Прогнозирование Эль-Ниньо/Ла-Нинья
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК |
Кафедра
Океанологии и
Головченко Евгений Дмитриевич
ТЕЧЕНИЯ ЭЛЬ-НИНЬО И ЛА-НИНЬЯ
КУРСОВАЯ РАБОТА
Студент гр. С8316 __________________ | ||
Руководитель ст. преподаватель _____________ О.И.Тринько | ||
|
|
Оценка _________________________
____________ ___________________
подпись
«_____» ________________ 2013г. | |
Владивосток
2013г.
Оглавление
Введение…………………………………………………………
Глава 1. Краткое описание течений Эль-Ниньо и Ла-Нинья………………….4
Глава 2. Стадии и характеристики формирование Эль-Ниньо и Ла-Нинья…..6
Глава 3. Влияние Эль-Ниньо на климат ………………..……........…………...12
Глава 4. Влияние Эль-Ниньо на здоровье……………………………………...14
Глава 5. Влияние Эль-Ниньо на социум.……………………………………...15
Глава 6.
Влияние Ла-Нинья………………….…………………………………
Глава 7.
Прогнозирование Эль-Ниньо/Ла-Нинья…………………………….
Заключение……………………………………………………
Список
литературы………………………….………………………
Введение
Представленная работа посвящена теме «Течения Эль-Ниньо и Ла-Нинья». Актуальность настоящей работы обусловлена, с одной стороны, большим интересом к теме «Течение Эль-Ниньо и Ла-Нинья» в современной науке, с другой стороны, ее недостаточной разработанностью. Рассмотрение вопросов связанных с данной тематикой носит как теоретическую, так и практическую значимость. Теоретическое значение изучения «Течение Эль-Ниньо и Ла-Нинья» заключается в том, что избранная для рассмотрения тема находится на стыке сразу нескольких научных дисциплин. Объектом данного исследования является анализ условий течения Эль-Ниньо и Ла-Нинья.
ГЛАВА 1. Краткое описание течений Эль-Ниньо и Ла-Нинья
Эль-Ниньо - тёплое поверхностное сезонное течение в Тихом океане, у берегов Южной Америки. Появляется раз в три или семь лет после исчезновения холодного течения и существует не менее года. Обычно зарождается в декабре, ближе к рождественским праздникам, откуда название, означающее в переводе «младенец» (подразумевается Иисус Христос). Рисунок 1. Течение Эль-Ниньо [1]
Смена холодных вод на тёплые приводит к обильным осадкам в засушливых областях на побережье Юж. Америки, массовой гибели рыб и др. морских организмов, а также птиц, питающихся ими в прибрежных водах. Изменение циркуляции атмосферы оказывает влияние на климат в различных регионах Земли. Оно может вызывать засуху (в Юго-Вост. Азии, Индии и Юж. Африке), обильные осадки (в Сев. Америке), необычно тёплые или холодные погодные условия (в умеренных широтах Сев. полушария). Явление Эль-Ниньо стало повторяться чаще в 20 в. В последние десятилетия отмечено в 1972, 1976, 1982, 1987, 1991, 1994, 1997 и 2002 гг., причём начинавшиеся в 1982 и 1997 гг. имели особенно серьёзные последствия.
Нормальные условия вдоль
Рисунок 2. Течение Ла-Нинья. [5]
Явление Ла-Нинья (La Nina, «девочка» в переводе с испанского) характеризуется аномальным понижением температуры поверхности воды в центральной и восточной части тропической зоны Тихого океана. Этот процесс является обратным по отношению к Эль-Ниньо (El Nino, «мальчик»), которое связано, напротив, с потеплением в той же зоне. Эти состояния сменяют друг друга с периодичностью около года.
