النينا

يُعتبر إل نينو - التذبذب الجنوبي ظاهرة مناخية فردية تتراوح دوريًا بين بين ثلاث مراحل: التعادل أو لا نينا أو إل نينو. يُعتبر إل نينو ولا نينا مرحلتين متضادتين يتطلبان تغيرات محددة تحدث في كل من المحيط والغلاف الجوي قبل الإعلان عن الحدث.^[4]

عادة ما يجلب تيار همبولت المتدفق باتجاه الشمال مياهًا باردة نسبيًا من المحيط الجنوبي باتجاه الشمال على طول الساحل الغربي لأمريكا الجنوبية وحتى المناطق الاستوائية، حيث تزداد بفعل التيارات المائية الصاعدة التي تحدث على طول ساحل بيرو.^[5][6] بطول المناطق الاستوائية، تتسبب الرياح التجارية في سحب تيارات المحيط في المحيط الهادئ الشرقي للمياه من المناطق الأعمق في المحيط إلى السطح، وبالتالي يبرد سطح المحيط.^[6] تحت تأثير الرياح التجارية الاستوائية، تتدفق تلك المياه الباردة غربًا بطول خط الاستواء حيث تصبح أدفأ ببطء بفعل الشمس. كنتيجة مباشرة، تصبح درجات حرارة سطح البحر في المحيط الهادئ الغربي أدفأ بشكل عام، بما يقارب 8–10 °درجة مئوية  (14–18 °فهرنهايت) أكثر من تلك في المحيط الهادئ الشرقي. تُعد تلك المنطقة الأدفأ من المحيط مصدرًا للحمل الحراري وترتبط بالتغييم وسقوط الأمطار.^[6] خلال أعوام إل نينو، تضعف المياه الباردة أو تختفي تمامًا إذ تصبح المياه في وسط وشرق المحيط الهادئ بنفس سخونة المياه في المحيط الهادئ الغربي.^[5]

يحدث دوران ووكر بسبب قوة ميل الضغط الذي ينتج عن نظام الضغط المرتفع حول المحيط الهادئ الشرقي، ونظام الضغط المنخفض حول إندونيسيا. تتسبب دورانات ووكر في أحواض المحيط الهندي الاستوائي والمحيط الهادئ والأطلنطي في رياح سطحية غربية في صيف نصف الكرة الشمالي في الحوض الأول ورياح شرقية في الحوضين الثاني والثالث. ونتيجة لذلك، يُظهر هيكل درجات الحرارة للمحيطات الثلاثة عدم تناسق شديد. تكون درجات حرارة سطح الماء في كل من المحيط الهادئ الاستوائي والمحيط الأطلنطي باردة في صيف نصف الكرة الشمالي في الشرق، بينما تسود درجات حرارة السطح الأبرد فقط في المحيط الهندي الغربي.^[7] تعكس تلك التغيرات في درجة حرارة السطح تغيرات في عمق المنحدر الحراري.^[8]

تحدث التغيرات في دوران ووكر مع الوقت بالتزامن مع التغيرات في درجات حرارة السطح. تُدفع بعض من تلك التغيرات خارجيًا، مثل التحول الموسمي للشمس في نصف الكرة الشمالي خلال الصيف. تظهر بعض التغيرات الأخرى كنتيجة للتغذية الراجعة بين المحيط والغلاف الجوي، على سبيل المثال حين تتسبب الرياح الشرقية في انخفاض درجة حرارة سطح البحر في الشرق، ليرتفع التباين الحراري النطاقي وبالتالي تشتد الرياح الشرقية عبر الحوض. تؤدي تلك الرياح الشرقية المنحرفة إلى المزيد من التيارات الاستوائية الصاعدة وترفع من المنحدر الحراري في الشرق، لتضخم من التبريد الابتدائي بواسطة الرياح الجنوبية. ناقش بييركنيس لأول مرة تلك التغذية الراجعة بين المحيط والغلاف الجوي. من وجهة نظر علم المحيطات، يرجع اللسان الاستوائي البارد إلى الرياح الشرقية. إذا كان مناخ الأرض متماثلًا حول خط الاستواء، قد تختفي الرياح العابرة للمنطقة الاستوائية، ويصبح اللسان البارد أكثر ضعفًا وتختلف بنيته النطاقية بشدة عما يُرصد حاليًا.^[9]

