پدیده ال نینو چیست و چه اثری بر تغییر الگو های آب و هوایی کره زمین دارد؟ - تور اروپا ارزان

به گزارش دیجیاتو، بااین حال چنین شرایطی همیشه پابرجا نبود. در بعضی سال ها و مخصوصاً حوالی کریسمس، آب وهوای گرم تر ماهی ها را در اعماق نگاه می داشت و شکار زیادی نصیب ماهی گیران نمی شد. جالب تر این که چنین شرایطی همیشه با بارش هایی شدیدتر از سال های معمول همراه می شد. اسپانیایی ها و پرتغالی هایی که ساکن نواحی مرکزی قاره آمریکا بودند، این شرایط آب وهوایی را ال نینو (El Niño) نامیدند؛ به معنی پسربچه و به خاطر هم زمانی آن با جشن کریسمس.

ال نینو که گاهی El Nino نیز نوشته و ال نینو خوانده می گردد، از مدت ها قبل برای بومیان منطقه ها غرب آمریکا شناخته شده بود. اما اولین اشاره ها به آن را از جانب اروپایی ها می توان در اواخر قرن نوزدهم یافت. طولی نکشید که ال نینو توجه بسیاری از دانشمندان سراسر دنیا را به خود جلب کرد و آن ها توانستند پیوند هایی آماری میان الگو های بارش و خشکسالی در منطقه ها مختلف دنیا و وقوع پدیده ال نینو در اقیانوس آرام بیابند.

به نظر می رسید این پدیده تازه کشف شده می تواند بر الگو های آب وهوایی بسیاری از نواحی زمین تأثیر داشته باشد. اما ال نینو دقیقاً چیست و به چه دلیل رخ می دهد؟ برای پاسخ به این پرسش، ابتدا باید با جریان های غالب اقیانوس آرام و تغییرات نوسانی آن ها آشنا شویم؛ باد هایی که در وهله اول مهاجرت اروپایی ها را به نیمکره غربی و دنیای نو همیشه نموده بود.

باد های بازرگانی و جریان های اقیانوسی

کروی بودن زمین باعث می گردد تا زاویه تابش آفتاب به اتمسفر متغیر باشد. این تغییر زاویه تابش باعث می گردد تا آفتاب دریافتی و درنتیجه انرژی دریافتی به ازای واحد سطح، در استوا به حداکثر خود برسد. تمرکز انرژی خورشیدی در استوا هوا را گرم و منبسط نموده و درنتیجه هوای گرم شده به سمت بالا حرکت می نماید.

از طرف دیگر، در عرض های جغرافیایی بالاتر و پایین تر، به خصوص در عرض های 30 درجه شمالی و 30 درجه جنوبی، انرژی دریافتی از خورشید کمتر است؛ درنتیجه دمای هوا پایین تر و فشار هوا بیشتر از هوا در استواست. این اختلاف فشار باعث می گردد تا هوایی که در استوا بالا می رود، به سمت عرض های 30 درجه شمالی و جنوبی حرکت کند و در این عرض ها با سرد و پرفشارتر شدن به سمت پایین بیاید.

هوای سردی که در این عرض ها پایین می آید، در ارتفاعات پایین دوباره به سمت استوا حرکت می نماید که فشار بالاتری دارد. به این ترتیب میان خط استوا و مدار های عرضی 30 درجه در نیمکره های شمال و جنوب جریان هایی همرفتی ایجاد می گردد که در آن باد ها همیشه از شمال به جنوب می وزند که آن را سلول هادلی (Hadley Cell) می نامند.

جریان های همرفتی اتمسفر زمین در بین استوا و عرض های جغرافیایی 30 درجه شمال و جنوب، به نام سلول های هادلی.

با اینکه اختلاف فشار بین عرض های 30 درجه و استوا که باعث ایجاد باد از شمال به جنوب در این کمربند می گردد، حرکت زمین به دور خود انحرافی را در این جریان ایجاد می نماید. این انحراف به اثر نیروی کوریولیس مشهور است که گاسپار گوستاو دو کوریولیس (Gaspard-Gustave de Coriolis)، ریاضی دان فرانسوی، در قرن نوزدهم آن را کشف کرد.

اثر کوریولیس باعث می گردد تا از دید ناظر درونی، جسمی که درحال حرکت روی یک کره چرخان است، دچار انحرافی منحنی گونه در مسیر حرکت خود گردد. این اثر را می توان در حرکت سیالات روی یک کره چرخان مشاهده کرد. در خصوص باد های زمین، از دید ناظر بیرونی، همچنان باد ها به طور عمودی از عرض های 30 درجه به استوا حرکت می نمایند؛ اما روی زمین، این باد ها در نیمکره شمالی از شمال به جنوب به سمت راست و در نیمکره جنوبی از جنوب به شمال به سمت چپ منحرف می شوند.

