*bine, poate că nu.
deși nu sunt la fel de populare ca „vortexul polar”, valurile Kelvin oceanice au pătruns în rapoartele mass-media la începutul anului 2014 (aici, aici, aici), când un val cu adevărat puternic a călătorit spre est peste Oceanul Pacific tropical. În această postare, vom intra într-un pic mai detaliat despre ce sunt aceste valuri și de ce sunt importante în predicția ENSO. Și dacă valurile Kelvin devin vreodată la fel de populare ca vortexul polar într-o zi, suntem încrezători că cititorii noștri le vor putea descrie într-un mod care să nu genereze un oftat greu din partea oamenilor de știință.
nu toate valurile se ondulează și se prăbușesc
valurile cu care majoritatea dintre noi suntem familiarizați sunt valurile de pe plajă—valuri care se ondulează la nesfârșit și se prăbușesc pe țărm. Dar oceanul și atmosfera au, de asemenea, ceea ce se numesc „valuri planetare”—valuri de scară imensă. Valurile Kelvin sunt un fel de undă planetară.
spre deosebire de valurile pe care le vedeți la plajă, valurile Kelvin nu se ondulează și apoi se prăbușesc. Ele sunt mai mult ca valurile din cada ta, care încet slosh în jurul. Nu se rup, dar au totuși vârfuri și văi largi care schimbă adâncimea apei (echivalentul oceanului este „înălțimea suprafeței mării”).
undele Kelvin care sunt relevante pentru ENSO se deplasează numai spre est și de-a lungul ecuatorului (1). La fel ca toate undele planetare, întinderea geografică a unui val Kelvin ecuatorial este uriașă, adesea întinzându-se pe o mare parte din Oceanul Pacific (mii de mile).
valurile Kelvin ecuatoriale au două faze, ceea ce poate duce la schimbări foarte diferite ale temperaturii subterane și ale suprafeței mării (SSTs) în Pacificul tropical de Est:
(a) Faza de coborâre: în mod normal, vânturile suflă de la est la vest peste Pacificul tropical, care acumulează apă caldă în Pacificul de Vest. O slăbire a acestor vânturi începe stratul de suprafață al apei în cascadă spre est. Stratul cald gros se înclină spre est, împingând în jos termoclina pe măsură ce merge, astfel numim acest val „downwelling”. Termoclina este limita dintre stratul mixt mai cald, aproape de suprafață și apa mai adâncă mai rece (4). Din cauza acestei împingeri în jos, pe măsură ce valul se deplasează spre est, este mai greu pentru apa mai rece și mai adâncă să afecteze suprafața, astfel încât temperaturile apropiate de suprafață sunt adesea peste medie. Acest lucru va încălzi adesea (nu întotdeauna) temperaturile de la suprafață și va planta semințele pentru un El ni inject (5).
(B) faza ascendentă: după ce partea descendentă a valului trece, uneori vedem o revenire sau o creștere în cazul în care a existat o dată descendență (6). Aici, apa mai rece la adâncime în susvânturile și termoclina se apropie de suprafață. De multe ori vom vedea temperaturi sub medie aproape sau la suprafață.
puteți vedea atât fazele de coborâre, cât și cele de creștere în această diagramă de mai jos, care arată temperatura medie a celor 300 m de sus a oceanului de-a lungul ecuatorului (7). Când stratul superior cald este gros, această temperatură medie este mai caldă, astfel încât acest tip de diagramă este convenabil. După ce începe, un val Kelvin durează 2-3 luni pentru a traversa Pacificul tropical, ceea ce ne oferă un timp de plumb pentru a anticipa un posibil eveniment el ni. Am văzut un val mare de Kelvin în martie / aprilie 2014 (vezi și acest articol), dar apoi am văzut o fază de creștere în iunie/iulie, care a ajutat la inversarea și răcirea temperaturilor în Pacificul de Est. Schimbările de temperatură subterane nu sunt întotdeauna perfect egale și opuse. Doar pentru că există o fază puternic downwelling nu înseamnă că va exista o fază puternic upwelling (6).
anomalii ale temperaturii sub-suprafeței ecuatoriale (în medie de la 0-300 metri adâncime) prezentate pentru fiecare longitudine de-a lungul Oceanului Pacific (vezi axa x). Timpul este afișat pe axa y de la mijlocul lunii ianuarie 2014 (marginea de sus) până la mijlocul lunii ianuarie 2015 (marginea de jos). Umbrirea roșie arată unde temperaturile erau peste medie, iar umbrirea albastră arată unde erau sub medie. Datele provin din sistemul global de asimilare a datelor oceanice NCEP (GODAS) cu anomalii definite în raport cu media din perioada 1981-2010. Figura este de la NOAA Climate Prediction Center.
