Efectos de Anomalías en el Pacífico Tropical sobre la Cuenca del Río de la Plata

Condiciones típicas en el Pacifico ecuatorial.

En niveles cercanos a la superficie del océano se observan vientos de este a oeste, llamados vientos Alisios. El agua superficial, calentada por el sol, es arrastrada por los vientos hacia el oeste, mientras que en la costa de América del Sur, llega agua fría transportada desde latitudes mas altas, así como agua que surge desde la profundidad (surgencia). La consecuencia es que el agua al oeste, cerca de Australia, es mas cálida (típicamente se encuentra a 29ºC en esta región), y al este, cerca de la costa de América del Sur, es mas fría (típicamente entre 23ºC en octubre y 25ºC en abril). La zona occidental del Pacífico tropical, al tener agua relativamente cálida, muestra importante desarrollo de nubes convectivas de gran altura.
Figura 1: Climatología (promedio histórtico) de la temperatura de superficie de mar para el período 1981-2010, en grados celcius (panel a la izquierda) y climatología análoga del viento cercano a la superficie (panel a la derecha). Fuente: NOAA, EEUU

Durante El Niño, en la zona central y oriental del Océano Pacífico se observan anomalías (diferencias respecto a las condiciones típicas) de signo positivo en la temperatura de superficie de mar (es decir, agua mas cálida en comparación con la situación climatológica). La zona de convección profunda se desplaza hacia el este y, particularmente, en la zona en torno a la línea de cambio de fecha (meridiano 180º), se tiene mayor presencia de nubes convectivas y precipitación respecto a la climatología. Se observa paralelamente una debilitación de los vientos alisios. Durante la Niña, se observan anomalías análogas, pero de signo opuesto.
Figura 2: Anomalías de tempratura de superficie de mar (diferencias con el promedio historico) promediadas durante los eventos El Niño ocurridos despues de 1979 (panel a la izquierda) y anomalías análogas durante los eventos La Niña (panel a la derecha). Fuente: NOAA, EEUU

La duración de El Niño o La Niña se aproxima a un año, pero no debe pensarse en el año calendario (de enero a diciembre), mas bien debe considerarse que estos fenómenos típicamente ocurren durante la segunda mitad de un año calendario y se extienden sobre gran parte de la primera mitad del año siguiente.
Las anomalias en las nubes convectivas en el Pacífico ecuatorial central (mayor presencia de lo normal durante El Niño y menor durante la Niña), producen alteraciones en las corrientes de vientos del oeste que típicamente prevalecen en zonas altas de la tropósfera (entre 5000 y 12000 metros de altura) en latitudes subtropicales y extratropicales. Estas alteraciones se propagan meridionalmente y hacia el este afectando gran parte de la cuenca del Río de la Plata. También se ven afectadas las celdas de circulación ecuatorial, llamadas celdas de Walker y, a través de ellas, se afecta el clima en el norte de América del Sur.
Por lo tanto, cambios en la evolución de la temperatura del mar en el Pacífico induce anomalías de circulación y precipitación en la cuenca del Plata, lo cual es la base fundamental de los pronósticos estacionales en esta región del planeta. Es de destacar que los cambios producidos por los océanos se superponen a la variabilidad intrínseca de la atmósfera en latitudes medias. Solamente cuando la señal proveniente del Pacífico es suficientemente fuerte, asociado a eventos El Niño o La Niña intensos, es posible obtener cierta predictibilidad en el clima estacional (Cherchi et al 2012). Cambios decádicos en la evolución del fenómeno de El Niño induce cambios en la predictbilidad de las precipitaciones de la cuenca del Plata (Barreiro 2010).

En general los modelos climáticos acoplados tienen dificultad para reproducir los patrones de teleconexión asociados con El Niño (Vera y Silvestri 2009). No obstante, modelos atmosféricos forzados con patrones de temperatura de superficie del mar observados pueden reproducir adecuadamente los cambios atmosféricos asociados a anomalías de temperatura del mar (Barreiro 2010, Zamboni et al 2012).

