Войти
Тайфун Чан-Хом в 2003 г. Циклоническое Ниньо - климатологическое явление, at наблюдается в климатических моделях, где активность тропических циклонов увеличивается. Повышенная активность тропических циклонов смешивает воды океана, вызывая охлаждение в верхнем слое океана, которое быстро рассеивается, и нагревание в более глубоких слоях, которое сохраняется значительно дольше, что приводит к чистому потеплению океана.
В моделировании климата плиоцена это чистое потепление переносится океанскими течениями, и часть его попадает в восточную часть Тихого океана, нагревая его относительно западной части Тихого океана и, таким образом, создавая условия, подобные Эль-Ниньо. Реконструированные температуры в плиоцене показали характерную для Эль-Ниньо структуру температуры океана, что может быть объяснено усилением активности тропических циклонов и, следовательно, повышением температуры в восточной части Тихого океана. Некоторая часть тепла переносится из тропиков и может быть причиной прошлых эпизодов более теплого, чем обычно, климата, например, в эоцене и меловом периоде, хотя согласия нет. о преобладающем воздействии тропических циклонов на перенос тепла от тропиков. Есть свидетельства того, что при современном климате при подходящих условиях тайфуны могут вызвать явления Эль-Ниньо.
Понижение температуры поверхности моря, вызванное Ураган «Катрина» и ураган «Рита» в 2005 г. Тропические циклоны - опасные и разрушительные погодные явления, которые ежегодно только в Соединенных Штатах приводят к ущербу в размере 10 000 000 000 долларов США. Они также оказывают разнообразное воздействие на атмосферу и океан, их ветры перемешивают воды верхнего слоя океана и втягивают холодные глубины; кроме того, тепло извлекается из океана, хотя этот эффект невелик. Эффект обычно описывается как временное охлаждение поверхности воды до 6 ° C (11 ° F), которое имеет тенденцию ослаблять шторм, но рассеивается морем и атмосферой за один-два раза. месяцы. Это сопровождается гораздо более продолжительным потеплением подземных вод, хотя характер реакции имеет определенную сложность; часть подповерхностного потепления имеет тенденцию рассеиваться в атмосфере за счет сезонных колебаний термоклина , если он недостаточно глубок. Более того, другие воздействия тропических циклонов на океан, такие как осадки, могут изменять или противодействовать ветровым эффектам. Это потенциально может повлиять на глобальный перенос тепла; воздействие на глобальный климат невелико при нынешнем климате, но может быть сильнее в более теплом климате.
Таким образом, чистым результатом смешения будет потепление океана и тепловой поток в пределах 0,26–0,4 петаватт (3,5 × 10–5,4 × 10 л.с.), а также - для реалистичного распределения тропических циклонов - уменьшение переноса тепла из тропиков, при этом около 1/3 тепла накапливается в экваториальных регионах. Оценки теплосодержания океана с помощью спутниковых изображений подтверждают, что активность тропических циклонов увеличивает теплосодержание океанов, хотя есть некоторые предостережения, и влияние на глобальные потоки тепла не особенно велико при современная активность тропических циклонов; однако, согласно одному исследованию, эффект может быть достаточно большим, чтобы объяснить расхождения между устойчивым состоянием перемешивания океана, наблюдаемым в тропиках, и количеством, требуемым планетарной энергетикой, поскольку в противном случае первого недостаточно.
Аномалии температуры поверхности моря в плиоцене Эта концепция была сформулирована при обсуждении климата плиоцена ; во время плиоцена температура была на 2–4 К (3,6–7,2 ° F) выше, чем сегодня, а температурные градиенты в Тихом океане существенно меньше, что означает, что Восточная часть Тихого океана имела температуры, аналогичные Западная часть Тихого океана, что эквивалентно сильным условиям Эль-Ниньо. К числу реконструированных эффектов относятся значительно более влажные условия на юго-западе США, чем сегодня. Поскольку концентрации парниковых газов были не выше, чем сегодня, искали другие объяснения этих температурных аномалий.
