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8. Circulación general de los océanos Los oceanos influyen el clima terrestre a traves de su interacambio con la atmosfera de grandes cantidades de calor, humedad y gases como el dioxido de carbono. Fluctuaciones en la magnitud de estos intercambios juegan un rol importante en determinar si el proximo invierno sera excepcionalmente frio, el verano siguiente inusualmente calido, o si se dara un evento El Nino. El oceano es una capa muy fina de agua salada - tiene 4 km de profundidad en promedio - sobre la superficie de nuestro planeta de mas de 12.000 km de diametro. Una de las caracteristicas mas importantes del oceano es el gran contraste entre la capa superficial calida de unos 100m de profundidad donde la luz es abundante y donde existe la mayoria de la vida marina, con el frio y oscuro oceano profundo. La zona de transicion entre la capa calida y la fria se denomina termoclina. La figura 8.1 muestra el contraste termico y tambien que mientras el oceano profundo contiene muchos nutrientes (y carbono) la capa superficial no. Puesto que cambios en estos perfiles afectan el clima es ncesario entender su origen. Figura 8.1 – Perfiles oceanicos de temperatura (izquierda) y nitrato (derecha) La principal causa de la existencia entre la superficie y el oceano profunda es la absorcion de la luz. Como la luz solo penetra unas decenas de metros en el oceano las aguas superficiales son calidas y las mas profundas frias. La luz define la zona eufotica en la superficie donde vivne las plantas oceanicas que requieren luz para la fotosintesis. Asi, las plantas oceanicas deben poder flotar, y por ello la mayoria son organismos microscopicos, fitoplancton. No obstante, la cantidad de plantas en la superficie oceanica no es mucha y la mayor parte de los oceanos son efectivamente un desierto. Esto es debido a la poca 

Lectura Oceanos

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  • 8.Circulacingeneraldelosocanos

    Los oceanos influyen el clima terrestre a traves de su interacambio con la atmosfera de grandescantidadesdecalor,humedadygasescomoeldioxidodecarbono.Fluctuacionesenlamagnituddeestosintercambiosjueganunrolimportanteendeterminarsielproximoinviernoseraexcepcionalmentefrio,elveranosiguienteinusualmentecalido,osisedarauneventoElNino.

    Eloceanoesunacapamuyfinadeaguasaladatiene4kmdeprofundidadenpromediosobrelasuperficie de nuestro planeta de mas de 12.000 km de diametro. Una de las caracteristicas masimportantesdeloceanoeselgrancontrasteentrelacapasuperficialcalidadeunos100mdeprofundidaddondelaluzesabundanteydondeexistelamayoriadelavidamarina,conelfrioyoscurooceanoprofundo.Lazonadetransicionentrelacapacalidaylafriasedenominatermoclina.Lafigura8.1muestraelcontrastetermicoytambienquemientraseloceanoprofundocontienemuchosnutrientes(ycarbono) la capa superficialno. Puesto quecambiosenestos perfiles afectan el climaes ncesarioentendersuorigen.

    Figura8.1Perfilesoceanicosdetemperatura(izquierda)ynitrato(derecha)

    Laprincipalcausadelaexistenciaentrelasuperficieyeloceanoprofundaeslaabsorciondelaluz.Comolaluzsolopenetraunasdecenasdemetroseneloceanolasaguassuperficialessoncalidasylasmasprofundasfrias.Laluzdefinelazonaeufoticaenlasuperficiedondevivnelasplantasoceanicasquerequierenluzparalafotosintesis.Asi,lasplantasoceanicasdebenpoderflotar,yporellolamayoriasonorganismosmicroscopicos,fitoplancton.Noobstante,lacantidaddeplantasenlasuperficieoceanicanoesmuchay lamayorpartede losoceanossonefectivamenteundesierto.Estoesdebidoa lapoca

  • concentraciondenutrientescercadelasuperficie.Lasplantas,yelzooplanctonquelasconsume,asicmootrosorganismosenlacadenaalimentariaabsorbenlamayoriadelosnutrientesyeldioxidodecarbonodisponibleenlasuperficie.Cuandoestosorganismosmueren,muchosdesciendenaloceanoprofundoysedescomponenensusconstituyentesquimicos.Deestaformalabiotabombeadioxidodecarbonoynutrientesdelascapassuperficialesalascapasprofundas,generandoperfilesdenutrientesycorbonocomoelmostradoenlafigura8.1.

