El Niño y la predicción del clima

Tomado y traducido de  Reports to the Nation on our Changing Planet


¿Que es El Niño?

El término "El Niño" (El Niño Jesús) fue originalmente empleado por los pescadores a lo largo de las costas de Perú y Ecuador para referirse a una corriente Oceánica cálida que hace su aparición alrededor de la Navidad y dura varios meses. La pesca es menos abundante durante estos intervalos cálidos de manera que los pescadores frecuentemente se toman un descanso para reparar sus equipos y pasan más tiempo con sus familias. En algunos años sin embargo, el agua se torna particularmente cálida y la interrupción en la temporada de pesca se extiende hasta Mayo y a veces Junio. A través de los años, el término "El Niño" se ha reservado para estos intervalos excepcionalmente fuertes de aguas cálidas, que no solo altera la vida normal de los pescadores sino que también trae consigo fuertes lluvias.

Durante los últimos cuarenta años, nueve "Niños" han afectado la costa de América del Sur. En la mayoría de ellos la temperatura del agua no sólo se elevó en la costa sino también en las islas Galápagos y a lo largo de una franja de 5000 millas sobre el Pacífico Ecuatorial. En los eventos más débiles, las temperaturas se elevaron sólo 1 a 2 grados centígrados con impactos moderados en las pesquerías de las costas del pacífico de América del Sur. Sin embargo, los eventos fuertes como " El Niño" de 1982 - 83 dejaron una profunda huella no sólo en la vida marina y el tiempo local, sino en las condiciones climáticas a lo largo del mundo entero.

El estudio de un caso

"El Niño" de 1982-83 medido a través de diversos medios ha sido uno de los más fuertes de este siglo, sin embargo no sólo no fue pronosticado sino que ni siquiera fue reconocido durante sus primeras etapas. Retrospectivamente, sus inicios pueden remontarse a Mayo de 1982, cuando los vientos superficiales del Este (Este a Oeste) que usualmente se extienden a través de todo el Pacífico Ecuatorial desde las islas Galápagos hasta Indonesia, comenzaron a debilitarse. Al Oeste de la línea de cambio de fecha, los vientos cambiaron hacia el Este (Oeste - Este), dándose inicio a un período de tormentas.

Durante las siguientes semanas, el océano comenzó a reaccionar a los cambios de la velocidad y dirección de los vientos. El nivel del mar en la isla Navidad en el medio del Pacífico se elevó varias pulgadas y en Octubre, el nivel del mar en una extensión de 6000 millas al Este hacia el Ecuador, había aumentado hasta 30 cm. Paralelamente al incremento del nivel del mar en el Este, se produjo un descenso del nivel en el Pacífico Oeste exponiendo y destruyendo las frágiles capas superiores de los arrecifes de coral que rodean muchas de las islas de la región. La temperatura superficial del mar en las islas Galápagos y a lo largo de la costa de Ecuador subieron de su nivel normal de alrededor de los 22 grados centígrados hasta cerca de los 30 grados centígrados.

Los grandes cambios que venían ocurriendo en el océano pacífico trajeron consigo una respuesta muy rápida de la vida marina. Como resultado de la subida del nivel mar en la Isla Navidad, las aves marinas abandonaron sus crías en desesperada búsqueda de alimento dispersándose a lo largo de una gran extensión del Océano. Cuando en las costas del Perú las condiciones retornaron a su normalidad a medidos de 1983, el 25% de los adultos de las focas y de los lobos marinos y todas sus crías habían perecido y muchas especies de peces habían sufrido pérdidas similares. Las temperaturas del agua a lo largo de la extensa línea costera del Pacífico que se extiende desde Chile hasta la Colombia Británica (Canadá), se encontraban por encima de los normal y peces característicos de aguas tropicales y subtropicales emigraron o fueron desplazados hacia el polo. Sin embargo, como consecuencia de tal agitación, algunas especies marinas se beneficiaron como fue el caso de las conchas de abanico de aguas cálidas que hicieron su aparición en ingentes cantidades en la costa sur del Perú (Pisco) y fueron motivo de capturas extraordinarias durante el período. Tierra adentro, El Niño de 1982-83 tuvo igualmente efectos dramáticos. En el Ecuador y en el norte de Perú, la precipitación pluvial alcanzó 2.50 metros en un período de 6 meses, transformando el desierto de la costa en pastizales salpicados de lagunas. La vegetación nueva no demoró en atraer enjambres de saltamontes lo que a su vez produjo una explosión en la población de predadores: ranas y aves. Las lagunas temporáneas se convirtieron igualmente en el hábitat temporal de peces que habían emigrado río arriba durante las intensas lluvias y que quedaron atrapados al retirarse las aguas. Los pobladores locales no dejaron pasar la oportunidad de capturar los peces para su sustento y comercialización conforme si iban secando las lagunas. En algunos de los estuarios costeros que fueran inundados, la producción de langostinos alcanzó nuevos récords pero lamentablemente, los estuarios también sirvieron de criaderos de zancudos transmisores del paludismo.

