El Nino ja La Nina – esimerkki luonnon itsesäätyvyydestä

Johdanto

Luultavasti kaikki ovat kuulleet sanat El Niño, La Niña, ja ENSO. Kaksi ensin mainittua sanaa ovat espanjaa ja tarkoittavat Pientä Poikaa tai Kristus-lasta ja Pientä Tyttöä. Jatkossa kirjoitan nuo sanat ilman hattua n:n päällä. Näillä sanoilla ja niistä johtuvilla sääilmiöillä on historiallinen tausta. Etelä-Amerikan kalastajat huomasivat ensimmäisen kerran epätavallisen lämpimän veden jaksoja Tyynellämerellä 1600-luvulla. Heidän käyttämänsä koko nimi ilmiölle oli El Niño de Navidad (Joulun Kristus-lapsi), koska El Niño on tyypillisesti alkanut joulukuun tienoilla. El Niño voi vaikuttaa säähän merkittävästi. Joulun Kristus-lapsi ei tuonut hyviä lahjoja kalastajille. Normaalisti Etelä-Amerikan länsipuolen rannikolla etelästä virtaava kylmä Perun eli Humboldtin virta toi ravinteikasta vettä pintaa ja se tiesi runsaista kalasaaliita. El Ninon aikana Perun virta korvautui pohjoisesta virtaavalla lämpimällä vedellä ja kalasaaliit pienenivät merkittävästi.

El Nino nostaa globaalia lämpötilaa. La Nina on El Ninon vastakohta ja silloin maapallon lämpötila laskee. ENSO tulee sanoista El Nino Southern Oscillation eli vapaasti käännettynä El Nino Eteläinen Värähtely. Kuvassa 1 on normaali tilanne Tyynen meren (Tyyni valtameri) alueella, kun kumpikaan ilmiö ei ole vaikuttamassa.

Kuva 1. Normaalitilanne Tyynen meren alueella.

ENSO-vaiheiden mittausindeksi ONI

ENSOn eri vaiheiden seuraamiseen on kehitetty mittausindeksi nimeltään ONI, joka tulee sanoista Oceanic Nino Index. Se perustuu tietyn merialueen pintaveden lämpötilamittauksiin. Tyynen meren päiväntasaaja-alue on jaettu erilaisiin lohkoihin kuvan 2 mukaisesti.

Kuva 2. Nino-alueet Tyynen meren päiväntasaaja-alueella. Alue 5 on Nino 4:n länsipuolella.

Alue Nino 3.4 ulottuu Nino-alueiden 3 ja 4 yli. Tämän merialueen pintaveden lämpötilamittauksista lasketaan juoksevaa kolmen kuukauden keskiarvoa. Alue Nino 3.4 on valittu siksi, että tämä alue kattaa päiväntasaajan kylmän kielen alueen länsipuoliskon, jolloin se tarjoaa hyvän mittarin merkittävistä muutoksista meriveden lämpötilassa, jotka johtuvat muutoksista syvän trooppisen konvektion ja ilmakehän vedenkierron kuviossa.

Esimerkiksi toukokuun ONI-arvo on huhtikuun, toukokuun ja kesäkuun keskiarvo. El Ninon katsotaan syntyneen, kun ONI ylittää +0,5 °C ja La Nina on syntynyt, kun ONI laskee alle -0,5 °C.

Kuva 3. Historiallinen ONI-indeksin kuvaaja.

ONI-indeksin mukaan sekä El Nino että La Nina luokitellaan vahvuudeltaan seuraavasti: yli 0,5 heikko, yli 1,0 kohtalainen, yli 1,5 voimakas ja yli 2,0 erittäin voimakas eli super (La Ninan arvot negatiivisia).

ENSOn vaiheet ja vaikutukset globaalisti

Jotkut pitävät ENSO-ilmiötä sääilmiönä ja jotkut ilmastoilmiönä. Mielestäni se on lyhytaikainen ilmastohäiriö, koska sen vaiheet kestävät tyypillisesti yli vuoden ja sen vaikutukset ovat globaaleja.

On olemassa monimutkaisia ja kattavia kuvauksia ENSO-vaiheiden synnyistä ja oleellisista eroista. Tyydyn mahdollisimman yksinkertaiseen selitykseen. El Ninossa merivirtojen ja pasaatituulien heikkeneminen johtaa siihen, että pintavesi ei sekoitu alempana olevan kylmemmän veden kanssa ja sen lämpötila nousee voimakkaasti. Tyynen meren pintavesi alkaa virrata lännestä itään.

