Το ισχυρότερο Ελ Νίνιο των τελευταίων χιλίων ετών;
Οι δακτύλιοι των δέντρων και τα κοράλλια δείχνουν ότι τα ισχυρότερα σύγχρονα επεισόδια Ελ Νίνιο κατατάσσονται στην κορυφή ή πολύ κοντά στην κορυφή των τελευταίων χιλίων ετών, ενώ το φετινό φαινόμενο αναμένεται να ξεπεράσει κατά πολύ αυτά τα προηγούμενα.
Το φετινό επεισόδιο Ελ Νίνιο είναι ήδη το ισχυρότερο που έχει καταγραφεί με ενόργανες μετρήσεις, με βάση τις ανωμαλίες της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας στην περιοχή Niño 3.4.
Οι ημερήσιες ανωμαλίες στην περιοχή Niño 3.4 ξεπέρασαν το προηγούμενο ρεκόρ —που είχε σημειωθεί τον Νοέμβριο του 2015— στις 20 Σεπτεμβρίου και έφτασαν τους 3,4°C έως αυτή την εβδομάδα. Ο Σεπτέμβριος, συνολικά, κατέγραψε τις υψηλότερες ανωμαλίες θερμοκρασίας Niño 3.4 που έχουν παρατηρηθεί ποτέ.
Και το φετινό Ελ Νίνιο έχει ακόμη μερικούς μήνες για να ενισχυθεί. Οι πιο πρόσφατες προσομοιώσεις από 14 εποχικά προγνωστικά μοντέλα δείχνουν ότι το φαινόμενο θα κορυφωθεί περίπου στους 4°C, με το 80% των προσομοιώσεων να καταλήγει σε τιμές μεταξύ 3,3°C και 4,6°C.
Πρόβλεψη της διάμεσης τιμής Niño 3.4 από πολλαπλά μοντέλα, βάσει των αρχικοποιήσεων κάθε μήνα από τον Μάρτιο έως τον Οκτώβριο του 2026, σε σύγκριση με τις παρατηρούμενες μηνιαίες τιμές (NOAA CPC). Οι διάμεσες τιμές υπολογίζονται από όλα τα μέλη των συνόλων προσομοιώσεων, με ίση στάθμιση των μοντέλων. Παραλείπονται οι μήνες για τους οποίους υπάρχουν λιγότερα από έξι μοντέλα. Η σκίαση δείχνει το εύρος 25ου–75ου εκατοστημορίου των μελών των προσομοιώσεων του Οκτωβρίου. Τα δεδομένα προέρχονται από τα NOAA NMME και CFSv2, Copernicus C3S, ECCC CanSIPS και JAMSTEC SINTEX-F, μέσω του Climate Dashboard.
Πρέπει, ωστόσο, να σημειωθεί ότι, ενώ τα μοντέλα υποεκτίμησαν την ένταση του φαινομένου νωρίτερα μέσα στο έτος, τους τελευταίους δύο μήνες την υπερεκτίμησαν. Παρ’ όλα αυτά, καθώς η πρώτη εβδομάδα του Οκτωβρίου έχει ήδη ξεπεράσει τους 3°C, η πρόβλεψη των 3,6°C για τον Οκτώβριο δεν φαίνεται απίθανη. Ωστόσο, εξακολουθεί να υπάρχει μεγάλο εύρος πιθανών εξελίξεων, ανάλογα με τις διαφορετικές ομάδες μοντέλων και τα επιμέρους μέλη των συνόλων προσομοιώσεων.
Πόσο πίσω στον χρόνο μπορούμε να κοιτάξουμε;
Το παρακάτω σχήμα παρουσιάζει τρεις διαφορετικές πηγές στοιχείων για την ιστορική ένταση του Ελ Νίνιο.
Επάνω: Μέγιστη μηνιαία ανωμαλία Niño 3.4 για κάθε επεισόδιο Ελ Νίνιο από το 1877, με κάθε τιμή να υπολογίζεται σε σχέση με την κλιματολογία της αντίστοιχης εποχής (NOAA OISST από το 1982 και ανακατασκευή HadISST για την προηγούμενη περίοδο), καθώς και η διάμεση τιμή της πρόβλεψης για το 2026–2027 και το εύρος 10ου–90ού εκατοστημορίου των κορυφώσεων των μελών των προσομοιώσεων.
