Oscilaciones climáticas, ENSO y más: ¿están cambiando?

Sydney se vio afectada recientemente por su cuarta gran inundación en solo dos años. En la noche del 4 de julio se realizaron más de 100 rescates para salvar a personas de sus viviendas inundadas, mientras 50.000 personas esperaban ansiosas en alerta de evacuación.

Partes de la región recibieron lluvia equivalente a ocho meses en solo cuatro días, abrumando los suelos ya saturados por dos años de tormentas provocadas por La Niña.

Las inundaciones severas no son desconocidas en Nueva Gales del Sur, que ha registrado lluvias destructivas, especialmente alrededor del río Hawkesbury, desde que comenzaron los registros. Pero un informe reciente de la Oficina de Meteorología (BOM) encontró que si bien el cambio climático no fue directamente responsable de esta última ola de inundaciones, puede haber empeorado estos desastres: una atmósfera más cálida puede contener un 7% más de humedad por 1°C de calentamiento, haciendo que las nubes de tormenta sean más destructivas.

Se espera que el clima extremo sea parte integral de un clima más cálido. Y los impactos climáticos del cambio climático pueden estar subestimados, debido a una relativa escasez de datos en los países de bajos ingresos.

Pero lo que complica aún más el panorama es la relación, aún poco conocida, entre estos fenómenos meteorológicos aislados, las oscilaciones climáticas más amplias de la Tierra (como La Niña) y el cambio climático.

"En última instancia, todos los sistemas meteorológicos están impulsados ​​por la energía que la Tierra recibe del Sol, y las regiones ecuatoriales reciben más luz solar que las regiones polares", dice el Dr. Joel Hirschi, jefe asociado de modelado de sistemas marinos en el Centro Nacional de Oceanografía, Reino Unido.

"Esto conduce a una diferencia de temperatura entre latitudes altas y bajas, y nuestro clima es una expresión de los intercambios de energía en la atmósfera y el océano que actúan para reducir este gradiente de temperatura.

"Los patrones de viento característicos asociados con nuestro clima (vientos del oeste, vientos alisios) se deben a la rotación de la Tierra alrededor de su eje, lo que hace que las masas de aire que se mueven meridionalmente [a lo largo del meridiano] se desvíen zonalmente debido a la fuerza de Coriolis".

La fuerza de Coriolis es un efecto sobre los fluidos que se mueven en un sistema giratorio: la fuerza empuja los fluidos perpendicularmente a la dirección del movimiento, tendiendo a desviar un fluido hacia la derecha en el hemisferio norte o hacia la izquierda en el hemisferio sur. Es este efecto el que forma los ciclones tropicales, aunque el jurado no sabe si hace que el agua de su fregadero se vacíe en direcciones opuestas dependiendo de su hemisferio.

Todas estas fuerzas en competencia, sin embargo, no están en equilibrio constante: a veces, a menudo a intervalos regulares, los ciclos naturales del clima de la Tierra, en varios puntos alrededor del mundo, se desbordan y reaccionan con violencia. Estos se conocen como oscilaciones.

La Niña, considerada por muchos como la fuerza impulsora detrás de las recientes inundaciones de Australia, es parte de una de esas oscilaciones, conocida como El Niño Oscilación del Sur (ENOS).

"El Niño-Oscilación del Sur es un modo climático de variabilidad, porque varía en escalas de tiempo de años entre sus dos fases opuestas, El Niño y La Niña", explica el Dr. Andrew King, profesor titular del Centro de Excelencia para el Clima ARC. Extremos en la Universidad de Melbourne. En general, ese plazo oscila entre tres y ocho años, según el BOM.

El ciclo ENSO es en realidad una desviación en un sistema mucho más amplio conocido como la Circulación de Walker, que funciona así: en un año promedio, los vientos alisios soplan de este a oeste a través del Pacífico, siguiendo un gradiente de presión entre los sistemas climáticos dominantes en el este y oeste Este movimiento de los vientos alisios trae agua cálida y aire cálido y húmedo al Pacífico occidental. Más arriba en la atmósfera, los vientos soplan de oeste a este, llevando el aire de regreso para comenzar el ciclo nuevamente.

A veces, a menudo a intervalos regulares, los ciclos naturales del clima de la Tierra, en varios puntos del globo, se desbordan y reaccionan con violencia.

Entonces, ¿dónde encajan La Niña y El Niño?

"El Niño se corresponde con una Circulación de Walker más débil, La Niña con una Circulación de Walker más fuerte", explica el Dr. Agus Santoso, investigador asociado principal en el Centro de Investigación del Cambio Climático en UNSW Sydney.

En un año de El Niño, cuando la Circulación de Walker se debilita, los vientos alisios predominantes no son tan fuertes, por lo que las aguas más cálidas del Pacífico occidental se filtran hacia el este, creando condiciones más cálidas, húmedas y tormentosas a lo largo de la costa de América del Sur. y los estados del sur de EE.UU. Australia, por otro lado, tiende a estar en riesgo de sequía en un año de El Niño, porque llega menos humedad a sus costas.

