Sólin Sólin Rís 10:17 • sest 16:10 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:40 • Sest 15:54 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 10:17 • sest 16:10 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:40 • Sest 15:54 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Veðurfræði Hvað er El Niño?

Flokkun:

10.4.2007
Náttúruvísindi og verkfræði Veðurfræði

Hvað er El Niño?

Trausti Jónsson

Í gegnum tíðina hefur Vísindavefurinn fengið fjölmargar fyrirspurnir um El Niño. Aðrir spyrjendur eru:
Ragnheiður Hrönn, Steinunn Ingvarsdóttir, Anna Stefánsdóttir, Guðfinna Ýr Sumarliðadóttir, Hildur Anna Karlsdóttir, Ásgerður Sigurðardóttir, Hildur Ósk Pétursdóttir, Jórunn Helgadóttir, Esther Bergsdóttir, Hannes Trausti, Andrea Hannesdóttir, Ólöf Jóhannesdóttir, Kristína Steinke, Edda Bergsveinsdóttir, Kristján Guðjónsson, Jón Sveinsson, Stefán Erlingsson, Eyjólfur Unnarsson, Jón Sveinsson, Kristján Pétur og Silja Ösp Jóhannsdóttir.

Hugtakið El Niño er notað um tvö fyrirbæri:
  1. Hlýr sjávarstraumur sem læðist suður frá miðbaug við strendur Ekvador og stundum til Perú um jólaleytið nefnist El Niño. Nafnið er dregið af því að í spænsku þýðir El Niño drengurinn og er þá átt við Jesúbarnið í jötunni eða jólabarnið.

  2. Sjór er mun kaldari austan til í hitbeltinu í Kyrrahafinu heldur en vestar. Stundum minnkar þessi munur stórlega þegar hlýsjór að vestan breiðist austur um, jafnvel til stranda Perú. Þetta hlýja ástand í austanverðu Kyrrahafi hitabeltisins nefnist einnig El Niño.

Hugtakið El Niño sem upphaflega var aðeins notað um staðbundið ástand við Perú (1) nær nú yfir í hlýnun á stóru svæði í Austur-Kyrrahafi (2). Þó þessi útvíkkun valdi ruglingi og sé fremur óheppileg verður hún að ráða og nú er „rétt“ skilgreining á El Niño til almennra nota svona:
Margra mánaða langt ástand með víðáttumiklum jákvæðum sjávarhitafrávikum í austanverðu Kyrrahafi nefnist El Niño.
Vísindamenn sem rannsaka fyrirbrigðið þurfa síðan mun nákvæmari skilgreiningar, hversu víðtækt, mikið og tímafrekt ástandið þarf að vera til að það teljist með - eða ekki. Látum það liggja á milli hluta hér.

Þetta er örstutta svarið við spurningunni um El Niño. En til þess að skilja orsök eða bakgrunn þessara fyrirbæra er nauðsynlegt að skoða nánar samspil staðvinda og sjávarhita.

Sjórinn í hitabeltinu

Sjávarhiti er víðast hvar mjög hár í hitabeltinu. Það á þó aðeins við um þunnt lag sem liggur ofan á mun kaldari sjó. Yfirborðssjórinn er blandaður í efstu lögum og er það í aðalatriðum vindur sem sér um blöndunina í hitabeltinu. Við neðra borð blandlagsins er svokallað hitaskiptalag, þar fellur hiti mjög hratt með dýpi og fljótlega er komið niður í mun kaldari sjó, aðeins 2-4°C. Meðalhiti heimshafanna allra er um 4°C, en meðalyfirborðshiti þeirra um 19°C.

Mikill munur er á sjávarhita vestan og austan megin í Kyrrahafi (mynd 1). Blandlagið er mun þykkara og hlýrra vestantil í Kyrrahafi heldur en austar og austan til er mun styttra niður að hitaskiptalaginu en vestar. Um 11% heildaryfirborðs sjávar er 28°C heitt eða meira, þar er talað um heita potta heimshafanna. Langstærsti og þykkasti heiti potturinn er í vestanverðu Kyrrahafi, við skulum taka hann sem gefna staðreynd og látum tilurð hans og viðhald liggja milli hluta. Þar er hlýtt árið um kring.



Mynd 1. Sjávarhiti í Kyrrahafi vikuna 25. til 31. mars 2007. Hér má greinilega sjá hlýja pollinn (a) í vestanverðu Kyrrahafinu (hiti meiri en 28°C), kaldan Chile-Perústrauminn við austurströnd S-Ameríku (b), köldu uppstreymistunguna norður með strönd Perú (c) og köldu tunguna vestur eftir miðbaug (d). Í El Niño hverfur kalda miðbaugstungan að mestu, sömuleiðis dregur mjög úr köldu tungunni við Perú. Hlýi pollurinn færist aðeins austar, en Chile-Perústraumurinn er að mestu samur við sig, nema næst landi. Í La Niña skerpist miðbaugstungan og hlýi pollurinn hörfar til vesturs.