Μεσαίο: Ανακατασκευή του χειμερινού δείκτη Niño 3.4 (Δεκέμβριος–Φεβρουάριος) από δακτυλίους δέντρων, από τους Cook και Cane (2024), για την περίοδο 1100–2000, σε σχέση με την περίοδο 1871–2000. Με μπλε χρώμα εμφανίζονται οι χειμερινές τιμές από τις ενόργανες μετρήσεις, καθώς και η πρόβλεψη για τον χειμώνα 2026–2027 (διάμεση τιμή και εύρος 10ου–90ού εκατοστημορίου των μελών των προσομοιώσεων).
Κάτω: Κυλιόμενη μεταβλητότητα 20 ετών της διαχρονικής διακύμανσης της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας, βάσει κοραλλιών από τα Γκαλαπάγκος, από το Σχήμα 2 των Cole et al. (2026). Κάθε σύμβολο αντιστοιχεί σε μία καταγραφή κοραλλιού (κύκλοι: ισότοπα οξυγόνου· τρίγωνα: στρόντιο/ασβέστιο) και δείχνει τη μέση τιμή και το εύρος της μεταβλητότητας σε περίοδο 20 ετών.
Το επάνω διάγραμμα δείχνει τις καταγραφές των θερμομέτρων, σύμφωνα με τις οποίες το φετινό επεισόδιο έχει ήδη καταρρίψει το ρεκόρ για τα φαινόμενα από το 1877 και, σύμφωνα με τις προβλέψεις, αναμένεται να το ξεπεράσει κατά πολύ.
Τα δύο κάτω διαγράμματα παρουσιάζουν διαφορετικά στοιχεία από τους δακτυλίους των δέντρων και τα κοράλλια, τα οποία μας βοηθούν να ανασυνθέσουμε τι συνέβη κατά τη χιλιετία που προηγήθηκε.
Πριν από το 1877, υπάρχουν επίσης γραπτές μαρτυρίες που μπορούμε να αξιοποιήσουμε. Οι Quinn et al. (1987) συγκέντρωσαν καταγραφές εμφάνισης του Ελ Νίνιο στις ακτές του Περού, από το 1525 και μετά, αξιοποιώντας ημερολόγια πλοίων, αρχεία ιεραποστολών και χρονικά. Οι Gergis και Fowler (2008) συνδύασαν αυτές τις πληροφορίες με δεδομένα από δακτυλίους δέντρων, κοράλλια και πυρήνες πάγου, δημιουργώντας μια χρονολογική καταγραφή των επεισοδίων που φτάνει επίσης έως το 1525. Πέντε από τα εννέα επεισόδια που εντάσσονται στην κατηγορία της μεγαλύτερης έντασης προέρχονται από τον 20ό αιώνα.
Ωστόσο, αυτές οι χρονολογικές καταγραφές ταξινομούν τα επεισόδια σε γενικές κατηγορίες και παραλείπουν πολλές λεπτομέρειες. Για παράδειγμα, χαρακτηρίζουν το επεισόδιο του 1997–1998 ως «ασθενές». Επομένως, παρέχουν μόνο περιορισμένες ενδείξεις για το πού θα κατατασσόταν ένα φαινόμενο έντασης 4°C, όπως αυτό που αναμένεται φέτος.
Οι δύο καταγραφές που παρουσιάζονται στο παραπάνω σχήμα —από τους δακτυλίους των δέντρων και τα κοράλλια— φτάνουν πίσω έως τον 12ο αιώνα και μας επιτρέπουν να εκτιμήσουμε με μεγαλύτερη αξιοπιστία πώς θα συγκριθεί το φετινό επεισόδιο με τα προηγούμενα.
Οι δακτύλιοι των δέντρων φτάνουν έως το 1100
Οι Cook και Cane (2024), στο μεσαίο διάγραμμα του παραπάνω σχήματος, χρησιμοποίησαν 544 χρονολογικές σειρές δακτυλίων δέντρων από περιοχές όπου οι βροχοπτώσεις επηρεάζονται από το Ελ Νίνιο, προκειμένου να ανασυνθέσουν τις θερμοκρασίες της επιφάνειας της θάλασσας στον ισημερινό Ειρηνικό κατά τη διάρκεια του χειμώνα (Δεκέμβριος έως Φεβρουάριος).
