Jūros paviršiaus temperatūros pasiskirstymo tyrimas El Niño ir La Niña reiškinių metu
Pendahuluanas
Jūros paviršiaus temperatūra (JPT) yra vienas svarbiausių Žemės klimato sistemos parametrų. Vandenynas kaupia ir išskiria didžiulius šilumos energijos kiekius, todėl nedideli JPT pokyčiai gali sukelti atmosferos cirkuliacijos pokyčius regioniniu ir pasauliniu mastu. Atogrąžų klimato kontekste JPT tyrimai yra glaudžiai susiję su El Niño ir La Niña reiškiniais, kurie yra ENSO (El Niño – Pietų osciliacijos) sistemos dalis. ENSO yra natūralus klimato kintamumas, kuris daugiausia vyksta Ramiajame vandenyne pusiaujo srityje ir daro didelę įtaką... kritulių, oro temperatūra, vėjas, tropinės audros ir žuvininkystės produktyvumas.
Šiame straipsnyje aptariama, kaip formuojasi ir keičiasi SST pasiskirstymas El Niño ir La Niña reiškinių metu, rodikliai, naudojami šiems reiškiniams stebėti, fiziniai mechanizmai, jungiantys vandenyną ir atmosferą, ir jų įtaka. Indonezijos teritorija.
Pagrindinės sąvokos Jūros paviršiaus temperatūra ir jo pasiskirstymas
SST yra sluoksnio temperatūra jūros lygis kuris paprastai matuojamas kelių milimetrų iki kelių metrų gylyje. SST pasiskirstymui įtakos turi saulės spinduliuotė, garavimas, šilumos mainai su atmosfera, vandenyno srovėsir maišymosi procesą dėl vėjo. Atogrąžų regionuose jūros temperatūra paprastai būna šilčiau dėl didelio saulės spinduliuotės kiekio ištisus metus. Tačiau ne visuose regionuose tropikuose yra paviršiaus temperatūra tas pats: vandenynų srovės, apvelingas srovių judėjimas ir pasatai gali sukurti šilto vandens „kišenes“, taip pat ir santykinai šaltas zonas.
Ramiojo vandenyno pusiaujo dalyje jūros vandens pasiskirstymas normaliomis sąlygomis yra asimetriškas: vakarinėje dalyje (netoli Indonezijos ir Papua Naujosios Gvinėjos) yra santykinai šiltesnė, o rytinėje dalyje (netoli Peru ir Ekvadoro pakrantės) – vėsesnė. Šis disbalansas atsiranda dėl to, kad pasatai pučia iš rytų į vakarus, todėl šiltas vanduo kaupiasi vakarinėje Ramiojo vandenyno dalyje, o šaltas vanduo kyla iš apatinių sluoksnių rytinėje Ramiojo vandenyno dalyje.
ENSO: Vandenyno ir atmosferos ryšys
ENSO nėra tik anomalija jūros temperatūra, o veikiau dvipusė vandenyno ir atmosferos sąveika. SST pokyčiai daro įtaką debesų susidarymui ir konvekcijos centrams tropinėje atmosferoje. Ir atvirkščiai, vėjo modelių pokyčiai keičia paviršiaus sroves, termoklinos gylį (riba tarp šilto paviršinio vandens ir šalto dugno vandens) ir apvelingo intensyvumą.
„Neutraliomis“ sąlygomis aktyviausias konvekcijos centras yra virš šilto vakarinio Ramiojo vandenyno. Walkerio cirkuliacija – rytų-vakarų atmosferos cirkuliacijos modelis tropikuose – stumia orą aukštyn virš šio šilto regiono, tada viršutiniais sluoksniais juda į rytus, nusileidžia virš rytinio Ramiojo vandenyno ir grįžta į vakarus arti paviršiaus pučiant pasatams.
SST paskirstymas El Ninjo metu
El Niño reiškiniui būdingas anomalinis Ramiojo vandenyno centrinės ir rytinės dalies jūros paviršiaus plotų (SST) atšilimas. Šis atšilimas paprastai aiškiai matomas Niño indekso regione, ypač Niño 3.4 (maždaug 5° šiaurės platumos–5° pietų platumos ir 170° vakarų ilgumos–120° vakarų ilgumos), kuris dažniausiai naudojamas kaip operacinis rodiklis.