Staðvindarnir

Eins og lesa má um í landafræðikennslubókum eru svokölluð staðvindasvæði ein af meginveðurbeltum lofthjúpsins, bæði sunnan og norðan miðbaugs. Norðan miðbaugs blæs vindur úr norðaustri, en úr suðaustri á suðurhveli í kringum mikil háþrýstisvæði á þessum slóðum. Nærri miðbaug er áttin austlægari á báðum hvelum, en á milli austanáttabeltanna er svokallað kyrrabelti, þar sem vindstefna er nokkuð óráðin. Samleitni er þar í loftstraumum að norðan og sunnan og þar sem skil milli norðan- og sunnanlofts eru skörpust er gjarnan uppstreymi með miklum skúraklökkum sem leggjast í garða og nefnast þar hvelamót.

Staðvindarnir eru ákveðnari og stefnufastari yfir heimshöfunum heldur en meginlöndunum þar sem svokallaðir misserisvindar (monsúnar) ráða ríkjum. Staðvindarnir knýja mikla sjávarstrauma sem í grófum dráttum virðast fylgja vindstefnunni, en eru í raun aðeins misstígir við hana, þannig að straumurinn liggur í stefnu til hægri miðað við vindstefnu á norðurhveli, en til vinstri á suðurhveli. Á austanverðu Kyrrahafi sunnan miðbaugs ríkja suðaustanstaðvindar sem knýja mikinn hafstraum sem liggur norður með vesturströnd Suður-Ameríku, en sveigir til vesturs út á Kyrrahaf nærri ströndum Norður-Chile og Perú. Þessi straumur var í eldri landafræðibókum kallaður Humboltstraumur, en á síðari árum Chile-Perústraumur.

Uppdráttur sjávar úr undirdjúpum

Þar sem straumurinn leitar ætíð til vinstri við vindstefnu (á suðurhveli) vekur vindurinn uppstreymi sjávar undan strönd Suður-Ameríku og kaldari sjór að neðan dregst þar upp á við. Hversu mikið sem hitabeltissólin hitar, er alltaf nýr og kaldur sjór við ströndina og langt út frá henni (sjá mynd 1). Lofthiti er einnig mjög lágur miðað við breiddarstig, loft stöðugt og úrkoma lítil. Sama á sér stað víðar í heiminum og margir þekkja það, til dæmis við Kaliforníu og Afríkustrendur. Uppstreymissjórinn kemur ekki af sérstaklega miklu dýpi en ber með sér mikið af næringarefnum sem valda því að framleiðni lífríkisins er mjög mikil og heldur meðal annars uppi stórum ansjósustofni og gríðarlegu sjófuglalífi. Næringarefnin endurnýjast sífellt með nýjum sjó að neðan.

Árstíðasveifla staðvindanna - jólabarnið

Þó að staðvindarnir blási allt árið búa þeir við drjúgmikla árstíðasveiflu. Hringrás norðurhvels sveiflast mjög eftir árstímum og er fyrirferðarmest þegar hávetur er hjá okkur. Þá hörfar háþrýstisvæðið mikla sem er yfir suðaustanverðu Kyrrahafi suður á bóginn og suðaustanstaðvindar suðurhvels slakna vestur af Perú. Hvelamótin færast þá líka í syðstu stöðu sína á þessum slóðum, kyrrabeltið færist suður. Hlýrri sjór að norðan læðist þá nokkuð suður með ströndinni nyrst í Perú, ofan á uppstreymissjónum. Hlýsjávarins gætir í nokkrum mæli flest ár upp úr jólum. Sjómenn á svæðinu munu lengi hafa notað nafnið El Niño (drengurinn eða jólabarnið) um fyrirbrigðið sem tengist árstíðabundinni „samkeppni“ suður- og norðurhvels á svæðinu.

Kaldi sjórinn við miðbaug

Heldur vestar í Kyrrahafinu þar sem áhrifa Ameríku gætir ekki að marki, liggja staðvindastraumarnir báðum megin miðbaugs til vesturs. Hringrás sjávar á milli straumanna er býsna flókin og verður ekki gerð skil hér, en þó verður að nefna að vindarnir sem liggja frá austri til vesturs norðan og sunnan miðbaugs draga sjó frá miðbaug til norðurs og suðurs (sjá mynd 2). Þá streymir kaldari sjór að neðan upp á við á milli þeirra og köld tunga, sem er eins konar framhald köldu tungunnar við vesturströnd Suður-Ameríku teygir sig langt vestur um Kyrrahafið við miðbaug, allt vestur að dægurlínunni svonefndu, við 180° lengdarbauginn (sjá mynd 1).