Ωστόσο, μόνο 81 από αυτές τις σειρές φτάνουν έως τον 12ο αιώνα. Αν εξετάσουμε τα δεδομένα από το 1500 και μετά, όταν υπάρχουν περισσότερες καταγραφές δακτυλίων δέντρων, διαπιστώνουμε ότι ακολουθούν αρκετά καλά τις παρατηρούμενες χειμερινές τιμές Niño 3.4, με τυπικό σφάλμα περίπου 0,5°C για κάθε χειμώνα. Η ανακατασκευή που ξεκινά από το 1100 παρουσιάζει μεγαλύτερο θόρυβο, με τυπικό σφάλμα περίπου 0,6°C.
Η υψηλότερη χειμερινή τιμή που ανακατασκευάζεται πριν από το 1871 είναι 2,1°C: για τον χειμώνα 1746–1747 στη μία εκδοχή και για τον χειμώνα 1791–1792 στην άλλη. Η υψηλότερη τιμή πριν από το 1500 είναι 2,0°C, για τον χειμώνα 1121–1122.
Οι ισχυρότεροι χειμώνες της περιόδου των ενόργανων μετρήσεων —1877–1878, 1982–1983, 1997–1998 και 2015–2016— κυμαίνονται όλοι μεταξύ 2,3°C και 2,5°C, με βάση τον ίδιο δείκτη.
Η πρόβλεψη για τον ερχόμενο χειμώνα είναι 3,9°C, με το 80% των μελών των προγνωστικών συνόλων να δίνει τιμές μεταξύ 2,9°C και 4,6°C.¹
Για να λάβω υπόψη την αβεβαιότητα των δεδομένων από τους δακτυλίους των δέντρων, προσομοίωσα το εύρος των πραγματικών τιμών που θα μπορούσε να έχει κάθε χειμώνας πριν από το 1871, λαμβάνοντας υπόψη το μέγεθος των αποκλίσεων της ανακατασκευής κατά τα έτη στα οποία είχε ελεγχθεί.²
Εάν οι προβλέψεις των μοντέλων για το φετινό Ελ Νίνιο αποδειχθούν ακριβείς, η πιθανότητα ο φετινός χειμώνας να ξεπεράσει κάθε χειμώνα από το 1100 και μετά κυμαίνεται μεταξύ 91% και 95%, με βάση τον τυπικό δείκτη Niño 3.4.
Με βάση τον σχετικό δείκτη της NOAA (RONI), ο οποίος αφαιρεί την επίδραση της θέρμανσης στην ευρύτερη τροπική ζώνη, η πιθανότητα μειώνεται στο 60%–72%.
Για τα τελευταία 500 χρόνια, όπου η ανακατασκευή είναι πιο αξιόπιστη, οι πιθανότητες αυξάνονται στο 94%–98% για τον δείκτη ONI και στο 69%–85% για τον RONI, αντίστοιχα.
Οι Cook και Cane σημειώνουν επίσης ότι «οι θετικές αποκλίσεις (δηλαδή τα επεισόδια Ελ Νίνιο) των τελευταίων δεκαετιών είναι γενικά υψηλότερες από οποιαδήποτε άλλη περίοδο από το 1100».
Τι δείχνουν τα κοράλλια
Η δεύτερη μακροχρόνια καταγραφή δημοσιεύτηκε τον Αύγουστο του τρέχοντος έτους, όταν η Julia Cole και οι συνεργάτες της παρουσίασαν στο επιστημονικό περιοδικό Science μια μελέτη που βασίστηκε σε 28 καταγραφές κοραλλιών από πέντε νησιά των Γκαλαπάγκος.
Τα Γκαλαπάγκος βρίσκονται στον ανατολικό Ειρηνικό, όπου εντοπίζεται το επίκεντρο των επεισοδίων Ελ Νίνιο, συμπεριλαμβανομένου του φετινού.