Como lo ilustran otros ejemplos, el impacto económico del Niño 1982-83 fue de grandes proporciones. A lo largo de la costa de América del Sur las pérdidas eclipsaron las ganancias; la industria pesquera en el Perú sufrió un fuerte golpe con la desaparición de la anchoveta y la inesperada migración de las sardinas hacia aguas Chilenas al sur. En zonas más alejadas del Oeste, los patrones anormales del viento desviaron a los tifones fuera de sus trayectorias convencionales dirigiéndolos hacia las islas de Hawai y Tahiti, donde fenómenos atmosféricos tan severos son por lo general poco usuales. Igualmente, los cambios en el patrón de los vientos hicieron que las lluvias del monzón cayeran sobre el Pacífico Central en lugar del Pacífico Oeste, trayendo como consecuencia sequías y desastrosos incendios forestales en Indonesia y Australia. Las tormentas invernales golpearon fuertemente la costa sur de California y causaron extensas inundaciones en el Sur de los Estados Unidos, mientras que en el norte en los centros de esparcimiento de esquí, los propietarios no podían hacer más que sino quejarse de la falta de nieve y del clima moderado. En conjunto, las pérdidas en la economía global como resultado de los cambios climáticos de 1982-83 superan los 8 mil millones de dólares. Las pérdidas en términos de sufrimiento humano por otro lado resultan mucho más difíciles de cuantificar.

"El Niño" y el Clima

Los vínculos entre "El Niño" y los efectos climáticos en lugares apartados del planeta son hoy en día bien conocidos. Sin embargo, les ha tomado tiempo a los científicos entender como las distintas piezas del rompecabezas: corrientes oceánicas - vientos y fuertes lluvias figuran entre ellas. El científico Británico Sir Gilbert hace ya varias décadas, produjo la primera pista.

Durante los años 1920 mientras los científicos en América del Sur estaban ocupados documentando los efectos locales de "El Niño", Walker se encontraba realizando un trabajo en la India, tratando de encontrar la forma de predecir el monzón en el Asia. En el proceso de sortear los mapas climáticos mundiales descubrió una conexión proveniente de las estaciones del Pacífico Este y del Oeste. Observó que cuando la presión sube en el este, generalmente baja en oeste y viceversa. Walker fue quién estampó el término oscilación del sur para dramatizar el sube y baja registrado en los barómetros del este y del oeste.

Cuando el sube y baja se encuentra en su " Indice Elevado" (fuertemente inclinado), la presión es alta en el este y baja en el oeste del Pacífico.

A lo largo del Ecuador el contraste de las presiones este - oeste conducen los vientos superficiales de levante (este a oeste) desde las Islas Galápagos, prácticamente hasta Indonesia. Cuando el sube y baja cambia su estado "Indice bajo" (débilmente inclinado), los vientos superficiales del este se debilitan. Los cambios más grandes en la inclinación del sube y baja y en la fuerza de los vientos de levante tienen lugar en el Pacifico Occidental. Al Oeste de línea de cambio de fecha durante los años de índices bajos, los vientos de levante usualmente desaparecen en su totalidad, mientras que al este de la línea de cambio de fecha solamente sufren un debilitamiento.

