*okej, kanske inte.
även om det inte är lika populärt som ”polar vortex”, bröt oceaniska Kelvin-vågor in i medierapporter i början av 2014 (här, här, här) när en riktigt stark våg reste österut över det tropiska Stilla havet. I det här inlägget kommer vi att gå in på lite mer detaljer om vad dessa vågor är och varför de är viktiga i Enso-förutsägelsen. Och om Kelvin-vågor någonsin blir lika populära som polar vortex en dag, är vi övertygade om att våra läsare kommer att kunna beskriva dem på ett sätt som inte genererar en tung suck från forskare.
inte alla vågor krullar och kraschar
vågorna som de flesta av oss känner till är vågorna på stranden—vågor som oändligt krullar och kraschar på stranden. Men havet och atmosfären har också det som kallas ”planetvågor”—vågor av enorm skala. Kelvin vågor är en slags planetvåg.
till skillnad från vågorna du ser på stranden, krullar Kelvin-vågorna inte över och kraschar sedan. De är mer som vågorna i ditt badkar, som långsamt slosh runt. De bryter inte, men de har fortfarande breda toppar och dalar som förändrar vattendjupet (havsekvivalenten är ”havsythöjd”).
Kelvin-vågorna som är relevanta för ENSO rör sig endast österut och längs ekvatorn (1). Liksom alla planetvågor är den geografiska omfattningen av en ekvatorial Kelvin-våg enorm och sträcker sig ofta över mycket av Stilla havet (tusentals mil).
ekvatoriella Kelvin-vågor har två faser, vilket kan leda till mycket olika förändringar i under-och havsytemperaturen (SSTs) i östra tropiska Stilla havet:
(a) Nedvällningsfas: normalt blåser vindar från öst till väst över tropiska Stilla havet, som staplar upp varmt vatten i västra Stilla havet. En försvagning av dessa vindar börjar ytskiktet av vatten som faller österut. Det tjocka varma skiktet sloshes österut och trycker ner termoklinen när den går, så kallar vi detta en ”downwelling” – våg. Termoklinen är gränsen mellan det varmare, nära ytblandade skiktet och kallare djupare vatten (4). På grund av detta nedåtgående tryck när vågen färdas österut är det svårare för det kallare, djupare vattnet att påverka ytan så nära yttemperaturerna är ofta över genomsnittet. Detta kommer ofta (inte alltid) att värma yttemperaturerna och plantera frön för en El ni Exceptiono (5).
(B) Uppvällningsfas: efter att den nedvällande delen av vågen går, ser vi ibland en återhämtning eller uppvällning där det en gång var nedvällning (6). Här kommer det kallare vattnet på djupet uppbrunnar och termoklinen kommer närmare ytan. Vi kommer ofta att se under genomsnittliga temperaturer nära eller vid ytan.
du kan se både nedvällnings-och uppvällningsfaser i det här diagrammet nedan, vilket visar medeltemperaturen för havets topp 300m längs ekvatorn (7). När det varma övre skiktet är tjockt är denna medeltemperatur varmare, så den här typen av diagram är bekväm. Efter att det har börjat tar en Kelvin-våg 2-3 månader att korsa det tropiska Stilla Havet, vilket ger oss lite ledtid för att förutse en eventuell El ni Actuico-händelse. Vi såg en stor Downwelling Kelvin wave i mars / April 2014 (Se även den här artikeln), men då såg vi en uppsvällningsfas gå igenom i juni/juli, vilket bidrog till att vända och kyla temperaturer i östra Stilla havet. Temperaturförändringarna under ytan är inte alltid helt lika och motsatta. Bara för att det finns en stark nedvällningsfas betyder det inte att det kommer att bli en stark uppvällningsfas (6).
ekvatoriella sub-yttemperaturavvikelser (medelvärde från 0-300 meters djup) visas för varje longitud över Stilla havet (se x-axeln). Tiden visas på y-axeln från mitten av januari 2014 (övre kanten) till mitten av januari 2015 (nedre kanten). Röd skuggning visar var temperaturen var över genomsnittet och blå skuggning visar var de var under genomsnittet. Data är från NCEP Global Ocean data Assimilation System (GODAS) med anomalier definierade med avseende på genomsnittet under 1981-2010. Bilden är från NOAA Climate Prediction Center.