Однако существование постоянного состояния, подобного Эль-Ниньо, не является бесспорным, и в некоторых случаях результаты исследования более Ла-Нинья -подобного государства Тихого океана. Модели климата, температуры поверхности моря, реконструированные с помощью алкенонов, а иногда даже реконструкции по фораминиферам в том же керне дали противоречивые результаты. Реконструкции на основе кораллов использовались в исследовании 2011 года, чтобы сделать вывод о том, что Южное колебание Эль-Ниньо уже существовало во время плиоцена, включая дискретные явления Эль-Ниньо.
Моделирование с помощью модели общей циркуляции CAM3 показало, что количество тропических циклонов было намного больше, чем сегодня, и их распространение более обширно из-за более высоких температур поверхности моря и более слабой атмосферы. циркуляция (ячейка Хэдли и циркуляция Уокера ), что приводит к меньшему сдвигу ветра. Кроме того, тропические циклоны длятся дольше и происходят в течение года, а не связаны с конкретными причинами.
Такое расширение активности тропических циклонов сделает тропические циклоны доступными для зон океана, где морские течения Под поверхностью переносят воду в сторону восточной части Тихого океана. Тропические циклоны вызывают перемешивание поверхностных вод моря; при десятикратном увеличении перемешивания океанов в двух полосах, 8-40 ° к северу и югу от экватора - особенно перемешивание, происходящее там, где активность тропических циклонов низка в условиях современного климата - в эти морские течения будет внесено тепло, что в конечном итоге приведет к потепление в центральной и восточной частях Тихого океана, подобное Эль-Ниньо, и потепление в регионах апвеллинга, с потеплением примерно на 2–3 ° C (3,6–5,4 ° F) в зоне востока Тихий океан. Этот эффект может проявиться в течение столетия, и его сила зависит от точного характера перемешивания океана. Это также является предметом положительной обратной связи, поскольку потепление восточной части Тихого океана, в свою очередь, увеличивает активность тропических циклонов; со временем может возникнуть климатическое состояние с постоянным Эль-Ниньо и более слабым Эль-Ниньо Южным колебанием.
В середине пьяченцев, где концентрации углекислого газа были близки к нынешним -дневные уровни, Земля была примерно на 2–4 ° C (3,6–7,2 ° F) теплее, чем сейчас, и моделирования показывают, что тропические циклоны были более интенсивными; Однако смоделированное распределение тропических циклонов отличалось от реконструированного для других этапов плиоцена. Моделирование с использованием климатической модели CESM, проведенное в 2018 году, показало уменьшение градиента температуры между восточной и западной частью Тихого океана и более глубокий термоклин в ответ на перемешивание, вызванное тропическими циклонами, и аномальные морские течения в восточном направлении в Тихом океане; это сопровождается похолоданием в тех областях, где перемешивание является наиболее сильным, и потеплением восточной части Тихого океана. Существуют также эффекты на восточноазиатский муссон, например, более сильный, но в моделировании фоновый климат Пьяченца был более значительным, чем эффекты тропического циклона.
Позднее исследователи предположили, что усиление ветров может на самом деле усилить Южное колебание Эль-Ниньо и что в теплых климатах эоцена и плиоцена все еще присутствует цикл ЭНСО. Это не обязательно означает, что в Тихом океане все еще существовал температурный градиент с востока на запад, который вместо этого мог иметь расширенный на восток Тихий океан. Реконструкции температуры, основанные на кораллах и восстановленных данных об осадках из китайского лёсса, показывают, что постоянного состояния, подобного Эль-Ниньо, не было. Другое исследование 2013 года с другой климатической моделью показало, что тропические циклоны в западной части Тихого океана могут фактически вызывать похолодание температуры поверхности моря в восточной части Тихого океана. Моделирование тропического циклогенеза в 2015 году не показало увеличения генезиса тропических циклонов в плиоцене, хотя моделирование не показало уменьшения температурного градиента восточно-западной части Тихого океана и действительно показало увеличение активности тропических циклонов в частях Центральная часть Тихого океана наиболее критична для возникновения циклонических эффектов Ниньо. Моделирование 2018 года предполагало, что добавление климатических явлений, вызванных смешением тропических циклонов, к моделированию климата среднего Пьяченца может в некоторых аспектах улучшить, а в других - уменьшить соответствие между смоделированным климатом и климатом, реконструированным на основе палеоклиматических данных. Исследование 2019 года показало, что активность тропических циклонов в Западной части Тихого океана коррелирует с температурными аномалиями, связанными с Эль-Ниньо, месяцами позже.
