El Niño - sydlig svingning

El Niño - Southern Oscillation , eller ENSO ( akronym af El Niño - Southern Oscillation , lavet af udtrykkene El Nino og Southern Oscillation ( "  Southern Oscillation  " )) er et fænomen klima og oceanografisk forbinder det klimatiske fænomen El Niño og sydlige svingning af atmosfærisk tryk .

Selvom luftmasserne på de to halvkugler er relativt isoleret fra hinanden, påvirker den ti-årige rytme af atmosfæriske udsving på den nordlige halvkugle klimaet i Nordamerika og Eurasien , men også klimaet på den sydlige halvkugle og især det enorme region i Stillehavet. Det har en vigtig forbindelse med visse økologiske cyklusser, især marine og kontinentale, via de ændringer i nedbør, som det kan forårsage. Disse betydelige ændringer i nedbør kan forklare eller forværre visse fænomener ørkendannelse , tørke og saltforsaltning på den sydlige halvkugle. ENSO synes også at have en årsagsforbindelse eller stærke interaktioner med et hidtil uset fænomen med opvarmning af overfladevand i det østlige Stillehav.

Viden

Det ENSO-systemet været siden slutningen af det XX th  århundrede, mange undersøgelser i forbindelse med klima videnskab ( vejrudsigter lang sigt, klimaændringer ).

Dette svingningsfænomen er et komplekst fænomen. Det viser en vis konsistens, men det påvirkes konstant af mange faktorer og tilbagemeldinger , herunder:

Vejreffekter

ENSO selv er en af de påvirkende faktorer, der skal forstås for bedre at forudsige lang sigt meteorologiske tendenser, for eksempel i Indiske Ocean det følgende år, eller dens indvirkning på vinteren opvarmning af en del af det polære hætte af Syd Pole hvor visse områder (central-vest Antarktis ) er blandt dem, der opvarmes hurtigst i verden.
Det er involveret i visse pludselige opvarmninger og visse variationer i nedbør.

Økologiske virkninger

ENSO ved periodisk at ændre (og over en periode, der overstiger en årlig sæsonbetinget cyklus), havtemperaturer (ved overfladen og ved opsving og endo-upwellings samt nedbør og uklarhed har betydelige virkninger på økosystemer og deres biologiske produktivitet såvel som på bestemte arter og visse bevægelser af dyrepopulationer. Vi ved nu, at små forskelle i temperatur i marine farvande stærkt kan ændre marine økosystemer og rovdyrsforhold (for eksempel ved at påvirke arter. Temperaturfølsomme taster Enso faktum, at små klimaforandringer kan generere store ændringer i økologiske samfund. In situ og laboratorieeksperimenter har vist, at en let afkøling af vandet reducerer virkningerne af et nøglerovdyr , søstjernen Pisaster ochraceus , væsentligt på dets vigtigste bytte. Opstrømningen af ​​koldt vand forbundet med El Nino-begivenheder og langsigtede geofysiske ændringer kan derfor have betydelige virkninger på sammensætningen og mangfoldigheden af ​​disse klippefyldte tidevandsfællesskaber).

Ved at påvirke planteproduktiviteten ( havplankton , urteagtige planter og træer på land) har det stor indflydelse på biogeografi , hvilket medfører hurtige befolkningsfald i visse regioner i verden (i tørre områder eller områder, der er stærkt afhængige af nedbør, herunder hos hovdyr den afrikanske savanne for eksempel og især om dynamikken i rovdyr-byttesystemer i Sydamerika og på afstand i andre dele af verden. indsamlet af Odum) viser, at ved at få harepopulationer til at svinge, påvirker ENS0 også (med en svag tidsforsinkelse) bestande af deres rovdyr i Nordamerika. Her viser grafen udsvingene fra to arter (et bytte, som den amerikanske hare , og dens vigtigste rovdyr, den canadiske los ). Disse to arter har udviklet sig sammen og har en cyklisk populationsdynamik præget af varige interaktioner  : faldet af s bytteopulation fremkalder et fald i rovdyrpopulationen, som kun kommer sig, når byttet allerede har rekoloniseret sit habitat, offentliggjort i 1953 ). ENSO (El Niño Southern Oscillation), som kan påvirke hareens egnethed. Når haren begynder at sprede sig, fordi den er mindre kontrolleret af sit rovdyr, udøver den et mere intenst plantelevende tryk , der ændrer facaderne på de urteagtige planter og dræber nogle meget unge træer.

