Российские ученые создали модель процессов феномена Эль-Ниньо
Влияние внешних факторов, определяющих поведение уникального атмосферно-океанического процесса в Тихоокеанском регионе, называемого Эль-Ниньо, рассчитали физики Уральского федерального университета (УрФУ), сообщает 23 августа пресс-служба вуза. Описание особенностей Эль-Ниньо, необычного явления, когда температура верхнего слоя Тихого океана повышается и его приповерхностные воды смещаются к востоку, а также его возможные сценарии в зависимости от различных факторов ученые опубликовали в журнале Physica D: Nonlinear Phenomena в статье «Как случайный шум вызывает колебания большой амплитуды в модели Эль-Ниньо».
Ветер, влажность, температура, океанические течения и другие параметры могут привести к непредсказуемому «поведению» Эль-Ниньо, в то время как оно оказывает значительное влияние на количество осадков и рыболовство в странах Латинской Америки, таких как Перу, Чили, Эквадор, а также на изменение климата на всей планете. Руководитель лаборатории многомасштабного математического моделирования УрФУ Дмитрий Александров рассказал об особенностях созданной ими модели:
«За основу мы взяли классическую модель Валлиса, которая описывает Эль-Ниньо. Это простая модель, она учитывает разницу температур на востоке и на западе побережья, теплообмен между Тихим океаном и атмосферой и скорость перемещения воздушных масс. Мы же учли еще и внешний шум — параметры, которые также влияют на атмосферно-океанические процессы: например, изменения давления, влажности, порывы ветра, океанические течения».
Произведенные учеными УрФУ расчеты показали, что внешние факторы оказывают на Эль-Ниньо существенное влияние. Например, усиление ветра приводит к увеличению амплитуды температуры воды, что, в свою очередь, может вывести систему из равновесия, вызвав непредсказуемое поведение погоды. «Наши расчеты показали, что чем выше интенсивность шумов, тем непредсказуемей последствия, чем сильнее возмущения, тем интенсивнее будет проявлять себя Эль-Ниньо. И для выхода системы из равновесия порой необходим какой-то небольшой толчок: смена влажности или океанических течений», — уточнил физик.
Он пояснил, что созданная в УрФУ модель позволяет показать, как будет развиваться процесс формирования Эль-Ниньо под воздействием того или иного фактора, рассчитать возможные сценарии этого явления для различных наборов параметров. Однако она не предскажет время появления Эль-Ниньо или его последствия для глобального климата. Исследования ученых УрФУ позволяют утверждать, что Эль-Ниньо влияет не только на Южную Америку, но его аномально теплая поверхность воды приводит к определенным последствиям на большей части Тихого океана, вплоть до 180-го меридиана.
Так, для периодов Эль-Ниньо характерно более выраженное глобальное изменение погоды: происходят значительные изменения температуры океана, количества осадков, атмосферной циркуляции и вертикального движения воздуха над тропической частью Тихого океана. Ученые объясняют это явление следующим образом: непрерывное теплое течение, берущее начало у берегов Перу и несущее свои воды до архипелага к юго-востоку от Азиатского континента, представляет собой большую вытянутую область нагретой воды. Вода, интенсивно испаряясь, выделяет энергию в атмосферу.
Над этой областью формируются облака. Пассаты, постоянные восточные ветры в тропической зоне, перемещают слой теплой воды от побережья США в сторону Азии. Индонезия останавливает это течение, а муссонные дожди обрушиваются на южную Азию. Однако во время Эль-Ниньo у экватора это течение становится теплее обычного, пассаты слабеют или вовсе не дуют, а нагретая вода, растекаясь в стороны, течет обратно к американскому побережью, создавая аномальную зону конвекции. Из-за нее на Центральную и Южную Америку обрушиваются дожди и ураганы.
«Мы полагаем, что экстремальные явления Эль-Ниньо в будущем могут участиться и внести свою лепту в изменение климата, так же как и изменения климата оказывают влияние на проявления Эль-Ниньо. Поэтому Эль-Ниньо — тот процесс, который необходимо учитывать в глобальных климатических моделях, но этого пока не делают, так как никто не знает, как учесть столь непредсказуемый и сложный феномен», — заключил Дмитрий Александров.