изменчивости, который приводит к чередованию эпизодов потепления и похолодания температуры поверхности моря, сопровождаемых изменениями атмосферной циркуляции. [1] Термин «Атлантическое Ниньо» происходит от его близкого сходства с Эль-Ниньо-Южным колебанием (ЭНСО), которое доминирует в тропическом бассейне Тихого океана. По этой причине Атлантическое Ниньо часто называют младшим братом Эль-Ниньо. [2] [3] Атлантический Ниньо обычно появляется северным летом и отличается от Атлантического меридионального (межполушарного) режима, который состоит из диполя север-юг через экватор и больше действует в течение северной весны. [4] Известно, что экваториальные потепления и похолодания, связанные с Атлантическим Ниньо, тесно связаны с изменчивостью количества осадков на окружающих континентах, особенно в странах Западной Африки, граничащих с Гвинейским заливом . Следовательно, понимание Атлантического Ниньо (или его отсутствие) имеет важные последствия для прогнозирования климата в этих регионах. Хотя Атлантическое Ниньо является внутренним режимом экваториальной Атлантики, в некоторых обстоятельствах между ЭНСО и Атлантическим Ниньо может существовать незначительная причинно-следственная связь.
Предыстория и структура
[ редактировать ]В глобальной тропической изменчивости доминирует ЭНСО в экваториальной части Тихого океана. Это явление является результатом взаимодействия воздуха и моря, в результате которого образуется связанная система атмосфера-океан, которая колеблется с периодами порядка трех-пяти лет. Однако физическая основа этих колебаний не ограничивается строго Тихоокеанским бассейном; действительно, очень похожий режим изменчивости существует в экваториальной Атлантике, хотя и в меньших масштабах.
Атлантический Ниньо характеризуется аномалией температуры поверхности моря с центром на экваторе между 0° и 30° з.д. В отличие от своего тихоокеанского аналога, Атлантический Ниньо не имеет аномалий температуры поверхности моря, которые меняют знак с востока на запад, а представляет собой единую аномалию, охватывающую весь бассейн. Кроме того, амплитуда Атлантического Ниньо обычно составляет примерно половину амплитуды Эль-Ниньо. Неудивительно, что эта аномалия температуры поверхности моря тесно связана с изменением климатологических пассатов . Теплая аномалия связана с ослаблением пассатов на обширной полосе экваториального Атлантического бассейна, тогда как прохладная аномалия связана с усилением напряжения восточного ветра в том же регионе. Эти пассатные колебания можно понимать как ослабление и усиление циркуляции Атлантического Уокера . Это поразительно похоже на аномалии напряжения ветра, наблюдаемые в Тихом океане во время явлений Эль-Ниньо (или Ла-Нинья), хотя их центр сосредоточен дальше на запад, в Атлантическом бассейне. Основное различие между Эль-Ниньо и Атлантическим Ниньо заключается в том, что аномалии температуры поверхности моря строго ограничены экватором в случае Атлантики, тогда как в Тихом океане наблюдается большая меридиональная протяженность. [5]
Хотя пространственные характеристики зрелого Атлантического Ниньо очень похожи на его тихоокеанский аналог, его временная изменчивость несколько иная. Атлантическое Ниньо варьируется в межгодовых временных масштабах, как и Эль-Ниньо, но также демонстрирует большие различия в сезонных и годовых временных масштабах. То есть Атлантическое Ниньо объясняет меньшую часть общей изменчивости в экваториальной Атлантике, чем Эль-Ниньо в экваториальной части Тихого океана. Это связано с тем, что сезонные климатические явления накладываются на межгодовую изменчивость. Атлантическое Ниньо обычно достигает зрелой фазы бореальным летом (хотя есть исключения), тогда как Эль-Ниньо созревает бореальной зимой. Развитие Атлантического Ниньо, как правило, характеризуется появлением стационарных моделей с центром в середине бассейна. Это резко контрастирует с Эль-Ниньо, которое часто может развиваться как теплые аномалии температуры поверхности моря, которые мигрируют на запад от побережья Южной Америки или мигрируют на восток от центральной части Тихого океана. [5]
Влияние на африканский климат
[ редактировать ]Потепление или охлаждение экваториальных океанов имеет понятные последствия для атмосферного климата. Экваториальные океаны составляют основную часть общего теплового баланса и, следовательно, изменяют конвективные режимы вблизи экватора. В случае с Тихоокеанским Эль-Ниньо усиление конвекции над центральной частью Тихого океана и уменьшение конвекции над Приморским континентом коренным образом меняют климат не только в тропиках, но и во всем мире. Поскольку Атлантический Ниньо физически похож на ЭНСО, мы также можем ожидать от него климатических воздействий. Однако, учитывая его уменьшенный размер как в пространственном отношении (Атлантический бассейн намного меньше Тихоокеанского бассейна), так и по величине, климатические воздействия Атлантического Ниньо лучше всего заметны в тропических и субтропических регионах, ближайших к экваториальной Атлантике.