Τα κοράλλια σχηματίζουν ετήσιες ζώνες ανάπτυξης, η χημική σύσταση των οποίων καταγράφει τη θερμοκρασία του νερού μέσα στο οποίο αναπτύχθηκαν. Έτσι, ένα απολιθωμένο κοράλλι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένα κατά προσέγγιση θερμόμετρο για τις δεκαετίες κατά τις οποίες ήταν ζωντανό.
Τα παλαιότερα από αυτά τα κοράλλια αναπτύχθηκαν περίπου το 1130 και, συνολικά, οι καταγραφές τους καλύπτουν περίπου τα μισά έτη της τελευταίας χιλιετίας.
Τα κοράλλια δεν μπορούν να προσδιορίσουν την κορύφωση ενός μεμονωμένου επεισοδίου Ελ Νίνιο με την ίδια αξιοπιστία που μπορεί να το κάνει ένα θερμόμετρο ή ένας δακτύλιος δέντρου. Αυτό που καταγράφουν καλά είναι το μέγεθος των μεταβολών της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας από έτος σε έτος, μέσα σε ένα κυλιόμενο χρονικό παράθυρο 20 ετών.
Μέχρι το 1850, οι διακυμάνσεις από έτος σε έτος παραμένουν μέσα σε ένα σχετικά στενό εύρος. Αρχίζουν να αυξάνονται στα τέλη του 19ου αιώνα, ενώ τα κοράλλια που αναπτύχθηκαν μετά το 1984 καταγράφουν κυρίως τιμές πάνω από το προβιομηχανικό εύρος.
Η Cole και οι συνεργάτες της διαπιστώνουν ότι η μεταβλητότητα πριν από το 1850 ήταν περίπου 37% χαμηλότερη από εκείνη των τελευταίων δεκαετιών.³ Διαπιστώνουν επίσης ότι η αύξηση αυτή οφείλεται στα ισχυρότερα επεισόδια Ελ Νίνιο και όχι σε ισχυρότερα επεισόδια Λα Νίνια.
Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης κατά πόσο θα μπορούσαν αποκλειστικά φυσικοί παράγοντες να προκαλέσουν μια τόσο μεγάλη αύξηση. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις των τελευταίων χιλίων ετών από 12 κλιματικά μοντέλα, τα οποία λαμβάνουν υπόψη μόνο την επίδραση των ηφαιστείων, του Ήλιου και των μεταβολών της τροχιάς της Γης. Εξέτασαν επίσης προσομοιώσεις ελέγχου, στις οποίες δεν εισάγονται μεταβολές σε αυτούς τους παράγοντες.
Διαπίστωσαν ότι η αύξηση της μεταβλητότητας στη σύγχρονη εποχή αντιστοιχεί σε ένα ενδεχόμενο με πιθανότητα περίπου 1 στις 100 στις προσομοιώσεις ελέγχου των κλιματικών μοντέλων.
Παρόμοια αποτελέσματα προκύπτουν και από άλλες μελέτες που χρησιμοποιούν έμμεσους κλιματικούς δείκτες, μεταξύ των οποίων έρευνες σε κοράλλια του κεντρικού Ειρηνικού (Grothe et al., 2020) και μια παλαιότερη ανακατασκευή από δακτυλίους δέντρων που καλύπτει επτά αιώνες (Li et al., 2013).
Συνδυάζοντας τις δύο καταγραφές
Οι δακτύλιοι των δέντρων και τα κοράλλια αποτελούν δύο από τις πιο ανεξάρτητες μεταξύ τους πηγές δεδομένων που διαθέτουμε για την ανασύνθεση του παλαιοκλίματος.
Η μία καταγράφει την επίδραση του Ελ Νίνιο στις βροχοπτώσεις της ξηράς μέσω της ανάπτυξης των δέντρων, ενώ η άλλη καταγράφει απευθείας τη θερμοκρασία του ωκεανού στον ανατολικό Ειρηνικό.
Και οι δύο συμφωνούν ότι τα επεισόδια Ελ Νίνιο των τελευταίων δεκαετιών βρίσκονται στην κορυφή ή πολύ κοντά στην κορυφή της τελευταίας περιόδου από τον 12ο αιώνα και μετά. Η πρόβλεψη για το 2026 βρίσκεται περισσότερο από έναν βαθμό πάνω από εκείνα τα πρόσφατα επεισόδια.