Pagrindiniai fiziniai mechanizmai
1. Pasatų vėjų silpnėjimas: Kai pasatai silpnėja, šilto vandens stūmimas į vakarus mažėja. vandens masė Šiltas oras, kuris anksčiau „susikaupė“ vakaruose, grįžta į centrą ir rytus.
2. Termoklinos gylio pokyčiai: rytinėje Ramiojo vandenyno dalyje esanti termoklina gilėja, todėl dėl apvelingo atkeliauja santykinai šiltesnis vanduo nei įprastai. Dėl to rytuose paviršiaus vėsimas sumažėja.
3. Bjerkneso grįžtamasis ryšys: dėl jūros dugno atšilimo rytuose konvekcija pasislenka į rytus, dar labiau susilpnindama pasatus. Pasatų susilpnėjimas sustiprina jūros dugno atšilimą. Tai sukuria teigiamą grįžtamąjį ryšį, kuris leidžia išsivystyti El Ninjo reiškiniui.
Pasiskirstymo modelis
El Ninjo piko metu „šilto vandens liežuvis“ tęsiasi nuo centrinio Ramiojo vandenyno link Pietų Amerikos pakrantės. Vakarų ir rytų temperatūrų skirtumas sumažėja. Erdvėje teigiamos SST anomalijos gali būti plačiai paplitusios ir išlikti mėnesius. El Ninjo ne visada yra vienodi; yra „rytinio Ramiojo vandenyno El Ninjo“ tipai (vyraujantis atšilimas rytuose) ir „centrinio Ramiojo vandenyno / Modoki El Ninjo“ tipai (stipresnis atšilimas centre), kurie daro skirtingą poveikį regioniniams orų modeliams.
SST paskirstymas La Niña metu
La Ninja yra priešinga fazė, kuriai būdingas anomalus kietųjų dalelių atvėsimas centrinėje ir rytinėje Ramiojo vandenyno dalyse. La Ninjos metu sustiprėja „įprastos“ sąlygos: vakarinė Ramiojo vandenyno dalis šyla, o rytinė – vėsta.
Pagrindiniai fiziniai mechanizmai
1. Stiprėjantys pasatai: stipresni pasatai stumia daugiau šilto vandens į vakarus, didindami šilto vandens kaupimąsi aplink Indoneziją.
2. Intensyvesnis apvelingas: rytinėje Ramiojo vandenyno dalyje stipresni vėjai didina šalto vandens apvelingą poveikį, todėl sumažėja SST.
3. Walkerio cirkuliacijos stiprėjimas: Vakaruose išlieka vyraujanti konvekcija, todėl Indonezijoje ir aplinkinėse teritorijose iškrenta daugiau kritulių, o centrinėje ir rytinėje Ramiojo vandenyno dalyje paprastai būna sausiau.
Pasiskirstymo modelis
La Niña reiškiniui būdingos plačiai paplitusios neigiamos SST anomalijos centrinėje-rytinėje pusiaujo Ramiojo vandenyno dalyje, dažnai sudarydamos ryškesnį „šaltojo liežuvio“ modelį nei neutraliomis sąlygomis. Tuo tarpu vakarinėje Ramiojo vandenyno dalyje ir Indonezijos vandenyse gali būti teigiamų SST anomalijų, kurios suteikia didelį energijos šaltinį lietaus debesims susidaryti.
SST paskirstymo stebėjimo ir analizės metodas
SST pasiskirstymo ir ENSO tyrimai paprastai apima stebėjimo duomenų derinį. ir erdvės-laiko analizė:
1. Nuotolinio stebėjimo palydovai: infraraudonųjų spindulių ir mikrobangų jutikliai gali gana didele skiriamąja geba sudaryti SST žemėlapį visame pasaulyje. Palydoviniai duomenys Svarbu matyti anomalijų pasiskirstymą, temperatūros gradientus ir mėnesinę evoliuciją.
