El Niño, La Niña a cyklus ENSO

Walkerova cirkulace: Motor ENSO

Za normálních (ENSO-neutrálních) podmínek Walkerova cirkulace pohání východní pasáty napříč tropickým Pacifikem, hromadí teplou povrchovou vodu proti námořnímu kontinentu Indonésie a západnímu Pacifiku. Tento teplý bazén — pokrývající plochu větší než kontinentální Spojené státy — leží na ostře nakloněném termoklinu, hraniční vrstvě mezi teplou povrchovou vodou a studenou hlubokou vodou. Ve východním tropickém Pacifiku se termoklin nachází pouze 20–50 m pod povrchem, což umožňuje výstup studené vody bohaté na živiny podél jihoamerického pobřeží a kolem souostroví Galapágy. Tento výstup pohání mimořádnou produktivitu, která podporuje ikonickou mořskou megafaunu Galapág.

El Niño: Když se teplý bazén přesune na východ

El Niño začíná, když pasáty oslabí — často spuštěno stochastickou atmosférickou poruchou — čímž se spustí silná pozitivní zpětná vazba známá jako Bjerknesova zpětná vazba. Jak se pasáty uvolňují, teplá voda proudí na východ, potlačuje východopacifický termoklin a zvyšuje teplotu mořské hladiny (SST) o 1–3 °C napříč centrálním a východním Pacifikem. Atmosférická konvekce, která se normálně ukotvuje nad Indonésií, se přesouvá do centrálního Pacifiku, měníc vzorce srážek na šesti kontinentech. V Indo-Pacifiku často stoupá SST v Indickém oceánu o 1–2 °C nad normál během zralých let El Niña, vystavuje tak útesové systémy, které leží daleko mimo přímé epicentrum ENSO, smrtelnému tepelnému stresu [4].

La Niña: Překorigování

La Niña představuje chladnou, opačnou fázi ENSO, charakterizovanou anomálně silnými pasáty, hlubším západopacifickým termoklinem a zvýšeným výstupem východní vody. Pro potápěče La Niña obecně přináší chladnější, čistší vodu a silnější termokliny v oblastech výstupu, jako jsou Galapágy a Peru. Riziko bělení útesů je během fází La Niña sníženo, i když není zcela eliminováno — základní oteplování oceánů znamená, že i neutrální roky nyní přinášejí anomálie SST, které by před dvěma desetiletími byly kvalifikovány jako mírné podmínky El Niña [2].

Tři mezní události, které přepsaly vědu o útesech

1997–98: Klimatická událost dvacátého století

El Niño z let 1997–98 vyvolal nejsilnější anomálie SST v instrumentálních záznamech až do té doby. Pan-tropická tepelná stopa se táhla od Malediv a Indického oceánu přes Tichý oceán až po Karibik. Claar et al. [4] syntetizovali data ze 43 studií a zjistili, že závažnost bělení korálů přímo korelovala s intenzitou El Niña, přičemž Indo-Pacifik nesl největší břímě. Odhadem 16 % všech korálových útesů bylo globálně zničeno v této jediné události. Potápěčská místa, která byla po desetiletí nedotčená — na Maledivách, Seychelách a napříč Korálovým trojúhelníkem — ztratila během několika měsíců struktury tvořené po desetiletí.

2015–16: Třetí globální událost bělení korálů

El Niño z let 2015–16 v kombinaci s dlouhodobým trendem oteplování oceánů spustilo to, co vědecká komunita uznala za třetí globální událost bělení korálů, po letech 1997–98 a 2010. Hughes et al. [1] provedli letecké a podvodní průzkumy na 2 300 km Velkého bariérového útesu a zjistili, že 93 % jednotlivých útesů zažilo nějaký stupeň bělení, přičemž přibližně polovina korálového pokryvu v severní třetině útesu byla zcela zničena. Hughes et al. [1] poznamenali, že k bělení docházelo při teplotách přibližně o 1 °C nižších než v 90. letech — nikoli proto, že by korály byly citlivější, ale proto, že byly znovu vystaveny stresu dříve, než se plně zotavily z předchozích událostí. V Indickém oceánu zaznamenaly Maledivy, Chagos a Seychely katastrofální ztráty. Východní útesy Galapág byly naopak částečně chráněny lokálním výstupem studené vody, což ilustruje důležitost mezoměřítkových oceánografických útočišť [5].

2023: Nový milník

El Niño z roku 2023 se vyvíjelo na nejteplejším oceánském pozadí v instrumentálních záznamech. Globální průměrné SST překonávaly předchozí rekordy téměř nepřetržitě od dubna 2023 do poloviny roku 2024 [6]. NOAA Coral Reef Watch vyhlásila čtvrtou globální událost bělení v roce 2024, s bělením zdokumentovaným na 77 % světových tropických útesových oblastí – pokrytí bezprecedentní v éře pozorování. Událost ukázala, že i mírné El Niño, superponované na již teplejší základní oceán, může generovat katastrofální podmínky bělení, které by dříve vyžadovaly rekordní El Niño k dosažení [2].