    Lafigura8.2muestracomovarialatemperaturaconlaprofundidadalolargodeunmeridianoeneloceanoPacifico.

    Figura8.2IsotermasbajolasuperficieocenicaenunplanoverticaldenorteasurenelocanoPacfico.Latermoclinaeslaregindegrandesgradientesdetemperaturaqueseparalasaguasclidassuperficialesdelasfrasenprofundidad.Lascirculacionesocenicasquemantienenlatermoclinase

    muestranesquemticamenteconflechasnegrasparalacirculacingeneradaporlosvientos,yconflechasblancasparalacirculacintermohalina.

    Seobservaqueaunenelecuadorlacapasuperficialcalidaestanpocoprofundaqueelpromediodelatemperatura de la columna de agua (de la superficie al fondo) es cercana a la temperatura decongelamiento. Contrariamente a la atmosfera, la cual es calentada por debajo y la conveccion

  • redistribuyeelcalorhaciaarribaeficientemente,eloceanoescalentadoporarribaprovocandoquelacapamascalidapermanezcaensuperficieylaestratificacionverticalinhibalosmovimientosverticalesdelasparcelasdeagua.Noobstante,estonoexplicaelporquenoexisteunatemperaturamasuniformeeneloceano,yaqueelcalorpodriahabersidotransportadopordifusiondesdelasuperficiealfondodurantemilesdeanos,calentandolascapasmasprofundas.(Siestoocurrieraelclimaterrestreseriamuydiferentepueslaconcentraciondedioxidodecarbonoatmosfericoaumentariaconsiderablemente.)LacapacidaddeabsorberCO2delaguaoceanicaaumentacuandolatemperaturadelaguadecrese,lacualesunadelasrazonesporlascualeslaconcentraciondecarbonoenelfondodeloceanoesmayor.Silatemperaturadelfondooceanicoaumentara,eldioxidodecarbonoescapariaalaatmosfera.Estonohaocurridolatermoclinahapermanecidosomerayeloceanoprofundofriodebidoalacirculacionoceanica.

    Las corrientes oceanicas son generadas primariamente por fuerzas en la superficie asociadas alintercambiodecaloryhumedadconlaatmosfera,yporlosvientos.Asi,lascorrientesmasintensasocurrenenlascapassuperficiales,arribayenlatermoclina.Losvientospredominantes,quedependendelalatitudcomovimosanteriormente,tiendenaconducirelflujosuperficialhaciaeloesteenlostropicosyhaciaelesteenlossubtropicos.LafuerzadeCoriolistuercelasparcelasdeaguahacialaizquierda(enelHS),causandoqueelflujotengaunacomponentehaciaelpoloenlostropicosyhaciaelecuadorenlossubtropicos(verlasflechasenlafigura8.2).Estascorrientessuperficiales,desentidoscontrarios,seencuentrancercadelos30delatituddondeelaguasehunde.Partedeestasaguasfluyehaciaelecuadorencapaspordebajodelasuperficieconlamismatemperaturaquesehundieron(cercade18C).Enelecuadorelaguaafloraenlacapasuperficial,dondeescalentadaporlaatmosferaantesderetornaralossubtropicos.Elrestodelaguaquesehundioenlos30participaengirossubtropicalesqueviajanhaciaelpoloencorrientescomolacorrientedelGolfoodelBrazil,antesderetornaralaregiondehundimiento.Estascirculacionesgeneradasporelvientoqueintercambianaguasentrelostropicosylosextratropicosson relativamente someras. Lamantencionde la termoclinadependeno solodeellas sino deotracirculaciondemuchomayorescalalatitudinalyvertical.Seladenominacirculaciontermohalinayesdebidanosoloalosvientos,sinoquedependecriticamentedelaexistenciadesalenlosoceanos.