ГЛАВА 2. Стадии и характеристики формирования Эль-Ниньо и Ла-Нинья
Несколько десятков лет назад в мировую научную литературу вошли испанские слова Эль-Ниньо и Ла-Нинья, означающие младенца соответственно мужского и женского пола. Когда вода прибрежной экваториальной зоны Тихого океана, обычно холодная, начинала нагреваться и в это же самое время гибли рыба, морские животные и птицы, на суше начинались обильные ливни, происходили наводнения и штормы на море, тогда жители Южной Америки называли такое состояние природы Эль-Ниньо (оно могло продолжаться более года). Когда температура морской воды падала, погода и экологические условия вновь становились благоприятными, а продуктивность океана и суши, пострадавших от Эль-Ниньо, восстанавливалась, наступало Ла-Нинья.
Со второй половины XX в. изучением
этих природных состояний активно
занялись специалисты, и представление
о них несколько расширилось.
Эль-Ниньо - это глобальное явление,
при котором температура
Гидрометеорологические
Рисунок 3. Аномалии температуры поверхности воды экваториальной зоны Тихого океана в октябре 1987 г. относительно среднего ее значения за период 1980-1995 гг. I, II, III - пункты продолжительных измерений течений. [7]
В последнее время выполнено
Существует много, в том числе и принципиально разных, объяснений возникновения Эль-Ниньо - Ла-Нинья. Их можно разделить на два основных типа. И тот, и другой основаны в основном на расчетно-гипотетических представлениях и в меньшей степени - на инструментальных данных о динамике вод океана.
В объяснениях первого типа Эль-Ниньо
формируется экваториальными
Рисунок 4. Течения и волны Россби тропической зоны Тихого океана. Скорости течения в пункте I (140°з.д.): средней многолетней (1), переменного течения на восток (2), на запад (3). [8]
Объяснения формирования Эль-Ниньо - Ла-Нинья второго типа (в частности, образование Эль-Ниньо) связывают с планетарными волнами (Кельвина и Россби), образование и развитие которых тесно связано с ветровой активностью над океаном. Другими словами, Эль-Ниньо вызвано пассатами, генерирующими волны Россби вне экватора, севернее и южнее от него, приблизительно в районе широт 15-20°. Волны распространяются на запад, достигнув западных окраин океана, отражаются от них уже в виде волн Кельвина. Далее они распространяются на восток вдоль экватора. Достигнув восточной части океана, они создают Эль-Ниньо.
Однако из анализа измерений течений следует, что в экваториальной зоне океана нет волн ни Кельвина, ни Россби. А есть “смешанные” волны, обладающие признаками гравитационных и волн Россби. Эти “смешанные” волны и волны Россби имеют как сходства, так и различия. Так, те и другие распространяются в западном направлении, но основная доля энергии волн Россби сосредоточена севернее и южнее экватора, а у “смешанных” волн - на экваторе, что и наблюдается. Однако эти “смешанные” волны все же называют волнами Россби, поскольку так принято.
Кроме того, инструментальные данные показывают, что появление Эль-Ниньо связано как раз с отсутствием в восточной части волн Россби (точнее, Эль-Ниньо возникает, когда они небольшие), но не с появлением больших волн, как в упомянутых объяснениях второго типа.
Достоверная инструментальная информация
позволяет сделать новые
А толчком для этих исследований послужили более ранние исследования волн Россби, крупномасштабных течений и в особенности прибрежного апвеллинга и даунвеллинга - подъема глубинных вод на поверхность моря и опускания поверхностных на глубину на шельфе Каспия. Здесь наблюдали изменение температуры и продуктивности, напоминающие те, что происходят во время Эль-Ниньо - Ла-Нинья. На шельфе Каспия было экспериментально установлено, что апвеллинг-даунвеллинг формируется не ветром, как предполагалось ранее, а крупномасштабными течениями и континентальными шельфовыми волнами. Последние похожи на волны Россби, поскольку имеют подобную динамику и дисперсионные соотношения. Фактически это одни и те же явления, но развивающиеся в различных условиях: одни у берегов океанов и в морях, другие в открытых частях океанов. При этом в обоих случаях активную роль в формировании этого явления играют крупномасштабные течения и волны, а пассивную - восточный берег моря или океана при апвеллинге-даунвеллинге и экватор - в образовании Эль-Ниньо - Ла-Нинья.
