El Niño och La Niña

Fenomenet El Niño är en uppvärmning av ytvattnet i de östra delarna av tropiska Stilla Havet. Motsatsen, La Niña, innebär istället att det sker en nedkylning av området. Fenomenen uppstår i växelverkan mellan atmosfären och havet, och påverkar väderhållandena på flera håll på jorden.

Under normala förhållanden stiger luften över Indonesien och Australien och bildar stora molnsystem med kraftiga regn. På hög höjd förs luften österut och sjunker över Sydamerika. Passadvindarna för tillbaka luften västerut. Kallt näringsrikt vatten väller upp längs Sydamerikas kust (Figur 1, mittenbilden).

El Niño

När El Niño råder försvagas passadvindarna eller ändrar riktning. Det varma ytvattnet förs österut och molnsystem och regnväder följer med. Det kalla näringsrika vattnet, som under normala förhållanden väller upp längs Sydamerikas kust, trycks ner av det varma näringsfattiga vattnet. (Figur 1, högra bilden). Ofta återfinns ovanligt varmt ytvatten även längs Nordamerikas västkust, ibland ända upp till Alaska. (Figur 2).

Förskjutningen av molnsystemen österut under El Niño innebär torka i Indonesien och Australien. Centrala Stilla Havet drabbas av kraftiga regn och orkaner, som i vanliga fall är sällsynta där.

Även Ecuador och Peru längs Sydamerikas västkust, som normalt har ökenliknande klimat, får kraftiga regn, som orsakar översvämningar och erosion av det annars torra landskapet. I Alaska och Kanada ger El Niño varmare temperaturer än normalt.

El Niño återkommer i regel vart 4-7 år och håller i sig ca 12-17 mån. Det var fiskare längs Perus kust som gav fenomenet dess namn, El Niño, lilla pojken, vilket syftar på Jesusbarnet, eftersom det observerades omkring jultid.

Den ursprungliga beteckningen syftade på den uppvärmning av havet som normalt brukar ske utanför Peru vid denna tid på året men har senare kommit att stå för de perioder då man har en kraftig ökning av ytvattentemperaturen i ett större område i östra Stilla Havet.

Fig 1 nina normal nino
Figur 1. Bilderna visar yttemperatur, termoklinens läge och atmosfärsförhållandena under La Niña (till vänster) och El Niño (till höger). Normala förhållanden visas i mittenbilden. Termoklinen skiljer det varma ytvattnet från det kallare djupvattnet.
Foto Courtesy NOAA PMEL Förstora Bild

La Niña

La Niña betyder i sin tur "lilla flickan" och förekommer ungefär vart 3-5 år. Fenomenet innebär att det sker en nerkylning av yttemperaturen kring ekvatorn i centrala och östra delarna av Stilla havet. (Figur 1, vänstra bilden, och Figur 2).

Enligt den amerikanska vädertjänsten NOAA´s definition ska yttemperaturen i medeltal avvika med -0,5 grader från det normala under en tre månader lång period. Fullt utvecklad påverkar La Niña områdena kring tropikerna och även norra halvklotet.

I början av bildandet av en La Niña märks effekterna främst i tropikerna och södra delarna av jordklotet. Monsunen över Indien blir något starkare än normalt och i Australien blir det varmare än vad det normalt brukar vara. 

När La Niña är fullt utvecklad påverkar den fortfarande områdena kring tropikerna och på norra halvklotet i och kring Stilla havet kan vintern påverkas. Runt Indonesien blir det blötare än normalt och i området runt Alaskagolfen blir lågtrycken svagare än normalt.

Alaska och Kanada får kallare än normalt medan sydöstra USA istället får varmare och torrare än normalt. För Europas och Nordens del har varken La Niña eller El Niño särskilt stor inverkan på vädret.

Det finns fortfarande många frågor om dessa väderfenomen och forskning pågår.