    8.1Circulacintermohalina

    Apesardequelasalrepresentanicamenteel3%delamasadelosocanos,esdegranimportanciapuesafectaladensidad.Enlaausenciadesal,aguasclidasflotaransiempresobreaguasfras.Noobstante,siladensidaddelasaguasclidasaumentaporlaadicindesal,estassehundiranansiendomasclidasquelascapasinferiores.Estoocurreprincipalmenteenlatitudesaltasdondeladiferenciadetemperaturasentrelasaguassuperficialesylasprofundaseschica,detalformaqueunapequeaadiciondesalcausaque las aguas superficiales se hundan.Dosprocesospuedenprovocar este procesos de conveccinocenica.Unoeslaevaporacin,quesacamolculasdeaguapura,sinsal,dejandoaguasocenicasmassaladas.Estoocurreduranteelinviernocuandomasasdeairemuyfrasysecassemuevendelcontinentehaciaunocanomasclido, locualcalientaelaireyabsorbehumedad,provocandoque lasaguas

  • superficialesseenfren,sehaganmassalinasysehundan.Elotroprocesoqueaumentalasalinidaddelasaguaseslaformacindehielo:elhieloseformanicamenteconmolculasdeagua,dejandolassalesenelagualquida,aumentandoaslasalinidaddelosocanos.

    Elhundimientodelasaguasfrasysalinasenlatitudesaltasnecesitadeunflujohacialospoloscercadelasuperficie,deunflujohaciaelecuadorenaguasprofundas,ydemovimientosascendentesparacerrarlacirculacintermohalina.Estacirculacinmostradaenformaesquemticaenlafigura8.2esasimtricarelativoal ecuadorpues la distribucinde los continentesesasimtrica.Enel hemisferionorte, laformacindeaguasprofundasocurrenicamenteenelAtlnticonorte,enlosmaresdeLabradorydeGroenlandia.Enelhemisferiosur,lacreacindeicebergscercadelaAntrtidaenlosmaresdeRossydeWeddell,creaaguasmuysalinasyporlotantosehunden.Verfigura8.3.

    Figura8.3Distribucindedensidadsuperficialduranteelinviernodelhemisferionorte(arriba),yelinviernodelhemisferiosur(abajo).LoscrculosmarcanlaposicindelosmaresdeLabradoryde

  • GroenlandiaenelAtnticonorte,ylosmaresdeRossydeWeddellcercadelaAntrtida.

    Unadescripcinesquemticadelacirculacintermohalinaseralasiguiente.LuegodehundirseenelAtlnticonorte,lasaguasprofundasfluyenhaciaelsur,atraviesanelecuador,yseunenalacorrientecircumpolarAntrtica.Partedeesacorriente,asuvez,sebifurcahaciaelocanoIndicoyluegohaciaelocanoPacfico,dondeasciendenyvuelvencomoaguassuperficialeshaciaelAtlnticonorte(figura8.4).Notarqueelaguadensayfraquesehundeenlatitudesaltasseexpandesobreelfondoocenicoymantieneelocanoprofundoatemperaturasmuyfras.

    Figura8.4Esquemadelacirculacintermohalina.

    Lavelocidaddelascorrientesqueformanlacirculacintermohalinasonmuypequeasydifcildemedir,enparticularlasqueocurrenenaguasprofundas.Porello,unaparceladeaguatardaraalmenos1000aosencompletar todalacirculacin.Entoncescmosabemosqueexisteestacirculacin.Lapruebamasclaravienedemedirelcontenidodecarbono14enaguasprofundas.El14CescreadoenlaatmsferaaltaporlosrayoscsmicoyentraalocanocuandosteabsorbeCO2.Unavezenelocanoel14Cquedaaisladoycomienzaadecaer.Conociendosuvidamediapodemossabercuandofuelaltimavezqueunaparceladeaguaestuvoencontactoconlasuperficieyasignarleunaedadenelocano.Lasparcelasubicadasenloslugaresdeformacindeaguasprofundassernlasmasjovenes.EloceangrafoW.Broekersintetiz todaslasmedidasde 14Cdisponiblesdeaguasa3000metrosdeprofundidadyconstruyolasiguientefigura8.5quemuestralasedadesdelasparcelasdeagua.Claramente,lasaguasmasjvenesseencuentranenelAtlnticonorteylaAntrtida,ylasaguasmsviejasenelPacficonorte,llegandoaestaraisladasdelaatmsfera1750aos.