به این ترتیب در نیمکره شمالی جریان های باد غالبی از سمت شمال شرق به شمال غرب شکل می گیرند. در قرون گذشته، دریانوردان اروپایی از این باد ها برای عبور از اقیانوس اطلس و رسیدن به آمریکا استفاده می کردند. به همین خاطر این باد ها به باد های بازرگانی (Trade Winds) یا باد های بسامان مشهور شدند. حتی امروزه نیز این باد ها همچنان کاربرد هایی در صنعت دریانوردی دارند.

در میان عرض های جغرافیایی 30 درجه شمال و جنوب، باد های بازرگانی دیده می شوند که اثر کوریولیس آن ها را در جهت شرق به غرب ایجاد می نماید.

پدیده ال نینو چگونه ایجاد می گردد؟

جریان باد شرق به غرب در حد فاصل عرض های جغرافیایی 30 درجه شمال و جنوب در اقیانوس آرام نیز به قوه خود وجود دارد. این باد ها آب های گرم سطح اقیانوس را به غرب می رانند. آب های گرم در غرب اقیانوس، نزدیک نواحی ساحلی جنوب شرق آسیا، استرالیا و اقیانوسیه انباشته می شوند. در سمت شرقی اقیانوس آرام، نزدیک سواحل غربی آب های سرد از اعماق اقیانوس به بالا می آیند تا جایگزین آب های گرمی شوند که به غرب رفته اند.

همین بالا آمدن آب های سرد در سمت شرق اقیانوس آرام است که در فصل های سرد مواد مغذی و ماهی ها را به سطوح بالایی آب می رساند تا شرایط مطلوبی برای ماهی گیران مهیا گردد. این پدیده فراچاهش (Upwelling) نام دارد و در سراسر منطقه ها دریایی و اقیانوسی دنیا ایده آل ترین نقاط را برای صنایع شیلات به وجود می آورد.

با دور شدن آب های سطحی گرم از ساحل، آب سرد از اعماق دریا به سطح آب می آید و با خود مواد مغذی و درنتیجه آبزیان را بالا می آورد. این پدیده که شرایطی ایده آل برای صنعت شیلات ایجاد می نماید، فراچاهش نام دارد.

در سمت غرب اقیانوس آرام، آب گرم باعث گرما و ناپایداری هوای بالای خود می گردد. کاهش فشار در اتمسفر بالای آب های گرم باعث بالارفتن هوا و تشکیل ابر و باران می گردد. گرمای اتمسفر در غرب اقیانوس و بالا رفتن هوای گرم باعث می گردد تا هوای سرد به سمت شرق اقیانوس حرکت کند و در سواحل غرب قاره آمریکا پایین بیاید. این باعث می گردد تا فشار اتمسفر در شرق اقیانوس آرام بالاتر برود.

اختلاف فشار بین هوای شرق (فشار بالا) و غرب (فشار پایین) اقیانوس باعث می گردد تا باد های بازرگانی در این نقطه از کره زمین تقویت شوند؛ پدیده ای که به چرخه واکر (Walker Circulation) مشهور است.

باد های بازرگانی باعث اختلاف دمایی بین غرب و شرق اقیانوس آرام می گردد که چرخه اتمسفری واکر را به وجود می آورد. این پدیده باعث می گردد تا در شرایط عادی، بارش ها به سمت غرب اقیانوس و سواحل جنوب شرقی آسیا و اقیانوسیه رانده شوند.

این شرایط جوی معمولاً به صورت پایدار وجود دارد. بااین حال، تغییرات سیستم های آب وهوایی استوایی در اقیانوس آرام می تواند باعث اخلال در باد های بازرگانی گردد: افزایش دمای اندک (به اندازه 0/5 درجه سلسیوس) نواحی استوایی اقیانوس آرام به مدت چند ماه می تواند باعث تضعیف یا توقف یا حتی معکوس شدن باد های بازرگانی گردد.

با کاهش باد های بازرگانی، حرکت آب های گرم سطحی به غرب اقیانوس آرام متوقف می گردد. به علاوه، بدون حرکت آب های گرم به غرب، پدیده فراچاهش نیز متوقف می گردد و آب سرد حاوی مواد مغذی و آبزیان به سطح اقیانوس نمی رسد - که موجب ناراحتی ماهی گیران غرب قاره آمریکا خواهد شد. بدین ترتیب سطح آب در سراسر اقیانوس به دمایی تقریباً یکنواخت می رسد و اختلاف دما و الگو های آب وهوایی متداول از بین می رود. این پدیده را ال نینو می نامند.

