El Niño, La Niña: cosa sono e qual è la loro relazione col clima che cambia

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Come abbiamo riportato nell’articolo "El Niño è arrivato e spingerà la temperatura media globale sopra gli 1,5°C in uno dei prossimi 5 anni“, El Niño si è instaurato nel Pacifico tropicale e, con esso, secondo la WMO, in uno dei prossimi 5 anni la temperatura media globale raggiungerà quasi sicuramente un picco superiore al record del 2016..

Ma cosa sono esattamente i fenomeni indicati con i termini El Niño e La Niña? E quali influenze hanno sul clima a livello globale e regionale? Cerchiamo di capirlo insieme.

Il ciclo ENSO

Il termine El Niño, che in spagnolo significa "bambino ", o "Cristo Bambino”, fu usato per la prima volta dai pescatori del Perù e dell'Ecuador per indicare la comparsa di acque oceaniche insolitamente calde nel periodo intorno a Natale.

La Niña in spagnolo significa "la bambina”, talvolta chiamata anche El Viejo, anti-El Niño o semplicemente "evento freddo".

El Niño e La Niña sono fasi opposte del ciclo naturale “El Niño-Southern Oscillation” (ENSO), durante il quale le temperature superficiali oceaniche (SST, Sea Surface Temperature) della zona centrale e orientale del Pacifico equatoriale fluttuano tra valori più caldi (El Niño) e valori più freddi (La Niña) rispetto alla media di lungo termine.

L’entità della fluttuazione è di circa 1-3°C, a seconda della forza dell’evento.

L’alternanza delle fasi è continua, ma irregolare: gli eventi El Niño e La Niña si presentano in media ogni due-sette anni, con El Niño di solito più frequente de La Niña; durano dai 9 ai 12 mesi, anche se alcuni eventi prolungati possono durare anni, come abbiamo visto con il triplo tuffo della Niña.

Tra le due fasi calda e fredda si interpongono spesso periodi prolungati - da pochi mesi a un paio d'anni - di situazioni neutre: si parla di “fase neutra”, nel senso che le temperature, i venti e le precipitazioni nel Pacifico tropicale sono vicini alle loro medie di lungo termine.

La circolazione di Walker e la fase neutra dell’ENSO

La temperatura superficiale oceanica non è però l’unico parametro che varia nel corso del ciclo ENSO: stiamo parlando di un fenomeno che implica un’interazione oceano-atmosfera, per cui, alla variazione della SST, si accompagnano anche modifiche cicliche nella circolazione atmosferica.

Durante la fase neutra, la circolazione atmosferica sopra le acque equatoriali del Pacifico si configura in una cella convettiva – la cella di Walker- generata dalla differenza di temperatura e pressione atmosferica tra le due sponde orientale e occidentale dell’oceano.

L’aria che sovrasta le acque più calde ad Ovest, meno densa, risale in quota lungo il ramo occidentale; può arrivare a un’altezza di circa 12 Km e a questa quota si sposta verso Est, dove, trovandosi sopra acque più fredde, a sua volta perde calore, si appesantisce e ridiscende al suolo lungo il ramo orientale.

Di fatto, assistiamo ad un gradiente di pressione, già osservato nel secolo scorso da Sir Walker, da cui il nome della cella, con bassa pressione in corrispondenza delle sponde occidentali e alta pressione ad Est.

Il cerchio di venti si chiude grazie alla presenza degli Alisei, in inglese “trade winds”, venti superficiali che soffiano da Est verso Ovest sulla superficie oceanica. Nelle regioni interessate dalla bassa pressione la risalita per convezione dell’aria dà luogo a nuvolosità diffusa ed abbondanti piogge; nelle zone dove domina l’alta pressione il clima si presenta freddo e secco.

Sotto l’azione degli Alisei anche lo strato marino superficiale, più caldo delle acque sottostanti, viene spinto verso Ovest: così nel Pacifico occidentale si accumula più acqua calda, la cosiddetta Piscina Calda (Warm Pool). Il termoclino, lo strato di transizione che tiene separate le acque superficiali più calde dalle acque profonde più fredde, in condizioni neutre è situato a profondità maggiore nel Pacifico occidentale.

Le fasi fredde e calde del ciclo ENSO: El Niño e La Niña

La dinamica atmosferica appena descritta subisce modifiche consistenti in presenza delle fasi di El Niño e La Niña: durante l’episodio caldo si può quasi arrivare alla soppressione della cella, mentre in concomitanza de La Niña si ha un’intensificazione della Circolazione di Walker.

