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Foro de Meteorología de Venezuela
Elaborado por: Ing. Eric Augusto Parra @Eyestorm_Eric [email protected] Página 1
El Niño Oscilación Sur (ENOS)
En Ingles conocido como ENSO (El Niño Southern Oscillation), ENOS
constituye el ejemplo más dramático del rol esencial de la interacción entre los
océanos y la atmósfera. El ciclo ENOS es un proceso oceánico-atmosférico "acoplado"
causado por las redistribuciones recurrentes del calor y momento atmosférico en el
Pacífico ecuatorial. La distribución zonal del calentamiento de la superficie (tanto
continental como oceánica) en los trópicos produce un patrón de circulación de Este a
Oeste que se conoce como Circulación de Walker. ENOS perturba la circulación de
Walker y desencadena cambios importantes en los patrones de lluvia y convección
profunda de las regiones tropicales, lo cual altera las circulaciones atmosféricas y el
clima en todo el mundo. Las fases extremas de ENOS, denominadas El Niño y
La Niña, abarcan una amplia gama de condiciones climáticas.
ENOS exhibe un ciclo irregular de dos a siete años, abarca un área de gran
extensión (todo el Pacífico tropical) y sus impactos son de alcance global La
componente oceánica de ENOS, que se caracteriza por el debilitamiento de los alisios
y el calentamiento de la superficie del mar en el Pacífico ecuatorial se conoce como
El Niño, un nombre que proviene del uso local en las costas peruanas y ecuatorianas
de referirse a la aparición de aguas cálidas cerca de la época navideña como la
Corriente del Niño. En estas zonas, se había observado que en determinados años el
calentamiento era más intenso que en otros y perturbaba la pesca local. Hoy se
reconoce que éste fenómeno local forma parte de un evento climático global. Los
episodios de El Niño suelen durar entre 9 y 15 meses. La Niña está asociada con
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vientos alisios más intensos de lo normal y Temperatura Superficial del Mar (TSM)
anormalmente frías. En promedio, La Niña es una anomalía menos extrema que
El Niño, pero tiende a durar más tiempo, entre uno y tres años. Las transiciones de
El Niño a La Niña ocurren mucho más rápidamente que las de La Niña a El Niño: casi
todas las transiciones de El Niño a La Niña se producen en espacio de un año.
La señal característica de ENOS es evidente en la Temperatura Superficial del
Mar (Sea Surface Temperature, SST), la profundidad de la capa de mezcla, las
corrientes oceánicas superficiales, los campos de tensión del viento en la superficie y
el desplazamiento de la circulación de Walker:
Circulación atmosférica bajo condiciones Niño
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Circulación atmosférica bajo condiciones Niña
La amplitud de la anomalía de ENOS puede variar enormemente. Para
comprender la intensidad relativa de cada episodio de ENOS en comparación con los
demás y con el estado neutro, se miden muchas variables. Entre las que se observan
rutinariamente cabe mencionar las fluctuaciones de la Temperatura superficial del Mar
(TSM), los cambios en la presión de superficie, las variaciones en la intensidad de los
alisios y muchos otros factores que se siguen, ya sea por medio de observaciones
directas o mediante técnicas de teledetección.
En la siguiente gráfica se describe las regiones del Pacífico Ecuatorial donde
se observan las anomalías de la TSM de ENOS:
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Monitoreo de la evolución del ENOS
La región Niño 3.4 se considera la más apta para vigilar la variabilidad del clima
a escala mundial, porque la variabilidad de la TSM que se observa en esta región
indica el efecto más intenso para el desplazamiento de los patrones de precipitación
del Pacífico occidental al Pacífico central También se ha observado que los modelos
de pronóstico numérico del tiempo exhiben el mayor grado de habilidad cuando se
inicializan con los datos de esta región.
Boyas del sistema TAO-Triton
El sistema de boyas de observación de la atmósfera y el océano tropical
(Tropical Atmosphere Ocean) TAO/TRITON es un esfuerzo de colaboración
multinacional entre Estados Unidos, Japón, Corea, Taiwán y Francia que comprende
aproximadamente 70 boyas ancladas. Las boyas miden una gama completa de
elementos atmosféricos, como los vientos de superficie, la temperatura superficial del
mar, las corrientes, la temperatura del aire ambiente y la humedad, y transmiten los
datos correspondientes a los receptores de datos terrestres. La disponibilidad de los
datos de la red TAO/TRITON en tiempo real ha sido de enorme beneficio para la
detección y predicción de las variaciones climáticas en el Pacífico.
