El Niño
El Niño-Oscilação Sul (ENOS), ou El Niño, é um fenômeno climático global que surge de variações nos ventos e nas temperaturas da superfície do mar sobre o Oceano Pacífico tropical. Essas variações têm um padrão irregular, mas têm alguma semelhança com ciclos. A ocorrência de ENOS não é previsível. Ele afeta o clima de grande parte dos trópicos e subtrópicos e tem ligações (teleconexões) com regiões de latitudes mais altas do mundo. A fase de aquecimento da temperatura da superfície do mar é conhecida como "El Niño" e a fase de resfriamento como "La Niña". A Oscilação Sul é a oscilação atmosférica que acompanha a mudança da temperatura do mar.
A Oscilação El Niño-Sul é um fenômeno climático único que oscila periodicamente entre três fases: Neutra, La Niña ou El Niño. La Niña e El Niño são fases opostas na oscilação que são consideradas como ocorrendo quando condições oceânicas e atmosféricas específicas são atingidas ou excedidas. Uma menção registrada do termo "El Niño" ("O Menino" em espanhol) para se referir ao clima ocorreu em 1892, quando o Capitão Camilo Carrillo disse ao congresso da sociedade geográfica em Lima que os marinheiros peruanos batizaram a corrente quente que flui para o sul de "El Niño" porque ela era mais perceptível perto do Natal. Embora as sociedades pré-colombianas estivessem certamente cientes do fenômeno, os nomes indígenas para ele se perderam na história. O termo El Niño em maiúsculas refere-se ao menino Jesus, porque o aquecimento periódico no Pacífico perto da América do Sul é geralmente notado perto do Natal.
Em média, a temperatura da superfície do oceano no Pacífico Oriental tropical é de aproximadamente 14-18 °C mais fria do que no Pacífico Ocidental tropical. A temperatura da superfície do mar (TSM) do Pacífico Ocidental a nordeste da Austrália é em média de 28-30 °C. As ISMs no Pacífico Leste, na costa ocidental da América do Sul, estão mais próximas de 20 °C. Os fortes ventos alísios perto do equador empurram a água para longe do Pacífico Leste e em direção ao Pacífico Oeste. Esta água é lentamente aquecida pelo Sol à medida que se move para oeste ao longo do equador. A superfície do oceano perto da Indonésia é tipicamente em torno de 0,46 metros mais alta do que perto do Peru devido ao acúmulo de água no Pacífico Ocidental.[necessário esclarecer] A termoclina, ou a zona de transição entre as águas mais quentes perto da superfície do oceano e as águas mais frias do oceano profundo, é empurrada para baixo no Pacífico Ocidental devido a esta acumulação de água.
Feedback de Bjerknes
A estreita relação entre as temperaturas dos oceanos e a força dos ventos alísios foi identificada pela primeira vez por Jacob Bjerknes em 1969. Bjerknes também levantou a hipótese de que o ENOS era um sistema de feedback positivo onde as mudanças associadas em um componente do sistema climático (o oceano ou a atmosfera) tendem a reforçar as mudanças no outro.:86 Por exemplo, durante o El Niño, o contraste reduzido nas temperaturas do oceano no Pacífico resulta em ventos alísios mais fracos, reforçando ainda mais seu estado. Este processo é conhecido como feedback de Bjerknes. Embora estas mudanças associadas no oceano e na atmosfera ocorram frequentemente em conjunto, o estado da atmosfera pode assemelhar-se a uma fase do ENOS diferente do estado do oceano ou vice-versa. Como os seus estados estão intimamente ligados, as variações do ENOS podem surgir de alterações tanto no oceano como na atmosfera e não necessariamente de uma alteração inicial exclusiva de um ou de outro. Modelos conceituais que explicam como o ENOS opera geralmente aceitam a hipótese do feedback de Bjerknes. No entanto, o ENOS permaneceria perpetuamente numa única fase se o feedback de Bjerknes fosse o único processo a ocorrer.:88 Várias teorias foram propostas para explicar como o ENOS pode mudar de um estado para outro, apesar do feedback positivo. Estas explicações dividem-se, em linhas gerais, em duas categorias. Numa visão, o feedback de Bjerknes desencadeia naturalmente feedbacks negativos[necessário esclarecer] que acabam revertendo o estado anormal do Pacífico tropical. Esta perspectiva implica que os processos que conduzem ao El Niño e à La Niña também acabam por chegar ao seu fim, tornando o ENOS um processo autossustentável.