Эль-Ниньо в истории цивилизации

Загадочное исчезновение цивилизации индейцев майя в Центральной Америке могло быть вызвано сильными климатическими изменениями. К такому выводу пришла группа исследователей из Немецкого национального центра наук о земле, пишет британская газета The Times.

Ученые пытались установить, почему на рубеже IX и X веков нашей эры на противоположных концах земли практически одновременно прекратили существование две крупнейшие цивилизации того времени. Речь идет об индейцах майя и падении китайской династии Тан, вслед за которым последовал период междоусобных распрей.

Обе цивилизации находились в муссонных регионах, увлажнение которых зависит от сезонного выпадения осадков. Однако в указанное время, судя по всему, дождливый сезон оказался не в состоянии обеспечить количество влаги, достаточное для развития сельского хозяйства.

Наступившая засуха и последовавший за ней голод привели к закату этих цивилизаций, полагают исследователи. Они связывают климатические изменения с природным феноменом "Эль-Ниньо", под которым подразумеваются температурные колебания поверхностных вод восточной части Тихого океана в тропических широтах. Это приводит к крупномасштабным нарушениям циркуляции атмосферы, что вызывает засухи в традиционно влажных регионах и наводнения - в засушливых.

Ученые пришли к этим выводам, изучив характер осадочных отложений в Китае и Мезоамерике, относящихся к указанному периоду. Последний император династии Тан умер в 907 году нашей эры, а последний известный календарь майя датируется 903 годом. [1]

Механизмы, которые могут вызывать события Эль-Ниньо до сих пор исследуются. Трудно подобрать шаблоны, которые могут показать причины или позволить делать предсказания.

Бьеркнес в 1969г. предположил, что аномальное потепление в восточном Тихом Океане может быть ослаблено восточно-западной разностью температур, вызывая ослабления в циркуляции Волкера и пассатах, которые двигают теплую воду на запад. Результат - увеличение теплой воды к востоку.

Виртки в 1975г. предположил, что пассаты могли создать западную выпуклость теплых вод, и любое ослабление ветров могло позволить теплым водам двинуться на восток. Тем не менее никаких выпуклостей не было замечено накануне событий 1982-83г.

Перезаряжаемый Осциллятор: некоторые механизмы были предложены, когда теплые области создаются в экваториальном регионе, то они рассеиваются в более высокие широты с помощью событий Эль-Ниньо. Охлажденные области затем перезаряжаются теплом в течение нескольких лет перед тем, как произойдет следующее событие.

Западный Тихоокеанский Осциллятор: в западной части Тихого Океана несколько погодных условий могли вызвать восточные ветряные аномалии. Например, циклон на севере и антициклон на юге приводят к возникновению восточного ветра между ними. Такие шаблоны могут взаимодействовать с западным течением через Тихий Океан и создавать тенденцию продолжения движения на восток. Ослабление западного течения в это время может быть окончательным триггером. [2]

Экваториальная часть Тихого Океана может привести к условиям, близким к Эль-Ниньо с несколькими случайными вариациями поведения. Погодные шаблоны извне или вулканическая деятельность могут стать такими факторами.

Осцилляция Маддена-Джулиана (MJO - Madden-Julian Oscillation) - это важнейший источник изменчивости, который может вносить вклад в более резкую эволюцию, приводящую к условиям Эль-Ниньо, через флуктуации ветров, дующих на низких уровнях, и осадков над западной и центральной частями Тихого Океана. Восточно-направленное распространение океанических волн Кельвина может быть вызвано активностью MJO.

Южное колебание и Эль-Ниньо

Южное колебание и Эль-Ниньо (исп. El Niño - Малыш, Мальчик) - это глобальное океано-атмосферное явление. Являясь характерной чертой Тихого Океана, Эль-Ниньо и Ла-Нинья представляют собой температурные флуктуации поверхностных вод в тропиках восточной части Тихого Океана. Названия этих явлений, заимствованные из испанского языка местных жителей и впервые введенные в научный оборот в 1923 году Гильбертом Томасом Волкером, означают "малыш" и "малышка", соответственно. Их влияние на климат южного полушария трудно переоценить. Южное колебание (атмосферная составляющая явления) отражает месячные или сезонные флуктуации разницы воздушного давления между островом Таити и городом Дарвин в Австралии. [3]

Названная именем Волкера циркуляция представляет собой существенный аспект тихоокеанского явления ENSO (El Niño Southern Oscillation). ENSO - это множество взаимодействующих частей одной глобальной системы океано-атмосферных климатических флуктуаций, которые происходят как последовательность океанических и атмосферных циркуляций. ENSO - это наиболее известный в мире источник междугодичной изменчивости погоды и климата (от 3 до 8 лет). ENSO имеет сигнатуры в Тихом, Атлантическом и Индийском Океанах.