Ωστόσο, οι έμμεσοι κλιματικοί δείκτες είναι αναγκαστικά ατελή «θερμόμετρα» και οι δύο κατηγορίες δεδομένων έχουν ουσιαστικούς περιορισμούς.
Οι δακτύλιοι των δέντρων υποεκτίμησαν την ένταση του Ελ Νίνιο του 1877–1878 και παρουσιάζουν αβεβαιότητες μεγαλύτερες από 0,5°C πριν από το 1500, αν και λαμβάνω υπόψη αυτή την αβεβαιότητα στους υπολογισμούς των πιθανοτήτων.
Τα κοράλλια καταγράφουν τη μεταβλητότητα σε βάθος δεκαετιών και όχι την κορύφωση ενός συγκεκριμένου επεισοδίου. Επιπλέον, μετρούν την τοπική θερμοκρασία στα Γκαλαπάγκος και όχι τον δείκτη Niño 3.4, ενώ τα χρονικά κενά μεταξύ των καταγραφών σημαίνουν ότι περίπου τα μισά έτη δεν καλύπτονται από τα διαθέσιμα δεδομένα.
Ακόμη και αν λάβουμε υπόψη όλους αυτούς τους περιορισμούς, θεωρώ ότι το φετινό επεισόδιο Ελ Νίνιο είναι πιθανό να αποδειχθεί το ισχυρότερο των τελευταίων 1.000 ετών, εφόσον επαληθευτούν οι πιο πρόσφατες προβλέψεις των μοντέλων για την κορύφωσή του.
Οι δακτύλιοι των δέντρων, από μόνοι τους, δίνουν πιθανότητα 91%–95% με βάση τον τυπικό δείκτη ONI και 60%–72% με βάση τον RONI.
Οι καταγραφές των κοραλλιών δείχνουν ήδη ότι η σύγχρονη εποχή βρίσκεται έξω από το φυσικό εύρος μεταβλητότητας του ανατολικού Ειρηνικού που παρατηρούνταν στο παρελθόν. Το φετινό επεισόδιο θα αποτελέσει αναμφισβήτητα ρεκόρ για τη σύγχρονη εποχή.
Σημειώσεις
1. Αυτοί οι αριθμοί αφορούν τους μέσους όρους του ίδιου χειμερινού τριμήνου που χρησιμοποιούνται στις ανακατασκευές από τους δακτυλίους των δέντρων. Είναι χαμηλότεροι από τις εκτιμήσεις της μέγιστης μηνιαίας τιμής του φαινομένου, επειδή αντιπροσωπεύουν μέσο όρο τριών μηνών.
2. Για τον υπολογισμό αυτό, προσαρμόστηκα τις παρατηρούμενες χειμερινές τιμές Niño 3.4 στις τιμές της ανακατασκευής για τα έτη 1871–1929 που είχαν εξαιρεθεί από τη διαδικασία προσαρμογής. Για την εκδοχή που ξεκινά από το 1500, η κλίση ήταν 0,92 και το σφάλμα καταλοίπων 0,49°C. Για την εκδοχή που ξεκινά από το 1100, οι αντίστοιχες τιμές ήταν 0,75 και 0,64°C. Επανέλαβα τη δειγματοληψία αυτών των ετών ώστε να αποτυπώσω την αβεβαιότητα της προσαρμογής και δημιούργησα εύλογες εκτιμήσεις των πραγματικών τιμών για κάθε χειμώνα πριν από το 1871. Επανέλαβα την ανάλυση 20.000 φορές και κάθε φορά κατέγραφα τη μεγαλύτερη τιμή.
3. Η Cole και οι συνεργάτες της μετρούν τη μεταβολή σε σχέση με τις τελευταίες δεκαετίες. Επομένως, το ποσοστό τους περιγράφει πόσο ασθενέστερη ήταν η μεταβλητότητα πριν από τη βιομηχανική εποχή. Αν χρησιμοποιηθεί ως βάση σύγκρισης η προβιομηχανική περίοδος, διαπιστώνουν ότι η μεταβλητότητα των τελευταίων δεκαετιών είναι περίπου 60% υψηλότερη.