[necessário esclarecer]:88 Outras teorias consideram que o estado do ENOS é alterado por fenômenos irregulares e externos, como a oscilação Madden-Julian, ondas de instabilidade tropical e rajadas de vento ocidental.:90
Circulação de Walker
As três fases do ENOS estão relacionadas à circulação de Walker, que recebeu esse nome em homenagem a Gilbert Walker, que descobriu a Oscilação Sul no início do século XX. A circulação de Walker é uma circulação de rotação leste-oeste nas proximidades do equador no Pacífico. O ar ascendente está associado a altas temperaturas do mar, convecção e precipitação, enquanto o ramo descendente ocorre sobre temperaturas mais frias da superfície do mar no leste. Durante o El Niño, à medida que as temperaturas da superfície do mar mudam, a Circulação de Walker também muda. O aquecimento no Pacífico tropical oriental enfraquece ou reverte o ramo descendente, enquanto as condições mais frias no oeste levam a menos chuva e ar descendente, de modo que a Circulação de Walker enfraquece primeiro e pode reverter.:185
Oscilação Sul
A Oscilação do Sul é o componente atmosférico do ENOS. Este componente é uma oscilação na pressão atmosférica da superfície entre as águas tropicais do leste e do oeste do Oceano Pacífico. A força da Oscilação do Sul é medida pelo Índice de Oscilação Sul (IOS). O IOS é calculado a partir das flutuações na diferença de pressão atmosférica na superfície entre o Taiti (no Pacífico) e Darwin, na Austrália (no Oceano Índico). Embora o Índice de Oscilação do Sul tenha um longo registro de dados que remonta a 1800, sua confiabilidade é limitada devido às latitudes de Darwin e do Taiti estarem bem ao sul do Equador, de modo que a pressão atmosférica da superfície em ambos os locais está menos diretamente relacionada ao ENOS. Para superar este efeito, foi criado um novo índice, denominado Índice de Oscilação Equatorial do Sul (IOES). Para gerar esse índice, foram definidas duas novas regiões, centradas no Equador. A região ocidental está localizada sobre a Indonésia e a oriental sobre o Pacífico equatorial, próximo à costa sul-americana. No entanto, os dados sobre o IOES remontam apenas a 1949.
O El Niño-Oscilação do Sul é um fenômeno climático único que flutua quase periodicamente entre três fases: Neutra, La Niña ou El Niño. La Niña e El Niño são fases opostas que exigem que certas mudanças ocorram tanto no oceano quanto na atmosfera antes que um evento seja declarado. A fase fria do ENOS é La Niña, com o SST no Pacífico oriental abaixo da média e pressão atmosférica alta no Pacífico oriental e baixa no Pacífico ocidental. O ciclo ENOS, incluindo El Niño e La Niña, causa mudanças globais na temperatura e na precipitação.
Fase neutra
Se a variação de temperatura da climatologia estiver dentro de 0,5 °C, as condições ENOS são descritas como neutras. Condições neutras são a transição entre as fases quente e fria do ENOS. As temperaturas da superfície do mar (por definição), a precipitação tropical e os padrões de vento estão próximos das condições médias durante esta fase. Quase metade de todos os anos ocorrem em períodos neutros. Durante a fase ENOS neutra, outras anomalias/padrões climáticos, como o sinal da Oscilação do Atlântico Norte ou o padrão de teleconexão Pacífico-América do Norte, exercem maior influência.