Получается что в развитии явления Эль-Ниньо - Ла-Нинья активно участвуют волны Россби и крупномасштабные течения в режиме одновременной их взаимной связи. Крупномасштабные течения обуславливают положение термоклина, удаляя его от поверхности океана или приближая к нему. Волны Россби создают переменно направленную циркуляцию в Рисунок 5. Циркуляция вод в вертикальной плоскости, перпендикулярной экватору, создаваемая волнами Россби: в одной половине волны (а), в другой половине волны (б). Циркуляция в виде линий токов представлена замкнутыми контурами со стрелками. [9-10]
вертикальной плоскости, перпендикулярной экватору. В результате активности волн происходит перемешивание по вертикали холодных глубинных вод с более теплыми поверхностными водами и, как следствие этого, на поверхности экваториальной зоны океана оказывается более холодная вода, чем за ее пределами к северу и к югу. Фактически Эль-Ниньо - Ла-Нинья - это Рисунок 6. Связь среднеквадратической (за половину года) величины скорости течений волн Россби с температурой поверхности океана. Коэффициент корреляции 0.88. [11]
апвеллинг-даунвеллинг, обусловленный активностью волн Россби и связанных с ними крупномасштабных течений, который развивается в обширной приэкваториальной зоне восточной части Тихого океана.
В этом едином явлении (волны-течения) изменчивость во времени и пространстве указанных параметров волн и течений обусловлена действием некоего модуляционного механизма перестройки волн, в результате активности которого волны Россби выстраиваются в последовательность волн чередующихся амплитуд, с малыми - большими - малыми амплитудами. Они приобретают модуляционную структуру с периодом один год. Иногда эти модуляции “разрушаются” и превращаются в последовательность волн с хаотически изменяющимися и в целом малыми по величине амплитудами. Пропорционально и в такт с величиной амплитуды колебаний скорости течений волн Россби изменяется скорость и направление крупномасштабных течений и, соответственно, стадия развития явления Эль-Ниньо - Ла-Нинья. В периоды, когда волны выстраиваются в стройные модуляции, развивается Ла-Нинья, при уменьшении волн в модуляциях развивается слабое Эль-Ниньо, а при разрушении модуляций - сильное Эль-Ниньо.
Таким образом, непосредственная причина развития явления Эль-Ниньо - Ла-Нинья - модуляционный механизм перестройки волн Россби и связанных с ними крупномасштабных течений. Для дальнейшего познания феномена Эль-Ниньо - Ла-Нинья необходимо более глубоко изучить механизмы формирования волн Россби и крупномасштабных течений, их взаимные связи, а также закономерности построения волн Россби в модуляции.
ГЛАВА 3. Влияние Эль-Ниньо на климат
Рисунок 7. Раздел Эль-Ниньо. [5]
В Южной Америке эффект Эль-Ниньо
наиболее выражен. Обычно это явление
вызывает теплые и очень влажные
летние периоды (с декабря по февраль)
на северном побережье Перу и в
Эквадоре. Если Эль-Ниньо сильно, оно
вызывает сильные наводнения. Таковые,
например, случились в январе 2011.
Южная Бразилия и северная Аргентина
также переживают более влажные,
чем обычно, периоды, но, в основном,
весной и ранним летом. В центре Чили
наблюдается мягкая зима с большим
количеством дождей, а в Перу и
Боливии иногда происходят необычные
для этого региона зимние снегопады.
Более сухая и теплая погода наблюдается
в бассейне реки Амазонки, в Колумбии
и странах Центральной Америки.