Fig 2 el-nino la-nina
Figur 2. Här visas havsytans avvikelse från normalnivån i november 1997 (El Niño) och i februari 1999 (La Niña). Bilden är baserad på data från TOPEX/Poseidon-satelliten. Höga nivåer (vitt) är kopplat till varmt ytvatten medan låga nivåer (purpur) är kopplat till kallt ytvatten.
Foto Courtesy NASA/JPL-Caltech

Exempel på kraftiga El Niño och La Niña

Det kopplade systemet som El Niño ingår i brukar kallas ENSO, El Niño-Southern Oscillation, där El Niño betecknar det som sker i havet och Southern Oscillation utgör atmosfärsdelen.

Det är den varma fasen av ENSO som är kopplad till El Niño medan La Niña råder under den kalla fasen. Flera typer av index används för att definiera de olika faserna och ge ett mått på styrkan.

Diagrammet i Figur 3 visar hur MEI, (Multivariate ENSO index, ett index baserat på flera olika variabler) varierar under perioden 1950 och framåt. Positiva värden (rött) representerar El Niño-perioder medan MEI visar negativa värden (blått) under La Niña-perioder.

För att räknas som en kraftig El Niño ska index-värdet vara högre än 1.4 och för La Niña gäller att värdet ska vara lägre än -1.2. Som framgår av figuren så var El Niño mycket kraftig åren 1982/83 och 1997/98. Längre perioder med La Niña-förhållanden ägde rum 1954-56 och 1973-76.

Fig 3 multivariate
Figur 3. Index för ENSO som bygger på flera variabler. Positiva värden (rött) El Niño-förhållanden, negativa värden (blått) La Niña-förhållanden.
Förstora Bild

Observationssystem

Det fanns ingen beredskap när den kraftfulla 1982/83-års El Niño slog till, delvis på grund av brist på realtidsobservationer, och följderna blev väldigt kostsamma.

Ett omfattande mätprogram, TAO (Tropical Atmosphere - Ocean), påbörjades i mitten av 80-talet med syftet att kunna följa utvecklingen av förhållandena runt ekvatorn i Stilla Havet och därmed i tid upptäcka en kommande El Niño/ La Niña.

Tio år senare var mätsystemet helt utbyggt och det omfattar nu närmare 70 bojar (Figur 4). Dessa skickar i realtid uppgifter om bland annat havets temperatur ner till 500 m samt olika meteorologiska storheter (Figur 5). På en del platser mäter man även ström.

Altimetermätningar från satelliter är också mycket användbara för att upptäcka förändringar i Stilla Havets ytvatten (Figur 2). Varmt ytvatten är kopplat till högre havsnivåer vilket utnyttjas för att följa varmvattenpoolens utveckling.

Fig 4 tao-array
Figur 4. Bojsystemet i ekvatorsområdet i Stilla Havet. Turkosa och gula rutor anger riggarnas placering. De röda rutorna visar var man även mäter ström.
Foto Courtesy NOAA PMEL Förstora Bild

Klimatförändringar

El Niño och La Niña har stor påverkan på det globala klimatet. De kan orsaka regional torka och kraftiga regn, samt såväl ovanligt låga som höga temperaturer.

Den förstärkta växthuseffekten skulle kunna leda till en förändrad balans i klimatsystemet som i sin tur ändrar fördelningen mellan olika naturligt förekommande klimatsvängningar.

Exempelvis skulle El Niño-svängningarna på Stilla havet kunna ändras så att El Niños maxima blir kraftigare. Detta skulle ändra dels på medelvärdet av klimatet men framförallt också extremvärden.

Dessa antaganden är dock idag spekulationer, vi vet ännu inte tillräckligt mycket om klimatsystemet för att kunna avgöra varför och hur mycket svängningar av denna typ skulle kunna förändras.

Fig 5 atlas mooring
Figur 5. Typ av mätrigg som används i TAO-programmet.
Foto Courtesy NOAA PMEL