  • Figura8.5Edadesdelaguaa3kmdeprofundidadbasadasen14C.

    Masevidenciaenfavordelaexistenciadeestacirculacinvienedeladistribucindenutrientes.Laconcentracindenutrientes es mnimaenel Atlnticonorte yaqueah el agua recin lleg de lasuperficiedondelosnutrientessonconsumidosporelfitoplankton.ContrariamentelaconcentracindenutrientesesmximaenelPacficonortepuesalolargodesucaminolascorrientesprofundassonenriquecidasdenutrientesdeladescomposiciondemateriaorgnicaquesemuereyhunde.

    El agua que se hunde es densa por su alta salinidad y su baja temperatura. Si la salinidad essuficientemente alta, el agua se hundir an si su temperatura aumenta un poco. Por lo tanto, lamanifestacinatmosfricadelcalentamientoglobalpodraserenlentecidasi losocanosabsorbenelcalory loguardanencapasprofundas.Lacapacidadcalorficadelaguaes tangrandequeanunpequeoaumentodetemperaturaenelocanoprofundopuederepresentarungransumiderodecalor.Noobstante,paraqueestesumiderofuncione,elcalentamientodelasaguassuperficialesdebensergradual,pues sino, las aguas superficiales se volveran tan pocodensasque an siendo salinasnopodranhundirse.

    Lasensibilidaddelacirculacintermohalinaaperturbacionesquserequiereparaquelacirculacinsedetengaocomienceafuncionarenformadiferentenoseconoce.Esteesuntemadegranactividaddeinvestigacin mundial actual. Para determinar esto los cientficos se basan en modelos climticosnumricosyenelestudiodeclimaspasadospaleoclimas.Existenmuchasconjeturassobreelpapeldelacirculacintermohalinaenlahistoriaclimticaterrestre,yhacaptadolaimaginacindelagentedetal

  • maneraqueHolywoodlehizosupropiapelcula(Eldadespuesdemaana).

    8.2Corrientessuperficialesgeneradasporlosvientos

    Lascorrientesgeneradasporlosvientosquellevanelaguaalaszonasdedescensoestnconfinadasalascapassuperficiales,exceptolaCorrienteCircumpolarAntartica(CCA)queseextiendehastacasielfondoocenico.LaexcepcindelaCCAsedebeadosrazones:lapocaestratificacinverticalocanicaenaltaslatitudespermitequeelforzamientodelvientopenetrehastamayoresprofundidades,ylaposibilidaddelasparcelasdecircumvalarelocano.

    LejosdelaCCA,lasparcelasdeaguatiendenamoverseengigantescosgirosinducidosporeltorwuedelosvientos.EstosgirossonasimtricosdebidoalarotacinyesfericidaddelaTierra.Enlugardeunmovimientomasomenosuniformeconcorrientesendireccionesopuestasencadamitaddelacuenca,lascorrienteshacialospolossonmuyrpidasyestnconcentradascontralacostasoestesdelascuencasocenicas.Porelcontrario,lascorrienteshaciaelecuadorsonmuylentasytiendenaocuparunagranpartelongitudinaldelascuencas(figura8.6).

    Figura8.6Eldiagramamuestraalgunasdelascorrientesmarinasmsimportantes.Lasquefluyenhacialospolostransportanaguasclidas,ylasquelohacenhaciaelecuadorgeneralmentetransportanaguasfras,resultandoenuntransportenetodecalorhacialospolos.Lospuntosmarcanlaszonasde

    afloramientointensodeaguasdesubsuperficie.

    Cmomedimos las corrientes?Si bien existen correntmetros, la formamas usual de inferir lascorrientesesatravsdemedicionesdetemperaturaysalinidadyconsiderandoquelascorrientesestnenequilibriogeostrfico(unaexcelenteaproximacin).Teniendolatemperaturaylasalinidadesposiblecalcularlaelevacindelasuperficiedelmar.Elaguaseexpandecuandoestcaliente,porloqueunincremento en la temperatura de una columna de agua causa un aumento del nivel del mar.