Det har også indirekte virkninger på variationer i fordelingen af ​​visse naturressourcer (især fiskeri og planteplankton ). Disse økologiske påvirkninger kan være fjerne, selv på toppen af vandområderne for vandrende fisk som fx laks , da mange halieutiske ressourcer, der spiller en vigtig rolle i at hæve højderne af de vitale sporstoffer og sjældne på kontinenterne, af hvor " jod sejler. Den albedo af skyen lag, nedbør , temperatur og vind faktisk påvirke næringsstofindholdet og iltindholdet af vandet (som aftager med stigende temperatur), og derfor biologisk produktivitet .

Paleoklimatstudier

For bedre at forstå og forudsige nutidige klimatiske udviklinger og kalibrere matematiske modeller søger vi også at rekonstruere og forstå tidligere variationer i klimaet og forbindelserne med den sydlige svingning , fra Pliocene til den seneste periode (siden den romerske antikvitet). Paleoklimatiske rekonstruktioner af El Niño- aktiviteten sigter mod at teste, om fænomenets aktivitet (dets frekvens og intensitet) tidligere har været følsom over for globale klimaforandringer, hvilket vil hjælpe med at forudsige dets reaktion på menneskeskabte klimaændringer.

De tidligste registreringer af El Niño fænomenet er 130.000 år gamle og blev hentet fra fossile koraller i Papua Ny Guinea. Klimasimuleringer antyder dog, at ENSO (El Niño Southern Oscillation) har eksisteret siden pliocenen ( 5,3 til 2,6  Ma ).

Der findes forskellige teknikker til at finde gamle spor af El Niño-aktivitet. Det mest direkte består i at rekonstruere, fra geokemiske indikatorer (såsom isotoper af ilt) målt langs vækstaksen for koraller eller fossile bløddyr, de månedlige variationer i vandtemperaturen i l. Æra, da disse organismer levede. De seneste resultater viser, at ENSOs aktivitet oplevede en periode med meget lav aktivitet i det centrale og østlige Stillehav for 6.000 til 3.000  år siden . Analyse af fossile bløddyrskaller fra peruvianske arkæologiske steder antyder, at ENSOs nuværende aktivitet er den mest intense i 10.000 år.