Kuva 4. El Nino

Kuvassa 5 on graafisesti esitetty El Ninon globaalit vaikutukset ilmiön alussa ja keskipaikkeilla. Tunnetuimpia vaikutuksia ovat sademäärien kasvu Kaliforniassa ja kuivuus Australiassa. El Nino vaikuttaa monsuunisateita heikentävästi Intiassa.

Kuva 5. El Ninon globaalit vaikutukset.

Kun El Nino tyypillisesti 1 – 2 vuoden päästä kääntyy La Ninaksi, niin kylmä vesi alkaa sekoittua pintaveden kanssa. El Ninon piikki on tyypillisesti kapeampi kuin La Ninan piikki alaspäin, koska sekoittuminen vaatii enemmän aikaa, kuva 3 eli La Nina kestää ajallisesti pitempään.

Kuva 6. La Nina.

La Ninassa Tyynen meren pintavesi alkaa jälleen virrata idästä länteen ja varsinkin Tyynen meren länsiosassa kylmä alue laajenee länteen päin, kuva 6.

Kuva 7. La Ninan globaalit vaikutukset.

La Ninan vaikutukset kääntyvät vastakkaisiksi El Ninon verrattuina: Kaliforniassa kuivuutta, Australiassa lämmintä ja sateista ja monsuunisateet lisääntyvät Intiassa.

Havaintoja ja uutisointeja ENSO-vaiheiden vaikutuksista

Kuten tunnettua, niin ilmastohömppään hurahtaneet ovat näkevinään kaikkialla negatiivisia kehityskulkuja ja jos niitä ei ole, niin niillekin yritetään löytää joku selitys. 2010-luvulla monet hurahtaneet olivat sitä mieltä, että Kalifornia muuttuu oikeaksi erämaaksi ja siellä ei enää sada. Kun super El Nino 2015-16 toi sateet Kaliforniaan, niin siellä satoi niin, että pääpadon allas meinasi murtua. Suuren valliriutan korallit haalistuvat säännöllisesti La Ninan aikana ja sitten toipuvat. Kun nyt elämme La Ninan aikaa, niin tullaan huomaamaan lisääntyneet uutiset Suuren Valliriutan korallien kuolemisesta. Kun lämpötila ei käytännössä noussut vuoteen 2014 saakka, niin sillekin on tarjottu selitystä ENSO:n vaikutuksesta.

ENSOn vaikutuksista ja sen syntymekanismeista on kirjoitettu lukuisia tutkimusartikkeleita. Olen itsekin pistänyt lusikkani soppaan, kun tein havainnon super El Ninoihin liittyen. Havaitsin nimittäin, että puolet super El Ninon globaalista lämpötilavaikutuksesta tulee lisääntyneestä auringon säteilyn nettovaikutuksesta, joka johtuu pilvisyyden muutoksista, kuva 8. En pystynyt selvittämän, kumpi on seuraus ja kumpi on syy, mutta raportoin tekemäni havainnon. Jonain päivänä mekanismi selviää. Sellaisen johtopäätöksen kuitenkin vedän, että vuoden 2010 El Ninosta ei tullut super El Ninoa, koska auringon säteilyn lisääntynyt vaikutus tuli myöhästyneenä.

Kuva 8. Globaali lämpötilatrendi (punainen käyrä) ja auringon säteilyn muutos (keltainen käyrä).

Tutkimuksessani selvitin pilvisyyden muutokset El Nino 2015-16 aikana, kuva 9. Lähtökohtaisesti voidaan olettaa, että jos lämpötila nousee Nino-aluilla 3-4, niin haihtuminen lisääntyy voimakkaasti ja sen myötä pilvisyyden pitäisi myös lisääntyä voimakkaasti. Kuvasta 9 näkyy, että näin myös tapahtuu.

Kuva 9. Pilvisyyden muutokset Nino-alueilla 2014-2018.

Hyvä kysymys mielestäni on, että miten varsin pienellä maantieteellisellä alueella eli Nino 3-5 tapahtuva lämpötilan nousu (tai lasku) voi vaikuttaa erittäin merkittävästi globaaliin lämpötilaan. Kuva 10 antaa havainnollisen vastauksen.

Kuva 10. Globaali lämpötilakehitys ja absoluuttisen vesimäärän kehitys (TPW) 1980-2020.