Otisk ENSO na třech ikonických potápěčských destinacích

Souostroví Galapágy

Galapágy leží na soutoku tří hlavních oceánských proudů: chladného Humbodtova proudu z jihu, Panamského proudu ze severu a hlubokého, chladného Cromwellova (rovníkového podpovrchového proudu) proudícího ze západu. Během La Niñy a ENSO-neutrálních podmínek výstup vody Cromwellova proudu pohání produktivitu, která podporuje slavné mořské leguány, tučňáky, lachtany a galapážské žraloky souostroví. Události El Niña tento výstup potlačují prohloubením termoklinu. Během událostí v letech 1982–83 a 1997–98 Galapágy zažily katastrofální bělení korálů a masivní úmrtnost, a přežití mláďat lachtanů se zhroutilo, protože zmizely kořistní ryby. Událost v letech 2015–16 byla částečně tlumená na některých severních místech lokalizovaným výstupem, který zmírnil tepelný stres, což ilustruje důležitost mezoměřítkových oceánografických refugí [5]. Potápěči navštěvující Galapágy během let El Niña by měli očekávat teplejší, méně produktivní vodu, snížené agregace megafauny a zvýšené riziko bělení na již tak omezených útesových strukturách.

Korálový trojúhelník Indonésie

Indonésie se nachází v Korálovém trojúhelníku, oblasti o rozloze 6 milionů km², která zahrnuje nejvyšší mořskou biodiverzitu na Zemi. Západní rovníkový Pacifik je původem teplého bazénu ENSO, což znamená, že oceánské podmínky Indonésie jsou úzce spojeny s fází ENSO. Během El Niña se teplý bazén posouvá na východ a povrchové SST v některých částech Indonéského souostroví se mohou ve skutečnosti mírně ochladit, když teplý bazén migruje. Nicméně událost z let 2015–16 způsobila anomální oteplení i v samotném teplém bazénu, což způsobilo bělení v oblasti moře Bird's Head Seascape, Raja Ampat a Komodo — místa, která byla dříve považována za relativně odolná [4]. Dopad ENSO na Korálový trojúhelník je heterogenní: místa výstupu vody v Bandském moři mohou zažívat jiné stresové vzorce než chráněné útesy Korálového moře ve východní Indonésii.

Velký bariérový útes

GBR je nejvíce studovaným útesovým systémem Austrálie a stal se globálním referenčním místem pro výzkum bělení vyvolaného ENSO. McGowan et al. [3] ukázali, že povětrnostní vzorce ovlivněné fází ENSO — prostřednictvím jejich vlivu na oblačnost, promíchávání větru a oslunění — podstatně modulují SST a riziko bělení napříč GBR, zejména v severních částech, kde je variabilita pasátů největší. Bělení v roce 2016, zdokumentované Hughes et al. [1], bylo nejzávažnější v zaznamenané historii GBR, způsobené kombinací anomálií SST z El Niña a dlouhodobého trendu oteplování. Následná událost bělení v roce 2020 — během roku La Niña — podtrhla, že samotné základní oteplování je nyní dostatečné k vyvolání závažných událostí i bez zesílení El Niña [7].

Zkušenosti potápěčů v průběhu cyklu ENSO

• El Niño: Mělčí termokliny na některých místech, teplejší povrchová voda, vybělené nebo stresované korály, snížené agregace ryb a bezobratlých v oblastech závislých na výstupu vody.
• La Niña: Silnější termokliny, chladnější vystupující voda na Galapágách a Socorru, vyšší produktivita, lepší viditelnost v některých oblastech, snížené riziko bělení.
• ENSO-neutrální: Obecně stabilní podmínky; plánuj ponory kolem této fáze pro nejlepší setkání s mořským životem v destinacích s výstupem vody.
• Všechny fáze: Základní oteplování oceánů znamená, že základní teploty jsou nyní o 0,5–1,0 °C vyšší než průměry 20. století na většině tropických potápěčských lokalitách – anomálie El Niña se sčítají k tomuto již zvýšenému základu.

Klimatická změna a budoucnost ENSO

Cai et al. [2] použili soubor 21 modelů CMIP5 k projekci, že extrémní události El Niña — definované výrazným východním rozšířením teplého bazénu a posunem srážek do centrálního Pacifiku — se přibližně zdvojnásobí ve frekvenci pod vysokou emisní dráhou RCP8.5, což znamená, že se budou vyskytovat zhruba jednou za 10 let namísto jednou za 20 let. Tato projekce má hluboké důsledky pro obnovu útesů. Hoegh-Guldberg et al. [5] vypočítali, že útesy potřebují alespoň 10–15 let podmínek bez bělení, aby se obnovila strukturální složitost po vážné události; při zdvojnásobené frekvenci El Niña by obnova byla chronicky neúplná. Kwiatkowski et al. [7] dále projektovali, že pod SSP5-8.5 se pH tropického oceánu sníží a stratifikace se zvýší, což bude prohlubovat tepelný stres kyselostí na stejných útesových systémech.

Otázkou už není, zda klimatická změna ovlivní korálové útesy, ale kolik korálů přežije následující desetiletí opakovaných událostí tepelného stresu.

— Hoegh-Guldberg et al., Science, 2007 [5]

Plánování ponorů s ohledem na ENSO

Centrum pro předpověď klimatu NOAA vydává prognózy ENSO s předstihem 3, 6 a 9 měsíců. Produkt Degree Heating Week (DHW) od NOAA Coral Reef Watch integruje anomálie SST v průběhu času, aby poskytoval hodnocení rizika bělení v reálném čase na více než 200 virtuálních stanicích po celém světě. Potápěči plánující hodnotné výlety do destinací citlivých na ENSO – Galapágy, Kokosový ostrov, GBR, Maledivy – by si měli před rezervací prostudovat jak předpověď fáze ENSO, tak aktuální hodnoty DHW. Okna La Niña nebo ENSO-neutrální obvykle nabízejí nejstabilnější a nejproduktivnější podmínky na místech s výstupem vody.