  • Recientemente,lossatliteshancomenzadoaproveermedicionesdirectasdelasvariacionesenlaalturadel nivel del mar. La altura del nivel del mar, a su vez es una indicacinde la presin. Usandogeostrofismoesposibleascalcularlascorrientes,delamismaformaquecalculamoslosvientos.Porejemplo,elniveldelmaresmsaltoenlaporcinoestedelascuencasocenicas,marcandolaexistenciadelosgiros.Asuvezsevequeelgradientedealturaesmayorcercadelascostasoestes.Asociandounmayorniveldelmaraunaaltapresin,podemosdeducirlaexistenciadelasintensascorrientesenlascostasoestessubtropicalesqueviajanhacialospolosylasdebilescorrientesqueviajanhaciaelecuadorenelladoestedelascuencas.

    Figura8.7Alturadelniveldelmarmediaanual.Lascorrientessonparalelasalaslneasdeigualaltura.

    Laalturadelniveldelmares50cmmayorenelPacficooestequeeneleste.LejosdelecuadorlafuerzadeCoriolisimpidequeelaguafluyademayoramenoraltura(presin).Noobstante,sobreelecuador,dondelafuerzadeCoriolissevuelvedespreciableesposibleparaelaguadesplazarsedemayoramenorpresin.Noobstante,losvientosqueprevalecenenelecuador,losalisios,vandeesteaoesteyconducenelaguaenestadireccin.Porlotanto,lacorrienteecuatorialquefluyedeoesteaesteocurrepordebajodelasuperficie.Estacorriente, llamadaEcuatorialUndercurrentescomparableenintensidada lacorrientedelGolfo.Fluyejustopordebajodelasuperficie,teniendosumximoaunaprofundidadde100m.Suanchoesdeslo200km,peroseextiendealolargodelos15.000kmdeextensindelPacfico.

    Elecuadorestcaracterizadoporlaexistenciadeunalenguafradeaguassuperficialesenelladoestedelosocanos(figura8.8).Esta lenguaaparecepues losalisioscausanunadivergenciaensuperficie:parcelasdeaguaquesonllevadashaciaeloesteporlosvientosexperimentanunafuerzahacialaderecha

  • alnorteyhacialaizquierdaalsurdelecuador.Estadivergenciacausaelafloramientodeaguasfrasyconnutrientes provenientede las capasmasprofundas.As, estas lenguas fras sonzonasdegranproductividadbiolgica.

    Figura8.8Temperaturadesuperficiedelmarmediaanual.

    Elafloramientodeaguasprofundastambinocurrealolargociertascostas,comolascostasdeEcuadoryPercausandoqueesasaguassuperficialesseanfrasymuyricasennutrientes.EstocourrepueslosalisiostienenunacomponentehaciaelecuadorqueconduceprimerolascorrienteshaciaelnortequeluegosontorcidashacialaizquierdaporlafuerzadeCoriolis,alejandolasdelacosta(figura8.9).Lafigura8.6muestralasregionesdeafloramientoglobales.

    Figura8.9Esquemadeafloramientodeaguascosterasparaelhemisferiosur.

  • 8.3ElNio,LaNiaylaOscilacinSur

    ElNioafectaatodoelmundo,yaseadirectamentedebidoasuinfluenciasobreelclimayeltiempoenlasregionesquemuestralafigura8.10,oindirectamenteatravsdesuefectoenlaeconomamundial.

    Figura8.10EfectosdeElNioenelclimaglobalparajunioagosto(arriba)ydiciembrefebrero(abajo).

    LosfenmenosdeElNiomasintensosgeneranusualmentegrandesinundacionesenEcuadoryPerudondeelcalentamientodelasaguasdesuperficieenelPacficoesteestaasociadoconladesaparicindelospecescosteros.TambingeneransequasdesastrosasenelcontinentemartimodelsudestedeAsiaynortedeAustralia,ascomopatronesdecirculacinatmosfricaanmalaenAmericadelNorteydelSur,monsonesdbiles,y precipitacionespor debajo deonormal enel sudeste africano.Estos cambiosclimticospuedenreducirsignificativamentelacosechadecocoenlasFilipinasydeanchovetasenPercausandoas unaumentoenlospreciosdelosjabonesydetergentesqueusanaceitedecococomoingrediente,enlacomidahechaconpezparalospollosydelasojaquepuedeusarsecomosustitutode

  • racinparapollos.LagrancoberturanoticiosadeloseventosNiodelasltimasdcadasdejaclarasuimportancia.