Walker observo que cuando las estaciones del monzón se presentaban con un índice bajo frecuentemente están asociadas con fuertes sequías en Australia, Indonesia, India y parte de Africa. Asimismo hizo

Aprendiendo del Pasado

En contraste con la marcha de las estaciones que es regular y en consecuencia predecible "El Niño" se repite a intervalos irregulares que van de dos años a una década y en ningún caso los eventos son exactamente iguales. Por ejemplo, " El Niño" de 1982-83 tomó a los científicos por sorpresa por que contrariamente a los "Niños" de las tres décadas anteriores, no fue precedido por un período de vientos del este más fuertes que lo normal en el Ecuador. Para confundir aún más a los científicos, este evento en particular se materializó en forma inusual al fin del año.

Con el propósito de prevenir la posibilidad de ser sorprendidos por otro "El Niño", los científicos continúan documentándose lo más posible con información de eventos pasados y uniendo trozos de evidencia histórica de muy diversas fuentes que incluyen.

Registros de temperatura de la superficie del mar. Se han recopilado muchos millones de información de buques mercantes que han cruzados el Ecuador durante más de un siglo. Puerto Chicama en la costa del Perú ha registrado temperaturas del mar en forma regularmente desde 1930.

Observaciones diarias de presión atmosférica y precipitación pluvial. Algunos estaciones como la de Darwin en Australia, poseen registros que se remontan más de 100 años.

Vientos Afloramientos

Para entender como "El Niño" afecta los océanos, es necesario comprender primero como los vientos superficiales movilizan el agua durante los años normales y como dichos movimientos afectan la temperatura de las aguas y las cantidades de nutrientes químicos disponibles en la cadena alimenticia. Vamos a considerar para mejor comprensión dos regiones separadas: el Pacífico Ecuatorial que se extiende en dirección oeste desde las Islas Galápagos hasta pasada la línea de cambio de fecha y las aguas costeras del Perú y sur del Ecuador. Los vientos del este que soplan a lo largo del Ecuador y los vientos sur estes que soplan a lo largo de las costas del Perú y Ecuador tienden a arrastrar con ellos el agua superficial. La rotación de la tierra a su vez desvía a las corrientes superficiales a la derecha en el Hemisferio Norte y hacia la izquierda en el Hemisferio Sur. Las aguas superficiales se desvían del Ecuador en ambas direcciones y se alejan de la costa. Conforme se movilizan y se aleja el agua superficial, agua más fría y rica en nutrientes de mayores profundidades asciende a la superficie para reemplazarla, generando el fenómeno conocido como afloramiento. Ambos afloramiento, el ecuatorial y el costero se encuentran concentrados en fajas relativamente estrechas de menos de 100 millas de ancho que se observan claramente en la imagen de satélite de la derecha.

Cuando los Vientos se Debilitan

Durante los años de "El Niño", cuando los vientos del este se repliegan al pacífico oriental, el océano responde de la siguiente manera:



Como el Mar afecta los Vientos

Los océanos y la atmósfera mantienen un diálogo continuo. Cada uno escucha al otro y le responde. Hasta ahora, hemos estado auscultando sólo un lado de esa conversación: como los vientos a lo largo del Ecuador influyen en la inclinación de la termoclina y la intensidad del afloramiento. Hay que tener presente sin embargo que los cambios resultantes en la temperatura superficial del mar tendrán a su vez efecto sobre el comportamiento de los vientos.

Cuando los vientos del este soplan con toda intensidad, el afloramiento de agua fría a lo largo del pacífico ecuatorial enfría a su vez el aire que se encuentra por encima haciéndolo demasiado denso para elevarse lo suficiente y que el vapor de agua logre condensare para formar nubes y gotas de lluvia. Como resultado, durante los años normales esta franja del océano se queda visiblemente sin nubes y la lluvia en el cinturón ecuatorial, se limita mayormente al extremo oeste del pacífico cerca de Indonesia.

Pero cuando los vientos del este se debilitan en las etapas iniciales de un evento de "El Niño", el afloramiento disminuye y el océano se calienta al igual que el aire húmedo que se encuentra por encima de este. El aire se vuelve suficientemente boyante para formar nubes espesas que producen fuertes lluvias a lo largo del Ecuador. El cambio en las temperaturas del océano hace que la zona de mayores lluvias característica del pacífico oeste se traslade en dirección este.

