Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 4
Vesmír č. 4
Toto číslo vychází
6. 4. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Dubnové číslo Vesmíru
• Biologické čtvrtky ve Viničné
program na nejbližší semestr
reklama

El Niño jezulátko

Publikováno: Vesmír 74, 257, 1995/5

Dialog větru a moře

C. Debussy, Le Mer

Výraz El Niño znamená ve španělštině dítě či Ježíšek, ale autoři Meteorologického slovníku (Academia, Praha 1993) jej básnivěji překládají "jezulátko". Po systému hlubokého oceánického proudění, tzv. termohalinního výměníku, které se odehrává v severní polovině Atlantiku, jde o druhý nejdůležitější mechanizmus ovlivňující chod světového klimatu. U nás jej můžeme pocítit jen jako zprostředkované, vzdálené ozvuky klimatického chaosu, ale pro stamiliony lidí v Indonézii, Austrálii, jižní Indii a v monzunové části Afriky znamená sucho a hlad.

V druhé polovině prosince, často okolo Vánoc, proniká podél pobřeží Ekvádoru a Peru teplý proud. V té době z teplých vod chudých na živiny mizejí ryby a rybáři využívají nucené přestávky k odpočinku a k opravě sítí. Obvykle po třech měsících se režim oceánického proudění vrací do normálních podmínek a s obnovenou studenou cirkulací se vrací plankton i ančovičky. Občas, většinou v periodě 4 - 5 let, trvá příliv teplé vody až do května, nebo dokonce do června. V té době už jsou škody rybářského průmyslu na pacifickém pobřeží Jižní Ameriky nenahraditelné. Změněné směry větrů však zároveň přinášejí dešťové mraky a pouštní oblasti Ekvádoru se srážkami pod 200 mm za rok najednou pocítí příděl deště o intenzitě téměř 3 000 mm za pár měsíců. Poušť prožívá tzv. rok hojnosti a náhle se změní na zelenou step pokrytou jezery. Čerstvá vegetace způsobí explozi kobylek, na kterých se přiživí obrovské množství žab a ptáků.

Mořské ryby migrují do nově vytvořených brakických (poloslaných) jezer a úlovky mořských korýšů zaznamenávají rekordy. Místní lidé sedí na břehu a čekají, až laguny vyschnou, a pak podnikají velkolepé výlovy. Je to však jen slabá náplast na zhroucení mořského rybolovu. Ztráty jsou několikanásobně vyšší než zisky.

Na Havaji a Tahiti posunou abnormální směry větrů dráhy tajfunů do oblastí, které nejsou na takové podmínky připraveny. Monzunové větry nedopraví svoji vláhu do Indie, Indonézie a Austrálie. Tam začnou propukat požáry a hrozí hlad. Deště zato zasáhnou Kalifornii a v jižních státech USA způsobí záplavy. Zima v horách Skalistých a v Kanadě je nezvykle mírná a hoteliéři v zimních střediscích si stěžují na nedostatek sněhu a zákazníků. Tohle všechno přináší El Niño - jezulátko. V roce 1982 - 1983 přineslo ztráty 8 miliard dolarů a nemalé utrpení - to sice není tržní komodita, takže nestojí ani dolar, ale přesto je bereme z nějakých nemoderních, sentimentálních důvodů na zřetel.

Sir Gilbert Walker se v roce 1904 stal ředitelem úřadu, který v Indii zpracovával různé druhy měření - od demografických údajů až po klimatické parametry. Jako zodpovědného úředníka ho velmi zajímala možnost odhadnout sílu monzunu, na jehož vláze závisela téměř celá Indie, a protože hlad přináší nepokoje, tak do určité míry i plánování vojenských operací a obecná stabilita vůbec. Těžké hladomory postihly Indii poměrně nedávno, v letech 1877 a 1899. Po dvaceti pěti letech studia klimatických řad nasbíraných vojenským i obchodním námořnictvem a sítí pozemních stanic byl sir Gilbert schopen popsat jev, který nazval Southern Oscillation - jižní oscilace. Její podstatou je rozdíl v atmosférickém tlaku v okolí rovníku mezi západním a východním pobřežím Pacifiku. Můžeme ji demonstrovat na sérii měření na Tahiti, tj. asi uprostřed Tichého oceánu, a v Darwinu, tj. na jeho západním okraji. Sir Gilbert ukázal, že na podzim vzniká mezi Jižní Amerikou a Indonézií značný tlakový gradient, který způsobuje vznik intenzivních větrů vanoucích od východu k západu.

Tyto větry přinášejí jižní Azii a Austrálii vláhu. Monzun dorazí přes Indii až k Africe jen tehdy, když je rozdíl atmosférických tlaků vysoký. Čím víc se rozdíl atmosférických tlaků mezi východním a západním Pacifikem snižuje, tím víc větry ztrácejí na síle a monzun spadne nad mořem.

Síla a směr větrů mají ještě jeden důležitý dopad - ovlivňují výšku hladiny oceánu. Vítr o rychlosti 1 m/s vykonává na hladkou mořskou hladinu tlak 10 t/km2 a při malém vlnění tento tlak okamžitě stoupne až o jeden řád. Malé vlny mají zásadní význam pro iniciaci proudění na povrchu hladiny. Během podzimu tak následkem silných větrů stoupá v Indonézii mořská hladina nejprve o 30 cm, a později až o jeden metr. Zároveň klesá mořská hladina na peruánském pobřeží. Kromě větrů zde ještě působí další faktor - povrchová vrstva vody je teplejší a tím lehčí než hlouběji ležící vody. Vane-li však vítr opačným směrem, tj. od Austrálie k Peru, klesne mořská hladina v Austrálii a obnaží se svrchní části korálového útesu, které pak odumírají.