Fase El Niño
As condições de El Niño são estabelecidas quando a circulação de Walker enfraquece ou reverte e a circulação de Hadley se fortalece[necessário esclarecer] levando ao desenvolvimento de uma faixa de água oceânica quente no Pacífico equatorial central e centro-leste (aproximadamente entre a Linha Internacional de Data e 120°W), incluindo a área ao largo da costa oeste da América do Sul, à medida que a ressurgência de água fria ocorre menos ou não ocorre em alto mar. Este aquecimento provoca uma alteração na circulação atmosférica, levando a uma maior pressão atmosférica no Pacífico ocidental e a uma menor pressão atmosférica no Pacífico oriental, com a precipitação a diminuir na Indonésia, Índia e norte da Austrália, enquanto a precipitação e a formação de ciclones tropicais aumentam no Oceano Pacífico tropical. Os ventos alísios de superfície de baixo nível, que normalmente sopram de leste a oeste ao longo do equador, enfraquecem ou começam a soprar na outra direção.
Fases de transição
Fases de transição no início ou no fim do El Niño ou La Niña também podem ser fatores importantes no clima global ao afetar as teleconexões. Os episódios mais significativos, conhecidos como Trans-Niño, são medidos pelo índice Trans-Niño (ITN). Exemplos de clima afetado por uma curta duração na América do Norte incluem precipitação no noroeste dos EUA e intensa atividade de tornados nos EUA contíguos.
ENOS Modoki
O primeiro padrão ENOS a ser reconhecido, denominado ENOS do Pacífico Oriental (EP), para distingui-lo de outros, envolve anomalias de temperatura no Pacífico oriental. Entretanto, nas décadas de 1990 e 2000, foram observadas variações nas condições do ENOS, nas quais o local habitual da anomalia de temperatura (Niño 1 e 2) não é afetado, mas também surge uma anomalia no Pacífico central (Niño 3 e 4). O fenômeno é chamado de ENOS do Pacífico Central (CP), ENOS "linha de data" (porque a anomalia surge perto da linha de data), ou ENOS "Modoki" (Modoki em japonês significa "semelhante, mas diferente"). Existem variações de ENOS adicionais aos tipos EP e CP, e alguns cientistas argumentam que o ENOS existe como um continuum, frequentemente com tipos híbridos.
ENOS Costero
Cunhado pelo Comité Multissetorial Peruano Encargado del Estudio Nacional del Fenómeno El Niño (ENFEN), ENOS Costero, ou ENOS Oriental, é o nome dado ao fenômeno onde as anomalias de temperatura da superfície do mar se concentram principalmente na costa sul-americana, especialmente do Peru e do Equador. Estudos apontam diversos fatores que podem levar à sua ocorrência, às vezes acompanhando, ou sendo acompanhado, por uma maior ocorrência de EP ENOS, ou mesmo apresentando condições opostas às observadas nas demais regiões de Niño quando acompanhadas por variações de Modoki. Os eventos do ENOS Costero geralmente apresentam efeitos mais localizados, com fases quentes que levam ao aumento das chuvas na costa do Equador, norte do Peru e floresta amazônica, e aumento das temperaturas na costa norte do Chile, e fases frias que levam à seca na costa peruana, e aumento das chuvas e diminuição das temperaturas em suas regiões montanhosas e de selva.
Atualmente, cada país tem um limiar diferente para o que constitui um evento El Niño, que é adaptado aos seus interesses específicos, por exemplo:
Na ciência das alterações climáticas, o ENOS é conhecido como um dos fenômenos de variabilidade climática interna.[necessário esclarecer] Os outros dois principais[necessário esclarecer] são a oscilação decadal do Pacífico e a oscilação multidecadal do Atlântico.:23 La Niña impacta o clima global e perturba os padrões climáticos normais, o que pode levar a tempestades intensas em alguns lugares e secas em outros. Os eventos El Niño causam picos de curto prazo (aproximadamente 1 ano de duração) na temperatura média global da superfície, enquanto os eventos La Niña causam resfriamento de curto prazo. Portanto, a frequência relativa dos eventos El Niño em comparação com os eventos La Niña pode afetar as tendências da temperatura global em escalas de tempo decadais.