Mynd 2. Einfölduð mynd af ástandi lofts og sjávar í austanverðu Kyrrahafi. Staðvindarnir hvoru megin miðbaugs draga upp kaldari sjó úr neðri lögum vegna núnings vinds við yfirborð sjávar. Kaldi sjórinn (bláa svæðið) nær þó ekki vestur eftir öllu Kyrrahafi því þar er fyrir þykkt lag af mjög hlýjum sjó og heldur hann á móti kalda sjónum austan við. Staðvindarnir eru missterkir eftir árstíma, sterkari vetrarmegin miðbaugs. Þeir valda því að mót norður- og suðurhvelshringrásar (hvelamótin) eru ýmist norðan eða sunnan við miðbaug. Hringrás bæði lofts og sjávar við miðbaug er mjög flókin vegna þess að þar er svigkraftur jarðar hverfandi lítill (enginn á miðbaug). Norðan miðbaugs dregur austanátt yfirborð sjávar til vestnorðvesturs, en til vestsuðvesturs sunnan hans. (Mynd © Trausti Jónsson, 2007).

El Niño

Lengst af halda þessir straumar hlýja sjónum í vestanverðu Kyrrahafi (heita pottinum) á sínum stað, en svo gerist það öðru hverju að staðvindarnir slakna, uppstreymið milli staðvindastraumanna minnkar. Hlýi sjórinn streymir þá austur á bóginn meðfram miðbaug, lokar fyrir miðbaugsuppstreymið, lendir loks á Suður-Ameríku í austri og leitar þar til norðurs og suðurs og þar með ofan á þeim kalda sjó sem yfirleitt er ríkjandi við Perústrendur. Dýpi hitaskiptalagsins við Perú vex þá mjög og sjávarborð hækkar, jafnvel um tugi cm. Hlýsjórinn vestast í Kyrrahafinu þynnist að sama skapi. Yfirborðshiti sjávar hækkar verulega á mjög stóru svæði í austanverðu Kyrrahafinu, jafnvel um meir en 5°C. Þetta ástand nefnist El Niño. Hlýnunin getur þegar mest er náð yfir meir en 5% jarðaryfirborðsins alls. Ef 5% yfirborðs hlýna snögglega um til dæmis 2°C hækkar meðalhiti jarðarinnar um 0,1°C, ef ekki kólnar annars staðar á meðan, sem virðist ekki vera að neinu reglubundnu marki (mynd 3). El Niño ár eru því venjulega hlýrri en önnur þegar litið er á heiminn sem heild og umræða þau árin spyrðir því gjarnan saman El Niño og hina almennu umræðu um hnattræna hlýnun af manna völdum.

Meðan hið litla jólabarn þeirra Ekvador og Norður-Perúmanna stendur stutt, rétt meðan hlýjast er á suðurhveli, stendur stóri El Niño (sem hefur alveg tekið nafnið til sín) í margar árstíðir, jafnvel meira en ár og tengist ekki jólunum. Hann kemur óreglulega, að meðaltali á fjögurra ára fresti. Stundum líður styttri tími en einnig getur liðið hátt í áratugur án þess að hann geri teljandi vart við sig.

Mjög erfitt hefur reynst að segja fyrir um gangsetningu El Niño. Forboðar eru taldir margir, en gallinn er sá að svo virðist sem gangsetningin geti stöðvast á nær hvaða stigi sem er, þannig að stundum verður ekkert úr atburði sem virðist vera farinn að byrja. Sömuleiðis er ekki alveg hægt að segja til um hvenær hann hættir. Atburðirnir virðist einnig vera hver með sínu sniði. Hin hefðbundna árstíðasveifla sést þó nær alltaf í bakgrunni, því áhrif El Niño til hlýnunar eru mest á hlýjasta tíma ársins.



Mynd 3. Hitafrávik sjávaryfirborðs (°C) í nóvember 1997, nærri hámarki hins mikla El Niño atburðar 1997-1998. Takið eftir jákvæðu frávikunum við Kaliforníu, en þar slaknar á uppdrætti kaldsjávar þegar vindátt verður vestlægari en venjulegt er.

Víðari áhrif

Í hitabeltinu er uppstreymi í lofthjúpnum mest yfir Indónesíu og vestanverðu Kyrrahafi, en niðurstreymi er austan til í Kyrrahafinu. Uppstreymiseiningar eru einnig nærri miðbaug yfir Afríku og í Suður-Ameríku austan Andesfjalla (yfir Amasónskógunum). Niðurstreymi er víðast annars staðar, nema í uppstreymisgörðunum við hvelamótin og áður er minnst á. Þetta kerfi upp- og niðurstreymis í hitabeltinu er allt lauslega tengt og á síðari árum er farið að nota orðið Walker-hringrás um það allt.

