Definição de El nino e La Nina

O Termo El Niño é utilizado desde os anos 1600 pelos pescadores da costa do Equador e Peru para se referir a corrente quente do Oceano Pacífico que aparecia próximo do Natal e durava alguns meses. O termo Niño em espanhol durante a época do Natal é utilizado para se referir ao menino Jesus, todavia esta corrente quente próximo da costa diminuía a quantidade de alimento dos peixes obrigando os pescadores a se afastarem cada vez mais da costa para encontrar o pescado ou muitas vezes utilizar este tempo para reparar seus equipamentos ou ficar com suas famílias. No entanto, em alguns casos este período de correntes mais quentes perduravam até Maio ou Junho o que provocava uma ruptura na temporada de pesca, por isso por muitas vezes o El Niño era chamado de "menino travesso".

A definição do fenômeno El Niño evoluiu muito ao longo do tempo e no início provocou muita confusão sobre seu real significado. No ano de 1997 o pesquisador Kevin E. Trenberth do NCAR (National Center for Atmospheric Research) escreveu um artigo a pedido do CLIVAR (Climate and Ocean Variabilit, Predictability and Change) do WCRP (Wolrd Climate Research Programme) para tentar definir tal fenômeno. Na época foi feito uma consulta com a comunidade científica e uma tentativa (bem sucedida por sinal) de resumir as principais características sabidas na época sobre o El Niño foi feita. Este ano é emblemático pois se trata do ano em que ocorreu o mais intenso El Nino já registrado (iremos falar dele em breve link). 

Ao longo dos anos as pesquisas científicas mostraram que, além do El Niño existia um período em que as condições meteorológicas observada eram inversa ao padrão observado durante eventos de El Niño ao qual foi chamada de La Niña, anos depois as pesquisas mostraram que estes padrões influenciavam a atmosfera o que levou a criação do termo ENOS (El Niño Oscilação Sul) do inglês ENSO (El Nino South Oscillation). Portanto, para definirmos o fenômeno precisamos ao mesmo tempo definirmos a sua fase oposta ou La Niña e o ENOS.

Definição do El Niño, La Niña e ENOS

O El Niño é caracterizado pelo enfraquecimento de larga escala dos ventos alísios e aquecimento das camadas superficiais da região leste e central do oceano Pacífico. Além disso, durante um evento de El Niño a pressão atmosférica sobre a região do Pacífico central é mais baixa. Portanto, ao descobrirmos que durante um evento de El Niño observamos mudanças na Temperatura da Superfície do Mar (TSM), nos ventos Alísios e na Pressão ao Nível Médio do Mar (PNMM) chegamos a conclusão que se trata de fenômeno de interação entre o oceano e a atmosfera que conhecemos como ENOS.

Antes de continuarmos vamos abrir aspas ("") para falarmos um pouco sobre estas três características anteriormente citadas (Ventos Alísios, TSM e PNM).

1. Ventos Alísios

O termo trade winds (Ventos de Comércio, tradução livre) é utilizado para se referir aos ventos utilizados pelos navegadores e seus navios a vela na época das grandes navegações, este ventos foram muito importantes para a expansão do império europeu para as Américas possibilitando criar rotas da Europa para as Américas e regiões do oceano Pacífico. Os ventos alísios são ventos que ocorrem na região tropical durante todo o ano. Os alísios são resultado do fluxo associado ao cinturão de alta pressão subtropical (altas semi-permanentes), localizados nas latitudes de 30ºN e 30ºS (Figura 1), que apresentam orientação de sudeste no Hemisfério Sul e de Nordeste no Hemisfério Norte (representado pelas setas vermelhas na parte superior da Figura 1) a confluência destes dois fluxos na região equatorial produz um fluxo predominantemente de leste localizados próximos da superfície e a convergência de massa produz a Zona de Convergência Intertropical ZCIT (região equatorial da Figura 1).

Figura 1: Representação esquemática horizontal (parte superior) dos cinturões de alta pressão e dos ventos Alísios e vertical (parte inferior) de parte da circulação geral.

