El sistema climático de la Tierra es un entramado complejo de procesos físicos interconectados que ocurren en todo el planeta. Estos procesos están acoplados de tal manera que un cambio en un evento o proceso en una zona geográfica puede provocar alteraciones en muchas otras áreas. Uno de los desafíos más importantes dentro de la ciencia del clima es entender cómo se relacionan estos procesos, cómo se afectan entre sí y cómo evolucionan a lo largo del tiempo y el espacio.
El impacto del fenómeno El Niño-Oscilación del Sur (ENSO)
Uno de los principales factores que influye en la variabilidad climática es el fenómeno conocido como El Niño-Oscilación del Sur (ENSO). Este fenómeno afecta a las cuencas tropicales de los océanos Atlántico e Índico, y a su vez, estas cuencas retroalimentan a ENSO, creando un sistema climático acoplado que influye en todo, desde las temperaturas oceánicas hasta las precipitaciones y el desarrollo de huracanes en diversas regiones del mundo.
Un grupo de investigadores del Laboratorio de Clima y Dinámica Global del Centro Nacional de Investigación Atmosférica de EE.UU. ha llevado a cabo una revisión de los estudios recientes sobre las interacciones entre el ENSO y las cuencas tropicales del Atlántico e Índico, así como entre los trópicos y las latitudes medias-altas. Esta investigación se ha publicado en la revista Ocean-Land-Atmosphere Research.
Aixue Hu, investigador principal del estudio, señala que el trabajo busca avanzar en la comprensión de los procesos de acoplamiento a múltiples escalas dentro del sistema climático global. En las últimas décadas, el ENSO se ha clasificado en dos tipos: el ENSO central (CP) y el ENSO del Pacífico ecuatorial oriental (EP), con eventos que pueden durar desde uno hasta varios años y que se presentan en dos fases: El Niño y La Niña.
Durante un evento de El Niño, las aguas del Pacífico ecuatorial central o oriental son más cálidas de lo normal, lo que provoca una disminución de la afloración de aguas frías y ricas en nutrientes. En contraste, en una fase de La Niña, el afloramiento de aguas frías se intensifica, resultando en temperaturas más bajas de lo habitual.
Las variaciones en el impacto del ENSO en el clima y el tiempo dependen de varios factores, que incluyen el momento de inicio de los eventos, su duración y la interacción con otras fuentes de variabilidad climática, como el Dipolo del Océano Índico y el Niño Atlántico. Los investigadores han observado que los eventos de El Niño en el Pacífico ecuatorial central se han vuelto más frecuentes, mientras que la capacidad para predecir estos eventos ha disminuido. Además, algunos estudios sugieren una posible doble ocurrencia de fuertes eventos de El Niño y un aumento en la frecuencia de La Niñas que se prolongan durante varios años.
A medida que el ENSO cambia, también lo hacen las cuencas del océano Atlántico tropical y del océano Índico que influye, retroalimentándose en el proceso. Por ejemplo, en la fase de El Niño, la circulación atmosférica en la cuenca tropical del Atlántico se ve afectada, lo que incrementa el cizallamiento del viento y suprime el desarrollo de huracanes. En los años de La Niña, ocurre lo contrario, y el desarrollo de huracanes se intensifica.
Con el calentamiento global, el feedback desde el Atlántico ecuatorial y el océano Índico hacia el ENSO se ha intensificado, fortaleciendo el acoplamiento bidireccional entre las cuencas oceánicas tropicales. Este fenómeno es vital, ya que tiene implicaciones directas sobre la meteorología y el clima global.
Otro aspecto relevante en la variabilidad climática es la variabilidad multidecadales del Atlántico (AMV), que mide las fluctuaciones en las temperaturas superficiales del mar en el Atlántico en escalas de tiempo de 60 a 80 años. Esta variabilidad tiene un amplio impacto en los sistemas climáticos globales, aunque muchos de sus procesos físicos subyacentes no están completamente comprendidos.
Una de estas dinámicas es la Circulación Meridional de Overturno del Atlántico (AMOC), que transporta agua relativamente cálida y salina hacia el Atlántico Norte subpolar, donde se enfría, se hunde y fluye de nuevo hacia el sur. Cambios en la fuerza de la AMOC pueden modificar la AMV al alterar la cantidad de calor que transporta hacia el Atlántico Norte. Modelos han demostrado que el incremento de las temperaturas en la cuenca del océano Índico puede estabilizar la AMOC, un proceso que se produce a través de dos mecanismos: un desplazamiento forzado hacia el norte del chorro polar y un aumento en la estabilidad vertical de la atmósfera.
Los científicos también han señalado varias áreas clave para futuras investigaciones. Algunas de las preguntas que plantean incluyen: ¿Cuáles son los procesos subyacentes a los cambios inducidos por la AMOC que afectan a las cuencas tropicales? ¿Qué alteraciones dentro de estos sistemas son provocadas por efectos antropogénicos, como los gases de efecto invernadero? La integración de métodos de aprendizaje automático y de inteligencia artificial ofrece nuevas oportunidades para explorar posibles mecanismos de acoplamiento bidireccional entre los trópicos y las latitudes medias-altas, lo que podría ayudar a avanzar en la comprensión de la complejidad del sistema climático global.
El objetivo final de esta investigación es mejorar nuestra capacidad para predecir las complejas interacciones entre las cuencas tropicales y entre los trópicos y las latitudes medias-altas a escalas de tiempo que van desde subestacionales hasta decenales, contribuyendo así a un mejor servicio a la sociedad en su conjunto.
