الفروقات بين النينو ولا نينيا

فهم آليات ديناميكيات النينو والنينيا الحرارية البيئية المختلفة.

النظام المترافق بين المحيط والغلاف الجوي

يخضع مناخ حوض المحيط الهادئ لدورة تذبذب النينو الجنوبي، المعروفة عمومًا باسم إنسمو (ENSO). يمثل هذا النظام دورة مترافقة بين المحيط والغلاف الجوي، مما يعني أن التحولات في درجات حرارة المياه تقود بشكل مباشر التغيرات في أنماط الرياح، والتي بدورها تعزز الظروف المحيطية. في ظل الظروف المحايدة، تهب رياح التجارة بثبات من الشرق إلى الغرب عبر المحيط الهادئ الاستوائي. تدفع هذه الرياح المياه السطحية الدافئة نحو غرب المحيط الهادئ، مما يؤدي إلى بناء تجمع عميق من المياه الدافئة حول إندونيسيا وأستراليا. ونتيجة لذلك، يكون مستوى سطح البحر أعلى في الغرب، وتتصاعد (تطفو) المياه الباردة والغنية بالعناصر الغذائية على طول سواحل أمريكا الجنوبية لتحل محل المياه السطحية المزاحة.

يقود هذا التدرج الحراري عبر حوض المحيط خلية دوران عمودية في الغلاف الجوي. يرتفع الهواء الدافئ فوق غرب المحيط الهادئ، ويتجه شرقاً على ارتفاعات عالية، ثم يهبط فوق المياه الشرقية الأبرد. تُسمى هذه الخلية بدوران ووكر (Walker Circulation). تتذبذب دورة إنسمو بين مرحلتين متطرفتين: النينيو والنينيا، وتمثل انحرافات عن هذا الوضع المحايد. يعد فهم الاختلافات بين هذه المراحل أمرًا بالغ الأهمية للتخطيط الزراعي وإدارة الموارد والاستعداد للكوارث، لأن عواقبها تُشعر بها على مستوى العالم.

إن التحول بين هذه المراحل ليس عشوائياً. بل يحركه تحرك تجمعات ضخمة من الحرارة المخزنة في الطبقات العليا للمحيط. عندما تضعف الرياح التجارية، يتم إطلاق هذه الحرارة باتجاه الشرق، مما يؤدي إلى نشوء ظاهرة النينو (El Nino). وعندما تقوى الرياح بما يتجاوز المستويات الطبيعية، فإنها تحبس الحرارة غرباً، مما يؤدي إلى نشوء ظاهرة لا نينيا (La Nina). تحدث الانتقالات بين هذه الحالات على مدى مواسم عديدة، ولكن تأثيراتها فورية بمجرد ترسيخ الاقتران الغلاف الجوي.

منظومة النينو الجنوبية (ENSO) هي دورة اقتران بين المحيط والغلاف الجوي في المحيط الهادئ الاستوائي.

في الظروف المحايدة، تدفع الرياح التجارية المياه الدافئة غرباً، مما يخلق صعوداً مائياً شرقياً.

تُقاد دورة ووكر (Walker Circulation) بتدرج درجة حرارة سطح البحر عبر الحوض.

Commercial fishing boat in a stormy warm ocean with empty nets

النينو: المرحلة الدافئة

خلال حدث النينو، تضعف دورة ووكر. تفقد الرياح التجارية التي تهب عادة غرباً عبر خط الاستواء قوتها، أو في الحالات القصوى، قد تنعكس اتجاهاتها. بدون ضغط الرياح الذي يحبس مجمع المياه الدافئة في الغرب، يسافر هذا المورد من الطاقة الحرارية شرقاً باتجاه أمريكا الجنوبية على شكل موجات كيلفن تحت السطحية. ومع انتشار هذه المياه الدافئة عبر المحيط الهادئ المركزي والشرقي، فإنها تثبط الطبقة الحرارية (thermocline). فالطبقة الحرارية هي الطبقة الفاصلة بين مياه السطح الدافئة والمحيط العميق البارد.

يمنع تثبيط الطبقة الحرارية صعود المياه الباردة والغنية بالعناصر الغذائية قبالة سواحل بيرو والإكوادور. ترتفع درجات حرارة سطح البحر في المحيط الهادئ الشرقي ببضع درجات مئوية فوق المتوسطات الطبيعية. يؤدي هذا الاحترار إلى تحول منطقة الحمل الحراري الجوي باتجاه الشرق. وتنتقل الأمطار، التي تتركز عادةً فوق إندونيسيا وأستراليا الشمالية، إلى وسط المحيط الهادئ. ويغير هذا الترتيب الجوي مسار التيار النفاث، مما يخلق أنماطاً جوية غير عادية في جميع أنحاء العالم.