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También existen arreglos de boyas en las aguas profundas de las zonas
tropicales de los océanos Índico y Atlántico. La red de boyas fijas del proyecto de
predicción e investigación en el Atlántico (Prediction and Research Moored Array in
The Atlantic, PIRATA) establecida en 1997 por Francia, Brasil y Estados Unidos tiene
como fin el estudio de la variabilidad tropical y la predicción del clima en el Atlántico,
en África y en las Américas. La red de boyas fijas para análisis y predicción del
monzón africano-asiático-australiano (Research Moored Array for African-Asian-
Australian Monsoon Analysis and Prediction, RAMA). Se estableció con el apoyo de
Japón, India, Estados Unidos, Indonesia, China y Francia. En mayo de 2008, se
instalaron los instrumentos en 18 de los 46 emplazamientos previstos para
proporcionar datos en apoyo a la investigación avanzada del monzón y al pronóstico
del clima.
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Índice de la Oscilación del Sur (Tahití- Darwin)
La Oscilación del Sur es la componente atmosférica de ENSO, que ocurre en
concierto con El Niño e implica el subir y bajar de la presión en la superficie a través
del Pacífico ecuatorial. Aunque no queda claro si El Niño provoca la Oscilación del Sur
o viceversa, sí sabemos que la observación de una anomalía en uno de estos
fenómenos auspicia la llegada del otro. Por otra parte, podemos describir la relación
entre estos fenómenos desde una perspectiva acoplada en términos de una
dependencia y modulación mutua. El Índice de la Oscilación del Sur (IOS) (Southern
Oscillation Index) es la diferencia normalizada en la presión entre Darwin (Australia) y
Tahití (Polinesia Francesa) que se puede calcular como:
Donde Pdif es la diferencia entre la presión media mensual al nivel del mar en
Tahití y Darwin y Pdifmedia es la media a largo plazo de Pdif para ese mes.
Índice Oceánico de El Niño (ONI)
El índice oceánico de el Niño (Oceanic Niño Index, ONI) se define como la
media de tres meses de la desviación de la temperatura de la superficie del mar
respecto de lo normal para la región Niño 3.4 del Pacífico comprendido entre los
paralelos 5ºN y 5ºS y los meridianos 120ºO y 170ºO. Los valores medios se basan en
el conjunto de datos de reconstrucción extendida de la TSM (Extended Reconstruction
SST), que constituye un análisis histórico y homogéneo de la TSM. Los periodos
dominados por El Niño se caracterizan por valores de ONI positivos de 0,5 °C o
mayores. Los periodos dominados por La Niña se caracterizan por valores de ONI
negativos de -0,5 °C o menores. Para que un episodio se clasifique indiscutiblemente
como El Niño o La Niña, estos umbrales se deben superar en al menos cinco meses
consecutivos.
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Una anomalía de 0,5 a 0,9 ºC es considerada como débil. Si la anomalía está
entre 1,0 y 1,4 ºC se considera como moderada, y si es o superior a 1,5 ºC se
considera como fuerte. Tomando como base este índice, los años en los que ha
habido un Niño fuerte son: 1957, 1965, 1972, 1982, 1991, 1997 y 2009. Los años en
los que ha habido una Niña fuerte son: 1955, 1973, 1975 y 1988.
Índice de la Agencia Meteorológica de Japón (JMA)
El índice de la JMA se define por la media móvil de 5 meses de las anomalías
de TSM en el Pacífico tropical (4°S-4°N, 150°O-90°O). De acuerdo con el índice de la
JMA, se produce una fase cálida cuando la media móvil de 5 meses de las anomalías
de TSM es mayor que 0,5 °C por al menos seis meses consecutivos, incluido el
período de octubre a diciembre. Ocurre una fase fría cuando las anomalías de TSM
son menores que 0,5 °C por al menos seis meses consecutivos, incluido el período de
octubre a diciembre. Según la JMA, un año dominado por ENOS comienza el mes de
octubre cuando se forma la fase cálida o fría y dura hasta el próximo mes de
septiembre.
