Estudi de la distribució de la temperatura de la superfície del mar en els fenòmens d'El Niño i La Niña
Pendahuluan
La temperatura de la superfície del mar (TSM) és un dels paràmetres més importants del sistema climàtic terrestre. L'oceà emmagatzema i allibera grans quantitats d'energia calorífica, de manera que petits canvis en la TSM poden desencadenar canvis en la circulació atmosfèrica a escala regional o global. En el context dels climes tropicals, l'estudi de la TSM està estretament relacionat amb els fenòmens d'El Niño i La Niña, que formen part del sistema ENOS (El Niño-Oscil·lació del Sud). L'ENOS és una variabilitat climàtica natural que es produeix principalment a l'oceà Pacífic equatorial i té un ampli impacte en pluja, temperatura de l'aire, vent, tempestes tropicals i productivitat pesquera.
Aquest article tracta com es formen i canvien les distribucions de la temperatura de la superfície del mar durant El Niño i La Niña, els indicadors utilitzats per monitoritzar aquests fenòmens, els mecanismes físics que connecten l'oceà i l'atmosfera i les seves implicacions per a territori indonesi.
Conceptes bàsics Temperatura de la superfície del mar i la seva distribució
La temperatura de la capa (SST) és la temperatura de la capa nivell del mar que generalment es mesura a una profunditat d'entre diversos mil·límetres i diversos metres. La distribució de la temperatura de la superfície de l'aigua està influenciada per la radiació solar, l'evaporació, l'intercanvi de calor amb l'atmosfera, corrents oceànics, i el procés de barreja a causa del vent. A les regions tropicals, la temperatura del mar sol ser més càlida a causa de l'alta recepció de radiació solar durant tot l'any. Tanmateix, no totes les regions tropical té una temperatura superficial el mateix: els corrents oceànics, l'aflorament i els patrons dels vents alisis poden produir "bosses" d'aigua càlida, així com zones relativament fredes.
A l'oceà Pacífic equatorial, la distribució de la temperatura del mar en condicions normals és asimètrica: la part occidental (prop d'Indonèsia i Papua Nova Guinea) és relativament més càlida, mentre que la part oriental (prop de la costa del Perú i l'Equador) és més fresca. Aquest desequilibri es produeix perquè els vents alisis bufen d'est a oest, obligant l'aigua càlida a acumular-se al Pacífic occidental, mentre que l'aigua freda ascendeix des de les capes inferiors del Pacífic oriental.
ENOS: Relació oceà-atmosfera
L'ENSO no és només una anomalia temperatura del mar, sinó més aviat una interacció bidireccional entre l'oceà i l'atmosfera. Els canvis en la temperatura del mar influeixen en la formació de núvols i els centres de convecció a l'atmosfera tropical. Per contra, els canvis en els patrons del vent modifiquen els corrents superficials, la profunditat de la termoclina (el límit entre l'aigua superficial càlida i l'aigua freda del fons) i la intensitat de l'aflorament.
En condicions "neutres", el centre de convecció més actiu es troba sobre el càlid Pacífic occidental. La circulació de Walker —un patró de circulació atmosfèrica est-oest als tròpics— empeny l'aire cap amunt sobre aquesta regió càlida, després es mou cap a l'est a les capes superiors, descendeix sobre el Pacífic oriental i torna cap a l'oest prop de la superfície com els vents alisis.
Distribució de SST durant El Niño
El Niño es caracteritza per un escalfament anòmal de les temperatures superiors del mar (TSM) al Pacífic central i oriental. Aquest escalfament sol ser clarament visible a la regió de l'índex Niño, en particular a Niño 3.4 (aproximadament 5°N–5°S i 170°O–120°O), que s'utilitza més sovint com a indicador operatiu.
Principals mecanismes físics
1. Debilitament dels vents alisis: Quan els vents alisis s'afebleixen, l'empenta cap a l'oest de l'aigua càlida disminueix. massa d'aigua L'aire càlid que abans s'"acumulava" a l'oest torna al centre i a l'est.
2. Canvis en la profunditat de la termoclina: La termoclina del Pacífic oriental s'està tornant més profunda, cosa que permet que l'aflorament porti aigua relativament més càlida del que és habitual. Com a resultat, el refredament de la superfície a l'est es redueix.
3. Retroalimentació de Bjerknes: L'escalfament de la temperatura de la superfície del mar a l'est fa que la convecció es desplaci cap a l'est, cosa que debilita encara més els vents alisis. L'afebliment dels vents alisis amplifica l'escalfament de la temperatura de la superfície del mar. Això crea un bucle de retroalimentació positiva que permet que es desenvolupi El Niño.
Patró de distribució
Al pic d'El Niño, una "llengua d'aigua càlida" s'estén des del Pacífic central cap a la costa de Sud-amèrica. La diferència de temperatura entre oest i est es redueix. Espacialment, les anomalies positives de la temperatura del mar poden ser generalitzades i persistir durant mesos. Els cicles d'El Niño no són sempre iguals; hi ha tipus d'"El Niño del Pacífic oriental" (que s'escalfa predominantment a l'est) i tipus de "El Niño del Pacífic central/Modoki" (que s'escalfa més fort al centre), que tenen impactes diferents en els patrons meteorològics regionals.
Distribució SST durant La Niña
La Niña és la fase oposada, caracteritzada per un refredament anòmal de les temperatures superiors del mar (TSM) al Pacífic central i oriental. Durant La Niña, les condicions "normals" es reforcen: el Pacífic occidental s'escalfa i el Pacífic oriental es refreda.