خلال الظروف التي لا تحدث فيها ظاهرة إل نينو، يُرى دوران ووكر على السطح إذ تصبح الرياح التجارية الشرقية التي تحرك المياه والهواء باتجاه الغرب أدفأ بفعل الشمس. يخلق ذلك أيضًا تيار مياه متصاعدًا في المحيط على سواحل بيرو والإكوادور، كما يجلب المياه الباردة الغنية بالغذاء إلى السطح، ما يزيد من المخزون السمكي.^[10] يتميز الجانب الغربي من المحيط الهادئ الاستوائي بطقس دافئ ورطب ومنخفض في الضغط، إذ أن الرطوبة المتجمعة تُفرغ على شكل تيفون أو عواصف رعدية. يكون المحيط أعلى بمقدار 60 سنتيمترًا (24 بوصة) تقريبًا في محيط الهادئ الغربي نتيجة لتلك الحركة.^{[11][12][13][14]}

تراقب الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في الولايات المتحدة، درجات الحرارة في منطقة نينو 3.4، التي تمتد من خط طول 120 وحتى خط طول 170 في الغرب على جانبي خط الاستواء بمقدار خمسة دوائر عرض على كل جانب. تقع تلك المنطقة على بعد 3,000 كيلومتر (1,900 ميل) تقريبًا إلى الجنوب الشرقي من هاواي. يُحسب أحدث متوسط لكل ثلاثة أشهر لتلك المنطقة، وإذا تخطت درجة الحرارة في المنطقة أكثر من  0.5 °درجة مئوية  (0.9 °فهرنهايت) أعلى (أو أقل) من الطبيعي لتلك الفترة، يُعتبر إل نينو (أو لا نينا) قيد الحدوث.^[15] يستخدم مكتب الأرصاد الجوية التابع للمملكة المتحدة أيضًا فترة تمتد لعدة أشهر لتحديد حالة إل نينو التذبذب الجنوبي.^[16] عندما يحدث التسخين أو التبريد لفترة تمتد بين سبعة إلى تسعة أشهر، يصنف ذلك على أنه «ظروف» إل نينو\لا نينا؛ وعندما يحدث لأكثر من تلك الفترة، يُصنف على أنه «حلقات» إل نينو\لا نينا.^[17]

المرحلة المتعادلة

إذا كان اختلاف درجة الحرارة من دراسة أحوال المناخ في نطاق  0.5 °سيلزيوس (0.9 °فهرنهايت)، توصف ظروف إل نينو التذبذب الجنوبي على أنها متعادلة. الظروف المتعادلة هي التحول بين المراحل الدافئة والباردة لـ إل نينو التذبذب الجنوبي. لا تكون درجات حرارة المحيط (بالتعريف) والهطول الاستوائي وأنماط الرياح قريبة من الظروف الطبيعية خلال تلك المرحلة.^[18] تشتمل نصف السنوات تقريبًا على فترات متعادلة.^[19] خلال مرحلة إل نينو التذبذب الجنوبي المتعادلة، تتسبب الانحرافات\الأنماط المناخية الأخرى لتذبذب المحيط الأطلنطي الشمالي أو نمط اتصال المحيط الهادئ-أمريكا الشمالية في المزيد من التأثير.^[20]

المرحلة الدافئة

عندما يقوى دوران هادلي ويضعف دوران ووكر أو ينعكس، ينتج إل نينو،^[21] متسببًا في ارتفاع درجة حرارة سطح المحيط عن المتوسط، إذ يقل أو ينعدم حدوث تيارات المياه الصاعدة التي تحمل المياه الباردة في كل المناطق المقابلة لسواحل شمال غرب أمريكا الجنوبية. يرتبط إل نينو بمجموعة من درجات الحرارة الأدفأ من المتوسط والتي تحدث دوريًا أمام سواحل المحيط الهادئ في أمريكا الجنوبية. تعني إل نينو «الولد» في اللغة الإسبانية، وهي ترمز إلى الطفل يسوع، لأن التسخين الدوري في المحيط الهادئ بالقرب من أمريكا الجنوبية غالبًا ما يحدث بالقرب من عيد الميلاد.^[22] وهي مرحلة تخص «إل نينو-التذبذب الجنوبي» (ENSO)، وترمز للتغيرات في درجة حرارة سطح الماء في المحيط الهادئ الشرقي وفي ضغط الهواء السطحي في المحيط الهادئ الاستوائي الغربي. يصاحب مرحلة الدفئ المحيطي، إل نينو، ارتفاع في ضغط الهواء السطحي في المحيط الهادئ الغربي.^[23] لا تزال الآليات المتسببة في التذبذب قيد الدراسة.