Índice Multivariado de ENOS (MEI)
El Índice Multivariado de ENOS (Multivariate ENSO Index, MEI) se basa en las
seis principales variables observadas sobre el Pacífico tropical: la presión, las
componentes zonal y meridional del viento de superficie, la temperatura superficial del
mar, la temperatura del aire en la superficie y la fracción de nubosidad total del cielo.
El MEI se calcula sobre la base de estaciones bimensuales (diciembre-enero, enero-
febrero... noviembre-diciembre) para cada variable. En primer lugar, los campos de las
variables individuales se filtran en grupos situacionales. A continuación, se calcula el
índice como el primer componente principal de los seis campos combinados no
invertidos.
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Cabe señalar que ningún índice de ENOS individual es capaz de representar
toda la variabilidad del fenómeno, sino se precisan hasta ocho modos de variabilidad
para caracterizar plenamente el desarrollo de ENOS. Los distintos índices de ENOS
sirven para comunicar el estado general del ciclo a los que están a cargo de tomar
decisiones y al público en general; por ejemplo, el sistema de alerta de ENOS del
NCEP disemina vigilancias, avisos y clasificaciones de intensidad para los episodios
de El Niño y La Niña. Sin embargo, el Pacífico tropical puede presentar las
características de El Niño y La Niña simultáneamente (por ejemplo, el Pacífico oriental
puede estar anormalmente cálido al tiempo que el Pacífico central está frío, como se
observó en el verano boreal de 2008).
Impactos climáticos relacionados con ENOS
La mayoría de los impactos climáticos de ENOS afectan el Pacífico ecuatorial y
las regiones circundantes. Los impactos más notables son la copiosa precipitación y
fuertes inundaciones en la región noroccidental de Sudamérica, especialmente en
Perú, Ecuador y Colombia, durante el período de diciembre a febrero de los episodios
de El Niño. Otro efecto es la disminución de las poblaciones de peces y almejas, que
constituyen importantes recursos alimenticios y económicos en esa región. En
Australia y el continente marítimo, el mismo período está marcado por sequía, los
problemas asociados a incendios y grandes zonas afectadas por el humo, que reduce
la visibilidad y aumenta la incidencia de enfermedades respiratorias. Los impactos de
El Niño son más intensos y extensos durante el invierno boreal. Esto contrasta con lo
que ocurre durante el invierno austral, cuando los impactos de El Niño son menos
marcados y repercuten principalmente en el hemisferio Sur.
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Si bien los efectos relacionados con la precipitación aumentan a medida que un
episodio de El Niño o La Niña se intensifica, dos eventos de intensidad comparable
(según la definición de las anomalías) no producen efectos de igual magnitud.
Las fases extremas de ENOS provocan el desplazamiento o la perturbación de
las corrientes en chorro a través de Norteamérica. Durante la fase cálida (El Niño), en
invierno del hemisferio Norte la corriente en chorro subtropical se desplaza hacia el
Sur, lo cual produce el efecto de trasladar a través del Sur del territorio continental de
EE.UU las trayectorias generales de las tormentas, y también aumenta el flujo de
humedad desde el Pacífico provocando lluvias intensas. En los Estados Unidos ENOS
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afecta la distribución de la precipitación y las temperaturas; la frecuencia de
generación de ciclones en el Golfo de México; la nubosidad; y una amplia gama de
manifestaciones meteorológicas peligrosas, como los tornados, los huracanes, los
rayos, el manto de nieve y los incendios forestales. Entre los efectos de El Niño que
pueden considerarse beneficiosos, podemos mencionar inviernos más cálidos en
Canadá y el norte de EE.UU. y un menor número de huracanes en el Atlántico.
Durante la fase de La Niña, la probabilidad de que un huracán toque tierra
aumenta en todo el Caribe, mientras en los periodos de El Niño se observan menos
huracanes. El aumento durante la fase fría se debe al cambio en el rumbo del viento en
altura, que sopla más desde el este y, por tanto, favorece la formación de huracanes
en pleno trópico, a diferencia de lo que ocurre durante la fase cálida, que se
caracteriza por intensos vientos del Oeste en altura y el aumento de la vorticidad
anticiclónica en la troposfera inferior. Los impactos de ENOS no son simétricos: los
efectos de El Niño son fuertes en el norte del Caribe y débiles en el Caribe oriental y
occidental, y durante La Niña, la probabilidad de que un huracán toque tierra aumenta
en toda la región.