В Тихом океане во время значительных теплых событий Эль-Ниньо, нагреваясь, расширяется на большую часть тихоокеанских тропиков и становится в прямую связь с интенсивностью SOI (индекс южного колебания). В то время как события ENSO находятся в основном между Тихим и Индийским Океанами, события ENSO в Атлантическом Океане отстают от первых на 12-18 месяцев. Большинство из стран, которые подвергаются событиям ENSO, являются развивающимися, с экономикой, которая сильно зависит от сельскохозяйственного и рыбопромыслового секторов. Новые возможности по предсказанию начала событий ENSO в трёх океанах могут иметь глобальное социально-экономическое значение. Так как ENSO - это глобальная и природная часть климата Земли, то важно узнать, может ли являться изменение интенсивности и частоты результатом глобального потепления. Низкочастотные изменения уже были обнаружены. Междекадные модуляции ENSO тоже могут существовать (рис.1)

Эль-Ниньо и Ла-Нинья

Рис.1. Эль-Ниньо и Ла-Нинья

Обыкновенный тихоокеанский шаблон. Экваториальные ветры собирают теплый водяной бассейн к западу. Холодные воды подымаются к поверхности вдоль южноамериканского берега. (NOAA / PMEL / TAO)

Эль-Ниньо и Ла-Нинья официально определены как длительные морские поверхностные температурные аномалии величиной большей, чем 0.5 °C, пересекающие Тихий Океан в его центральной тропической части. Когда наблюдается условие +0.5 °C (-0.5 °C) в периоде до пяти месяцев, то это классифицируется как условие Эль-Ниньо (Ла-Нинья). Если аномалия сохраняется на протяжении пяти месяцев или дольше, то она классифицируется как эпизод Эль-Ниньо (Ла-Нинья). Последнее происходит с нерегулярными промежутками в 2-7 лет и, обычно, продолжается один или два года.

Первые признаки Эль-Ниньо следующие:

1. Повышение воздушного давления над Индийским Океаном, Индонезией и Австралией.

2. Падение воздушного давления над Таити и остальными центральной и восточной частями Тихого Океана.

3. Пассаты в южной части Тихого Океана ослабляются или направляются на восток.

4. Теплый воздух появляется рядом с Перу, вызывая дожди в пустынях.

5. Теплая вода распространяется от западной части Тихого Океана к восточной. Она несет с собой дождь, вызывая его в тех районах, где обычно бывает сухо. [4]

Теплое течение Эль-Ниньо, состоящее из обедненной планктоном тропической воды и нагреваемое его восточным протоком в Экваториальном Течении, заменяет холодные, богатые планктоном воды Течения Гумбольдта, также известного как Перуанское Течение, которое содержит большие популяции промысловой рыбы. Большую часть лет нагревание длится только несколько недель или месяцев, после которых погодные шаблоны возвращаются в нормальное состояние, и увеличивается улов рыбы. Тем не менее, когда условия Эль-Ниньо длятся несколько месяцев, происходит более экстенсивное океаническое потепление, и может быть серьезен его экономический удар на локальный рыбопромысел для внешнего рынка.

Циркуляция Волкера видна на поверхности как восточные пассаты, которые передвигают на запад воду и воздух, разогретые солнцем. Она также создает океанический апвеллинг у побережья Перу и Эквадора и холодные воды, богатые планктоном, поступают на поверхность, увеличивая поголовье рыбы. Западная экваториальная часть Тихого Океана характеризуется теплой, влажной погодой и низким атмосферным давлением. Накопленная влага выпадает в виде тайфунов и штормов. В результате в этом месте океан на 60 см выше, чем в восточной его части.

На Тихом Океане Ла-Нинья характеризуется необычайно холодной температурой в восточной экваториальной части по сравнению с Эль-Ниньо, который, в свою очередь, характеризуется необычайно высокой температурой в том же регионе. Активность атлантических тропических циклонов в общем случае усиливается во время Ла-Нинья. Условие Ла-Нинья часто происходит после Эль-Ниньо, особенно, когда последний очень силен.