       2. Temperatura da Superfície do Mar - TSM

A Temperatura da Superfície do Mar medida através de Boias, Navios e após 1979 Satélites são importantes para determinar as condições de El Niño e La Niña. Para estudarmos o fenômeno El Niño nós meteorologistas calculamos Índices a partir da anomalia TSM o mais conhecido deles é o Oceanic Niño Index (ONI). O ONI se refere uma série temporal trimestral da anomalia de TSM sobre as regiões que nós identificamos o El Niño Figura 2.

Figura 2: Regiões referente ao tipo de El Niño identificado.

       3. Pressão ao Nível Médio do Mar - PNMM

A Pressão ao Nível Médio do Mar é uma variável extremamente importante na identificação do fenômeno El Niño. Durante a ocorrência do El Niño observa-se a existência do que nós Meteorologistas chamamos de "gangorra barométrica" está gangorra está relacionada a uma diferença na PNMM em duas regiões do Pacífico; uma sobre a Ilha do Tahiti (17ºS-149ºW) e outra sobre o norte da Austrália (Darwin: 12ºS-130ºE) Figura 3. A diferença entre a PNMM medida na estação meteorológica do Tahiti e a PNMM medida na estação de Darwin produz um Índice chamado de Southern Oscillation Index (SOI) esta diferença começou a ser documentada pelos pesquisadores Sir Gilber Thomas Walker e Bliss e registrada em seus artigos publicados em 1930, 1932 e 1937. O Índice SOI é uma medida das flutuações de grande escala na pressão do ar que ocorrem entre o Pacífico tropical oeste e leste durante os episódios de El Niño e La Niña (Figura 4). A fase negativa do SOI representa a pressão do ar abaixo do normal sobre o Tahiti e pressão do ar acima do normal sobre Darwin. Períodos prolongados de valores negativos (positivos) do SOI coincidem com TSM positivas (negativas) em todo o leste do Pacífico tropical características típicas observadas durante episódios de El Niño (La Niña).

Figura 3: Localização das estações Meteorológicas do Tahiti e Darwin.

Figura 4: Valores mensais do SOI. A Linha preta refere-se a uma média trimestral do SOI.

Portanto, o termo El Niño refere-se ao aquecimento anômalo da TSM observado nas regiões destacadas na Figura 2. No entanto, a fase positiva do ENOS refere-se à interação do oceano com atmosfera do clima em larga escala ligados a um aquecimento periódico das TSM nas regiões do Pacífico central e leste e mudanças na intensidade dos ventos Alísios.

Por outro lado, o termo La Niña, evento frio do ENOS ou fase fria do ENOS são usados para se referir aos períodos em que as anomalias da Temperatura da Superfície do Leste e Centro do oceano Pacífico são negativas e os padrões dos ventos Alísios estão mais fortes. O termo "El Viejo" e "anti-El Niño" também foram termos utilizados para se referir a fase fria do ENOS. No entanto, estes termos são utilizados com menos frequência e o termo La Niña é o mais comum.

Uma última característica a ser observada refere-se a Circulação de Walker. Na Figura 1 podemos observar uma representação simplificada do fluxo de ar sobre a região do Equador durante o inverno (verão) do hemisfério norte (sul). Este padrão de ventos associados a circulação de Walker é observado durante as condições médias (normais) conhecido como fase neutra do ENOS. As características importantes observadas são: o ramos ascendentes da circulação Walker intenso (mais forte) em todo o continente Marítimo (Austrália, Indonésia e etc) e mais fraco sobre o oste da África e no norte da América do Sul. As regiões onde observam-se movimento ascendentes (descendentes) estão associadas a formação (inibição) da precipitação para o trimestre Dezembro-Janeiro-Fevereiro.

Figura 5: Representação simplificada da Circulação de Walker durante a fase Neutra do ENOS durante o Verão do Hemisfério Sul (DJF). Fonte ENSO-blog.