în decembrie 2014 și ianuarie 2015, am văzut un val Kelvin slab care se mișca peste Pacificul tropical (umbrire albă), ceea ce a dus la răcirea Oceanului Pacific tropical subteran. Va fi acesta ultimul cui în sicriu pentru el ni Inkto în iarna 2014-15? Este posibil, așa că rămâneți la curent cu viitoarele actualizări ENSO. În continuare, trebuie să continuăm să monitorizăm Pacificul pentru viitoarele valuri Kelvin descendente, care pot crește riscul formării El ni în 2015 (a se vedea cea mai recentă rulare NCEP CFSv2).
– Vă mulțumim pentru revizuire și modificările de la William Kessler, NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL). Consultați Întrebările frecvente ENSO utile și distractive.
note de subsol:
(1) în acest moment, cititorii noștri mai curioși s-ar putea întreba, ce se întâmplă după ce acest val lovește coasta Americii de Sud? Ei bine, ei pot sări înapoi (ușor de pe ecuator) ca un val Rossby în mișcare spre vest. De asemenea, există un al doilea tip de val Kelvin în ocean care nu este la fel de direct aplicabil predicției ENSO, care se numește val Kelvin de coastă care călătorește cu coasta spre dreapta în emisfera nordică.
(2) la scară planetară, forțe diferite domină și astfel găsim aceste clase diferite de valuri. Cu toate acestea, ca orice val, undele planetare încep atunci când suprafața unui fluid este perturbată cumva.
(3) unda Kelvin atmosferică este adesea prezentată ca unda Kelvin cuplată convectiv (CCKW) și este în esență similară cu Oscilația atmosferică Madden Julian (MJO), cu excepția faptului că se deplasează mai repede spre est și se întind pe lungimi de undă mai scurte (Kiladis și colab., 2009).
(4) termoclina este adesea definită de temperaturile subterane la 20 C. În jurul stratului de 20 C, Temperaturile oceanelor se schimbă rapid (un gradient puternic de temperatură). În medie, termoclina se găsește la o adâncime mai adâncă în Pacificul de Vest și este mai aproape de suprafață în Pacificul de Est.
(5) apariția unui val Kelvin downwelling nu înseamnă în mod automat un eveniment el ni se apropie. Temperaturile subterane pot deveni destul de calde, dar nu se manifestă neapărat la suprafața oceanului într-un mod 1:1. Acest lucru se datorează faptului că este „mai ușor” să se realizeze anomalii mari în apropierea termoclinei (un gradient mare de temperatură poate duce la anomalii mari) și nu neapărat chiar la suprafață. Cu toate acestea, valurile Kelvin descendente sunt un semn al unei posibile el ni-uri și sunt motivul pentru care este important să se monitorizeze sub suprafața oceanului în plus față de suprafață.
(6) nu trebuie să existe un val de revenire. Valurile reflectă în întregime forța vântului: dacă vânturile rămân spre vest, nu va exista nicio revenire. Dar se întâmplă că, de obicei, forțarea vântului spre vest (de exemplu, să spunem de la MJO) este apoi urmată de anomalii estice. Acest proces este în întregime extern oceanului— în cele din urmă, Oceanul va răspunde la forțarea susținută a vântului.
(7) Figura 1 este menționată ca o diagramă Hovmoller, care este un nume intimidant, dar este un mod frumos de a prezenta informații. Umbrirea roșie arată unde temperaturile subterane (de la suprafața oceanului la 300 de metri sub suprafață) sunt peste medie. Blues vă arată unde sunt sub medie. Lucrul frumos al acestei diagrame este că puteți vedea evoluția și mișcarea acestor valuri în timp. Înclinarea de la stânga sus la dreapta jos a anomaliilor de temperatură indică mișcarea spre est, care este un semn al unui val Kelvin oceanic. În schimb, nu puteți vedea această mișcare atunci când examinați o figură care arată pur și simplu temperaturile oceanului subteran la un moment dat (cum ar fi cea de mai jos, care este pentru 13 ianuarie 2015). Într-o diagramă Hovmoller, una dintre axe (de obicei verticală/axa y) trebuie să fie timp.
secțiunea adâncime-longitudine a anomaliilor de temperatură ale oceanului superior al Pacificului ecuatorial (0-300m) centrată pe pentada din 13 ianuarie 2015. Anomaliile sunt medii între 5S-5N și se bazează pe plecări din perioada de bază 1981-2010 pentad înseamnă.