Principals mecanismes físics
1. Enfortiment dels vents alisis: Els vents alisis més forts empenyen més aigua càlida cap a l'oest, cosa que augmenta l'acumulació d'aigua càlida al voltant d'Indonèsia.
2. Aflorament més intens: Al Pacífic oriental, els vents més forts augmenten l'aflorament d'aigua freda, cosa que provoca temperatures del mar més baixes.
3. Enfortiment de la circulació de Walker: La convecció continua dominant a l'oest, augmentant les precipitacions a Indonèsia i les zones circumdants, mentre que el Pacífic centre-oriental tendeix a ser més sec.
Patró de distribució
La Niña es caracteritza per anomalies negatives de la temperatura de la superfície del mar (TSM) generalitzades a tot el Pacífic equatorial centre-oriental, sovint formant un patró de "llengua freda" més pronunciat que les condicions neutres. Mentrestant, el Pacífic occidental i les aigües d'Indonèsia poden experimentar anomalies positives de la TSM, que proporcionen un subministrament significatiu d'energia per a la formació de núvols de pluja.
Mètode de monitorització i anàlisi de la distribució de la superfície de submarinisme
Els estudis de la distribució de la temperatura del mar enfront de l'ENSO generalment impliquen una combinació de dades observacionals. i anàlisi espaciotemporal:
1. Satèl·lits de teledetecció: els sensors d'infrarojos i microones poden cartografiar la temperatura del mar a nivell mundial amb una resolució força alta. Dades de satèl·lit És important veure la distribució d'anomalies, els gradients de temperatura i l'evolució mensual.
2. Boies i flotadors Argo: Les xarxes de boies com ara TAO/TRITON al Pacífic equatorial i Argo proporcionen dades de temperatura fins a profunditats de centenars de metres, cosa que ajuda a avaluar els canvis en la termoclina i el "contingut de calor oceànic".
3. Índexs ENOS: l'índex Niño 3.4, l'índex d'oscil·lació del sud (SOI) i l'índex Niño oceànic (ONI) s'utilitzen sovint per determinar la fase, la intensitat i la durada d'El Niño/La Niña.
4. Anomalies de la temperatura de la superfície del mar: l'anàlisi normalment calcula la diferència entre la temperatura de la superfície del mar i la climatologia (mitjana a llarg termini) per identificar patrons d'escalfament/refredament inusuals.
En la recerca, sovint s'utilitzen visualitzacions com ara mapes d'anomalies de la temperatura del mar (SST), diagrames de Hovmöller (temps vs. longitud) i anàlisi de correlació amb pluja zonal i vent per entendre les interrelacions espacials de l'ENOS.
Impacte de la distribució de la temperatura de la superfície del mar (ENSO) a Indonèsia
La ubicació d'Indonèsia en una regió marítima tropical és molt sensible als canvis en els centres de convecció. Durant El Niño, l'escalfament al Pacífic centre-oriental desplaça el centre de formació de núvols lluny d'Indonèsia. Els impactes comuns inclouen la disminució de les precipitacions, l'augment de la probabilitat de sequera, les interrupcions agrícoles i el potencial d'incendis forestals i terrestres. En alguns esdeveniments greus, l'estació seca es pot allargar i l'estació de pluges pot començar més tard.
Per contra, durant La Niña, les aigües al voltant d'Indonèsia tendeixen a ser més càlides, cosa que afavoreix l'evaporació i la formació de núvols. Això augmenta les precipitacions, augmenta el risc d'inundacions i esllavissades, i provoca fenòmens meteorològics extrems més freqüents , com ara pluges intenses. Tanmateix, l'impacte a Indonèsia no està determinat únicament per l'ENSO; factors com el dipol de l'oceà Índic (IOD), el monsó Àsia-Austràlia i les dinàmiques locals (topografia i corrents regionals) també modulen la resposta.
Conclusió
La distribució de la temperatura de la superfície del mar és clau per entendre el desenvolupament d'El Niño i La Niña, ja que la temperatura de la superfície del mar juga un paper directe en la regulació de l'intercanvi d'energia entre l'oceà i l'atmosfera i en la ubicació de la convecció tropical. El Niño es caracteritza per un escalfament anòmal de la temperatura de la superfície del mar al Pacífic centre-oriental a causa de l'afebliment dels vents alisis, l'aprofundiment de la termoclina a l'est i la retroalimentació de Bjerknes. La Niña, en canvi, reforça el gradient de temperatura oest-est mitjançant l'enfortiment dels vents alisis i l'aflorament de les onades, fent que el Pacífic... l'est és més fresc i les aigües d'Indonèsia relativament més càlid.
Monitorització de l'ENSO mitjançant mapes d'anomalies de la temperatura del mar, índex Niño 3.4/ONI i observacions de columna l'aigua de mar esdevé la base és crucial per a la predicció climàtica estacional. Per a Indonèsia, comprendre la distribució de la temperatura de la superfície del mar relacionada amb l'ENOS és crucial per mitigar els riscos de sequera, inundacions, inseguretat alimentària i altres desastres hidrometeorològics. Amb una millora de la recerca i la integració de dades de satèl·lit i observacions in situ, els estudis de la temperatura de la superfície del mar poden millorar la precisió de les prediccions climàtiques i enfortir la resiliència de la comunitat a la variabilitat climàtica.