Distintos tipos de El Niño

Se ha demostrado que la distribución geográfica de las anomalías de temperatura de mar durante El Niño es importante a los efectos de producir efectos sobre el clima de la cuenca del Río de la Plata, y las diferencias en este sentido entre diferentes epidodios de El Niño pueden implicar diferencias en los efectos esperados sobre nuestro continente. Por ejemplo, la figura XXX muestra el impacto de diferentes anomalías de temperatura de superficie del mar en el Pacífico sobre las lluvias en Sudamérica en primavera (Zamboni et al. 2011).
Figura 3 – Anomalías de temperatura y precipitación asociadas a diferentes tipos de El Niño. Los paneles de la izquierda (derecha) corresponden al caso cuando las anomalías son máximas al este (oeste) de la cuenca. Los paneles centrales corresponden a eventos Niño con anomalías de temperatura de superficie del mar homogéneas en la cuenca.

Otras clasificaciones de eventos El Niño incluyen El Niño Canónico y El Niño Modoki, los cuales se ha mostrado tienen diferente influencia en las lluvias de la cuenca del Plata (Tedeschi et al 2012).

Modulación de la señal de El Niño por el Atlántico tropical

Las anomalías térmicas en el océano Atlántico ecuatorial son capaces de afectar los vientos alisios en esta cuenca, y provocar anomalías de viento cercano a la superficie también en el norte de América del Sur. Esto puede producir anomalías de precipitación en dicha región, particularmente durante el verano austral, así como afectar los vientos de niveles bajos en varias regiones de América del Sur, con consecuencias en el transporte de humedad dentro del continente. Se ha demostrado que las anomalías de temperatura en la superficie del Atlántic tropical durante el verano Austral pueden modular los efectos de El Niño sobre partes importantes de la cuenca del Plata. Concretamente, si las anomalias en el Atlántico ecuatorial son cálidas durante la ocurrencia de un evento de El Niño, los efectos de El Niño sobre el sudeste de América del Sur se debilitan, mientras que si son frias, los efectos se intensifican (Barreiro y Tipmann 2008). Figura 4. Los paneles superiores (inferiores) muestran el promedio de las anomalías de precipitación durante eventos Niño que coinciden con un océano Atlántico ecuatorial cálido (neutro). Las flechas sobre Sudamérica equematizan la intensidad de los vientos en superficie para cada caso.

Efectos del Indico

Las anomalías de temperatura en el Indico tropical afectan el desarrollo de nubes convectivas en esta región y también en la región adyacente del océano Pacífico. Esto también es capaz de modular los efectos de El Niño o La Niña sobre parte de la cuenca del Río de la Plata. En especial se demostró que durante los eventos La Niña, y en la temporada de Diciembre a Febrero, la existencia de anomalías cálidas en Indico tropical puede debilitar los efectos de La Niña en el sudeste de América del Sur, mientras que la existencia de anomalías frías los intensifican (Cazes y Talento 2012, Taschetto y Ambrizzi 2012). Se mostró también que la modulación del Indico sobre los efectos de La Niña sobre el sur de la cuanca del Plata contribuyen a explicar cambios en estos efectos en períodos multi decaderiales, particularemtne durante el verano Austral (Cazes y Talento 2012)

Figura 5. Anomalías de temperatura de superficie de mar promediadas durante las temporadas Diciembre-Enero-Febrero de eventos La Niña posteriores a 1979, en grados celcius (panel superior), anomalías análogas para eventos anteriores a 1979 (panel medio) y diferencia entre ambas (panel inferior). Notense imprtantes diferecnias en las cuencas del Indico y el Atlantico tropicales, con anomalias mas cálidas en los casos posteriores a 1979.

Efecto de la interacción continente-atmósfera

Los procesos regionales que involucran interacción entre la atmósfera y el suelo modifican la señal remota forzada por cambios en los océanos tropicales. Por ejemplo, Barreiro y Diaz (2011) mostraron que esta interacción es instrumental para generar el patrón espacial y signo de las anomalías de temperatura de superificie así como la amplitud de las precipitaciones en el sudeste de Sudamérica.
Por otro lado, estudios realizados por Grimm et al (2007) y Grimm y Zilli (2009) encuentran que existe una tendencia a que las anomalías de precipitación en la región central y este de Brazil tengan signo opuesto en primavera y verano. El proceso requiere que la humedad del suelo debido a lluvias en primavera pueda influenciar la circulación y precipitación en el verano siguiente (ver figura). El cambio en el signo de las anomalías también se observa en escalas interdecádicas (Saboia y Grimm 2012).


Figura 6. Evolucion esquemática de (a) condiciones secas en primavera, a (b) condiciones húmedas en verano en la región central-este de Brasil, a través de la generación de una baja presión, convergencia y anomalía ciclónica en el sudeste de Brasil.