Magnetic effect of El Niño

Full Text

В последние годы наблюдается значительное увеличение количества опасных по негативным последствиям природных явлений в виде ураганов, шквалов, ливней, сильных гроз, экстремальных засух и т. д. Наблюдаемые катаклизмы связывают с изменением земного климата, вызванного, как предполагается, глобальным потеплением [1]. Известно, что значительную роль в формировании погодных условий на Земле, а следовательно, и климата, играет Мировой океан [2]. Действительно, занимая около 70% земной поверхности, поглощая основную часть солнечного тепла и обладая тесной связью с атмосферой, океан оказывает существенное влияние на динамику локальных и глобальных явлений и процессов. Негативные явления в большинстве своем связаны с увеличением контрастности термобарических зон и изменением направлений глобальных воздушных потоков в атмосфере Земли. В этих процессах одну из важнейших ролей играют океанические течения и связанный с ними перенос тепловой энергии [3].

Особое внимание привлекают вариации теплового режима самого большого по площади Тихого океана. Эта акватория известна тем, что периодически примерно в 3–7 лет в ее южной части возникает одно из наиболее опасных по последствиям природное явление – Эль-Ниньо. Эль-Ниньо – Южное колебание (ENSO) связано с изменением температуры верхнего слоя экваториальной части Тихого океана и ее пространственного распределения [1]¹. При этом амплитуда изменений температуры океана в этой его части может достигать 3^о2. Последствия Эль-Ниньо характеризуются комплексом негативных явлений, таких как волны жаркой погоды и засухи в Австралии, Индонезии и Индии, что влияет на урожайность и повышает риски возникновения пожаров. Одновременно с этим Эль-Ниньо приводит к серьезному увеличению количества осадков в Южной Америке и восточной Океании, что вызывает наводнения и, как следствие, неурожай. Увеличение осадков приводит также к росту количества и масштабов склоновых явлений, в первую очередь оползней.

Согласно данным Word Meteorological Organization (WMO), статистически значимые последствия Эль-Ниньо регистрируются и в глобальном масштабе. Например, одно из наиболее сильных Эль-Ниньо 2015 г. характеризовалось повышением средней температуры на Земле на 0.2^о, изменением привычного пространственного распределения атмосферного давления в Европе, что, в свою очередь, привело к повышению влажности в Южной Европе и более холодной и сухой зиме в североевропейских странах.

Значительная роль Эль-Ниньо в формировании погоды и, как следствие, влиянии на климатические изменения на Земле повышает интерес к всестороннему изучению этого явления и сопровождающих его эффектов. Прежде всего, с точки зрения полноты его всестороннего описания и, что особенно важно, предупреждения негативных последствий.

В настоящем сообщении рассматривается геофизический эффект явления Эль-Ниньо в виде сопровождающих его вариаций магнитного поля³.

В качестве исходных данных в настоящей работе использовались результаты магнитных измерений, выполненных в обсерваториях сети INTERMAGNET (https://imag-data.bgs.ac.uk/GIN_V1/GINForms), расположенных в южной части Тихого океана (данные о магнитных обсерваториях и их расположение приведены соответственно в табл. 1 и на рис. 1). Привлекались результаты регистрации горизонтальной, наиболее чувствительной к внешним возмущениям, компоненты индукции геомагнитного поля В_х, выполненные в период с 01.01.2013 г. по 31.07.2023 г.

 

Таблица 1. Данные магнитных обсерваторий сети INTERMAGNET.

Код	ГЕО
	Широта	Долгота
HUA	12.05° S	75.33° W
CTA	20.09° S	146.264° E
PPT	17.567° S	149.574° W
CNB	35.32° S	149.36° E
EYB	43.474° S	172.393° E

 

Рис. 1. Схема расположения обсерваторий сети INTERMAGNET.