2. Plūdurai ir „Argo“ plūdurai: Plūdurų tinklai, tokie kaip TAO/TRITON pusiaujo Ramiajame vandenyne ir „Argo“, teikia temperatūros duomenis iki šimtų metrų gylio, padėdami įvertinti termoklinos ir „vandenyno šilumos kiekio“ pokyčius.
3. ENSO indeksai: El Niño / La Niña fazei, intensyvumui ir trukmei nustatyti dažnai naudojami Niño 3.4 indeksas, Pietų osciliacijos indeksas (SOI) ir Vandenyno Niño indeksas (ONI).
4. SST anomalijos: analizė paprastai apskaičiuoja SST skirtumą nuo klimatologijos (ilgalaikio vidurkio), siekiant nustatyti neįprastus atšilimo / atvėsimo modelius.
Tyrimuose dažnai naudojami vizualizavimo metodai, tokie kaip SST anomalijų žemėlapiai, Hovmöllerio diagramos (laikas ir ilguma) ir koreliacijos analizė su zoniniu kritulių kiekiu ir vėju, siekiant suprasti ENSO erdvinius tarpusavio ryšius.
ENSO SST platinimo poveikis Indonezijai
Indonezijos padėtis atogrąžų jūrų regione yra labai jautri konvekcijos centrų pokyčiams. El Ninjo reiškinio metu atšilimas centrinėje ir rytinėje Ramiojo vandenyno dalyje debesų susidarymo centrą perkelia tolyn nuo Indonezijos. Dažnas poveikis yra sumažėjęs kritulių kiekis, padidėjusi sausros tikimybė, žemės ūkio sutrikimai ir galimi miškų bei sausumos gaisrai. Kai kuriais atvejais sausasis sezonas gali užsitęsti, o lietaus sezonas gali prasidėti vėliau.
Ir atvirkščiai, La Niña metu vandenys aplink Indoneziją paprastai būna šiltesni, todėl palankesnės sąlygos garavimui ir debesų susidarymui. Dėl to padidėja kritulių kiekis, padidėja potvynių ir nuošliaužų rizika, be to, dažesni ekstremalūs oro reiškiniai , pavyzdžiui, smarkios liūtys. Tačiau poveikį Indonezijoje lemia ne tik ENSO; tokie veiksniai kaip Indijos vandenyno dipolis (IOD), Azijos ir Australijos musonas bei vietinė dinamika (topografija ir regioninės srovės) taip pat moduliuoja atsaką.
Išvada
Jūros paviršiaus temperatūros pasiskirstymas yra labai svarbus norint suprasti El Ninjo ir La Ninjo reiškinių vystymąsi, nes jūros paviršiaus temperatūra tiesiogiai reguliuoja vandenyno ir atmosferos energijos mainus ir tropinės konvekcijos vietą. El Ninjo reiškiniui būdingas anomalinis jūros paviršiaus temperatūros atšilimas centrinėje ir rytinėje Ramiojo vandenyno dalyje dėl silpnėjančių pasatų, gilėjančios termoklinos rytuose ir Bjerkneso grįžtamojo ryšio. Kita vertus, La Ninja sustiprina vakarų ir rytų temperatūros gradientą dėl stiprėjančių pasatų ir apvelingo, todėl Ramusis vandenynas... rytuose vėsiau, o Indonezijos vandenys santykinai šilčiau.
ENSO stebėsena naudojant SST anomalijų žemėlapius, Niño 3.4/ONI indeksą ir stulpelių stebėjimus jūros vanduo tampa pagrindu yra labai svarbus sezoniniam klimato prognozavimui. Indonezijai labai svarbu suprasti su ENSO susijusį SST pasiskirstymą, siekiant sušvelninti sausros, potvynių, maisto trūkumo ir kitų hidrometeorologinių nelaimių riziką. Patobulinus tyrimus ir integruojant palydovinius duomenis bei vietoje atliktus stebėjimus, SST tyrimai gali pagerinti klimato prognozių tikslumą ir sustiprinti bendruomenių atsparumą klimato kintamumui.