Следы разрушений, вызванных Эль-Ниньо: [5]

1.1525 год: первое историческое упоминание об Эль-Ниньо в Перу.

2.1789-1793 годы: Эль-Ниньо унесло жизнь 600 000 человек в Индии и вызвало сильный голод в Южной Африке.

3.1982-1983 годы: это явление стало причиной смерти 2 000 человек и нанесло ущерб, особенно в тропических регионах, исчисляемый 13 миллиардами долларов США.

4.1990-1995 годы: три инцидента, происшедшие одно за другим, составили одно из самых продолжительных из зафиксированных проявлений Эль-Ниньо.

5.1997-1998 годы: несмотря на первый успех в региональном прогнозировании наводнений и засух, в результате Эль-Ниньо во всем мире погибло около 2 100 человек и ущерб, нанесенный стихией, составил 33 миллиарда долларов США.

Обычно пассатные ветры гонят слой теплой воды от Американского побережья в сторону Азии, Примерно в районе Индонезии течение останавливается. Уровень поверхности океана там в это время превышает отметку у перуанского побережья на 60 сантиметров. Над нагретым океаном образуются облака, которые обычно проливаются как муссонные дожди над югом Азии. Но когда Эль-Ниньо "проявляет характер", пассаты ослабевают либо совсем не дуют. Нагретая вода растекается в стороны, идет обратно к американскому берегу. Теперь исследователи поняли этот феномен и назвали его "южными колебаниями". Они, словно в ванне, раскачивают океанские нагретые воды с запада на восток и обратно. Только в океане все это протекает гораздо медленнее, чем в ванне. За раскачиваемой водой, как бы сопровождая ее, тянутся и дождевые облака, которые обычно проливались в сентябре-октябре над Индонезией и Австралией. [6]

Ранней весной 1997 года космические спутники, вооруженные инфракрасными камерами, показали, что в районе экватора, в восточной части Тихого океана, образовалось пятно нагретой воды. Слой толщиной в 10-12 сантиметров имел температуру до 30 градусов Цельсия - на 5 градусов выше обычного. Это насторожило метеорологов. Здесь мог сформироваться центр тропической системы тайфунов. Нагретая вода могла ослабить пассатные ветры или повернуть их в обратную сторону и тем усилить разрушительное действие Эль-Ниньо, как было в 1982 году.

Когда потом, в июне, разница в атмосферном давлении над австралийским портом Дарвин и над островом Таити существенно изменилась (южное колебание), а рыбаки Перу в своих водах, ко всеобщему удивлению, выловили пару акул-молотов (рыбы, живущие в очень теплых водах), служба погоды и средства массовой информации забили тревогу.

Основания для этого были: изменение атмосферного давления над экваториальной областью Тихого океана - признак того, что течение там повернуло вспять. Поэтому и теплолюбивые акулы оказались у берегов Перу.

Прошло еще полтора месяца, и появились новые факты, подтверждающие худшие опасения: у берегов Мексики и Коста-Рики стали гибнуть кораллы - существа, очень чувствительные к температуре воды. В Чили изголодавшиеся бакланы начали совершать налеты на рыбные рынки. В Перу из-за нехватки сырья пришлось закрыть несколько фабрик, перерабатывавших рыбу в муку. На Чили обрушились сильнейшие ливни, а после них началось нашествие крыс. Принесенные крысами вирусы вызвали вспышки болезней. Жертвой дождей оказались древнейшие постройки Южной Америки - пирамиды сложенные из необожженного кирпича. Возраст многих из них - около 1500 лет. И вот сейчас они могут быть размыты льющейся с неба водой. Ученые забили тревогу. Над памятниками срочно надстраивают крыши из парусины и пластика.

Некоторые из археологов уже говорят о том, что Эль-Ниньо в далеком прошлом могло стать одной из причин гибели высокоразвитых культур народов Южной Америки. Археолог Рикардо Моралес высказал предположение, что в годы 550 - 600 после Р. X. знаменитая Лунная пирамида была размыта дождями, вызванными, как он считает, сверхсильным Эль-Ниньо. Селение, располагавшееся невдалеке от пирамиды, по мнению ученого, было смыто потоками воды.

В Перу, по утверждению археолога М. Мосели, 1100 лет назад мощное Эль-Ниньо, вернее, порожденные им стихийные бедствия, разрушили систему оросительных каналов и тем погубили высокоразвитую культуру большого государства.