Влияние Атлантического Ниньо на африканский климат можно лучше всего понять, оценив, как температура поверхности моря выше нормальной экваториальной температуры влияет на сезонную миграцию внутритропической зоны конвергенции (ITCZ) . Теплая экваториальная температура поверхности моря снижает давление воздуха на поверхности, что приводит к увеличению потока к экватору, чем обычно. Это, в свою очередь, не позволяет ITCZ мигрировать так далеко на север, как это было бы в обычных условиях летом, уменьшая количество осадков в полузасушливом Сахеле на севере и увеличивая количество осадков в регионах вдоль Гвинейского залива. [6] Увеличение количества осадков по сравнению с нормой обычно связано с отрицательными аномалиями температуры над этими тропическими территориями. Некоторые данные свидетельствуют о том, что тенденция к потеплению экваториальной температуры поверхности моря в Индийском океане способствует долгосрочному высыханию Сахеля, которое усугубляется периодическим потеплением экваториальной Атлантики, связанной с Атлантическим Ниньо. [7] Фактически, способность предсказывать Атлантическое Ниньо является важным исследовательским вопросом, учитывая его влияние на сезонный климат. [6]
Связь между Эль-Ниньо и Атлантическим Ниньо
[ редактировать ]В глобальной тропической изменчивости в значительной степени доминирует Тихоокеанское Эль-Ниньо, поэтому остается актуальным вопрос, может ли Атлантическое Ниньо быть отдаленным воздействием Эль-Ниньо. Между ними нет никаких очевидных одновременных отношений, [4] но такое утверждение не обязательно полезно, учитывая, что пик Эль-Ниньо приходится на зиму, а пик Атлантического Ниньо — на лето. Запаздывающий анализ показывает, что наиболее заметным воздействием Эль-Ниньо на тропическую Атлантику следующей весной и летом будет аномалия теплой температуры поверхности моря, сосредоточенная к северу от региона Атлантического Ниньо. Это еще раз свидетельствует об отсутствии причинно-следственной связи. Однако более тщательный анализ показывает, что конкуренция между похолоданием, вызванным усилением ветровой нагрузки, и потеплением, вызванным повышением температуры воздуха (оба из которых являются отдаленными последствиями Эль-Ниньо в Атлантике), обусловливает незначительную взаимосвязь. Когда один из этих процессов доминирует над другим, может произойти событие Атлантического Ниньо (теплое или прохладное). [8] Это представляет большой интерес, учитывая сложность сезонного прогнозирования Атлантического Ниньо.
Пространственно-временное разнообразие Атлантического Ниньо
[ редактировать ]Не все события Атлантического Ниньо одинаковы. Некоторые появляются раньше других или сохраняются дольше. Эти изменчивости во время фаз начала и заживления хорошо отражаются четырьмя наиболее повторяющимися ароматами или разновидностями Атлантического Ниньо (т. е. сортами с ранним окончанием, стойким, ранним и поздним началом). [9] Эти четыре сорта, во многом согласующиеся с различиями во времени начала и исчезновения осадков, демонстрируют заметные различия в реакции на осадки в Западной Африке и Южной Америке. В частности, для устойчивых и поздних разновидностей характерны сильные экваториальные аномалии температуры поверхности Атлантического моря, сохраняющиеся до конца года. Таким образом, они связаны с продолжительным периодом увеличения количества осадков в регионе Западной Африки к югу от Сахеля (июль-октябрь). Для сравнения, сорта с ранним окончанием и ранним началом связаны с ограниченным периодом увеличения количества осадков в регионе Западной Африки к югу от Сахеля (июль-август). Большинство сортов подвержены механизмам возникновения, которые включают предварительное кондиционирование бореальной весной либо Атлантическим меридиональным режимом (разновидности с ранним завершением), либо Тихоокеанским Эль-Ниньо (стойкие и ранние сорта), в то время как для изменчивости с поздним началом нет четкой информации. источник внешнего воздействия.
