Проявление влияния на климат изменений теплообмена меж­ду атмосферой и океаном в настоящее время связывают с явлени­ем Эль−Ниньо — Южное колебание. Явление длительного потепления поверхности вод в централь­ной и восточной частях Тихого океана и комплекс процессов, его со­провождающих, называются Эль−Ниньо (в переводе с испанского Эль−Ниньо означает «младенец мальчик», а названо оно так потому, что нередко приходится на Рождество).

Эль−Ниньо ярко выражается в том, что в декабре на поверхности океана у побережья Эквадора и Перу вместо холод­ного течения иногда появляется сравнительно тонкий слой теплой воды. При дальнейшем изучении оказалось, что в годы с развитием Эль−Ниньо в восточной части экваториальной зоны Тихого океана и на западном побережье Южной Америки усиливаются дожди, в то же время возникают засухи в Индии, Индонезии, Австралии, Восточной Африке, в Центральной Америке и восточной части Южной Америки. Шторма и ураганы усиливаются в Тихом океане и субтропическом поясе Северной Америки. Умеренные широты Северной Америки и дальневосточное побережье Тихого океана характеризуются потеплением зимнего периода. Таким образом, явление Эль−Ниньо имеет планетарный масштаб.

Возникновение этого явления связано с процессом взаимодей­ствия атмосферы и Тихого океана, который называется Южным колебанием. Этот процесс упрощенно можно представить в виде двух фаз, которые в виде схемы изображены на рис. 3.5.

Развитие Эль−Ниньо приносит засуху на западное побережье Тихого океана, дожди в экваториальную часть Южной Америки и другие уже отмеченные климатические изменения. После оконча­ния Эль−Ниньо климатическая система обычно возвращается к нормальной фазе, но в некоторые годы происходит более сильный рост давления над побережьем Перу. Это приводит к аномально сильным пассатам и аномально большому выходу на поверхность у побережья Перу холодных глубинных вод. Тогда эти воды распространяются на запад вместе с экваториальным течением в центральную и западную части Тихого океана. Эти случаи называются Ла−Нинья (в переводе с испанского «младенец девочка»). Они сопровождаются развитием ураганов в Атлантическом океане, а также засушливым летом в Центральной Америке, аномально сильными муссонными дождями в Индии и юго-восточной Азии, прохладными и влаж­ными зимами в юго-восточной Африке и восточной Австралии, холодными зимами в западной части Северной Америки и очень влажными зимами в восточной части Северной Америки. Явление Эль−Ниньо − южное колебание (ЭНЮК) считается од­ним из важнейших компонентов межгодовой изменчивости глобаль­ной взаимодействующей системы океан − атмосфера, поэтому многие авторы рассматривали эффект воздействия ЭНЮК на процессы в удаленных районах как тропиков, так и умеренных широт.

Интенсивность, масштабы и продолжительность Эль−Ниньо могут существенно меняться. Так, например, в 1982−1983 г., в период самого интенсивного за 130−летний срок наблюдений Эль−Ниньо, это явление началось в сентябре 1982−го и продолжалось до августа 1983 г. При этом максимальные значения температуры поверхности океана в прибрежных городах Перу от Талары до Кальяо превысили среднемноголетние для ноября−июля на 8−10 °С. В Таларе они достигали 29 °С, а в Кальяо −24°С. Даже в самых южных районах развития катастрофы (18° ю.ш.) аномалии прибрежных значений температуры поверхности океана составляли 6−7 °С, а общая площадь Тихого океана, охваченная Эль−Ниньо, равнялась 13 млн км². Естественно, что при таких масштабах и интенсивности явления аномалии климатических параметров не только распространились на континентальную периферию Тихого океана, но и достигли также Северной Европы и Южной Африки. Аналогичная ситуация отмечалась и в период 1997−1998 гг. Более того, ученые полагают, что в далеком геологическом прошлом могли случаться «супер−Эль-Ниньо», длившиеся по 200 лет, которые, помимо кратковременных аномалий климата, приводили к продолжительным периодам потепления.

Термин «Южное колебание» (ЮК) введен Уокером в 1920−е годы. Под ним понимают колебания масс воздуха в субтропической зоне Южного полушария между Ти­хим и Индийским океанами с характерным временем в несколько лет. При росте (падении) атмосферного давления в центральной и восточ­ной частях тропической зоны Тихого океана наблюдается падение (рост) давления в тропиках Индийского океана, а также в районах Австралии и Индонезии. Для характеристики ЮК наиболее часто ис­пользуется индекс, учитывающий значения атмосферного давления станций Таити и Дарвин, расположенных вблизи противоположных по знаку центров действия ЮК.

Для расчета индекса, в частности, используется методика, раз­работанная в Центре климатических анализов Мирового метеорологического центра США, согласно которой вычисляется временной ряд разностей δ_gm нормализованных аномалий давления станций Таи­ти и Дарвин. В качестве исходных данных берутся временные ряды средних месячных значений атмосферного давления на уровне моря указанных станций. Формула для величины δ_gm имеет вид

где P_gm − фактическое давление; — среднее многолетнее значение; η — стандартное отклонение, вычисленное по всем значением анома­лий давления за период 1951−1980 гг., g и m − год и месяц. Нормы вычисляются по средним месячным данным за период 1951−1980 гг. После этого вычисляются значения индекса Южного колебания SOI:

где σ — стандартное отклонение всех разностей δ_gm за период 1951— 1980 гг.

В настоящее время имеется непрерывный ряд среднемесячного индекса SOI с 1966 г. по настоящее время.

Установлено, что чем больше (меньше) индекс SOI, тем ниже (выше) температура поверхности океана (ТПО) в восточной и цен­тральной частях Тихого океана, поэтому в явлении выделяют две крайние фазы: теплую (Эль−Ниньо) при SOI<0 и холодную (Ла−Нинья) при SOI>0, При Эль−Ниньо уровень моря в восточной части Тихого океана примерно на 50 см выше, чем в западной. При Ла−Нинья — картина обратная, т.е. в тропической зоне наблюдаются ко­лебания уровня моря между восточной и западной частями Тихого океана с амплитудой примерно 50 см.

Спектральный анализ длительных рядов индексов SOI с 1866 по 1966 г. показал, что спектральная плотность SOI достигает макси­мальных значений в диапазоне периодов 2—7 лет (Переведенцев Ю.П., 2009).