En un año de La Niña, por otro lado, la Circulación de Walker se fortalece, lo que resulta en vientos alisios aún más fuertes que se desvían de este a oeste a través del Pacífico. En este caso, la costa este de Australia experimenta precipitaciones y tormentas superiores a la media. Mientras tanto, la costa oeste de las Américas, particularmente alrededor de los trópicos, se seca.

No solo Australia y América del Sur son vulnerables a los caprichos del ciclo ENSO. Los EE. UU., el este de África y el sur de Asia son susceptibles a los fenómenos meteorológicos extremos cuando La Niña o El Niño entran en juego.

Y ENOS no está solo. Dependiendo de a quién le pregunte, hay entre tres y nueve oscilaciones climáticas importantes que tienen un impacto profundo en el clima en distintas regiones del mundo.

La Oscilación del Atlántico Norte (NAO) describe la dinámica entre un sistema de baja presión sobre Islandia y un sistema de alta presión sobre las Azores, frente a la costa de Portugal. La NAO controla la fuerza y ​​la dirección de los vientos que se mueven de oeste a este hacia Europa.

Aproximadamente cada cinco años, este sistema se modifica: una mayor diferencia de presión entre los dos puntos, conocida como año de alto índice, genera vientos más fuertes, veranos más frescos e inviernos templados y húmedos en el norte de Europa. Un año de alto índice también puede traer inundaciones invernales dañinas en Europa.

Un diferencial de presión más pequeño entre los dos puntos, conocido como año de índice bajo, trae vientos reprimidos e inviernos fríos y secos en el norte de Europa, y tormentas y aumento de las precipitaciones en el sur de Europa y el norte de África.

Otro es el Dipolo del Océano Índico (IOD), que funciona de manera muy similar al ciclo ENOS. Una fase positiva ve mayores precipitaciones en el Océano Índico occidental y aire y agua más secos y fríos en el este. Debido a esto, una fase positiva de IOD puede causar sequías severas en Indonesia y Australia: el IOD estaba en su fase positiva durante la devastadora temporada de incendios forestales de Australia 2019-20.

Algunas oscilaciones operan en escalas de tiempo mucho más cortas o más largas, o interactúan con otros ciclos climáticos. La Oscilación de Madden Julian (MJO), por ejemplo, se caracteriza por la intensificación o supresión de la lluvia tropical a medida que viaja hacia el este sobre los océanos Índico y Pacífico. El MJO opera en escalas de tiempo de entre 30 y 60 días, como un pulso viajero de lluvia. Y el MJO en realidad afecta el ENSO: puede contribuir a la velocidad de desarrollo y la intensidad de El Niño o La Niña.

Las inundaciones más recientes que afectaron a Sídney ocurrieron debido a la combinación destructiva de dos fenómenos meteorológicos: un "río atmosférico" de vapor de agua que serpentea hacia el sur desde los trópicos, que chocó con un clásico bajo de la costa este australiana: un sistema de baja presión. que se encuentra sobre el agua frente a los márgenes orientales de Australia y puede causar lluvias intensas y fuertes vientos.

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Pero la gravedad de las inundaciones, vinculada al contenido masivo de humedad tanto de las propias lluvias como de los suelos de Sydney, sin duda se ve afectada por la doble La Niña experimentada en el continente, y cada vez hay más pruebas de que estos eventos ocurrirán con mayor frecuencia y más intensamente, en el futuro.

Aunque el ciclo ENSO se ha acelerado en los últimos 50 años, según el sexto informe de evaluación (AR6) del IPCC, aún no hay evidencia inequívoca de que estos cambios sean un resultado directo del cambio climático. De hecho, la evidencia paleoclimática muestra que ENSO ha pasado por fases sucesivas de intensidad variable a lo largo del Holoceno, el período de aproximadamente 11.000 años desde la última Edad de Hielo.

“Nuestros modelos tienen deficiencias al simular ENSO”, dice King. No obstante, "hay una sugerencia de que los eventos de El Niño y La Niña se harán más fuertes a medida que el planeta continúa calentándose".

Dependiendo de a quién le pregunte, hay entre tres y nueve oscilaciones climáticas importantes que tienen un impacto profundo en el clima en distintas regiones del mundo.

"Todavía no estamos seguros de si los cambios en el ciclo ENSO observado desde 1900 se deben al cambio climático, debido al registro de observación relativamente corto", coincide Santoso. "Pero ha habido más ocurrencias de eventos fuertes de El Niño y La Niña desde 1960 hasta el presente, en comparación con 1900 a 1960. Además, los registros paleolíticos sugieren que el ciclo ENSO actual es más fuerte que en la era preindustrial".

¿Qué significaría para el mundo un empeoramiento del ciclo ENOS?