Mudanças climáticas
Não há sinais de que haja mudanças reais no fenômeno físico ENOS devido às mudanças climáticas. Os modelos climáticos não simulam o ENOS bem o suficiente para fazer previsões confiáveis. As tendências futuras deste fenômeno são incertas uma vez que diferentes modelos fazem previsões diferentes. Pode ser que o fenômeno observado de eventos El Niño mais frequentes e mais fortes ocorra apenas na fase inicial do aquecimento global e, então (por exemplo, depois que as camadas inferiores do oceano também esquentam), o El Niño se tornará mais fraco. Também pode ser que as forças estabilizadoras e desestabilizadoras que influenciam o fenômeno[necessário esclarecer] acabarão por compensar-se mutuamente.
Investigações sobre pontos de inflexão
O ENOS é considerado um potencial elemento de inflexão no clima da Terra. O aquecimento global pode fortalecer a teleconexão ENOS e os eventos climáticos extremos resultantes. Por exemplo, um aumento na frequência e magnitude dos eventos El Niño desencadeou temperaturas mais altas do que o normal no Oceano Índico, através da modulação da circulação de Walker. Isto resultou num rápido aquecimento do Oceano Índico e, consequentemente, num enfraquecimento das monções asiáticas. A possibilidade de o El Niño-Oscilação do Sul ser um elemento de inflexão atraiu atenção no passado. Normalmente, ventos fortes sopram para oeste através do Oceano Pacífico Sul, da América do Sul à Austrália. A cada dois a sete anos, os ventos enfraquecem devido a mudanças de pressão e o ar e a água no meio do Pacífico aquecem, causando mudanças nos padrões de movimento do vento em todo o mundo. Isto é conhecido como El Niño e normalmente leva a secas na Índia, Indonésia e Brasil, e ao aumento de inundações no Peru. Em 2015/2016, isto causou escassez de alimentos que afetou mais de 60 milhões de pessoas. As secas induzidas pelo El Niño podem aumentar a probabilidade de incêndios florestais na Amazônia. O limite para um "tombamento" foi estimado entre 3,5 e 7 °C de aquecimento global em 2016. Após o tombamento, o sistema ficaria num estado de El Niño mais permanente, em vez de oscilar entre diferentes estados. Isto aconteceu no passado da Terra, no Plioceno, mas a configuração do oceano era significativamente diferente da atual. Até o momento, não há evidências definitivas que indiquem uma mudança no comportamento do ENOS, e o Sexto Relatório de Avaliação do IPCC concluiu que é "virtualmente certo que o ENOS continuará a ser o modo dominante de variabilidade interanual num mundo mais quente". Consequentemente, a avaliação de 2022 já não o inclui na lista de prováveis elementos de ruptura.
Ciclones tropicais
A maioria dos ciclones tropicais se forma no lado da cordilheira subtropical mais próximo do equador, depois se move em direção ao pólo, passando pelo eixo da cordilheira antes de retornar ao cinturão principal dos ventos do oeste. Áreas a oeste do Japão e da Coreia tendem a sofrer muito menos impactos de ciclones tropicais de setembro a novembro durante o El Niño e anos neutros. Durante os anos de El Niño, a quebra[necessário esclarecer] na cordilheira subtropical tende a ficar perto de 130°E, o que favoreceria o arquipélago japonês. Com base na energia ciclônica acumulada (ECA) modelada e observada, os anos de El Niño geralmente resultam em temporadas de furacões menos ativas no Oceano Atlântico, mas favorecem uma mudança para a atividade de ciclones tropicais no Oceano Pacífico, em comparação com os anos de La Niña que favorecem o desenvolvimento de furacões acima da média no Atlântico e menos na bacia do Pacífico.
Influência remota no Oceano Atlântico tropical
Um estudo de registros climáticos mostrou que os eventos El Niño no Pacífico equatorial estão geralmente associados a um Atlântico Norte tropical quente na primavera e no verão seguintes. Cerca de metade dos eventos El Niño persistem o suficiente nos meses de primavera para que o Poço Quente do Hemisfério Ocidental se torne invulgarmente grande no verão. Ocasionalmente, o efeito do El Niño na circulação do Atlântico Walker sobre a América do Sul fortalece os ventos alísios de leste na região do Atlântico equatorial ocidental. Como resultado, pode ocorrer um resfriamento incomum no Atlântico equatorial oriental na primavera e no verão, após os picos do El Niño no inverno. Casos de eventos do tipo El Niño em ambos os oceanos simultaneamente foram associados a fomes severas relacionadas com a ausência prolongada de chuvas de monções.