Vítr, termoklína a vzestupné proudění
Termoklína je plocha mezi teplou svrchní vrstvou mořské vody a níže ležící chladnou vrstvou. Leží obvykle v hloubce 100 - 300 m. Teplota se zde mění skokem o několik oC. Spodní chladné vody jsou bohaté živinami, takže v místech, kde vystupují na povrch oceánu, dochází k přemnožení planktonu, který za sebou přitahuje hejna ryb.

Mísení různých vod v moři je buď horizontální - v tomto případě je zprostředkovávají hlavně různé systémy oceánického proudění, anebo vertikální - v tomto případě používáme buď anglického výrazu upwelling , nebo jej česky opisujeme jako výstupné či vzestupné proudění. Bez vzestupného proudění by došlo, jak je tomu do určité míry u Černého moře, ke stratifikaci, tj. k vrstevnatému uspořádání, oceánických vod. Většina reakcí by se odehrávala pouze nad termoklínou, protože pod ní by byl rychle spotřebován kyslík a vzniklo by zde chudé anoxické prostředí. Zároveň by se omezily rozvod a výměna tepla celého globálního systému. Vzestupné proudění je jedním ze základních předpokladů správné funkce oceánu.

Vzestupné proudění se odehrává ve dvou základních případech:

  • Východní rovníkové větry (východní vítr vane z východu na západ, ale východní mořský proud teče ze západu na východ!) tlačí vodní hladinu na západ. Coriolisovy síly však tento západní proud stáčejí na severní polokouli doprava a na jižní polokouli doleva. Dochází tedy k rozhánění rovníkových vod na obě strany, což je kompenzováno přítokem vody zespodu, a tedy vzestupným prouděním, při kterém se termoklína téměř dotýká povrchu oceánu.
  • Podobnou funkci, tj. rozhánění povrchových vod, vykonávají pobřežní větry vanoucí podél pobřeží, tedy paralelně s okrajem oceánu.
  • Vítr tak ovlivňuje vzestupné proudění a zároveň těží ze vzniklé situace. Chladná voda na povrchu oceánu zvyšuje teplotní rozdíl, který se vyrovnává větrným prouděním. Během události El Niño však zeslábnou východní větry, tím se zmenší rozdíly teplot v rovníkové části Pacifiku, protože chladná voda není schopna prorazit do povrchových vrstev oceánu, a větry dál slábnou. Motor jižní cirkulace se zastaví. Dešťové mraky se zastaví uprostřed Pacifiku a vláha bez užitku spadne do moře.

    Dešťové mraky zároveň fungují jako balvany v řečišti, které voda musí obtékat. V našem případě zablokují cirkulaci širokého rovníkového pásma a stočí teplé západní větry středních šířek dál na sever. Na jihu Spojených států začnou čekat zátopy a v Kanadě bude mírná zima.

    Proč předvídat klima?
    Přirozeně se přizpůsobujeme chodu ročních období a bylo by užitečné, kdybychom dovedli předpovídat klima alespoň rok dopředu, abychom byli schopni naplánovat zemědělství a rybolov. Poslední dvě epizody El Nińo se podařilo

    předpovědět 2 - 6 měsíců předtím, než se skutečně staly, a nyní se uvažuje o možnosti prognózy až dva roky dopředu. Předpovědi jsou poměrně detailní a týkají se velikosti srážek, zimních teplot a pozic hlavních větrů.

    Ve srovnání se severoatlantickou cirkulací je El Nińo jednodušší a lépe předpověditelné. To, co je možné předpovědět v Peru, není možné uhodnout ve středních Čechách. Nejenom v klimatických studiích - všimli jste si toho už sami, že ano?

    Literatura

    Wallace J. M. a S. Vogel (1994): El Niño and Climate Prediction. UCAR/OIES.

    Kerr R. A. (1992): A successful forecast of an El Niño winter. Science 255, 402.

    Hidore J. J. a Oliver J. E. (1993): Climatology. An atmosphere science.

    Jacobs et al. (1994: El Niño anomaly. nature 370, 360-363, 1994

    Obrázky

    Ekonomický vliv událostí El Niño v letech 1982 - 1983


    Povodně

    Bolívie 300 000 000 USD

    Ekvádor, severní Peru 650 000 000 USD

    Kuba 170 000 000 USD

    státy USA

    okolo Mexického zálivu 1 270 000 000 USD


    Hurikány

    Tahiti 50 000 000 USD

    Havaj 230 000 000 USD


    Sucha a požáry

    jižní Afrika 1 000 000 000 USD

    jižní Indie, Srí Lanka 150 000 000 USD

    Filipíny 450 000 000 USD

    Indonésie 500 000 000 USD

    Austrálie 2 500 000 000 USD

    jižní Peru, západní Bolívie 240 000 000 USD

    Mexiko, Střední Amerika 600 000 000 USD


    celkem 8 110 000 000 USD

    Diskuse

    Žádné příspěvky