Aukist uppstreymi á einum stað er tilhneiging til að það verði vægara annars staðar. Við El Niño ástand flyst Amasónuppstreymið að hluta til vestur yfir Andesfjöll og uppstreymið yfir vestanverðu Kyrrahafi teygist austur á bóginn nærri miðbaug, allt eftir því hve öflugur El Niño er í það og það sinnið. Þetta viðbótaruppstreymi austan til í Kyrrahafinu og um miðbik þess veldur því að aðrar upptreymiseiningar Walker-hringrásarinnar veikjast. Uppstreymið yfir Indónesíu slaknar og má segja að El Niño feli í sér tilhneigingu til þurrka við vestanvert Kyrrahaf, sömuleiðis yfir Ástralíu. En El Niño dregur einnig stundum úr afli uppstreymiseininganna yfir Suður-Ameríku austanverðri og yfir Afríku, sérstaklega sunnan miðbaugs. Reynslan hefur sýnt að norðausturhorn Brasilíu er sérlega viðkvæmt fyrir El Niño og þurrkum sem hann veldur. Samband El Niño og veðurlags í sunnanverðri Afríku er ekki jafn greinilegt, en þó aukast líkur á þurrkum þar meðan á El Niño stendur.

La Niña

Á síðari árum hefur einnig komið í ljós að stundum er óvenju kalt á El Niño svæðinu í austanverðu Kyrrahafi. Þetta ástand er ekki áberandi í veðurfari í Perú (þar er þurrt fyrir), en eftir að farið var að mæla sjávarhita um miðbik Kyrrahafs reglulega kom í ljós að rétt er að greina þetta ástand frá „venjulegu“ ástandi, því það hefur áhrif á Walker-hringrásina og er reyndar álíka algengt og El Niño. Í fyrstu var talað um El Viejo (sá gamli), en fljótlega festist þó annað nafn í sessi: La Niña (telpan). Skilgreining á þessu fyrirbæri er:
Margra mánaða langt ástand með víðáttumiklum neikvæðum sjávarhitafrávikum í austanverðu Kyrrahafi nefnist La Niña.
Truflanir telpunnar á Walker-hringrásinni eru ekki alveg andstæða áhrifa El Niño, þau eru ekki samhverf um meðaltalið. Þar sem öflug La Niña bælir uppstreymi langt vestur eftir Kyrrahafinu hafa uppstreymissvæði annarra hluta hitabeltisins tilhneigingu til að styrkjast þegar þannig háttar til.

Áhrif El Niño utan hitabeltisins

Menn telja sig sjá samband á milli stóratburða í Austur-Kyrrahafi og fellibyljatíðni í Atlantshafi. El Niño hafi þá tilhneigingu til að bæla uppstreymi á fellibyljasvæðunum austur af Afríku og í Karíbahafinu, en La Niña ýti fremur undir uppstreymi sem er fellibyljunum nauðsynlegt.

Veðrahvolfið er fyrirferðarmest þar sem hlýtt er, það bólgnar því út yfir El Niño svæðunum þegar þar er hlýjast. Þetta veldur röskun á bylgjumynstri háloftahringrásar í hlýtempruðu beltunum. Þessi röskun er mest beint norðan við El Niño svæðið, það er að segja í tempraða beltinu í austanverðu Kyrrahafi. Að jafnaði er norðvestanátt undan vesturströnd Bandaríkjanna, en í El Niño-árum verður áttin vestlægari, uppdráttur kaldsjávar við ströndina minnkar (sjá mynd 3), sjávarhiti hækkar. Þar með aukast líkur á rigningum á þeim slóðum í El Niño og hlýindi ná norður til Alaskaflóa. Á sama tíma vex lægðagangur að vetrarlagi í Bandaríkjunum suðaustanverðum og þar er úrkoma meiri en venjulega. Áhrif El Niño lengra burtu eru tilviljanakenndari. Þannig hefur ekki tekist að sýna á óyggjandi hátt fram á einhverja reglu um áhrif hans í Vestur-Evrópu og þar með hér á landi, þrátt fyrir ítarlegar tilraunir. Áhrifin eru þó örugglega til staðar, þó þau séu tilviljanakennd.

Frekari fróðleikur

Margar bækur hafa verið ritaðar um El Niño, hér er mælt með tveimur eftir sama manninn.
  • Philander, S. George (1990): El Nino, la Nina and the Southern Oscillation.Academic Press, 289s.
  • Philander, S. George (2004): Our Affair with El Nino. Princeton, 275s.

Fyrri bókin sem er einkum ætluð haf- og veðurfræðingum er nokkuð tyrfin og því þarf staðgóða eðlisfræðiþekkingu til að komast fram úr sumum köflum hennar. Síðari bókin er ætluð fróðleiksfúsum almenningi.