В Индонезии снижается
Эффект, похожий на Эль-Ниньо, иногда наблюдается в Атлантическом океане, где вода вдоль экваториального побережья Африки становится теплее, а у побережья Бразилии — холоднее. Причем, прослеживается связь этой циркуляции с Эль-Ниньо.
ГЛАВА 4. Влияние Эль-Ниньо на здоровье
Эль-Ниньо вызывает экстремальные
погодные условия, связанные с циклами
частоты возникновения
ГЛАВА 5. Влияние Эль-Ниньо на социум
Рисунок 8. [4]
Также считается, что Эль-Ниньо может быть связан с цикличностью войн и возникновением гражданских конфликтов в странах, климат которых зависит от Эль-Ниньо. Изучение данных с 1950 по 2004 год показало, что Эль-Ниньо связан с 21 % всех гражданских конфликтов этого периода. При этом риск возникновения гражданской войны в годы Эль-Ниньо в два раза выше, чем в годы Ла-Нинья. Вероятно, связь между климатом и военными действиями опосредована неурожаями, которые часто приходятся на жаркие годы.
ГЛАВА 6. Влияние Ла-Нинья
Бюро метеорологии в Австралии связало недавние проливные дожди и наводнения в Квинсленде с текущим явлением Ла-Нинья и заявило, что 2010 год был третьим самым влажным годом за историю наблюдений в Австралии по причине этого явления. Это был самый влажный декабрь за историю наблюдений в Квинсленде и в восточной Австралии в целом. Выпадение сильных дождевых осадков в конце ноября и декабре последовало за очень влажным периодом с июля по октябрь для Австралии, в результате чего многие водосборы уже были наполнены. В Австралии это был самый влажный период с июля по октябрь за историю наблюдений, а также самый влажный период с июля по декабрь за историю наблюдений. Предыдущие сильные явления Ла-Нинья, например в 1974 г. и 1955 г., также были сопряжены с широко распространенными и сильными наводнениями в восточной части Австралии.
Для Ла-Нинья также характерны проливные дожди в Индонезии, на Филиппинах и в Таиланде. Наводнение в Шри-Ланке произошло во время сезона дождей с ноября по февраль (в связи с северо-восточным индийским муссоном). Учитывая, что исторически Ла-Нинья было связано с относительно более слабым зимним муссоном над Южной Азией, текущие наводнения в Шри-Ланке могут считаться довольно-таки нетипичными воздействиями Ла-Нинья и могут быть обусловлены другими региональными факторами. Однако не следует исключать возможность влияния Ла-Нинья на наводнения.
Ла-Нинья обычно приводит к увеличению осадков в северо-восточной части Бразилии, Колумбии и других северных частях Южной Америки и сопряжено с нехваткой осадков в Уругвае и в отдельных частях Аргентины. Более засушливые по сравнению со значениями нормы условия, как правило, наблюдаются вдоль прибрежной части Эквадора и в северо-западной части Перу.
Однако из текущих знаний не становится очевидным, что Ла-Нинья является основной причиной недавних проливных дождей и грязевых оползней, унесших большое количество жизней в юго-восточной части Бразилии. Проводятся дополнительные исследования с целью изучения воздействия Ла-Нинья в различных климатических зонах и в различные месяцы в юго-восточной части Бразилии. С декабря по февраль в этом регионе активен южно-американский муссон, который может вызвать проливные дожди и грозы. Интенсивность этих дождей может также зависеть от таких факторов, как нагрев близлежащей тропической части Атлантического океана, что может привести к увеличению влажности воздуха в атмосфере и, следовательно, к увеличению осадков.
Эпизоды Ла-Нинья сопровождаются потоком сильно волнообразного струйного течения над Соединенными Штатами и Канадой в течение зимы в северном полушарии с более холодными и более штормовыми условиями, чем в среднем на севере и более теплыми и менее штормовыми условиями на юге.