Consecuencias Globales del Niño

Los giros y cambios en el diálogo océano-atmósfera sostenido en el pacífico pueden traer repercusiones en las condiciones climáticas en regiones muy distantes alrededor del mundo. Este mensaje de cobertura mundial es transmitido a través de cambios en la precipitación pluvial en los trópicos afectando los patrones del viento sobre gran parte del mundo. Imaginemos un impetuoso torrente fluyendo por encima y alrededor de una serie de cantos rodados. Los cantos crearan una secuela de ondas que se extienden aguas abajo, con crestas y senos que aparecen en posiciones fijas. Si uno de los cantos se moviera la forma y secuela de la onda también cambiaría y las crestas y valles podrían presentarse en lugares diferentes.

Las densas nubes tropicales distorsionan el flujo del viento superior (5-10 millas encima del nivel mar) al igual que los cantos distorsionan el flujo de un torrente, o las islas distorsionan los vientos que soplan sobre ellas, pero en una escala horizontal de miles de millas. Las ondas en el flujo de los vientos a su vez, y las bandas de intensos vientos en las partes altas de la atmósfera (llamados comúnmente corrientes de chorro), que separan las regiones cálidas y frías en la superficie terrestre. En los años de "El Niño" cuando el área de lluvia usualmente ubicada sobre Indonesia y la porción del lejano Pacífico Oeste se moviliza en dirección este hacia el Pacífico central, las ondas en el flujo de las capas superiores se alteran causando en muchas regiones del globo condiciones climáticas fuera de estación.

Predicciones de El Niño

Hemos considerado como "El Niño" se desarrolla como se perturba la vida marina en el Pacífico, como influye en los patrones del tiempo alrededor del mundo como las condiciones anormales de la atmósfera y las del Océano durante El Niño afecta las vidas humanas. Los científicos se encuentran ahora empleando nuestro conocimiento de El Niño un paso adelante mediante la incorporación de las descripciones de estos eventos en modelos de predicción numérica (programas de computadora diseñados para presentar en términos de ecuaciones procesos que ocurren en la naturaleza. Ha dichos modelos se le introduce información principalmente en forma de grupo de número, describiendo el estado actual del sistema atmósfera - océano (por ejemplo, observaciones de las velocidades del viento, corrientes oceánicas, nivel del mar y profundidad de la termoclina a lo largo del Ecuador). Grupos del número actualizado producidos por los modelos, indican como el sistema océano atmósfera podría evolucionar durante las próximas estaciones inmediatas o los próximos años.

Los referidos modelos hicieron posible que los científicos pusieran a prueba sus teorías de como operan los sistemas complejos. Una de esas pruebas consiste en analizar que los modelos son capaces de producir niños anteriores, si los modelos resultan ser efectivos, los investigadores podrían entonces emplearlos para hacer predicciones de lo que podría ocurrir en el futuro.

Modelos numéricos similares basados en las leyes de la física se han empleado de los años 60 para pronosticar el tiempo. En los primeros años éstos pronósticos no eran mejores que aquellos utilizados por meteorólogos capacitados que se apoyaban en su propia experiencia y de observar como evolucionaban los sistemas del tiempo. Pero gracias a los avances en nuestra compresión de los sistemas del tiempo y en los modelos numéricos que son empleados para presentarlos, los modelos de predicción superan consistentemente hasta los más hábiles pronosticadores.

Los modelos numéricos de El Niño no son tan confiables como aquellos usados con el pronóstico del tiempo, pero han avanzado al punto de estar en condiciones de reproducir las características de un evento típico. En años recientes varios grupos de investigadores han sido pioneros en el uso de modelos para predecir las ideas y venidas de eventos individuales de "El Niño" y sus efectos en los patrones del tiempo a lo largo del mundo, antes de que estos eventos ocurran. Los resultados hasta el momento, aunque de ninguna manera perfectos, proveen una mejor indicación de la condiciones climáticas que prevalecerán durante una o dos estaciones, que simplemente asumir que tanto la precipitación pluvial como la temperatura serán "normales".