El Niño - Southern Oscillation

Luonto ja ympäristö / El Niño - Southern Oscillation

Johdanto

Amerikoissa saatiin jo aikoja sitten huomata, että joinakin vuosina ympäristö käyttäytyi oudosti: länsirannikolta ei saatu tavallisia määriä kalaa, ja raivoisat sateet aiheuttivat tulvia ja katovuosia. Kalastajat alkoivat kutsua tätä tapahtumasarjaa nimellä El Niño, joka tarkoittaa poikalasta, tietämättä kuitenkaan mikä ilmiön aiheutti.

Ensimmäiset historian merkinnät ilmiöstä on tehty vuonna 1567, mutta oletettavasti El Niño on vaikuttanut maapallolla jo tuhansia vuosia. Vielä 1900-luvun alkuun saakka tiedemiehet kuvittelivat, että tämä outo ilmiö ei riippuisi muista ympäristön tapahtumista. Kuitenkin brittitutkija Sir Gilbert Walker huomasi Aasian monsuunisateita tutkiessaan, että ilmanpaineen laskiessa Tyynenmeren länsirannikolla se tyypillisesti nousee itärannikolla, ja päinvastoin. Hän alkoi kutsua tätä yhteyttä nimellä Southern Oscillation. 1960-luvulla norjalainen meteorologi Jacob Bjerknes selvitti, että Tyynenmeren ajoittaiset korkeat pintalämpötilat, heikot itätuulet ja voimakkaat rankkasateet ovat itse asiassa osa yhtä suurta mullistusta, johon lisäksi liittyy myös Walkerin huomioimaa paineenvaihtelua. Tälle laajalle ilmiölle annettiin nimi ENSO (El Niño - Southern Oscillation)

Synty ja seuraukset

Nykylaitteilla, suurilla havaintoalueilla ja -määrillä on pystytty jo suhteellisen hyvin määrittelemään ENSO -ilmiö, sen synty ja seuraukset. Normaalitilanteessa itäisen Tyynenmeren yläpuolella on korkean ilmanpaineen alue, ja lännessä puolestaan matalapaine. Tämä paine-ero saa pasaatituulet puhaltamaan länteen trooppisen Tyynenmeren yli. Samalla korkeammalla ilmakehässä kierto sulkeutuu ilman kulkiessa takaisin itään päin. Tämä on ns. Walkerin kierto. Matalalla länteen puhaltavat tuulet "pinoavat" lämmintä pintavettä länsirannikolle, jolloin Indonesiassa merenpinta on noin puoli metriä korkeammalla kuin itärannikolla. Veden lämpötila on noin 8°C korkeampi lännessä, koska Amerikan rannikolla kylmää vettä kumpuaa syvemmältä pinnan läheisyyteen. Tämä syvältä nouseva vesi on hyvin ravinteikasta, ja sen avulla monimuotoiset kasvi- ja eläinpopulaatiot pystyvät elämään. Toisaalta lämpimien vesimassojen yläpuolella nouseva ilma aiheuttaa usein sateita, kun taas kylmemmän veden alue esimerkiksi juuri Tyynenmeren itärannikolla on suhteellisen kuivaa.

Noin 2 - 7 vuoden välein kuitenkin pasaatituulet heikkenevät tai jopa vaihtavat suuntaansa (kuten 1982-83) Tyynenmeren keski- ja länsiosassa. Tarkkaa syytä ei tiedetä, mutta on ehdotettu että Tyynimeri tavallaan reagoi vuodenaikoihin. Se ei kuitenkaan pysty tekemään sitä tarpeeksi nopeasti, koska se on liian laaja. Tästä johtuisi tämä useiden vuosien välein esiintyvä tapahtuma, joka johtaa lämpimän veden virtaamiseen itään päin. Länsirannikolla kylmä vesi nousee lähemmäs pintaa, itärannikolla sen vastaavasti laskiessa syvemmälle. Tällöin itärannikon tavallinen veden kumpuaminen heikkenee oleellisesti, ja veden ravintopitoisuus putoaa lämpimämmän veden vallatessa tilaa. Ravinteiden puute vaikuttaa voimakkaasti vedessä elävään kasvi- ja eläinkuntaan ja koko ravintoketjuun, viime kädessä kalastustoimintaan. Myös sateet seuraavat lämmintä vettä matkaten länsirannikolta itään, aiheuttaen tulvia Amerikan mantereilla ja toisaalta kuivuuden Indonesiassa ja Australiassa.