    EnunprincipioelnombredeElNiolefuedadoaunacorrienteclidaestacionalqueocurretodoslosaosenlascostasdelPercercadeNavidad,moderandoaslasbajastemperaturasdelPacficotropicaleste. Cadatantosaosesta corrienteesmasintensaquelonormal,penetrandomashaciaelsur, ytrayendo abundantes lluvias a las ridas zonas costeras de Per y Ecuador. Estas ocurrencias, sedenominabanaosdeabundancia.HoyeltrminoElNiodescribeestosaosdeabundancia,ynoalacorrienteveraniegaestacional.

    Hastaladcadadel'50sepensabaquelaocurrenciadeunacorrientemasintensaquelonormalenlascostasdelPeresraunfenmenolocal.Nofuesinohastaelao1957,AoInternacionaldelaGeofsica,cuandoseorganizaronmedicionesdelocanoglobalquesedeterminqueelfenmenodelascostasdelPertenaunaescalaqueincliuatodoelPacficotropical(porazaruneventoNioocurrien1957).Losdatos obtenidos mostraron que al mismo tiempo los vientos alisios estabandebilitados. JacobBjerknes,delaUniversidaddeCalifornia,propusoqueelcambioenlosvientoscauselcambioenlastemperaturasdesuperficiedelmar.Pero,porquestabandebilitadoslosvientos?

    AcomienzosdelsigloXX,SirGilbertWalker,trabajandoenelproblemadelosmonsonesdelaIndia,descubrilaexistenciadelaOscilacinSur,unafluctuacininteranual,coherente,enlascondicionesatmosfricasquecorrespondeaundipolodepresionesenelPacfico:cuandolapresinesaltaenTahiti(Pacficosuroriental),lapresinesbajaenDarwin(nortedeAustralia)comosemuestraenlafigura8.11.

    Figura8.11SeriestemperalesdeanomalasdepresindesuperficieenTahitiyDarwin.

    Lafigura8.12muestraunmapadecorrelacindelapresinensuperficiedeDarwinconlapresindesuperficieglobal.ElmapamuestraclaramentelaexistenciadeundipoloenlasvariacionesdepresinconuncentroenDarwinyelotrocentrodesignoopuestocercadeTahiti.

  • Figura8.12CorrelacindelapresionensuperficieenDarwinconlapresinensuperficieglobal.

    WalkerdocumenttambinquelaOscilacinSurtieneunperododealrededorde34aosenpromedio,yqueunabajapresinenTahitiyaltapresinenDarwincoincidanconvientosalisiosmsdbiles.SusresultadosfueroncriticadospuesWalkernopudoexplicarlaexistenciadelaoscilacionescoherentesglobales,yquedaronenelolvidoporvariasdcadas.

    ElinterseneltrabajodeWalkerrevivicuandoBjerknesusandolosdatosrecabadosenel1957propusoquelosvientosalisiosdbilesen1957noslocausaronlaaparicindeaguasclidasenelPacficoequatorial,sinoqueasuvezfueroninducidosporelincrementodetemperaturadesuperficiedelmarenelao.Esteargumentocircularimplicqueelfenmenonoesestrictamenteocaniconiatmosfrico,sinoqueesunproductodelainteraccinentrelosdosmedios.

    BjerknesluegogeneralizypropusoquelacontnuaOscilacinSurencontradaporWalker,ynosloeleventode1957,eralacausaylaconsecuenciadepatronesdetemperaturadesuperficiedelmarquecambiancontnuamente.EstosignificaqueelNionoesuneventoaislado,sinounafasedeunciclo.LafaseopuestadeElNiohasidollamadaLaNia.Comparadoconelcicloestacionalqueestforzadoporlavariacinenlaintensidaddelaradiacinsolar,laOscilacinSurcorrespondeaunmodonaturaldeoscilacindelsistemaacopladooceanoatmsfera,yesliteralmentelamsicadelasesferas(laatmsferaylahidrsfera).