Atribución de los impactos de ENOS
Desde el intenso episodio de El Niño de 1982-83 y el reconocimiento de su
vínculo a efectos de escala mundial, los medios de comunicación han buscado formas
de relacionar casi todos los impactos del cambio climático con ENOS. Sin embargo,
pese a que la señal de ENOS constituye la manifestación extrema más importante de
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la variabilidad interanual en las regiones tropicales, no es la única causa de la
variabilidad estacional e interanual. Hay otros patrones de circulación que influyen en
el clima regional y es preciso proceder con cautela antes de atribuir determinados
impactos a ENOS. Antes de declarar que un evento es producto de ENOS, conviene
plantear las siguientes preguntas sugeridas por el IRI (International Research Institute
for Climate and Society):
¿Qué constituye un impacto de ENOS y qué no?
¿Con qué grado de coherencia ocurren los impactos durante eventos de
ENOS?
¿Cómo y por qué varían los efectos de un evento a otro?
La siguiente figura ilustra los problemas que se plantean al atribuir impactos
específicos a ENOS. Esta situación se presenta como una serie de pasos desde la
atribución de la intensificación de la corriente en chorro a un episodio de El Niño hasta
la intoxicación por monóxido de carbono sufrida por algunos residentes que utilizaron
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estufas a gas para calentar sus casas mal ventiladas después de una tormenta de
hielo. Cada paso agrega cierta medida de incertidumbre a la atribución.
Otro asunto que puede ser particularmente relevante es cómo ENOS modula el
comportamiento de los patrones de mayor frecuencia: aunque tales efectos de
modulación no se correlacionarían de forma lineal con ENOS, estarían todavía
asociados a dicho fenómeno.
Predicción del ENOS
Qué pronostican los modelos numéricos para ENOS? La temperatura
superficial del mar en el Pacífico ecuatorial. Se utilizan dos tipos de modelos:
"dinámicos" y "estadísticos". Los modelos dinámicos aplican las leyes físicas que rigen
el comportamiento de la atmósfera y del océano para predecir sus condiciones en el
futuro. Por ejemplo, empleamos las leyes del movimiento de Newton para predecir la
velocidad del viento. Las representaciones matemáticas de las leyes físicas se
convierten en programas informáticos. Todo aumento en la potencia de cálculo facilita
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la representación de comportamientos más complejos de la atmósfera y del océano en
los modelos dinámicos. Los modelos estadísticos recurren a las observaciones
realizadas en el pasado para predecir el futuro. A partir de un largo período de datos
históricos (30 a 50 años), se examinan las tendencias, los extremos y las relaciones
entre las variables relacionadas con el ciclo ENOS. Por ejemplo, un modelo estadístico
de base haría una regresión simple de las anomalías del viento del oeste y de la TSM
para una serie de regiones del Pacífico ecuatorial. Un modelo estadístico más
complejo utilizaría redes neuronales en las cuales se entrena el modelo para
reconocer los eventos precursores y predecir la probabilidad de que ocurran distintas
condiciones relacionadas con ENOS.
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Por lo general, los modelos estadísticos tienen una mayor habilidad de
pronóstico para plazos cortos (menos de seis meses) y son menos precisos para
plazos más largos. La habilidad de los modelos dinámicos ha mejorado con la adición
de diversos esquemas que permiten asimilar los datos reales en las simulaciones
Pese a que los modelos de pronóstico siguen mejorando, una serie de factores
limita la capacidad de pronosticar el ciclo de ENOS. Los pronósticos son más difíciles
entre enero y abril, un período que se puede describir como "barrera primaveral",
durante el cual la predictibilidad se ve obstaculizada porque El Niño ya está en marcha
antes de que los modelos pronostiquen su aparición.
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Fuentes
http://www.meted.ucar.edu
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/enso_advisory/index.shtml
http://www.pmel.noaa.gov/tao/elnino/nino-home.html
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensocycle/enso_cycle.sht
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