См. также
[ редактировать ]- Климатический цикл
- Телесвязь
- Бенгела Чайлд
- Экваториальный противоток
- Теплый бассейн Западного полушария
Примечания
[ редактировать ]- ^ Ван, 2005 г.
- ^ Латиф и др., 1996.
- ^ Ли, 2020
- ^ Перейти обратно: а б Зебиак, 1993, стр.1570.
- ^ Перейти обратно: а б Зебиак, 1993, с.1568-1572.
- ^ Перейти обратно: а б Годдард и Мейсон, 2002 г.
- ^ Джаннини и др., 2003 г.
- ^ Чанг и др., 2006.
- ^ Валлес-Казанова и др., 2020.
Ссылки
[ редактировать ]- Чанг, П.; и др. (2006). «Причина хрупких отношений между Тихоокеанским Эль-Ниньо и Атлантическим Ниньо». Природа . 443 (7109): 324–328. Бибкод : 2006Natur.443..324C . дои : 10.1038/nature05053 . ПМИД 16988709 . S2CID 4421356 .
- Джаннини, А.; и др. (2003). «Океаническое воздействие осадков в Сахеле в межгодовых и междекадных временных масштабах» (PDF) . Наука . 302 (5647): 1027–1030. Бибкод : 2003Sci...302.1027G . дои : 10.1126/science.1089357 . ПМИД 14551320 . S2CID 25009125 . Архивировано из оригинала (PDF) 23 мая 2012 г.
- Годдард, Л.; Мейсон, С. (2002). «Чувствительность сезонных прогнозов климата к сохраняющимся аномалиям ТПО». Климатическая динамика . 19 (7): 619–631. Бибкод : 2002ClDy...19..619G . дои : 10.1007/s00382-002-0251-y . S2CID 40254890 .
- Латиф, М.; А. Гротцнер; Х. Фрей (1996). «Эль-Херманито: забытый младший брат Эль-Ниньо в Атлантике» . Отчет Института метеорологии Макса Планка .
- Ли, С.-К. (2020). «Знаете ли вы, что у Эль-Ниньо есть младший брат?» . Блог ЭНСО .
- Люббекке, Шутка Ф.; Б. Родригес-Фонсека; И. Рихтер; М. Мартин-Рей; Т. Лосада; И. Поло; Н.С. Кинлисайд (2018). «Изменчивость экваториальной Атлантики — режимы, механизмы и глобальные телесвязи» (PDF) . ПРОВОДА Clim Change . 9 (e527): e527. Бибкод : 2018WIRCC...9E.527L . дои : 10.1002/wcc.527 . S2CID 135095604 .
- Валлес-Казанова, Игнаси; С.-К. Ли; Грегори Р. Фольц; Хосеп Л. Пелегри (2020). «О пространственно-временном разнообразии Атлантического Нино и связанной с ним изменчивости количества осадков в Западной Африке и Южной Америке» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 47 (8): e2020GL087108. Бибкод : 2020GeoRL..4787108V . дои : 10.1029/2020GL087108 . hdl : 10261/208532 . S2CID 216367507 .
- Ван, Чунзай (2005). ЭНСО, изменчивость атлантического климата и циркуляции Уокера и Хэдли. Глава 6 в журнале Hadley Circulation: настоящее, прошлое и будущее (PDF) . Академическое издательство Клувер. стр. 173–202.
- Зебиак, С (1993). «Взаимодействие воздуха и моря в экваториальной Атлантике» (PDF) . Журнал климата . 6 (8): 1567–1586. Бибкод : 1993JCli....6.1567Z . doi : 10.1175/1520-0442(1993)006<1567:aiitea>2.0.co;2 .