under December 2014 och januari 2015 såg vi en svag Uppvällande Kelvin-våg flytta över det tropiska Stilla havet (vit skuggning), vilket resulterade i kylning av det underjordiska tropiska Stilla havet. Kommer detta att vara den sista spiken i kistan för El ni Baccolo vintern 2014-15? Det är möjligt, så håll ögonen öppna för framtida Enso-uppdateringar. Framöver måste vi fortfarande fortsätta att övervaka Stilla havet för framtida Nedvällande Kelvin-vågor, vilket kan öka risken för att el ni Bisexo bildas 2015 (Se senaste NCEP CFSv2-körningen).
– Tack för översynen och redigeringarna från William Kessler, NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL). Kolla in hans hjälpsamma och underhållande Enso Vanliga frågor.
fotnoter:
(1) vid denna tidpunkt kan våra mer nyfikna läsare fråga sig själva, vad händer efter att denna våg träffar Sydamerikas kust? Tja, de kan studsa tillbaka (något utanför ekvatorn) som en västerut rörlig Rossby-våg. Det finns också en andra typ av Kelvin-våg i havet som inte är lika direkt tillämplig på Enso-förutsägelse, som kallas en kustnära Kelvin-våg som reser med kusten till höger på norra halvklotet.
(2) på planetariska skalor dominerar olika krafter, och så finner vi dessa olika klasser av vågor. Men som alla vågor börjar planetvågor när ytan på en vätska störs på något sätt.
(3) den atmosfäriska Kelvin-vågen presenteras ofta som konvektivt kopplad Kelvin-våg (CCKW) och liknar väsentligen den atmosfäriska Madden Julian-oscillationen (MJO) förutom att de rör sig snabbare österut och spänner över kortare våglängder (Kiladis et al., 2009).
(4) termoklinen definieras ofta av yttemperaturer vid 20 C. runt 20 C-skiktet förändras havstemperaturerna snabbt (en stark temperaturgradient). I genomsnitt finns termoklinen på ett djupare djup i västra Stilla havet och ligger närmare ytan i östra Stilla havet.
(5) utseendet på en Downwelling Kelvin-våg betyder inte automatiskt att en El ni Ubico-händelse kommer. Sub-ytemperaturer kan bli ganska varma, men de manifesterar sig inte nödvändigtvis på havets yta på ett 1:1-Sätt. Detta beror på att det är” lättare ” att uppnå stora avvikelser nära termoklinen (en stor temperaturgradient kan leda till stora avvikelser) och inte nödvändigtvis precis vid ytan. Men nedsvällande Kelvin-vågor är ett tecken på en möjlig El ni Ubico och det är därför det är viktigt att övervaka under havets yta utöver ytan.
(6) Det behöver inte finnas en rebound upwelling våg. Vågorna återspeglar helt vindkraften: om vindarna förblir västliga kommer det inte att bli någon återhämtning. Men det händer att vanligtvis västlig vindkraft (t.ex. säga från MJO) följs sedan av östliga avvikelser. Denna process är helt utanför havet-i slutändan kommer havet att reagera på långvarig vindkraft.
(7) Figur 1 kallas en Hovmoller diagram, vilket är en skrämmande namn, men det är ett trevligt sätt att presentera information. Den röda skuggningen visar var underytans temperaturer (från havsytan till 300 meter under ytan) är över genomsnittet. Blues visar var de är under genomsnittet. Det fina med detta diagram är att du kan se utvecklingen och rörelsen av dessa vågor över tiden. Den övre vänstra till nedre högra lutningen av temperaturavvikelserna indikerar österut rörelse vilket är ett tecken på en oceanisk Kelvin-våg. Däremot kan du inte se denna rörelse när du undersöker en figur som helt enkelt visar havstemperaturerna under ytan vid en tidpunkt (som den nedan som är för 13 januari 2015). I ett Hovmoller-diagram måste en av axlarna (vanligtvis den vertikala/y-axeln) vara tid.
djup-longitud del av ekvatorial Stilla havet övre havet (0-300m) temperaturavvikelser centrerade på pentad den 13 januari 2015. Avvikelserna är i genomsnitt mellan 5S-5N och baseras på avvikelser från 1981-2010 basperiod pentad medel.