کاهش فشار اتمسفر در شرق اقیانوس آرام باعث می گردد تا جت استریم (رودباد یا جریان جتی) قطبی (که در شرایط معمولی در عرض های جغرافیایی بالا می وزد) به سمت جنوب حرکت کند. این باعث می گردد نواحی گرمسیری قاره آمریکا در زمستان و حوالی کریسمس شاهد بارش های سیل آسا باشند؛ پدیده ای که به طور معمول در جنوب شرقی آسیا رخ می دهد. درعوض، نواحی جنوب شرقی آسیا با وقوع پدیده ال نینو وارد شرایط خشکسالی می شوند.

پدیده ال نینو و لا نینادر پدیده ال نینو، با ضعیف یا معکوس شدن باد های بازرگانی، آب های گرم در سمت شرق اقیانوس آرام باقی می مانند. برعکس، هنگام وقوع لانینا باد های بازرگانی بسیار قوی تر از معمول می شوند و آب های گرم را به اندازه بیشتری به غرب می رانند.

عواقب محیط زیستی ال نینو

ال نینو معمولاً هر دو تا هفت سال رخ می دهد؛ بااین حال، تناوب دقیق آن نامشخص و غیرقابل پیش بینی است. این پدیده می تواند تا چند ماه و در مواردی حتی تا یک یا دو سال ادامه پیدا کند. اختلاف نظر ها در خصوص آثار تغییر اقلیم بر شدت وقایع ال نینو بسیار است و نمی توان حکمی قطعی دراین باره داد؛ هرچند به نظر می رسد که افزایش دمای دنیای می تواند باعث افزایش فرکانس رویداد های ال نینو و لانینا گردد.

درون اقیانوس، تجمع هوای گرم در نواحی شرقی اقیانوس آرام باعث لایه ای شدن پروفیل دما در اقیانوس می گردد. درنتیجه حرکت مواد مغذی از اعماق به سطح متوقف می گردد. به این ترتیب جمعیت آبزیان در لایه های بالاتر به دلیل مهاجرت به نواحی خنک تر یا افزایش مرگ ومیر کاهش می یابد.

از طرف دیگر، آب های سرد حامل مواد غذایی در منطقه ها دیگر اقیانوس، مخصوصاً حوالی قطب جنوب یا سواحل شرق آسیا، افزایش پیدا می نمایند. به این ترتیب جمعیت آبزیان این منطقه ها به طور غیرطبیعی افزایش پیدا می نماید.

روی زمین، در سواحل غربی قاره آمریکا، افزایش رطوبت و دمای هوا منجر به باران های سیل آسا و طوفان می گردد. این طوفان ها و سیل ها موجب آسیب های فراوان به محیط زیست و منطقه ها شهری خواهند شد. سیل ها به ویژه تأثیر منفی زیادی روی منابع آب سطحی دارند.

با افزایش رسوب برداری روان آب ها از منطقه ها روستایی و شهری، آلودگی هایی که در این منطقه ها وجود دارند، مخصوصاً آلاینده های صنعتی و کشاورزی، به سرعت در یک حوضه آبی پخش و روانه رودخانه ها، دریاچه ه ها و اقیانوس ها می شوند.

از آنجایی که پدیده ال نینو جهت جریان های آب و هوایی را تغییر می دهد، این افزایش رطوبت و بارش در منطقه ها شرق اقیانوس آرام به معنی کاهش رطوبت و بارش در منطقه ها شرق و حتی میانه آسیاست. در هنگام وقوع ال نینو، این منطقه ها با خشکسالی ها و افزایش دمای بسیار زیاد روبرو می شوند. کاهش بارش به کاهش ذخایر آب سطحی می انجامد.

این پدیده از طرفی باعث افزایش غلظت آلاینده ها در آب های سطحی شده و از طرف دیگر استخراج منابع آب زیرزمینی را افزایش می دهد. درنتیجه امکان وقوع پدیده هایی همانند فرونشست زمین و کاهش ظرفیت سفره های آب زیرزمینی (در اثر کاهش تخلخل خاک پس از فرونشست) بالا می رود. در این صورت، بارش های آینده، منجر به افزایش سیل در این منطقه ها و هدر رفتن آب باران می گردد.

پدیده ال نینو می تواند به مدت چندین ماه یا حتی یک تا دو سال ادامه پیدا کند. پس از مدتی با ازبین رفتن عوامل ایجاد این پدیده، جریان های اقیانوسی دوباره به حالت متعادل خود بازمی گردند. بااین حال، این امکان وجود دارد که پس از وقوع ال نینو، پدیده لانینا (La Niña)، به معنی دختربچه، رخ دهد.

لانینا به پدیده ای گفته می گردد که در آن جریان های اقیانوسی در جهت طبیعی خود (از شرق به غرب اقیانوس آرام) به طور غیرطبیعی شدت می گیرند. در این حالت می توان شاهد بارش های بسیار شدید و سیل آسا در نواحی شرق آسیا و خشکسالی های شدید در غرب قاره آمریکا بود.