 

С целью выделения возможного влияния Эль-Ниньо на геомагнитное поле анализировались ряды среднесуточных значений за вычетом тренда В*, полученные на основе минутных цифровых рядов В_х. На рис. 2 приведены вариации значений В* со временем для разных обсерваторий. Из рис. 2 следует, что в период Эль-Ниньо 2015 г. для всех обсерваторий отмечаются повышенные по сравнению с климатической нормой (2013 г.) вариации В*, причем в сторону понижения индукции магнитного поля в пунктах регистрации. Максимальная амплитуда вариаций в период Эль-Ниньо 2015 г., как это видно из рис. 2, достигает ~120 нТл.

 

Рис. 2. Вариации компонент магнитного поля в период Эль-Ниньо 2015 г. (А) и в период подготовки Эль-Ниньо 2023–2024 г. (Б).

 

Аномалии в вариациях магнитного поля в период Эль-Ниньо 2015 г. отчетливо проявляются также в среднеквадратических отклонениях (СКО) В* (рис. 3). Естественно предполагать, что эти вариации с большой вероятностью связаны с рассматриваемым явлением.

 

Рис. 3. Микробарические колебания, зарегистрированные в период магнитной бури 23.04.2023 г. Среднеквадратические отклонения (СКО) амплитуд среднемесячных вариаций магнитного поля в период Эль-Ниньо 2015 г. (А) и в период подготовки Эль-Ниньо 2023–2024 гг. (Б).

 

Представляет интерес рассмотрение вариаций В* в период 2022–2023 гг., когда по данным WMO наблюдается хорошо выраженная тенденция к повышению температуры в поверхностных водах тропической зоны Тихого океана. Как следует из рис. 2 и 3, именно этот период характеризуется повышенными вариациями В*, что в соответствии с выше сделанными предположениями можно рассматривать в качестве индикатора, по крайней мере начальной стадии, Эль-Ниньо. При этом следует отметить, что амплитуда как самих вариаций В*, так и их СКО не ниже значений 2015 г., когда наблюдалось одно из сильных Эль-Ниньо по сравнению с предыдущими. Это позволяет считать возможным ожидать достаточно сильного по интенсивности и последствиям Эль-Ниньо в 2024 г.

Приведенные в настоящей работе данные свидетельствуют о наличии связи между аномалией планетарного масштаба, в качестве которой в данном случае выступает Эль-Ниньо, и вариациями магнитного поля. С учетом значимости явления Эль-Ниньо в формировании погоды и условий для изменения климата на планете, а также важности его прогнозирования с целью предупреждения опасных последствий, необходимо продолжать изучение сопровождающих его геофизических эффектов, а также их механизмов. В частности, в качестве механизма магнитного эффекта авторы предполагают рассматривать влияние вызывающих Эль-Ниньо мощных изменений в океанических течениях в южной части Тихого океана и сопутствующих им изменений в пассатных переносах воздушных масс на магнитное динамо Земли по аналогии с влиянием на геодинамо ряда сильных землетрясений [8–10].

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Исследования выполнены в рамках Государственного задания № 122032900185-5 “Проявление процессов природного и техногенного происхождения в геофизических полях”.

 

¹ Аномально нагретые воды западной части Тихого океана уходят к востоку.

² В период одного из особо интенсивных Эль-Ниньо 2015 г. температура верхней части Тихого океана повышалась на 2.4^о по сравнению с обычными значениями.

³ Следует отметить, что магнитное поле Земли весьма чувствительно к возмущениям геофизической среды, вызванным широким спектром природных и техногенных явлений и процессов [4–7].

About the authors

V. V. Adushkin

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics of Russian Academy of Sciences

Email: aaspivak100@gmail.com

Academician of the RAS

Russian Federation, Moscow

A. A. Spivak

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: aaspivak100@gmail.com
Russian Federation, Moscow

S. A. Riabova

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics of Russian Academy of Sciences

Email: aaspivak100@gmail.com
Russian Federation, Moscow

A. V. Tikhonova

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics of Russian Academy of Sciences

Email: aaspivak100@gmail.com
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files