La Niña

Nel corso di un evento La Niña gli Alisei si rinforzano, spostando ancora più acqua calda ad Ovest. Questo permette all'acqua fredda sottostante di risalire verso la superficie nei pressi delle coste sud-americane. Si tratta di un’acqua molto ricca di nutrienti che risalendo dà origine al cosiddetto “upwelling”, tanto sospirato dai pescatori sudamericani. In questa situazione nella parte centrale e orientale del Pacifico tropicale si viene a creare un'ampia zona in cui le temperature superficiali risultano inferiori di più gradi rispetto alla norma.

El Niño

Durante El Niño si verifica la dinamica opposta: gli Alisei si indeboliscono o talvolta si invertono; la cella di Walker quasi scompare. In assenza di circolazione, le acque calde dell'Oceano Pacifico occidentale si estendono verso est, le coste sudamericane si riscaldano e il termoclino su questo lato si sposta più in fondo, quasi sopprimendo l’upwelling. Lungo la fascia equatoriale centro-orientale abbiamo ora un’ampia area in cui le temperature dell'oceano sono superiori alla norma.

Gli impatti di El Niño e La Niña sul clima

Che effetti hanno queste fluttuazioni sul clima regionale?

La variazione della cella di Walker implica profonde mutazioni nei regimi di precipitazione e, quindi, nel clima dei paesi che si affacciano direttamente sul Pacifico: Australia, Asia del Sud e America centro-meridionale.

Gli eventi El Niño sono di solito associati a un aumento delle piogge nel Sud del Brasile, Argentina, nord del Messico e Stati Uniti meridionali, oltre che nel Corno d'Africa; al contrario gravi siccità si verificano nelle aree interne a Sud ed Est dell'Australia, in Indonesia, in alcune zone dell'Asia meridionale e nell’Africa sud-orientale.

Quando si presenta La Niña, questi effetti sono approssimativamente - ma non esattamente - invertiti. La fase fredda è spesso associata a condizioni di umidità nell'Australia orientale e a forti precipitazioni in Indonesia; analoga tendenza si riscontra anche nelle zone settentrionali del Sudamerica e nell’Africa meridionale. Condizioni più secche del normale si osservano generalmente lungo la costa dell'Ecuador e nel Perù nord-occidentale, oltre che in Somalia e Kenya orientale.

Durante la fase ENSO calda i monsoni si affievoliscono, aumenta il numero di uragani nell'Oceano Pacifico centrale/orientale, mentre diminuiscono quelli nel bacino atlantico; durante La Nina i monsoni sono più intensi del normale e così il numero di uragani nell’Atlantico.

ENSO ed Europa: le teleconnessioni

L’influenza del ciclo ENSO non si limita al clima dei paesi che si affacciano sull’Oceano Pacifico equatoriale: fluttuazioni di soli 1 – 3 °C della SST di un’area così vasta (grande almeno quanto gli Stati Uniti) sono in grado di far variare la temperatura media globale anche di 0,2°C.

In questo senso l’ENSO rappresenta la più intensa sorgente di variabilità atmosferica osservabile su scala globale. Tra gli anni più caldi nella storia delle misurazioni se ne contano molti in cui in concomitanza si sono registrate fasi El Niño: ricordiamo quella del 1982/83, del 1986/87, del 1997/98 e del 2015/2016.

Non solo, ma numerosi studi hanno provato stretti legami tra l’oscillazione e le variazioni nel clima di regioni lontane dal Pacifico in tutti i continenti, Antartide compresa: si parla a questo proposito di “teleconnessioni” climatiche. Le fluttuazioni dell’ENSO alterano ad esempio la circolazione atmosferica che collega i tropici alle medie latitudini, arrivando a modificare addirittura l’andamento delle correnti a getto (jet stream) intorno ai poli.

Per quanto riguarda il clima dell’Europa, è noto che El Niño influenza la cosiddetta NAO (North atlantic oscillation), che ha anch’essa due fasi. Durante le stagioni con El Niño, l’Europa meridionale tende ad avere inverni più miti e piovosi ed estati che presentano una maggiore attività dell’Anticiclone africano, cosa che si traduce in ondate di calore durature e siccità prolungata.