Impactos econômicos
Quando as condições de El Niño duram muitos meses, o aquecimento extensivo dos oceanos e a redução dos ventos alísios do leste limitam a ressurgência de águas profundas, frias e ricas em nutrientes, e o seu efeito econômico na pesca local para um mercado internacional pode ser grave. Os países em desenvolvimento que dependem de sua própria agricultura e pesca, especialmente aqueles que fazem fronteira com o Oceano Pacífico, geralmente são os mais afetados pelas condições do El Niño. Nesta fase da Oscilação, a piscina de água quente no Pacífico perto da América do Sul costuma atingir o seu ponto mais quente no final de dezembro. De forma mais geral, o El Niño pode afetar os preços das commodities e a macroeconomia de diferentes países. Pode restringir o fornecimento de produtos agrícolas dependentes da chuva; reduzir a produção agrícola, a construção e as atividades de serviços; aumentar os preços dos alimentos; e pode desencadear agitação social em países pobres dependentes de produtos básicos que dependem principalmente de alimentos importados. Um documento de trabalho da Universidade de Cambridge mostra que, enquanto Austrália, Chile, Indonésia, Índia, Japão, Nova Zelândia e África do Sul enfrentam uma queda de curta duração na atividade econômica em resposta a um choque do El Niño, outros países podem realmente se beneficiar de um choque climático do El Niño (direta ou indiretamente por meio de repercussões positivas de grandes parceiros comerciais), por exemplo, Argentina, Canadá, México e Estados Unidos. Além disso, a maioria dos países sofre pressões inflacionárias de curto prazo após um choque do El Niño, enquanto os preços globais da energia e das matérias-primas não combustíveis aumentam. O FMI estima que um El Niño significativo pode aumentar o PIB dos Estados Unidos em cerca de 0,5% (devido em grande parte às contas de aquecimento mais baixas) e reduzir o PIB da Indonésia em cerca de 1,0%.
Impactos sociais e na saúde
Condições climáticas extremas relacionadas ao ciclo El Niño estão correlacionadas com mudanças na incidência de doenças epidêmicas. Por exemplo, este ciclo está associado ao aumento dos riscos de algumas das doenças transmitidas pelos mosquitos, como a malária, a dengue e a febre do Vale do Rift. Ciclos de malária na Índia, Venezuela, Brasil e Colômbia agora foram associados ao El Niño. Surtos de outra doença transmitida por mosquitos, a encefalite australiana (encefalite do Vale Murray), ocorrem no sudeste temperado da Austrália após fortes chuvas e inundações, que estão associadas a eventos de La Niña. Um surto grave de febre do Vale do Rift ocorreu após chuvas extremas no nordeste do Quênia e no sul da Somália durante o El Niño de 1997-98.
Consequências ecológicas
Durante os eventos ENOS de 1982–83, 1997–98 e 2015–16, grandes extensões de florestas tropicais passaram por um período seco prolongado que resultou em incêndios generalizados e mudanças drásticas na estrutura florestal e na composição de espécies de árvores nas florestas amazônicas e de Bornéu. Os seus impactos não se limitam apenas à vegetação, uma vez que foram observados declínios nas populações de insetos após secas extremas e incêndios terríveis durante o El Niño de 2015–16. Em florestas tropicais sazonalmente secas, que são mais tolerantes à falta de chuvas, os pesquisadores descobriram que a seca induzida pelo El Niño aumentou a mortalidade de mudas. Em uma pesquisa publicada em outubro de 2022, pesquisadores estudaram florestas tropicais sazonalmente secas em um parque nacional em Chiang Mai, na Tailândia, por 7 anos e observaram que o El Niño aumentou a mortalidade de mudas mesmo em florestas tropicais sazonalmente secas e pode impactar florestas inteiras a longo prazo.