Моделирование климата 2010 года показало, что увеличение средней скорости ветра тропических циклонов вызвало потепление в восточной части Тихого океана и похолодание в западной части Тихого океана, что соответствует реакции, подобной Эль-Ниньо; также наблюдается усиление ячейки Хэдли атмосферной циркуляции и некоторое количество тепла переносится из тропиков западными пограничными токами. Подобные изменения температуры Восток-Запад были получены в других исследованиях 2010 и 2011 годов; в последнем случае температура в высоких широтах повысилась примерно на 0,5–1 ° C (0,90–1,80 ° F), а глобальное потепление - на 0,2 ° C (0,36 ° F), а первое показало, что тепло переносится на глубинах примерно 200 метров ( 660 футов) в направлении Экваториального подводного течения, которое затем переносит его в восточную часть Тихого океана. Подобные эффекты, но гораздо меньшей величины, наблюдаются в Северной Атлантике и других океанах, а также в Индонезийском сквозном потоке. Исследование 2013 года с использованием тропических циклонов из сезона тихоокеанских тайфунов 2003 года, включая тайфун Чан-Хом, показало, что ветры тропических циклонов могут вызвать движущиеся на восток экваториальные волны, и предположили такие волны, вызванные тайфунами, могут вызывать явления Эль-Ниньо при благоприятных фоновых условиях. Исследование 2014 года показало общее увеличение теплосодержания океана, вызванное тайфунами и ураганами, активировавшимися в период с 2004 по конец 2005 года. Другое моделирование 2018 года показывает, что теплые подземные аномалии переносятся на восток в восточную часть Тихого океана.
Неокеанические механизмы. поскольку Эль-Ниньо, вызванное тропическими циклонами, также может существовать. Тропические циклоны в Тихом океане вызывают западные ветры, так называемые всплески западного ветра, которые играют важную роль в возникновении явлений Эль-Ниньо, таких как Эль-Ниньо в 2014–2016 гг., и там свидетельствует о том, что усиление активности тропических циклонов предшествует наступлению Эль-Ниньо. Такие процессы также влияют на интенсивность Эль-Ниньо.
Повышенная активность тропических циклонов в более теплый климат может увеличить перенос тепла океаном, что может объяснить, почему климатические записи более теплого прошлого климат в тропиках часто не сильно нагревается по сравнению с температурами высоких широт; усиление переноса тепла могло бы более эффективно отводить тепло из тропиков и, таким образом, поддерживать температуру стабильной даже при изменении скорости переноса тепла океаном.
Такое изменение переноса тепла океаном тропическими циклонами использовалось для объяснения других климатических состояний в прошлом. где Земля была теплее, чем сегодня, а температурный градиент между полюсами и тропиками меньше. Так было, например, в конце мелового периода, во время палеоцен-эоценового термического максимума, во время которого температуры в Арктике превышали 20 ° C (68 ° F) временами, в течение эоцена и плиоцена между 3 и 5 миллионами лет назад.
Эль-Ниньо вызвали изменения в атмосферной циркуляции Эффект «Циклонического Ниньо» может частично объяснить распределение температуры в плиоцене и уплощение океанического термоклина в плиоцене. Постоянные условия Эль-Ниньо, возможно, имели эффекты, аналогичные таковым современного Эль-Ниньо, хотя это не является бесспорным. Постоянное Эль-Ниньо подавило бы ураган в Северной Атлантике менее эффективно, чем настоящее Эль-Ниньо, из-за различных термодинамических эффектов временного потепления.
Ожидается, что более сильные тропические циклоны вызовут большее перемешивание океана и, следовательно, более сильное воздействие на перенос тепла. Ожидается, что антропогенное глобальное потепление увеличит частоту интенсивных тропических циклонов и, таким образом, может вызвать эффект циклонического Ниньо. Следствием этого может стать усиление ураганов в центральной части Тихого океана.