Kuva 10 mukaan El Ninon aikana ilmakehän globaali vesimäärä kasvaa yhtäpitävästi lämpötilan kasvun kanssa. La Ninan aikana käy päinvastoin. Varsinainen myrkkypilleri IPCC:n ja ilmastoeliitin tieteelle on näiden kahden käyrän pitemmän aikavälin käyttäytymisessä. Vuodesta 1980 vuoteen 2002 lämpötila kasvoi, mutta absoluuttinen vesimäärä ilmakehässä pieneni. Poikkeuksena on nuo El Nino – ajanjaksot.

Tämä romuttaa teorian ns. veden positiivisesta takaisinkytkennästä. Tämän teorian mukaisesti lämpötilan noustessa myös vesimäärän pitäisi nousta ja se kaksinkertaistaisi kasvihuonekaasujen lämpötilavaikutuksen. Voidaan sanoa kuten entinen mies, että huviksensa ilmasto ei toimi näin. Ei voida vedota siihen, että kyse on mittausvirheistä. Ei ole, koska ENSO-ilmiöiden aikana positiivinen takaisinkytkentä toimii, mutta ei pitkässä juoksussa. Tämä kuva on tabu IPCC:n tieteeseen uskoville ja siksi en ole löytänyt yhtään tällaista kuvaa mistään tutkimuksista eikä myöskään Internet-sivuilta. Mistä ei voi puhua, siitä täytyy vaieta.

Kuvasta 10 näkyy myös, että vuoden 2000 lämpötila ja vesimäärä ovat alkaneet kulkea enemmän yhtä jalkaa. Selitykseni on, että vuoden 2000 jälkeen on tapahtunut merkittävä auringon säteilyn kasvu, joka johtaa maapallon uuteen keskimääräiseen tasapainotilaan lämpötilan ja absoluuttisen vesimäärän suhteen. Kuten tunnettua, maapallo saa 99,97 % energiastaan auringosta. Kun siinä tapahtuu pysyvä muutos, maapallon meret alkavat pakosti haihduttamaan enemmän vettä ilmakehään.

Meneillään oleva La Nina


Kuva 11. ONI-indeksi ja kumulatiivinen ONI-indeksi.

Jo kuva 3 osoittaa silmämääräisesti, että ONI-indeksi heilahtelee aika lailla tasaisesti nolla-arvon molemmin puolin. Se tarkoittaa, että La Nina kompensoi El Ninon aiheuttaman lämpötilan nousun. El Nino ei tuo maapallolla uutta energiaa. Se vastaa sitä, että mies pissii housuihinsa pakkasella ja hetken on ihanan lämmintä. Mutta kohta on entistä kylmempää. Kuvassa 11 on myös kumulatiivinen ONI-indeksi. Yhtäläinen punainen viiva alkaa vuodeta 2000. Se matemaattisesti laskettu ynnäämällä edellisen kuukauden arvoon seuraavan kuukauden ONI-arvo. EL Ninon aikana kumulatiivinen käyrä alkaa nousta, ja La Nina alkaa pienentää sitä. Jos kaikki menee tarkalleen teorian mukaan, niin El Ninoa seuraavan La Ninan loppuessa kumulatiivinen arvo pitäisi mennä nollaan.

Ensimmäisen kerran La Ninat kumoavat EL Ninojen vaikutukset vuonna 2009. Pitkän aikavälin kumulatiivinen arvo osoittaa, että nyt luonto on maksanut myös super El Ninon 2015-16 lämmitysvaikutukset ja lämpötilavaikutuksissa ollaan sujut. Jos kumulatiivinen ONI-arvo aloitetaan vuodesta 2015, niin Tyynen meren kylmä vesi ei ole vielä maksanut takasin kokonaan tapahtunutta super El Ninon 2015-16 lämpenemisvaikutusta. Meneillään on yllättävän pitkä La Nina ja sen selitys voi olla tuossa edellä: luonto vielä tasii El Nino 2015-16 vaikutuksia. ONI on vain yksi mittari ENSO-ilmiöiden luonnehdinnasta eikä se kata koko Tyynen meren muutoksia.

Vuonna 2019 Saksan Potsdam Climate Institute (PIK) kehui, että sillä oli ylivoimainen El Niño -ennustemalli, väittäen vuotta etukäteen ja 80%: n varmuudella, El Niño -tapahtuma olisi loppuvuodesta 2020 yltäen tasolle +1,5. Ei tullut El Nino, vaan La Nina jatkui vieläpä noin tasolla -1,0. ENSOn ennustamiseen tieteellä ei ole vielä vastausta, vaikka kaikenlaisia selityksiä on ehdotettu.

+13
aveollila
Porvoo

TkT, dosentti emeritus (Aalto-yliopisto)

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu