Ciclo ENSO: di cosa si tratta?

Tra i fenomeni periodici della circolazione atmosferica uno dei più importanti ed incisivi è il ciclo ENSO.

Il primo ad accorgersi di tale fenomeno fu G.Walker nella prima metà del 1900.  Egli osservò che la pressione dell’aria a livello del mare oscilla periodicamente nella zona che attraversa il Pacifico Meridionale dall’Australia al Sud America.

In particolare osservò che, quando la pressione risulta insolitamente alta nel Pacifico Occidentale a Darwin (Australia) e particolarmente bassa nel Pacifico Centrale a Tahiti, si verificano piogge insolitamente abbondanti nel Pacifico Centrale Equatoriale e periodi di grande siccità in India e addirittura ripercussioni sul clima del Nord America, che vede inverni miti nel Canada Occidentale, ma rigidi nel sud-est degli Stati Uniti. In ultimo notò che tali anomalie di pressione si ripresentano alternate a pochi anni di distanza in contemporanea con le inusuali condizioni meteorologiche osservate.

Tale comportamento che caratterizza il Pacifico Meridionale venne denominato da Walker come Southern Oscillation(SO).

 

Più tardi, negli anni ’60, alcuni scienziati notarono che il Southern Oscillation si verificava in corrispondenza con il fenomeno chiamato “El Niño”.

El Niño

El Niño è un riscaldamento delle acque oceaniche superficiali nell’area di costa tra Perù ed Ecuador che si verifica quasi ogni anno nel periodo natalizio e per questo chiamato “Niño” che in spagnolo significa “bambino”, chiaro riferimento al bambino Gesù.  In tali zone, oltre al riscaldamento delle acque superficiali, si verifica un crollo della popolazione ittica e per questo tale fenomeno è noto da secoli alle popolazioni locali che basano il loro sostentamento sulla pesca.

La concomitanza tra “El Niño” e le variazioni della Southern Oscillation portano J. Bjerkness a capire che il riscaldamento delle acque non era limitato alle aree di costa, ma si estendeva per centinaia di chilometri nel cuore del pacifico ed era strettamente correlato al comportamento della Southern Oscillation.

Tali scoperte portarono ad identificare questo fenomeno con il nome attuale ENSO sigla di “El Niño Southern Oscillation”.

Oltre alla scoperta appena citata, Bierkness sottolineò anche la presenza di una cella convettiva alimentata dai gradienti termici e barici che si vengono a creare tra Pacifico Occidentale e Pacifico Orientale, estremamente sensibili al comportamento di “El Niño”. Come in ogni cella convettiva l’aria sale dove è più calda, ovvero nelle aree dove le acque superficiali la scaldano maggiormente e ridiscende dal lato opposto dove le acque sono più fredde. Tale cella prende il nome di Cella di Walker.

Si è notato che la circolazione dell’atmosfera prevede la formazione di 3 grandi celle di Walker lungo la fascia equatoriale e la loro interazione è nota come Circolazione di Walker.

Condizioni neutrali

In condizioni normali le celle sono situate sui rispettivi oceani e i moti ascensionali hanno origine sul lato occidentale dove le acque superficiali e l’aria sono più calde. Su tali rami ascensionali le masse d’aria possono raggiungere anche la quota di 12km e le grandi quantità di umidità raccolte transitando sull’oceano insieme alle possenti correnti convettive rendono queste zone sede di abbondanti piogge.  Tali zone si trovano normalmente sull’Indonesia, sull’Amazzonia e sull’Africa centrale, che non a caso sono le aree più “verdi” del pianeta. Viceversa sui rami orientali le correnti discendenti sono nettamente più secche.

La cella del Pacifico risulta essere la più estesa e la più influente sulle altre poiché, grazie al fenomeno di ENSO, sono più forti i contrasti termici e barici che si vengono a formare tra un lato e l’atro dell’oceano in cui hanno sede i moti convettivi.

La stabilità della circolazione di Walker, quindi, è profondamente influenzata dalle fasi ENSO e, come vedremo, essa risulta fortemente indebolita o addirittura stravolta in caso di El Niño o, viceversa, rafforzata in caso di “La Niña” (fenomeno inverso di El Niño).

Cosa succede in caso di El Niño?

Figura 2. SSTA in caso di El Nino. | Fonte: NOAA

Come già anticipato, El Niño è un fenomeno periodico che si verifica ogni anno nel peridio natalizio tra dicembre e gennaio, tuttavia esso, a distanza di circa 5 anni, risulta particolarmente intenso. Un riscaldamento eccessivo delle acque del Pacifico Orientale va a turbare il normale equilibrio termico che si crea tra i due bordi dell’oceano che normalmente è più caldo sul suo lato occidentale (a causa di diverse ragioni come la presenza di correnti oceaniche e dell’azione degli Alisei).

In caso di El Niño la Piscina Calda del Pacifico, che normalmente è confinata sui settori occidentali, cresce e si espande anche verso i settori orientali. Ciò avviene per motivazioni ancora non del tutto chiare, ma si crede vi sia una difficoltà insita nell’oceano a smaltire il surplus di calore acquisito negli anni.

In queste circostanze cresce l’area normalmente soggetta alle correnti ascensionali e di conseguenza anche le aree in cui avevano origine le formazioni temporalesche, che lentamente si spostano verso i settori orientali dell’oceano. Tale meccanismo innesca la formazione di una bassa pressione non più nel Pacifico Occidentale, ma nel Pacifico Centrale, situazione che sconvolge la normale circolazione atmosferica equatoriale, che porta alla sospensione degli Alisei.  A questo punto il normale comportamento della Cella di Walker è svanito e una grande reazione a catena permette al fenomeno di El Niño di rafforzarsi ulteriormente, ora che le acque calde avanzanti da Ovest verso Est non trovano più l’opposizione degli Alisei che soffiano da Nord Est e da Sud Est.

La normale circolazione di Walker è ,quindi,vistosamente sconvolta: quelle zone che prima erano sede di abbondanti piogge sono ora soggette ad una forte Alta Pressione con siccità; viceversa il Pacifico Centrale e le coste del Perù e dell’Equador, normalmente condraddistinte da un clima secco, sono ora sede di abbondanti piogge e frequenti alluvioni.

Cosa succede in caso di “La Niña” ?

Spesso, dopo un episodio di El Nino, le acque non si limitano a tornare nella loro condizione normale, ma a raffreddarsi marcatamente, da 1° fino a 4° al di sotto della media: si tratta di un episodio di “La Niña “.

Perfettamente al contrario di quanto avviene con El Niño, in caso di Nina, si assiste ad una maggiore intensità degli Alisei che contribuiscono a trattenere le acqua più calde nel Pacifico Occidentale, dove le correnti ascensionali diventano ancora più forti fomentando il normale ciclo della Cella di Walker. Durante episodi di Niña si riscontra un aumento delle precipitazioni in zone già molto piovose e un accentuarsi della siccità dove già normalmente il clima è poco piovoso.

L’importante influenza di ENSO sul clima del pianeta

ENSO, però, non si limita a modificare le condizioni climatiche del Pacifico, ma ha anche grandi ripercussioni sul clima di tutto il pianeta. In condizioni di El Niño si registrano abbondanti piogge in Brasile, Argentina, sulle Montagne Rocciose degli USA e nelle regioni dell’Africa Equatoriale; viceversa periodi di grande siccità colpiscono il Centro America e il Sud Africa. Forti ondate di caldo raggiungono spesso il Sud Est Asiatico e il Giappone, mentre si registra un calo delle temperature nell’area del Golfo del Messico. Durante El Niño si registra una diminuzione dei Monsoni, fondamentali per la stagione delle piogge nell’area dell’India, mentre aumentano le tempeste tropicali del Pacifico.

In Europa gli effetti del Nino sono generalmente inferiori, ma sembra avere un ruolo abbastanza importante nel favorire lo sviluppo di estati più calde della norma. Alla base di tale comportamento vi è un avanzamento degli anticicloni sub-tropicali, strettamente collegata alla zona di ITCZ di cui si è parlato in precedenza.

Per finire, El Niño, incide notevolmente sul riscaldamento della temperatura media del pianeta, evento da tenere conto nelle considerazioni relative alle cause dell’aumento di temperatura globale. Un esempio lampante dell’importanza di El Nino sul clima del pianeta sono i picchi di temperatura media globale registrati nel 1998 e nel 2016.

In caso di La Niña, invece, si assiste prevalentemente ad un’intensificazione dei Monsoni che spesso causano abbondanti alluvioni in India. In caso di Niña, inoltre, si assiste ad aumento, sia di numero, sia d’intensità, dei Tornado sul territorio degli Stati Uniti.  L’influenza della Niña è determinante anche nella formazione degli uragani dell’Oceano Atlantico che, non di rado, colpiscono con gravi danni le isole del Golfo del Messico e gli Stati Uniti sud-orientali.

In Europa la Niña sembra avere scarsa influenza, tuttavia si è notato che, in caso di forti episodi, l’inverno europeo, specialmente nel bacino Mediterraneo, risulta mediamente più secco.