Lämpimän veden yläpuolella olevan lämpimän ilmamassan siirtyminen ilmakehässä aiheuttaa myös suuria muutoksia maapallon ilmastojärjestelmässä, joiden vaikutukset näkyvät paljon laajemmalla kuin ainoastaan Tyynenmeren alueella. Lämmin, kostea ilma saa aikaan trooppisia hirmumyrskyjä, ja suurimmat myrskyt liikkuvatkin El Niñon aikana lämpimän veden mukana itään päin. Myrskyt voivat nostaa lämmintä ilmaa ja kosteutta hyvin korkealle ilmakehään, jossa se vaikuttaa maapallon laajuisiin jet-suihkuvirtauksiin. Oleellisesti El Niño pystyy kääntämään näiden suihkuvirtausten suuntaa, aiheuttaen hyvin epätavallisia sääilmiöitä jopa Afrikassa ja Etelänavalla asti.

Erilaisia vaikutuksia eri alueilla

El Niño -ilmiön vaikutukset ovat hyvin erilaisia eri maapallon osissa, mutta kaikkien on paras suojautua -- yllättävä ilmastomuutos voi olla vaikea vihollinen. Etenkin Amerikoiden länsirannikolla havaitaan El Niño -vuosina huomattavia rankkasateita, jotka aiheuttavat tulvia ja muita vesivahinkoja. Tällöin myös meren antimet käyvät niukiksi, ja tyypillisesti esimerkiksi Perun kalastusteollisuus valuu hiekkaan lannoitteisiin ja eläinten ruokaan käytettyjen anjoviksien siirtyessä etelämmäksi Chilen vesille. Pohjois-Amerikan kalat puolestaan uivat vieläkin pohjoisemmaksi, Kanadan vesialueille.

Australian ja Indonesian seuduilla sitävastoin on syytä varautua kuivuuteen ja Aasiassa monsuunisateiden varaan ei voi tällöin laskea. Sato jää usein niukaksi, ja ihmisten on syytä varautua siihen välttääkseen laajan ja vaikean nälänhädän. Vähintäänkin viljelyksien huonot sadot nostavat ruoan hintaa maailmanlaajuisesti. Kuumassa, kuivassa ilmastossa voi myös helposti esimerkiksi syttyä metsäpaloja, ja niiden aiheuttamat tuhot ovat merkittäviä.

Jopa 6 000 kilometrin päässä Etelänavalla Weddellinhylkeiden syntyvyyden on havaittu korreloivan El Niño -ilmiön esiintymisajankohtien kanssa, syntyvyyden laskiessa aina 4 - 6 vuoden välein. Ilmeisesti merivirrat muuttuvat El Niñon vaikutuksesta myös muualla, aiheuttaen merenelävien vähenemistä.

Sääennusteet

Ihmiset tietenkin pyrkivät kaikin tavoin ennustamaan tällaisia katastrofeja, jotta niihin voitaisiin ajoissa ja kunnolla etukäteen varautua. Havaintoja tehdään erilaisista muuttujista. Ranskan ja USA:n yhteistyössä valmistama TOPEX/Poseidon -satelliitti mittaa jatkuvasti merenpinnan korkeutta, ja sen avulla voidaan selvittää mm. veden kiertoa koko maapallon laajuisesti. Tyynellemerelle sijoitettu Tropical Atmosphere Ocean -laitteisto (TAO) koostuu 70 paikalleen kiinnitetystä poijusta, joissa on erilaisia mittausantureita. Ne välittävät tietonsa reaaliajassa satelliittijärjestelmän kautta tutkimuskeskukseen, jossa tieto voidaan käsitellä saman tien. Lisäksi käytetään vapaaehtoisia tutkimusaluksia ja liikkuvia poijuja; näiden kaikkien toimintaa pyritään edelleen yhtenäistämään, ja luomaan yhtenäinen, kattava ENSO-havainnointijärjestelmä.

Saadut mittaustulokset syötetään parametreina suuriin ja monimutkaisiin tietokonemalleihin maailman valtameristä ja ilmakehästä, joiden avulla voidaan pyrkiä ennustamaan El Niño -ilmiötä. Toisaalta malleilla voidaan myös tutkia tätä ilmiötä, ja mittaustulokset ovatkin vapaasti saatavilla erilaisille tutkimusinstituutioille.

1997

El Niño -ilmiö on selvästi syntymässä vuonna 1997, ja itse asiassa ennusteet povaavat tästä kaikkien aikojen voimakkainta mullistusta. Veden pintalämpötilat ovat nousseet huhti-toukokuussa, ja pysytelleet normaalia lämpimämpinä heinäkuusta asti. Elo-syyskuussa lämpötilat saavuttivat melkein ennätyslukemia monilla Tyynenmeren alueilla. Poikkeama normaalista on noin +4-5°C. Tietokonemallien mukaan El Niñon lämmin aalto jatkuu vuodenvaihteen 1997-1998 ajan.