Durante a fase quente do ENOS o padrão da circulação de Walker sofre mudanças significativas Figura 6. As cores mais quente na Figura 6 representa as anomalias positivas de TSM associadas ao fenômeno El Niño. Observe associado as anomalias de TSM está deslocam dos ramos ascendentes (descendentes) localizados sobre o continente Marítimo e sobre a América do Sul (Pacífico central e Índico oeste) associados a circulação de Walker. Além disso, observa-se o enfraquecimento dos ventos Alísios de leste próximo da superfície. Esta mudanças no padrão de circulação também provoca mudança no padrão de precipitação que se tornam mais intensas (fracas ou inexistentes) sobre o Pacífico central e norte da África (América do Sul e Continente Marítimo).

Figura 6: Representação simplificada da Circulação de Walker durante a fase Quente do ENOS durante o Verão do Hemisfério Sul (DJF). Fonte ENSO-blog.

Na fase fria do ENOS período em que as águas do Pacífico oeste (continente Marítimo) são ainda mais quente em comparação a fase neutra do ENOS (Figura 5) e as águas do Pacífico leste são ainda mais frias. O padrão da circulação de Walker observado durante a fase fria do ENOS é semelhante ao padrão observado durante a fase neutra do ENOS porém mais intensificado. Observa-se que durante esta fase o ar úmido e quente se eleva ainda mais sobre o continente marítimo e sobre a América do Sul elevando a precipitação a valores acima da média. No leste do oceano Pacífico, onde a TSM é mais fria que a média, o ramo descendente da circulação de Walker mais intenso contribui com a redução maior dos totais pluviométricos da região que normalmente já são baixos.

Figura 7: Representação simplificada da Circulação de Walker durante a fase Fria do ENOS durante o Verão do Hemisfério Sul (DJF). Fonte ENSO-blog.

Este é o primeiro de uma série de post que irei fazer sobre El Nino, La Nina e ENOS. Os próximos post irão tratar dos impactos de ENOS sobre a variabilidade climática do Globo e América do Sul, a previsão do El Nino e as condições do atual El Niño. Em breve!

Referências Bibliográficas:

http://www.cpc.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ensoyears.shtml

https://www.ncdc.noaa.gov/teleconnections/enso/indicators/soi/

https://en.wikipedia.org/wiki/Trade_winds

https://en.wikipedia.org/wiki/Walker_circulation

http://www.rmets.org/publications/classic-papers

http://www.nature.com/news/2009/090923/full/461455a.html

http://biophysics.sbg.ac.at/atmo/elnino.htm

https://www.climate.gov/news-features/department/enso-blog

http://www.pmel.noaa.gov/tao/elnino/el-nino-story.html

Trenberth, Kevin E. "The definition of el nino." Bulletin of the American Meteorological Society 78.12 (1997): 2771-2777.

Walker, G.T. and Bliss, E.W., 1932. World Weather V, Memoirs of the Royal Meteorological Society, 4, (36) , 53-84.

Walker, G.T. and Bliss, E.W., 1930. World Weather IV, Memoirs of the Royal Meteorological Society, 3, (24), 81-95. 

Walker, G.T. and Bliss, E.W., 1937. World Weather VI, Memoirs of the Royal Meteorological Society, 4, (39), 119-139.

El Niño Oscilação Sul (ENOS) Discussão (Outubro)

Olá a todos,

Durante o mês de setembro de 2012, a tendência de formação de El Niño diminuiu, tanto nos indicadores oceânicos quanto atmosféricos. No entanto, o oceano Pacífico equatorial indica limiares mínimos de condições de El Niño neutro ou fraco. As Temperaturas da Superfície do Mar (TSM) equatorial permaneceram acima da média em grande parte do Oceano Pacífico (Figura 1), embora as anomalias tenham diminuído durante o mês conforme indicado pelos valores do índice semanal nas regiões do Niño (Figura 2). As anomalias da quantidade de calor oceânica (temperatura média nos 300m de profundidade do oceano na faixa de 5ºN-5ºS, 180º-100ºW) também diminuíram (Figura 3), mas ainda podemos observar grandes regiões com temperaturas sub-superficiais acima da média em quase todo o Pacífico equatorial (Figura 4). Curiosamente, anomalias de ventos de oeste em baixos níveis foram observadas sobre o oeste do Oceano Pacífico equatorial (Figura 5), o que pode ser um indicativo de um eventual aumento das anomalias sub-superficiais para os próximos meses. Apesar destas anomalias de vento, a atmosfera ainda é de condição de ENSO neutro, como indicado pelo Índice de Oscilação Sul ou observado nos ventos médios de baixos e altos níveis em grande parte do Pacífico. A Convecção Tropical aumentou próximo da linha de data, o que é consistente com condições de El Niño fraco, mas também permaneceu elevada a leste da Indonésia, ou seja, mais a oeste da linha de data do que o esperado (Figura 6). Assim, os indicativos atmosféricos e oceânicos apresentam condições mínimas de fase ENSO neutra/El Niño fraco.