Явления Ла-Нинья, как правило, сопряжены с увеличением количества дождевых осадков в южной части Африки, хотя они не являются единственным фактором, способствующим такому увеличению осадков. Ла-Нинья связано с нехваткой осадков в экваториальной восточной части Африки, и нынешняя засуха в Сомали и северной Кении, предположительно, обусловлена воздействием Ла-Нинья.
ГЛАВА 7. Прогнозирование Эль-Ниньо/Ла-Нинья
Метеорологические и океанографические данные, позволяющие осуществлять мониторинг и прогнозирование эпизодов Эль-Ниньо и Ла-Нинья, поступают с национальных и международных систем наблюдений. Обмен и обработка данных осуществляется в рамках программ, координируемых Всемирной Метеорологической Организацией.
Прогнозирование развития событий
в Тихом океане осуществляется различными
способами. Сложные динамические модели
позволяют предсказывать
Заключение
По результатам исследования был вскрыт ряд проблем, имеющих отношение к рассматриваемой теме, и сделаны выводы о необходимости дальнейшего изучения/улучшения состояния вопроса. Таким образом и был определён выбор темы работы «Течение Эль-Ниньо и Ла-Нинья». Климат в мире всегда находился под влиянием взаимодействия между атмосферой Земли и океанами, и такие явления, как Эль-Ниньо и Ла-Нинья являются его естественной частью, что в истории документально подтверждается на протяжении веков. Однако об этих явлениях чаще говорят в последнее время по сравнению с прошлым в связи с тем, что недавние исследования расширили наше понимание этих явлений и их воздействия на климат во всем мире. Теоретической и методологической основой проведения исследования явились законодательные акты, нормативные документы по теме работы. Источниками информации для написания послужили базовая учебная литература, фундаментальные теоретические труды крупнейших мыслителей в рассматриваемой области, результаты практических исследований видных отечественных и зарубежных авторов, статьи и обзоры в специализированных и периодических изданиях, посвященных данной тематике справочная литература, прочие актуальные источники информации.
Список литературы
- Н. Р. Абдрахманов. Газета «Оренбургский университет» – г. Оренбург: №1 (959) от 14.01.2009.
- Ю.П. Доронин. Региональная океанология: учебное пособие/ Ю.П. Доронин – Санкт – Петербург: Гидрометеоиздат, 1986. – 302 с.
- В.И. Иванов, К.В. Показеев, А.А. Шрейдер. Основы океанологии: учебное пособие/ В.И. Иванов – Санкт – Петербург: Лань, 2008. – 572 с.
- Под редакцией проф. А. П. Горкина. География. Современная иллюстрированная энциклопедия. – Москва: Росмэн, 2006.
- НАША ПЛАНЕТА © http://planeta.moy.su
- С.Н. Таранова. Промежуточные воды Японского моря: диссертация/ С.Н. Таранова – Владивосток, 2006. – 92 с.
- Webster P.J., Palmer T.N. // Nature. 1997. V.390. P.562-564.
- Halpern D., Knox R.A., Luther D.S. // J. of Physical Oceanography. 1988. V.18. P.1514-1534.
- Сидоренков Н.С. Межгодовые колебания системы Атмосфера-Океан-Земля: Природа. 1999. №7. С.26 - 34.
- Ферронский В.И. - Электронный журнал “Исследовано в России” (http://zhurnal.ape.relarn.ru)
. 2005. Т.8. №120. С.1207-1228. - Коротаев Г.К., Михайлова Э.Н., Шапиро Н.Б. Теория экваториальных противотечений в Мировом океане. Киев, 1986.
- Нечволодов Л.В., Лобов А.Л., Овинова Н.В. и др. // Метеорология и гидрология. 1999. №6. С.53-65.
- Интернет-журнал "Ломоносов": http://lomonosov.rambler.ru/
- Профессор Г.Г.Хунджуа: РОО "Мир Науки и Культуры" 2000-2009г.