Referencer

  1. Newman, M., Compo, G. & Alexander, M. (2010, ENSO-tvunget variabilitet af Stillehavets decadale svingning . J. Clim. 16, 3853-3857 (2003)
  2. E. Di Lorenzo, KM Cobb, JC Furtado, N. Schneider, BT Anderson et al., Central Pacific El Niño og decadal klimaforandringer i det nordlige Stillehav  ; Nature Geoscience 3, 762-765 doi: 10.1038 / ngeo984; 17. oktober 2010
  3. Di Lorenzo, E. et al. (2008) Nord-Stillehavets gyroscillation forbinder havklima og økosystemændringer . Geophys. Res. Lett. 35, L08607
  4. Vimont, D. (2005), Bidraget fra den årlige ENSO-cyklus til det rumlige mønster af decadal ENSO-lignende variation . J. Clim. 18, 2080-2092
  5. arkin, N. & Harrison (2005), D. Globale sæsonbetingede temperatur- og nedbørsanomalier i El NiÒo efterår og vinter . Geophys. Res. Lett. 32, L16705.
  6. Jessica L. Conroy, Alejandra Restrepo, Jonathan T. Overpeck, Miriam Steinitz-Kannan, Julia E. Cole, et al. (2008), hidtil uset opvarmning af overfladetemperaturer i det østlige tropiske Stillehav  ; Nature Geoscience 2,46-50 doi: 10.1038 / ngeo390; 21. december 2008
  7. Nerilie J. Abram , Michael K. Gagan , Julia E. Cole og S. Wahyoe Hantoro "  Nylig intensivering af tropisk klimafariabilitet i Det Indiske Ocean  ," Nature Geoscience , bind.  1,2008, s.  849-853 ( DOI  10.1038 / ngeo357 , læs online )
  8. Malte F. Stuecker, Axel Timmermann, Fei-Fei Jin, Shayne McGregor & Hong-Li Ren (2013), En kombinationstilstand for den årlige cyklus og El Niño / Southern Oscillation  ; Nature Geoscience 6, 540-544 doi: 10.1038 / ngeo1826; 26. maj 2013
  9. Mat Collins, Soon-Il An, Wenju Cai, Alexandre Ganachaud, Éric Guilyardi et al. (2010), indvirkningen af ​​global opvarmning på det tropiske Stillehav og El Niño  ; Nature Geoscience 3, 391-397 doi: 10.1038 / ngeo868, 23. maj 2010
  10. Ingo Richter, Swadhin K. Behera, Yukio Masumoto, Bunmei Taguchi, Hideharu Sasaki et al. (2012), Flere årsager til variationer i havoverfladetemperaturen i det ækvatoriale Atlanterhav  ; Nature Geoscience 6, 43-47 doi: 10.1038 / ngeo1660; 16. december 2012
  11. Jennifer Pike, George EA Swann, Melanie J. Leng & Andrea M. Snelling (2013) Glacial udledning langs den vestlige Antarktis halvø under Holocænen, Nature Geoscience 6, 199-202 doi: 10.1038 / ngeo1703; 20. januar 2013
  12. Arnold L. Gordon, Bruce Huber, Darren McKee & Martin Visbeck (2010), En sæsonbestemt cyklus i eksporten af ​​bundvand fra Weddellhavet  ; Nature Geoscience 3, 551-556 doi: 10.1038 / ngeo916; 18. juli 2010 ( resumé )
  13. Elisa Manzini (2009), Atmosfærisk videnskab: ENSO og stratosfæren  ; Nature Geoscience 2, 749-750 doi: 10.1038 / ngeo677; november 2009
  14. S. Ineson & AA Scaife (2008), Stratosfærens rolle i det europæiske klimarespons på El Niño  ; Nature Geoscience 2, 32-36 doi: 10.1038 / ngeo381; 7. december 2008
  15. Norman G. Loeb, John M. Lyman, Gregory C. Johnson, Richard P. Allan, David R. Doelling et al. (2012), Observerede ændringer i top-of-the-atmosfære stråling og opvarmning i det øvre hav, der er konsistente inden for usikkerhed  ; Nature Geoscience 5, 110-113 doi: 10.1038 / ngeo1375; 22. januar 2012
  16. Yoo-Geun Ham, Jong-Seong Kug, Jong-Yeon Park & ​​Fei-Fei Jin (2013), Havoverfladetemperatur i det nordlige tropiske Atlanterhav som udløser for El Niño / sydlige oscillationsbegivenheder  ; Nature Geoscience 6, 112-116 doi: 10.1038 / ngeo1686; 6. januar 2013
  17. Rosanne D'Arrigo Rob Wilson & Alexander Tudhope (2008), virkningen af ​​vulkansk forcering på tropiske temperaturer i løbet af de sidste fire århundreder  ; Nature Geoscience 2, 51-56 doi: 10.1038 / ngeo393; 21. december 2008
  18. Amato T. Evan, Gregory R. Foltz, Dongxiao Zhang & Daniel J. Vimont (2011), Indflydelse af afrikansk støv på ocean - atmosfærevariation i det tropiske Atlanterhav  ; Nature Geoscience 4, 762-765 doi: 10.1038 / ngeo1276; 2. oktober 2011