Em comparação com os últimos meses, a chance de um El Niño se desenvolver durante outono/inverno 2012-13 do Hemisfério Norte foi reduzida. Devido à desaceleração recente no desenvolvimento do El Niño, não esta claro se uma condição de fase positiva do ENOS, ou seja, um El Niño com influência atmosférica irá realmente se desenvolver. A maioria dos modelos indicam que a condição de ENSO neutro/El Niño fraco vai continuar, sendo que cerca da metade dos modelos sugerem que o El Niño poderá se desenvolver, mas continuar fraco (Figura 7). Portanto, a previsão é de ENSO neutro/El Niño fraco no inverno do Hemisfério Norte 2012-13, com a possibilidade de intensificação durante os próximos meses.

Fonte CPC.

Boa Sorte e Bom Trabalho a Todos!  

El Niño Oscilação Sul (ENOS) Discussão (Setembro)

Olá a todos,

Uma condição de ENOS neutro se manteve presente durante o mês de agosto de 2012, apesar das anomalias da Temperatura da Superfície do Mar (TSM) do oceano Pacífico Equatorial leste apresentar valores positivos, ou seja, acima da média histórica (Figura 1). A maioria dos Índices de El Niño apresentam valores ligeiramente positivos o que reflete as anomalias superficiais positivas chegando próximo de 0.5ºC (Figura 2). A anomalia da quantidade de calor oceânica (temperatura média nos 300m de profundidade do oceano na faixa de 5ºN-5ºS, 180º-100ºW) também apresentaram valores positivos durante o mês de agosto (Figura 3), o que é consistente com uma grande região com anomalias positivas das temperaturas subsuperficiais observada no Pacífico equatorial para o mês de agosto(Figura 4). Sinais de um possível desenvolvimento de fase positiva do ENOS foi observado na atmosfera através das anomalias dos ventos de leste em altos níveis e um Índice de Oscilação Sul (IOS) ligeiramente negativo.

Apesar destes indicadores, as principais características presentes na região tropical não favorecem o desenvolvimento de fase positiva do ENOS durante o mês de agosto. Vale destacar que os ventos Alísios em baixos níveis se encontravam próximo da média ao longo do equador e o padrão de convecção tropical sobre a Indonésia no Pacifico Equatorial central é inconsistente com a condição de El Nino com as regiões que apresentam aumento ou redução de convecção muito deslocada para oeste (Figura 5). Por causa da falta de padrões claros de anomalias atmosféricas, as condições de ENOS neutro persistiu durante o mês de agosto. No entanto, há sinais de uma transição para um El Niño tanto oceânico quanto atmosférico.

A grande maioria das previsões dos modelos dinâmicos e ainda cerca da metade dos modelos estatísticos, preveem o inicio do El Nino até agosto de 2012, persistindo o restante do ano, vale a pena ressaltar que a média dos modelo mostram claramente um decaimento da curva (curva em preto) na direção de uma condição de neutralidade (Figura 6). Os modelos dinâmicos indicam um evento moderado (índice de Niño 3.4 próximo de 1.0°C), já os modelos estatísticos indicam um evento de El Niño fraco (0.4° a 0.5°C). Apoiado pelas previsões dos modelos e o constante aquecimento da região do Pacifico, a previsão é de que tendemos para o desenvolvimento provável de um El Niño fraco nos meses de setembro de 2012, persistindo até dezembro-fevereiro 2012-2013.

Fonte CPC.

Boa Sorte e Bom Trabalho a Todos!!