تأثيرات ظاهرة النينو واسعة الانتشار. تشهد غرب أمريكا الجنوبية هطول أمطار غزيرة، مما يؤدي إلى فيضانات ساحلية وانهيارات طينية مدمرة. وعلى النقيض من ذلك، تواجه أستراليا وإندونيسيا وأجزاء من جنوب آسيا جفافاً شديداً ومخاطر مرتفعة للحرائق البرية. وفي أمريكا الشمالية، عادةً ما تشهد فصول الشتاء خلال فترة النينو أجواء أكثر رطوبة وبرودة في جميع أنحاء الولايات الجنوبية، بينما تشهد الولايات الشمالية وكندا ظروفاً أكثر دفئاً وجفافاً.

تضعف الرياح التجارية، مما يسمح للمياه الدافئة الغربية بالانتقال شرقاً.

يمنع عمق الطبقة الحرارية صعود العناصر الغذائية قبالة سواحل أمريكا الجنوبية.

تتحول أنماط هطول الأمطار العالمية، مسببة الجفاف في الغرب والفيضانات في الشرق.

لا نينيا: المرحلة الباردة

تمثل ظاهرة "لا نينيا" تكثيفًا للحالة المحايدة. وخلال حدث لا نينيا، تصبح دورة ووكر قوية بشكل استثنائي. تهب الرياح التجارية من الشرق إلى الغرب بسرعة متزايدة، دافعة حوض المياه السطحية الدافئة أبعد إلى الغرب باتجاه الحوض الدافئ في غرب المحيط الهادئ. يسحب هذا التحرك الريحي القوي كميات أكبر من مياه المحيط الباردة والعميقة على طول الساحل الأمريكي الجنوبي. ترتفع الطبقة الحرارية (thermocline) في شرق المحيط الهادئ لتكون أقرب إلى السطح، مما يخلق درجات حرارة سطح بحرية باردة بشكل شاذ.

تثبط هذه المياه السطحية الباردة عملية الحمل الحراري في شرق المحيط الهادئ. يرتفع الضغط الجوي في الشرق ويقل في الغرب، مما يقوي حلقة الرياح. وتُحصر منطقة الحمل الحراري فوق غرب المحيط الهادئ البعيد، مما يؤدي إلى أمطار ريوموسية غزيرة وفيضانات في أستراليا الشمالية وإندونيسيا وأجزاء من جنوب آسيا. ويُدفع التيار النفاث نحو الشمال، ما يتسبب في شذوذات مناخية عالمية واضحة غالبًا ما تكون عكس تأثيرات "إل نينو".

خلال ظاهرة لا نينيا، تشهد الولايات المتحدة الجنوبية فصول شتاء أكثر دفئاً وجفافاً من المعتاد، الأمر الذي يمكن أن يطلق ظروف الجفاف في الولايات الزراعية مثل تكساس وكاليفورنيا. وفي المقابل، تشهد منطقة شمال غرب المحيط الهادئ وغرب كندا فصول شتاء أبرد وأكثر رطوبة مع تساقط كثيف للثلوج. أما في آسيا، فغالباً ما تكون مواسم الرياح الموسمية أكثر حدة، مما يؤدي إلى تلف المحاصيل والفيضانات، بينما تشهد المحيط الأطلسي زيادة في نشاط الأعاصير بسبب انخفاض القص الريحي.

تشتد الرياح التجارية، دافعة المياه الدافئة غرباً بعيداً وجاذبة المياه الباردة صعوداً في الشرق.

يرتفع مستوى التيرموكلاين (الطبقة الحرارية) في الشرق، مما يتسبب في انخفاض درجات حرارة سطح البحر.

تشمل الشذوذات الجوية فصول شتاء جافة في جنوب الولايات المتحدة ورياح موسمية رطبة (مون سون) في آسيا.

مقارنة حالات المحيط والرياح

يمكن فهم الفروقات بين ظاهرتي النينو (El Nino) ولا نينيا (La Nina) من خلال مقارنة مؤشراتهما الفيزيائية الرئيسية. المقاييس الأساسية التي يستخدمها خبراء الأرصاد الجوية لمراقبة دورة ظاهرة النينو الجنوبية (ENSO) هي درجات حرارة سطح البحر، وسرعة الرياح التجارية، وعمق التيرموكلاين، والفروقات في الضغط الجوي عبر حوض المحيط الهادئ. يقيس مؤشر النينو المحيطي الانحراف في درجات حرارة سطح البحر في وسط المحيط الهادئ عن المتوسطات الطبيعية.

خلال ظاهرة النينو (El Niño)، يكون مؤشر النينو المحيطي إيجابياً، مما يشير إلى مياه أكثر دفئاً. أما خلال لا نينيا (La Niña)، فيكون المؤشر سلبياً، مما يشير إلى مياه أكثر برودة. تكون سرعة الرياح التجارية أقل من المتوسط أثناء النينو وأعلى من المتوسط أثناء لا نينيا. يكون التيرموكلاين عميقاً في المحيط الهادئ الشرقي أثناء النينو، مما يمنع الصعود (ارتفاع المياه الباردة)، وضحلاً أثناء لا نينيا، مما يعزز عملية الصعود. تُلخص هذه الاختلافات في الجدول التالي.

