Under El niño blir havet i vestlige og sentrale deler av det tropiske Stillehavet varmere enn normalt. Men det vi ofte forbinder med fenomenet, er tørke og flom andre steder i verden. Ekstremværet skyldes at ENSO er en kobling mellom variasjoner i havet og i atmosfæren.
Under kan du lese om hva som skjer i havet og i atmosfæren, og om hvordan vann og luft påvirker hverandre slik at det er naturlig å se på ENSO som et sammenhengende fenomen.
Hva skjer i havet?
Utenfor vestkysten av Sør-Amerika strømmer den kalde Humboldtstrømmen eller Perustrømmen nordover. Næringsrikt vann veller opp fra dypet og gjør dette til et svært produktivt område som normalt har mye fisk.
Enkelte år merket peruanske fiskere at havet ble varmere og fisket dårligere. Fordi endringene skjedde rundt juletider, kalte de fenomenet El niño, som betyr guttebarnet – eller mer bestemt: Jesusbarnet.
Temperaturendringen fiskerne observerte ved overflaten var uttrykk for at bevegelsene i havet endret seg.
I dag vet vi at både temperaturendringen og det dårlige fisket skyldes svakere oppvelling utenfor kysten. Vi vet også at oppvarmingen strekker seg langt vestover i det tropiske Stillehavet.
Under La niña blir havet i omtrent det samme området kaldere enn normalt, og mer vann veller opp langs kysten og vestover langs ekvator.
Hva skjer i atmosfæren?
Engelskmannen Gilbert Walker jobbet med monsunstatistikk i India i de første tiårene av 1900-tallet. I dataene sine observerte han at lufttrykket øst i Indiahavet og i nordlige deler av Australia varierte i mottakt med lufttrykket i det sentrale Stillehavet.
Vanligvis var trykket mye høyere over Stillehavet enn i Australia, og passaten som blåser østfra over Stillehavet, var tilsvarende sterk. Men i noen år ble både høytrykket over Stillehavet og lavtrykket over Australia svekket. Da ble også vinden svakere og været i Australia og India tørrere.
Denne samvariasjonen mellom trykket over det sentrale Stillehavet og øst i Indiahavet kalte Walker den sørlige svingningen (Southern Oscillation). I dag vet man at den sørlige svingningen i atmosfæren henger sammen med El niño og La niña i havet – sammen utgjør de fenomenet El niño-sørlig svingning, ENSO.
Normale forhold
Koblingen fra havet til været i tropene går gjennom det som nå kalles Walker-sirkulasjonen, også den Walkers oppdagelse. Dette er en kjede av store sirkulasjonsceller der luften blåser langs bakken, stiger, blåser tilbake høyt oppe og synker igjen.
I området rundt Indonesia og det vestlige, tropiske Stillehavet stiger luften. Dermed dannes det kraftige bygeskyer med mye regn. Lengre øst i Stillehavet synker luften, mens den stiger igjen over regnskogen i Sør-Amerika og Sentral-Afrika. Der luften stiger, blir det vått; der den synker, blir det tørt.
El niño og La niña
I år med El niño og La niña endres Walker-sirkulasjonen.
Under El niño er passatvinden svakere enn normalt. Oppvarming av havet over det sentrale og østlige Stillehavet fører til at luften stiger over det varme havet der i stedet for over Indonesia og det vestlige, tropiske Stillehavet. I de tropiske delene av Sør-Amerika regner det mer enn normalt. Over Indonesia og Australia synker luften. Derfor blir det tørrere der. Trykket er unormalt høyt i disse vestlige områdene og unormalt lavt lengre øst.
Under La niña er den normale Walker-sirkulasjonen forsterket. Avkjøling i det sentrale og østlige Stillehavet forsterker nedsynkningen over havet og oppstigningen over Indonesia. Derfor blir det mer regn enn normalt i Indonesia og Australia. Også i regnskogen i den nordlige delen av Sør-Amerika vil det regne mer fordi mer luft stiger. Over Øst-Afrika synker luften, og det blir tørrere enn normalt.
Svingningene i havet og atmosfæren henger sammen
Fordi havet og i atmosfæren samvirker, opptrer ENSO som et samlet fenomen. En El niño eller La niña vil både påvirke og påvirkes av luften som sirkulerer over Stillehavet – vinden som blåser, og skyene og regnet som dannes der luft stiger.