El Niño/Oscilação Sul (ENOS) Discussão (Agosto)

Durante o mês de julho de 2012 a Temperatura da Superficie do Mar (TSM) sobre o Pacífico Leste ficou acima da média, no entanto as condições atmosféricas ainda são de ENSO neutro (Figura 1). Estas anomalias de TSM positivas influenciaram os valores também positivos dos índices que medem o Niño, ficando proximos ou superiores a 0,5º (Figura 2). As anomalias da quantidade de calor (temperatura média nos 300m de profundidade) também permaneceram elevadas no último mês (Figura 3), o que é consistente com uma extensa região com anomalias positivas das temperaturas subsuperficiais do PAcífico Equatorial (Figura 4). Embora as temperaturas tanto sub-superficiais quantos as superficiais estejam anomalamente acima da média muitos aspectos da atmosfera tropical não são consistentes com as condições de El Niño. Os ventos Alisios de altos e baixos níveis apresentam magnitude porxímo da média ao longo do equador, enquanto que a convecção tropical permaneceu aumentando sobre a Indonésia o que pode ser observado no mapa de anomalia da Radiação de Onda Longa - OLR (Figura 5). Uma caracteristica observada também foi o aumento da convecção proxímo da linha de data, que pode, possivelmente, indicar uma progressão em direção a formação de um El Niño. A falta de uma resposta atmosférica clara as anomalias oceânicas positivas indicam uma tendência a condições de ENOS neutro. 

Praticamente todos os modelos dinâmicos favorecem o surgimento de um El Niño entre julho-setembro de 2012 (Figura 6). Assim como nos meses anteriores, vários modelos estatísticos prevêm condições de ENOS neutro para o restante do ano, mas a previsão média do ninõ 3.4 aumentou em relação ao mês anterior. Apoiando o indicativo dos modelos dinâmicos que o aumento das TSM do Pacífico tende a um El Niño de fraco a moderado durante o outono e inverno do Hemisfério Norte 2012-2013. Portanto a previsão de consenso é de condiçõesde El Niño propenso a se desenvolver em agosto ou setembro de 2012 (veja previsão de consenso CPC/IRI).

El Niño/Oscilação Sul (ENOS) Discussão

Durante o mês de Junho de 2012 tanto as anomalias oceânicas quanto atmosféricas refletiram uma condição de ENOS neutro. No entanto, as anomalias positivas da Temperatura de Superfície do Mar (TSM) sobre o Pacifico equatorial têm aumentando cerca de 0,5ºC no último mês (figura 1). As anomalias de TSM aumentam em direção ao Pacifico oeste movendo-se do niño-4 para o niño-1+2, próximo a América do Sul que se manteve com TSM de 1,5ºC neste mês (figura 2). As anomalias subsuperficiais também aumentaram durante o mês de Junho (figura 3). Esse aquecimento foi consistente com um enfraquecimento dos ventos alísios de baixos níveis em todo o Pacífico Equatorial Leste-Central, juntamente com o enfraquecimento do padrão persistente de aumento de convecção próximo a Papua Nova Guiné (figura 4). As observações anteriores são consistentes com uma condição de ENOS neutro, no entanto refletem uma evolução de ENOS positivo (El Niño).

As previsões tanto dos modelo dinâmicos quanto estatísticos ainda apresentam discrepâncias significativas da TSM da região do niño-3.4 (figura 5). Os modelos dinâmicos, incluindo o modelo do NCEP (CFS), em grande parte indicam o desenvolvimento de um El Niño entre julho-Setembro de 2012, enquanto que a maioria dos modelos estatísticos prevem um ENOS neutro pelo restante de 2012. O consenso entre grande parte dos meteorologistas é de que os modelos dinâmicos estão mais corretos, apesar das dificuldades de prever um El Niño neste período devido ao que chamamos de "springer barrier" (período em que os modelos apresentam baixos acertos na previsão dos ENOS) e também devido ao fortalecimento dos sinais observados, indicando uma evolução na direção de um El Niño. No geral o consenso dos meteorologistas reflete um aumento nas chances de se formar um El Niño no inicio de julho a setembro de 2012 (veja previsão de consenso CPC/IRI).