  19. Takeshi Izumo, Jérôme Vialard, Matthieu Lengaigne, Clément de Boyer Montegut, Swadhin K. Behera et al. (2010); Indflydelse af staten Det Indiske Ocean Dipole på det følgende års El Niño  ; Nature Geoscience 3, 168-172 doi: 10.1038 / ngeo760; 21. februar 2010
  20. Qinghua Ding, Eric J. Steig David S. Battisti & Marcel Küttel (2011) Vinteropvarmning i det vestlige Antarktis forårsaget af central tropisk opvarmning i Stillehavet  ; Nature Geoscience 4, 398-403 doi: 10.1038 / ngeo1129; 10. april 2011
  21. David H. Bromwich, Julien P. Nicolas, Andrew J. Monaghan Matthew A. Lazzara, Linda M. Keller et al. (2012), Central West Antarctica blandt de hurtigst opvarmende regioner på Jorden  ; Nature Geoscience 6, 139-145 doi: 10.1038 / ngeo1671; 23. december 2012
  22. M. Sigmond, JF Scinocca, VV Kharin & TG Shepherd (2013), Forbedret sæsonbestemt prognosefærdighed efter stratosfærisk pludselige opvarmning  ; Nature Geoscience 6, 98-102 doi: 10.1038 / ngeo1698; 13. januar 2013
  23. Paul A. O'Gorman (2012), Følsomhed over for tropiske nedbør ekstreme over for klimaændringer  ; Nature Geoscience 5, 697-700 doi: 10.1038 / ngeo1568; 16. september 2012
  24. Udvardy, MF (1959). Noter om de økologiske begreber habitat, biotop og niche . Økologi, 725-728.
  25. Zhang Z, Tao Y & Li Z (2007) Faktorer, der påvirker hare-lynx-dynamik i den klassiske tidsserie fra Hudson Bay Company, Canada . Klimaforskning, 34 (2), 83.
  26. Sanford, E. (1999). Regulering af keystone-predation ved små ændringer i havtemperaturen. Science, 283 (5410), 2095-2097.
  27. Holmgren, M., Stapp, P., Dickman, CR, Gracia, C., Graham, S., Gutiérrez, JR, ... & Lima, M. (2006). En syntese af ENSO-effekter på tørland i Australien, Nordamerika og Sydamerika . Fremskridt inden for geovidenskab, 6, 69-72.
  28. Ogutu JO & Owen-Smith N (2003) ENSO, nedbør og temperaturpåvirkninger på ekstreme befolkningsfald blandt afrikanske savanne hovdyr . Ecology Letters, 6 (5), 412-419 ( abstract ).
  29. Jaksic FM, Silva SI, Meserve PL & Gutierrez JR (1997) En langsigtet undersøgelse af hvirveldyrs rovdyrresponser på en El Nino (ENSO) forstyrrelse i det vestlige Sydamerika . Oikos, 341-354.
  30. Preisser EL & Strong DR (2004) Klima påvirker rovdyrskontrol af et planteæderudbrud . The American Naturalist, 163 (5), 754-762 | URL: https://web.uri.edu/preisserlab/files/Am_Nat_2004_1635_754-762.pdf .
  31. Odum EP (1953) Fundamentals of ecology . WB Saunders, Philadephia
  32. Martinez, E., Antoine, D., D'Ortenzio, F. & Gentili, B. Klimadrevne bassin-skala dekadale svingninger af oceanisk fytoplankton . Science 326, 1253-1256 (2009)
  33. Hare, SR et al (2000). Omvendte produktionsregimer: Alaska og West Coast Pacific laks . Fiskeri 24, 6-14
  34. Mantua, N., Hare, S., Zhang, Y., Wallace, J. & Francis, R. (1997), En stillehavs interdecadal klimasvingning med indvirkning på lakseproduktion . Tyr. Am. Meteorol. Soc. 78, 1069-1079
  35. (i) von der Heydt, A. Dijkstra, HA, "  Palæoklima El Nino i Pliocæn  " , Nature Geoscience ,2011, s.  4, 502-503 ( læs online )
  36. Hong Yan, Liguang Sun, Yuhong Wang, Wen Huang, Shican Qiu & et al. (2011), en oversigt over det sydlige oscillationsindeks i de sidste 2.000 år fra nedbørsmæglere  ; Nature Geoscience 4, 611-614 doi: 10.1038 / ngeo1231; 14. august 2011
  37. (in) Tudhope, AW, et al., "  Variabilitet i den sydlige El-Niño-svingning gennem en glacial-interglacial cyklus  " , Science ,2011, s.  291, 1511-1517 ( læs online )
  38. (in) von der Heydt, AS, et al., "  Cold tongue / Warm Pool and ENSO dynamics in the Pliocene  " , Climate of the Past ,2011, s.  7, 903-915 ( læs online )
  39. (en) Carré, M., et al., "  Holocene historie med ENSO varians og asymmetri i det østlige tropiske Stillehav  " , Science ,2014, s.  345, 1045-1048 ( læs online )
  40. (en) Emile-Geay, J., et al., "  Links entre tropiske Stillehavs sæsonbestemte, interårige variabilitet og orbital under Holocænen  " , Nature Geoscience ,2016, s.  9, 168-173 ( læs online )

Se også

Relaterede artikler

eksterne links

Bibliografi