"Si el ciclo ENSO se fortalece bajo el cambio climático, significa que las regiones que se ven afectadas [por el ciclo] deben prepararse para sequías más intensas y frecuentes (y los riesgos asociados, como incendios forestales) e inundaciones", dice Santoso. Eso significa que Australia, Indonesia, partes del sur de Asia, África, los EE. UU. y América del Sur podrían enfrentar polaridades intensificadas de sequía e inundaciones.

Y Santoso señala que a medida que el planeta se calienta, incluso si El Niño y La Niña no cambiaran en amplitud, aún tendrían un mayor impacto debido a la mayor capacidad de retención de humedad del aire más cálido.

Al igual que el ciclo ENSO, todavía hay una falta de claridad sobre cuánto está afectando el cambio climático a las otras oscilaciones de la Tierra.

Incluso si El Niño y La Niña no cambiaran en amplitud, aún tendrían un mayor impacto debido a la mayor capacidad de retención de humedad del aire más cálido.

"Creo que el jurado está deliberando sobre si muchos sistemas meteorológicos han cambiado en un grado que podamos detectar con confianza", dice el Dr. Judah Cohen, climatólogo del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), EE. UU.

Sin embargo, hay evidencia de que al menos algunas de las oscilaciones de la Tierra están inclinando su equilibrio a medida que el clima se calienta.

El IOD, en particular, parece probable que tenga fases más positivas a medida que el clima se calienta, lo que podría significar incendios forestales más extremos en Australia e inundaciones más extremas en el este de África.

Y la investigación sugiere que el balance del índice NAO ha cambiado a positivo en las últimas décadas, lo que algunos científicos han relacionado con el cambio climático.

Si la NAO inclina su balanza hacia años de índice más positivos, la naturaleza de los inviernos europeos cambiará: mientras más templados y húmedos, los europeos podrían enfrentarse a un mayor riesgo de inundación.

"Todavía hay muchas preguntas sin respuesta con respecto a tales teleconexiones, cómo funcionan y si pueden cambiar en el futuro".

Sin embargo, aquí hay razones para la precaución.

"Los datos de observación de los últimos 120 años sugieren que la fase y la amplitud de la NAO pueden cambiar notablemente de una década a otra de una manera que no parece estar relacionada con el cambio climático", dice el Dr. Kristian Strommen, investigador en clima. ciencia en la Universidad de Oxford, Reino Unido. "Esto hace que sea muy difícil saber si los cambios más recientes en la NAO se deben al cambio climático o son solo otro ejemplo de esa variabilidad decenal".

Dado que la Tierra es un sistema dinámico, un globo giratorio envuelto por una atmósfera agitada, es razonable suponer que estos ciclos podrían interactuar entre sí si cambian en el futuro. Entonces, ¿podemos predecir cómo podría suceder eso?

"Hay múltiples casos de 'teleconexiones' en el sistema climático", dice Hirschi. "Ya sabemos que el fenómeno ENSO puede tener impactos en la región del Atlántico Norte, y los cambios en los trópicos pueden comunicarse fácilmente a otras partes del mundo mediante procesos de ondas atmosféricas rápidas, así como procesos oceánicos mucho más lentos".

“Asociado al debilitamiento de la Circulación de Walker, El Niño suele ir acompañado de una fase positiva del Dipolo del Océano Índico, mientras que La Niña va acompañada de un IOD negativo”, añade Santoso. "Y el calentamiento del Atlántico tropical tiende a promover las condiciones de La Niña en el Pacífico".

Sin embargo, "todavía hay muchas preguntas sin respuesta con respecto a tales teleconexiones, cómo funcionan y si pueden cambiar en el futuro", advierte Hirschi.

Hay tantos factores en juego que es difícil saber cómo cada una de estas oscilaciones interactuará entre sí.

Según Strommen, cuya investigación se centra en predecir mejor la NAO, hay tantos factores en juego que es difícil saber cómo cada una de estas oscilaciones interactuará entre sí y cuánto del cambio observable es antropogénico.

"El principal problema aquí es que está ocurriendo un llamado 'tira y afloja'", dice. "Varios jugadores importantes, como ENSO, la estratosfera y el hielo marino del Ártico, parecen estar tirando de la futura NAO invernal en diferentes direcciones, y nuestros modelos climáticos no están de acuerdo sobre quién ganará".

En última instancia, dilucidar estas conexiones será fundamental si los científicos esperan predecir condiciones meteorológicas extremas en un clima cambiante.

"Una mejor comprensión de las teleconexiones y de los mecanismos subyacentes es clave para mejorar las predicciones estacionales y más largas", dice Hirschi. "Se necesita mucha más investigación para resaltar la interacción entre los diferentes sistemas meteorológicos y su respuesta separada y conjunta al cambio climático".

Publicado originalmente por Cosmos como ¿Están cambiando los principales ciclos climáticos de la Tierra? Y si es así, ¿qué significará eso para el clima local?

Amalyah Hart tiene un BA (Hons) en Arqueología y Antropología de la Universidad de Oxford y una Maestría en Periodismo de la Universidad de Melbourne.