Normale forhold
Under normale forhold er havoverflaten i det tropiske Stillehavet varmest i vest. Utenfor kysten av Sør-Amerika veller kaldt vann opp fra dypet, så overflatevannet er kaldere der. Skillet mellom varmt overflatevann og det kaldere vannet under, ligger høyere i øst enn i vest.
Havtemperaturen henger også sammen med forholdene i atmosfæren. Passaten blåser østfra og driver overflatevannet vestover i det meste av området. At vann flyttes vestover, forsterker oppvellingen utenfor kysten og langs ekvator.
Atmosfæren påvirker havet ved at vinden driver havstrømmer. Havet påvirker atmosfæren ved å varme opp eller avkjøle luften over. Der havoverflaten er varmest, blir luften over varmest og lettest, og stiger mest effektivt. Derfor dannes de kraftigste skyene og regnet over det varmeste havet.
På denne måten driver havet og atmosfæren hverandre, og endringer i en av dem vil skape endringer i det andre. Det ser vi når en El niño eller en La niña oppstår.
El niño
Det første tydelige tegnet på at en El niño er på gang, er at havtemperaturen i det østlige, tropiske Stillehavet stiger. Under El niño svekkes også passaten over Stillehavet. Hva som kommer først – endringen i temperaturen eller i vinden – varierer.
Passaten blåser fra øst mot vest. Når den svekkes under El niño, drives ikke like mye av det kalde vannet utenfor kysten av Sør-Amerika vestover. Derfor blir havoverflaten i det sentrale og østlige Stillehavet varmere. Over det varme havet stiger luften mer effektivt, så i disse områdene blir det mer regn enn normalt.
Rundt Indonesia og lengst vest i det tropiske Stillehavet blir vannet i noen tilfeller kaldere. Det demper utviklingen av skyer og regn og gjør det tørrere enn vanlig. Denne forskyvningen, at sonen med mest regn flytter seg østover, svekker passaten ytterligere.
Når passaten driver mindre overflatevann vestover, svekkes også oppvellingen av kaldt vann utenfor kysten av Sør-Amerika. Også det bidrar til å gjøre havet varmere i øst. Gjennom å endre vindforholdene, er oppvarmingen av havet altså selvforsterkende.
Denne selvforsterkende effekten – at endringer i vinden fører til endringer i havtemperaturen, som igjen forsterker de opprinnelige endringene i vinden – kalles Bjerknes-tilbakekobling, etter Jacob Bjerknes. Det var han som først foreslo at samvirkningen mellom havet og atmosfæren hadde betydning for ENSO.
La niña
Under La niña forsterkes forskjellene mellom det østlige og det vestlige Stillehavet. Det kan starte med at oppvellingen i øst forsterkes og gjør overflatevannet der kaldere, eller med at passaten blir sterkere.
Vinden driver kaldt vann vestover og forsterker overgangen mot det varme vannet vest i Stillehavet. At mer vann forsvinner vestover, fører til sterkere oppvelling utenfor kysten av Sør-Amerika, så overflaten blir enda kaldere.
Større temperaturforskjell mellom øst og vest, gir sterkere oppstigning i vest og sterkere nedsynkning i øst. Hele Walker-sirkulasjonen forsterkes, inkludert passaten, som dermed driver enda mer vann vestover. På samme måte som under El niño er endringene i vind og havtemperatur selvforsterkende.
Slutten og overgangen mellom El niño og La niña
Samvirkningen mellom vinden og temperaturen i havoverflaten er selvforsterkende. Likevel varer El niño og La niña vanligvis bare i sju til ni måneder.
Under en La niña er overflaten av Stillehavet kaldere, men lenger nede blir vannet varmere, spesielt i vest. Dette varme vannet bølger seg sakte østover samtidig som kaldt vann på østsiden når overflaten og drives vestover og bort fra ekvator. Når det varme vannet i dypet etter mange måneder når den østlige delen av Stillehavet, vil den sterke passatvinden trekke det opp til overflaten. Da blir havoverflaten varmere i øst, og La niña-en avsluttes.
En El niño avsluttes på samme måte. Kaldt vann bygger seg opp under overflaten i vest og strømmer østover mot Sør-Amerika, der det stiger og avkjøler overflaten.
Temperaturen i vannet som strømmer østover under overflaten av Stillehavet, måles jevnlig. Resultatene brukes til å varsle om en El niño eller La niña er på vei.