Myndir:

Höfundur

Trausti Jónsson

Trausti Jónsson

veðurfræðingur

Útgáfudagur

10.4.2007

Spyrjandi

Sunna Axelsdóttir

Efnisorð

Tilvísun

Trausti Jónsson. „Hvað er El Niño?“ Vísindavefurinn, 10. apríl 2007, sótt 21. nóvember 2024, https://visindavefur.is/svar.php?id=6580.

Trausti Jónsson. (2007, 10. apríl). Hvað er El Niño? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=6580

Trausti Jónsson. „Hvað er El Niño?“ Vísindavefurinn. 10. apr. 2007. Vefsíða. 21. nóv. 2024. <https://visindavefur.is/svar.php?id=6580>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Hvað er El Niño?
Í gegnum tíðina hefur Vísindavefurinn fengið fjölmargar fyrirspurnir um El Niño. Aðrir spyrjendur eru:

Ragnheiður Hrönn, Steinunn Ingvarsdóttir, Anna Stefánsdóttir, Guðfinna Ýr Sumarliðadóttir, Hildur Anna Karlsdóttir, Ásgerður Sigurðardóttir, Hildur Ósk Pétursdóttir, Jórunn Helgadóttir, Esther Bergsdóttir, Hannes Trausti, Andrea Hannesdóttir, Ólöf Jóhannesdóttir, Kristína Steinke, Edda Bergsveinsdóttir, Kristján Guðjónsson, Jón Sveinsson, Stefán Erlingsson, Eyjólfur Unnarsson, Jón Sveinsson, Kristján Pétur og Silja Ösp Jóhannsdóttir.

Hugtakið El Niño er notað um tvö fyrirbæri:
  1. Hlýr sjávarstraumur sem læðist suður frá miðbaug við strendur Ekvador og stundum til Perú um jólaleytið nefnist El Niño. Nafnið er dregið af því að í spænsku þýðir El Niño drengurinn og er þá átt við Jesúbarnið í jötunni eða jólabarnið.

  2. Sjór er mun kaldari austan til í hitbeltinu í Kyrrahafinu heldur en vestar. Stundum minnkar þessi munur stórlega þegar hlýsjór að vestan breiðist austur um, jafnvel til stranda Perú. Þetta hlýja ástand í austanverðu Kyrrahafi hitabeltisins nefnist einnig El Niño.

Hugtakið El Niño sem upphaflega var aðeins notað um staðbundið ástand við Perú (1) nær nú yfir í hlýnun á stóru svæði í Austur-Kyrrahafi (2). Þó þessi útvíkkun valdi ruglingi og sé fremur óheppileg verður hún að ráða og nú er „rétt“ skilgreining á El Niño til almennra nota svona:
Margra mánaða langt ástand með víðáttumiklum jákvæðum sjávarhitafrávikum í austanverðu Kyrrahafi nefnist El Niño.
Vísindamenn sem rannsaka fyrirbrigðið þurfa síðan mun nákvæmari skilgreiningar, hversu víðtækt, mikið og tímafrekt ástandið þarf að vera til að það teljist með - eða ekki. Látum það liggja á milli hluta hér.

Þetta er örstutta svarið við spurningunni um El Niño. En til þess að skilja orsök eða bakgrunn þessara fyrirbæra er nauðsynlegt að skoða nánar samspil staðvinda og sjávarhita.

Sjórinn í hitabeltinu

Sjávarhiti er víðast hvar mjög hár í hitabeltinu. Það á þó aðeins við um þunnt lag sem liggur ofan á mun kaldari sjó. Yfirborðssjórinn er blandaður í efstu lögum og er það í aðalatriðum vindur sem sér um blöndunina í hitabeltinu. Við neðra borð blandlagsins er svokallað hitaskiptalag, þar fellur hiti mjög hratt með dýpi og fljótlega er komið niður í mun kaldari sjó, aðeins 2-4°C. Meðalhiti heimshafanna allra er um 4°C, en meðalyfirborðshiti þeirra um 19°C.

Mikill munur er á sjávarhita vestan og austan megin í Kyrrahafi (mynd 1). Blandlagið er mun þykkara og hlýrra vestantil í Kyrrahafi heldur en austar og austan til er mun styttra niður að hitaskiptalaginu en vestar. Um 11% heildaryfirborðs sjávar er 28°C heitt eða meira, þar er talað um heita potta heimshafanna. Langstærsti og þykkasti heiti potturinn er í vestanverðu Kyrrahafi, við skulum taka hann sem gefna staðreynd og látum tilurð hans og viðhald liggja milli hluta. Þar er hlýtt árið um kring.



Mynd 1. Sjávarhiti í Kyrrahafi vikuna 25. til 31. mars 2007. Hér má greinilega sjá hlýja pollinn (a) í vestanverðu Kyrrahafinu (hiti meiri en 28°C), kaldan Chile-Perústrauminn við austurströnd S-Ameríku (b), köldu uppstreymistunguna norður með strönd Perú (c) og köldu tunguna vestur eftir miðbaug (d). Í El Niño hverfur kalda miðbaugstungan að mestu, sömuleiðis dregur mjög úr köldu tungunni við Perú. Hlýi pollurinn færist aðeins austar, en Chile-Perústraumurinn er að mestu samur við sig, nema næst landi. Í La Niña skerpist miðbaugstungan og hlýi pollurinn hörfar til vesturs.

Staðvindarnir

Eins og lesa má um í landafræðikennslubókum eru svokölluð staðvindasvæði ein af meginveðurbeltum lofthjúpsins, bæði sunnan og norðan miðbaugs. Norðan miðbaugs blæs vindur úr norðaustri, en úr suðaustri á suðurhveli í kringum mikil háþrýstisvæði á þessum slóðum. Nærri miðbaug er áttin austlægari á báðum hvelum, en á milli austanáttabeltanna er svokallað kyrrabelti, þar sem vindstefna er nokkuð óráðin. Samleitni er þar í loftstraumum að norðan og sunnan og þar sem skil milli norðan- og sunnanlofts eru skörpust er gjarnan uppstreymi með miklum skúraklökkum sem leggjast í garða og nefnast þar hvelamót.

Staðvindarnir eru ákveðnari og stefnufastari yfir heimshöfunum heldur en meginlöndunum þar sem svokallaðir misserisvindar (monsúnar) ráða ríkjum. Staðvindarnir knýja mikla sjávarstrauma sem í grófum dráttum virðast fylgja vindstefnunni, en eru í raun aðeins misstígir við hana, þannig að straumurinn liggur í stefnu til hægri miðað við vindstefnu á norðurhveli, en til vinstri á suðurhveli. Á austanverðu Kyrrahafi sunnan miðbaugs ríkja suðaustanstaðvindar sem knýja mikinn hafstraum sem liggur norður með vesturströnd Suður-Ameríku, en sveigir til vesturs út á Kyrrahaf nærri ströndum Norður-Chile og Perú. Þessi straumur var í eldri landafræðibókum kallaður Humboltstraumur, en á síðari árum Chile-Perústraumur.

Uppdráttur sjávar úr undirdjúpum

Þar sem straumurinn leitar ætíð til vinstri við vindstefnu (á suðurhveli) vekur vindurinn uppstreymi sjávar undan strönd Suður-Ameríku og kaldari sjór að neðan dregst þar upp á við. Hversu mikið sem hitabeltissólin hitar, er alltaf nýr og kaldur sjór við ströndina og langt út frá henni (sjá mynd 1). Lofthiti er einnig mjög lágur miðað við breiddarstig, loft stöðugt og úrkoma lítil. Sama á sér stað víðar í heiminum og margir þekkja það, til dæmis við Kaliforníu og Afríkustrendur. Uppstreymissjórinn kemur ekki af sérstaklega miklu dýpi en ber með sér mikið af næringarefnum sem valda því að framleiðni lífríkisins er mjög mikil og heldur meðal annars uppi stórum ansjósustofni og gríðarlegu sjófuglalífi. Næringarefnin endurnýjast sífellt með nýjum sjó að neðan.

Árstíðasveifla staðvindanna - jólabarnið

Þó að staðvindarnir blási allt árið búa þeir við drjúgmikla árstíðasveiflu. Hringrás norðurhvels sveiflast mjög eftir árstímum og er fyrirferðarmest þegar hávetur er hjá okkur. Þá hörfar háþrýstisvæðið mikla sem er yfir suðaustanverðu Kyrrahafi suður á bóginn og suðaustanstaðvindar suðurhvels slakna vestur af Perú. Hvelamótin færast þá líka í syðstu stöðu sína á þessum slóðum, kyrrabeltið færist suður. Hlýrri sjór að norðan læðist þá nokkuð suður með ströndinni nyrst í Perú, ofan á uppstreymissjónum. Hlýsjávarins gætir í nokkrum mæli flest ár upp úr jólum. Sjómenn á svæðinu munu lengi hafa notað nafnið El Niño (drengurinn eða jólabarnið) um fyrirbrigðið sem tengist árstíðabundinni „samkeppni“ suður- og norðurhvels á svæðinu.

Kaldi sjórinn við miðbaug

Heldur vestar í Kyrrahafinu þar sem áhrifa Ameríku gætir ekki að marki, liggja staðvindastraumarnir báðum megin miðbaugs til vesturs. Hringrás sjávar á milli straumanna er býsna flókin og verður ekki gerð skil hér, en þó verður að nefna að vindarnir sem liggja frá austri til vesturs norðan og sunnan miðbaugs draga sjó frá miðbaug til norðurs og suðurs (sjá mynd 2). Þá streymir kaldari sjór að neðan upp á við á milli þeirra og köld tunga, sem er eins konar framhald köldu tungunnar við vesturströnd Suður-Ameríku teygir sig langt vestur um Kyrrahafið við miðbaug, allt vestur að dægurlínunni svonefndu, við 180° lengdarbauginn (sjá mynd 1).



Mynd 2. Einfölduð mynd af ástandi lofts og sjávar í austanverðu Kyrrahafi. Staðvindarnir hvoru megin miðbaugs draga upp kaldari sjó úr neðri lögum vegna núnings vinds við yfirborð sjávar. Kaldi sjórinn (bláa svæðið) nær þó ekki vestur eftir öllu Kyrrahafi því þar er fyrir þykkt lag af mjög hlýjum sjó og heldur hann á móti kalda sjónum austan við. Staðvindarnir eru missterkir eftir árstíma, sterkari vetrarmegin miðbaugs. Þeir valda því að mót norður- og suðurhvelshringrásar (hvelamótin) eru ýmist norðan eða sunnan við miðbaug. Hringrás bæði lofts og sjávar við miðbaug er mjög flókin vegna þess að þar er svigkraftur jarðar hverfandi lítill (enginn á miðbaug). Norðan miðbaugs dregur austanátt yfirborð sjávar til vestnorðvesturs, en til vestsuðvesturs sunnan hans. (Mynd © Trausti Jónsson, 2007).

El Niño

Lengst af halda þessir straumar hlýja sjónum í vestanverðu Kyrrahafi (heita pottinum) á sínum stað, en svo gerist það öðru hverju að staðvindarnir slakna, uppstreymið milli staðvindastraumanna minnkar. Hlýi sjórinn streymir þá austur á bóginn meðfram miðbaug, lokar fyrir miðbaugsuppstreymið, lendir loks á Suður-Ameríku í austri og leitar þar til norðurs og suðurs og þar með ofan á þeim kalda sjó sem yfirleitt er ríkjandi við Perústrendur. Dýpi hitaskiptalagsins við Perú vex þá mjög og sjávarborð hækkar, jafnvel um tugi cm. Hlýsjórinn vestast í Kyrrahafinu þynnist að sama skapi. Yfirborðshiti sjávar hækkar verulega á mjög stóru svæði í austanverðu Kyrrahafinu, jafnvel um meir en 5°C. Þetta ástand nefnist El Niño. Hlýnunin getur þegar mest er náð yfir meir en 5% jarðaryfirborðsins alls. Ef 5% yfirborðs hlýna snögglega um til dæmis 2°C hækkar meðalhiti jarðarinnar um 0,1°C, ef ekki kólnar annars staðar á meðan, sem virðist ekki vera að neinu reglubundnu marki (mynd 3). El Niño ár eru því venjulega hlýrri en önnur þegar litið er á heiminn sem heild og umræða þau árin spyrðir því gjarnan saman El Niño og hina almennu umræðu um hnattræna hlýnun af manna völdum.

Meðan hið litla jólabarn þeirra Ekvador og Norður-Perúmanna stendur stutt, rétt meðan hlýjast er á suðurhveli, stendur stóri El Niño (sem hefur alveg tekið nafnið til sín) í margar árstíðir, jafnvel meira en ár og tengist ekki jólunum. Hann kemur óreglulega, að meðaltali á fjögurra ára fresti. Stundum líður styttri tími en einnig getur liðið hátt í áratugur án þess að hann geri teljandi vart við sig.

Mjög erfitt hefur reynst að segja fyrir um gangsetningu El Niño. Forboðar eru taldir margir, en gallinn er sá að svo virðist sem gangsetningin geti stöðvast á nær hvaða stigi sem er, þannig að stundum verður ekkert úr atburði sem virðist vera farinn að byrja. Sömuleiðis er ekki alveg hægt að segja til um hvenær hann hættir. Atburðirnir virðist einnig vera hver með sínu sniði. Hin hefðbundna árstíðasveifla sést þó nær alltaf í bakgrunni, því áhrif El Niño til hlýnunar eru mest á hlýjasta tíma ársins.



Mynd 3. Hitafrávik sjávaryfirborðs (°C) í nóvember 1997, nærri hámarki hins mikla El Niño atburðar 1997-1998. Takið eftir jákvæðu frávikunum við Kaliforníu, en þar slaknar á uppdrætti kaldsjávar þegar vindátt verður vestlægari en venjulegt er.

Víðari áhrif

Í hitabeltinu er uppstreymi í lofthjúpnum mest yfir Indónesíu og vestanverðu Kyrrahafi, en niðurstreymi er austan til í Kyrrahafinu. Uppstreymiseiningar eru einnig nærri miðbaug yfir Afríku og í Suður-Ameríku austan Andesfjalla (yfir Amasónskógunum). Niðurstreymi er víðast annars staðar, nema í uppstreymisgörðunum við hvelamótin og áður er minnst á. Þetta kerfi upp- og niðurstreymis í hitabeltinu er allt lauslega tengt og á síðari árum er farið að nota orðið Walker-hringrás um það allt.

Aukist uppstreymi á einum stað er tilhneiging til að það verði vægara annars staðar. Við El Niño ástand flyst Amasónuppstreymið að hluta til vestur yfir Andesfjöll og uppstreymið yfir vestanverðu Kyrrahafi teygist austur á bóginn nærri miðbaug, allt eftir því hve öflugur El Niño er í það og það sinnið. Þetta viðbótaruppstreymi austan til í Kyrrahafinu og um miðbik þess veldur því að aðrar upptreymiseiningar Walker-hringrásarinnar veikjast. Uppstreymið yfir Indónesíu slaknar og má segja að El Niño feli í sér tilhneigingu til þurrka við vestanvert Kyrrahaf, sömuleiðis yfir Ástralíu. En El Niño dregur einnig stundum úr afli uppstreymiseininganna yfir Suður-Ameríku austanverðri og yfir Afríku, sérstaklega sunnan miðbaugs. Reynslan hefur sýnt að norðausturhorn Brasilíu er sérlega viðkvæmt fyrir El Niño og þurrkum sem hann veldur. Samband El Niño og veðurlags í sunnanverðri Afríku er ekki jafn greinilegt, en þó aukast líkur á þurrkum þar meðan á El Niño stendur.

La Niña

Á síðari árum hefur einnig komið í ljós að stundum er óvenju kalt á El Niño svæðinu í austanverðu Kyrrahafi. Þetta ástand er ekki áberandi í veðurfari í Perú (þar er þurrt fyrir), en eftir að farið var að mæla sjávarhita um miðbik Kyrrahafs reglulega kom í ljós að rétt er að greina þetta ástand frá „venjulegu“ ástandi, því það hefur áhrif á Walker-hringrásina og er reyndar álíka algengt og El Niño. Í fyrstu var talað um El Viejo (sá gamli), en fljótlega festist þó annað nafn í sessi: La Niña (telpan). Skilgreining á þessu fyrirbæri er:
Margra mánaða langt ástand með víðáttumiklum neikvæðum sjávarhitafrávikum í austanverðu Kyrrahafi nefnist La Niña.
Truflanir telpunnar á Walker-hringrásinni eru ekki alveg andstæða áhrifa El Niño, þau eru ekki samhverf um meðaltalið. Þar sem öflug La Niña bælir uppstreymi langt vestur eftir Kyrrahafinu hafa uppstreymissvæði annarra hluta hitabeltisins tilhneigingu til að styrkjast þegar þannig háttar til.

Áhrif El Niño utan hitabeltisins

Menn telja sig sjá samband á milli stóratburða í Austur-Kyrrahafi og fellibyljatíðni í Atlantshafi. El Niño hafi þá tilhneigingu til að bæla uppstreymi á fellibyljasvæðunum austur af Afríku og í Karíbahafinu, en La Niña ýti fremur undir uppstreymi sem er fellibyljunum nauðsynlegt.

Veðrahvolfið er fyrirferðarmest þar sem hlýtt er, það bólgnar því út yfir El Niño svæðunum þegar þar er hlýjast. Þetta veldur röskun á bylgjumynstri háloftahringrásar í hlýtempruðu beltunum. Þessi röskun er mest beint norðan við El Niño svæðið, það er að segja í tempraða beltinu í austanverðu Kyrrahafi. Að jafnaði er norðvestanátt undan vesturströnd Bandaríkjanna, en í El Niño-árum verður áttin vestlægari, uppdráttur kaldsjávar við ströndina minnkar (sjá mynd 3), sjávarhiti hækkar. Þar með aukast líkur á rigningum á þeim slóðum í El Niño og hlýindi ná norður til Alaskaflóa. Á sama tíma vex lægðagangur að vetrarlagi í Bandaríkjunum suðaustanverðum og þar er úrkoma meiri en venjulega. Áhrif El Niño lengra burtu eru tilviljanakenndari. Þannig hefur ekki tekist að sýna á óyggjandi hátt fram á einhverja reglu um áhrif hans í Vestur-Evrópu og þar með hér á landi, þrátt fyrir ítarlegar tilraunir. Áhrifin eru þó örugglega til staðar, þó þau séu tilviljanakennd.

Frekari fróðleikur

Margar bækur hafa verið ritaðar um El Niño, hér er mælt með tveimur eftir sama manninn.
  • Philander, S. George (1990): El Nino, la Nina and the Southern Oscillation.Academic Press, 289s.
  • Philander, S. George (2004): Our Affair with El Nino. Princeton, 275s.

Fyrri bókin sem er einkum ætluð haf- og veðurfræðingum er nokkuð tyrfin og því þarf staðgóða eðlisfræðiþekkingu til að komast fram úr sumum köflum hennar. Síðari bókin er ætluð fróðleiksfúsum almenningi.

Myndir:...