سیل نوروز 1398سیل نوروز 1398 در گرگان - به صورت آماری، بین وقوع پدیده ال نینو و ترسالی در ایران پیوندی وجود دارد؛ اما بارش های سنگین پس از دوره های خشکسالی می توانند چالش های آسیب زای خود را داشته باشند.

آثار ال نینو در ایران

پدیده ال نینو تنها در اقیانوس آرام رخ می دهد، اما آثار اقلیمی آن به حدی بزرگ هستند که می توانند به طور غیرمستقیم بر بسیاری از نواحی زمین تأثیر غیرمستقیم بگذارند. با این حال، سیستم آب وهوایی زمین به عنوان یک کل بسیار پیچیده تر از آن است که بتوان با مدل های اقلیمی که روابط پدیده ها را به صورت دلیل و معلول نشان می دهند، آثار ال نینو را روی نواحی مختلف کره زمین معین کرد.

درعوض، دانشمندان به مدل های آماری روی می آورند و همبستگی هایی آماری را بین دوره های خشکسالی و ترسالی و دوره های ال نینو و لانینا شناسایی می نمایند. اما باید در نظر داشت که این همبستگی ها عِلّی نیستند و این امکان وجود دارد که در دوره هایی شاهد رخ ندادن یا معکوس شدن آن ها باشیم. با این توصیف، برای مثال، در اروپا می توان مشاهده کرد که با وقوع ال نینو بارش های موسمی افزایش می یابند؛ بعلاوه در هند و آسیای میانه، هنگام وقوع پدیده ال نینو شاهد خشکسالی های گسترده هستیم.

آنالیز های آماری نشان می دهند که وقوع پدیده ال نینو می تواند باعث افزایش بارش های موسمی و بارش ها در فصول سرد در ایران گردد. برعکس، در سال های لانینا، با کمبود بارش و حتی خشکسالی روبرو هستیم. برای مثال، انتظار می رود که سال جاری (2023) پس از یک دوره سه ساله لانینا، شاهد وقوع ال نینو باشیم و بارش ها در پاییز و زمستان افزایش یابند. اما دوباره باید در نظر داشت که چنین ارتباطی لزوماً نمی تواند میان وقوع ال نینو و بارش های ایران برقرار باشد.

از طرف دیگر، همان طور که اشاره شد، ال نینو باعث افزایش شدت بارش ها خشکسالی ها در منطقه ها مختلف زمین می گردد. یکی از مسائلی که باید در نظر داشت، این است که زیرساخت های آبی در کشور ها می توانند در برابر رویداد های بارشی شدیدتر از حد معمول عملکرد مناسبی از خود نشان ندهند.

احتمال خوبی وجود دارد که درصورتی که بارش ها در یک سال به اندازه ای باشد که بتوان با مدیریت آب آن ها کمبود آب ناشی از خشکسالی چندین ساله را جبران کرد، ناکارآمدی زیرساخت ها باعث ناتوانی در مدیریت بارش ها و هدر رفتن آب ها گردد.

در دوره های خشکسالی استفاده از آب های زیرزمینی افزایش و سطح سفره های آب کاهش می یابد. همان طور که در بالا اشاره شد، اگر سطح سفره های در زمان مناسب احیا نگردد- که معمولاً در خشکسالی ها این مشکل وجود دارد - زمین فرونشست می نماید. با فرونشست زمین، حفره های درون خاک کمتر می شوند و توانایی زمین برای جذب آب به اندازه قابل توجهی کاهش می یابد. بعلاوه خشکسالی ها باعث کاهش سطح پوشش گیاهی می شوند.

هر دوی این عوامل، فرونشست و کاهش پوشش گیاهی، باعث می شوند عملکرد زمین در جذب آب و احیای سفره های آب زیرزمینی مختل گردد. در این شرایط، بارش های بیش ازحد معمول می توانند به راحتی باعث ایجاد سیلاب شوند و زیرساخت ها را با مشکل روبرو نمایند. در چنین مواردی، رها کردن آب بارش، به جای ذخیره آن، تنها گزینه منطقی خواهد بود.

بعلاوه سیلابی که پس از یک دوره خشکسالی ایجاد می گردد، می تواند کیفیت بسیار نامطلوبی داشته باشد و در فرایند های تصفیه آب اخلال ایجاد کند. روی هم رفته می توان انتظار داشت که با سرانجام دوره لانینا در اقیانوس آرام و بازگشت شرایط معمول یا ال نینو شاهد افزایش بارندگی ها در ایران باشیم؛ اما این افزایش بارندگی ها با چالش ها و مسائل مخصوص خود خواهند آمد و نمی توان انتظار معجزه داشت.