العواقب البيئية والبحرية

تعد التأثيرات البيولوجية للنينو ولا نينيا عميقة، خاصة في النظم الإيكولوجية البحرية للمحيط الهادئ الشرقي. وتُعد منطقة الصعود المائي البيروفيّة واحدة من أكثر البيئات البحرية إنتاجية على وجه الأرض، حيث تدعم تجمعات سكانية ضخمة من الأنشوجة والسردين والحيوانات المفترسة البحرية. يجلب هذا الصعود المائي مياه باردة وغنية بالمغذيات إلى السطح، مما يغذي نمو العوالق النباتية. وتشكل العوالق النباتية قاعدة السلسلة الغذائية البحرية.

خلال ظاهرة النينو، يؤدي انهيار الصعود المائي إلى حرمان المياه السطحية من النترات والفوسفات. تتراجع أعداد العوالق النباتية بسرعة، مما يطلق حدث مجاعة في جميع حلقات السلسلة الغذائية. إما أن تهاجر أعداد الأسماك بحثاً عن مياه أكثر برودة وغنية بالمغذيات أو تتعرض لمعدلات نفوق عالية. يؤثر هذا التدهور على مصايد الأسماك التجارية والطيور البحرية التي تفشل في إطعام صغارها. كما تعاني الشعاب المرجانية من ارتفاع درجات حرارة المياه، حيث تشهد ابيضاضاً وموتاً واسعين النطاق.

تُنتج ظاهرة لا نينا الاستجابة البيئية المعاكسة في المحيط الهادئ الشرقي. يغمر الصعود المائي المكثف المياه السطحية بالمغذيات، مما يؤدي إلى ازدهار هائل للعوالق النباتية. ترتفع الإنتاجية البحرية إلى مستويات عالية. تزداد أعداد الأسماك، مما يدعم أساطيل الصيد التجارية ومستعمرات الحيوانات المفترسة البحرية. ومع ذلك، يمكن أن تُغير الشذوذات في المياه الباردة توزيع الأنواع، مما يجبر أسماك المياه الدافئة على الهجرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي أمطار الرياح الموسمية الغزيرة في المحيط الهادئ الغربي إلى خفض ملوحة المحيط بالقرب من السواحل، مما يؤثر على الشعاب المرجانية والنظم البيئية الساحلية.

Lush heavily rained coastal region with thick green vegetation and swollen rivers

الأمن الغذائي والتكيف

توفر القدرة على التنبؤ بدورة النينو - التذبذب الجنوبي (ENSO) فرصة لتكييف الممارسات الزراعية لتقليل خسائر المحاصيل. نظرًا لأن ظاهرتي النينو واللانينا تنتجان شذوذات جوية متسقة، يمكن للمزارعين تعديل جداول زراعتهم واختيارات محاصيلهم بناءً على التوقعات الموسمية. في المناطق التي تواجه الجفاف خلال فترة النينو، مثل أستراليا والهند، يجب على المزارعين زراعة محاصيل مقاومة للجفاف مثل السورغم والدخن. ويجب عليهم أيضًا توسيع قدرة تخزين المياه وتطبيق الري بالتنقيط للحفاظ على المياه.

في المقابل، خلال فترة اللانينا، يجب أن تستعد المناطق الرطبة للفيضانات والتربة المشبعة بالمياه. يجب على المزارعين اختيار أصناف محاصيل يمكنها تحمل ارتفاع رطوبة التربة وتحسين أنظمة تصريف الحقول. وفي المناطق الجافة، مثل جنوب الولايات المتحدة، يعد تناوب المحاصيل وممارسات التغطية (المهاد) ضروريين للاحتفاظ برطوبة التربة. ومن خلال تكييف الإدارة الزراعية لتتوافق مع المرحلة المحددة لدورة النينو - التذبذب الجنوبي (ENSO)، يمكن للمجتمعات حماية إنتاج الغذاء من الظواهر الجوية المتطرفة.

يعد تطوير أنظمة غذائية ومائية محلية أمرًا أساسيًا للمرونة على المدى الطويل. إن شبكات التجارة العالمية عرضة للاضطرابات في الإمدادات الناجمة عن فشل المحاصيل المدفوع بدورة النينو - التذبذب الجنوبي (ENSO). ومن خلال بناء القدرات الزراعية المحلية، تقل المجتمعات اعتمادها على الأغذية المستوردة. يعزز هذا التركيز على التكيف المحلي الاستقرار، مما يسمح للمجتمع بالتنقل بين التحولات بين المراحل الدافئة والباردة لنظام المناخ الهادئ.