    LaOscilacinSuresslounejemplodefluctuacinclimtica;resultadelainteraccinentrelaatmsferay el ocanoPacfico. Otros ejemplos de fluctuaciones climticas como sequas prolongadas en elNordestebrasilero,probablementeresultendelainteraccindelaatmsfera,elocano,latierraylos

  • hielos.LasmismasherramientasquesehandesarrolladoparaentenderypredecirElNio(modelosclimticosyunareddeinstrumentosquedescribencontinuamenteelestadodeloscomponentesdelsistemaclimtico)sonutilizadasparapredecirlavariabilidadclimticaengeneral.AnticiparElNioesporlotantoelprimerpasohaciaunaprediccinclimticaoperacionalquecomplementelaprediccindeltiempo.

    8.3.1LaOscilacinSur

    Lostrpicostienentresregionesconvectivasdegranprecipitacinquemantienenselvaspropias:lascuencasdelAmazonasydelCongoyelcontinentemartimo.Elcalorlatenteliberadoporlaactividadconvectivasobreesasenormesregionesgobiernalacirculacinatmosfricatropical:elcalorhacealairemasliviano,causandosuascenso.Paramantenerestemovimientoascendentelosvientosensuperficieconvergenenesasregionesmientrasqueelaireenaltura,seco,diverge.EnelPacficotropicalelaireenalturasemuevehaciaeleste,desciendesobrelasfrasaguasdelacostadeEcuadoryretornahaciaeloesteenlosalisios,adquiriendohumedadporevaporacindelasuperficie.EstaeslaceldadeWalkerysemuestraenlafigura8.13.

    Figura8.13CeldadeWalker

    Laubicacindelaszonasconvectivas,quesepuedendistinguirensuperficieporunapredominantebajapresion,estnasuvezdeterminadasporlospatronesdetemperaturaenlasuperficieterrestre.Elaireasciendedondelatemperaturaensuperficieesmxima.EnelPacfico,lazonaconvectivaincluyeelcontinentemartimoylapiscinaclidaeneloestedelocanoPacficotropical.Silasaguasclidasseexpandieran,lareginconvectivatambinlohara,locualesexactamenteloqueocurreduranteElNio.DuranteElNioenelPacficoesteecuatorialaumentalatemperaturadesuperficie,aumentanlaslluvias,decrecelapresiondesuperficieydisminuyenlosalisios.Debidoaestecorrimientohaciaeleste,elnortedeAustraliaeIndiaexperimentaldisminucindelluvias.DuranteLaNiaocurreloopuesto:lapiscinadeaguasclidaseneloesteseachica,ysobreelPacficoesteecuatoriallosalisiosseintensificanylaslluviasdecresen(figura8.14).

  • Figura8.14EsquemadecondicionesduranteElNio(izquierda)yLaNia(derecha).

    DelodearribasededucequeesposiblerealizarprediccionesdelcomportamientodelaOscilacinsursiseconoceapriorilaevolucinafuturodelatemperaturadesuperficiedelmar.

    8.3.2Ajusteocenico

    LosvientosalisiosacumulanaguasclidasenelPacficotropicaloesteyexponenaguasfraseneleste.As,elniveldelmareneloestees50cmmayorqueeneleste.DuranteElNiolosalisiossedebilitanylasaguasclidassemuevenhaciaeleste;duranteLaNialosalisiosseintensificanyapilanmasaguasclidaseneloeste.Deestaforma,lasvariacionesinteranualesenlatemperaturadesuperficiedelmarestnasociadasconunredistribucinhorizontaldelasaguasclidasenlascapassuperficialesdelocanoenrespuestaalosvientos.Estaredistribucinesevidenteenlafigura8.14,dondelapendientedelatermoclina,lacapacongrandesgradientesdetemperaturaqueseparalasaguasclidassuperficialesdelasaguasfrasprofundas,cambiasignificativamenteentreElNioyLaNia.

    DebidoaltransporteinusualdeaguasclidasdeloestealesteduranteElNio,lasaguasfrasricasennutrientesyanologranllegaralasuperficieeneleste.EstecambioenlascondicionesocenicaseslaraznparaladesapricindeespeciesdepecesdeaguasfrasalolargodelascostasdeEcuadoryPer.Lospecestiendenamoversealsur,detalformaqueChilesebeneficiadeloseventosNio.

    8.3.3Interaccinocanoatmsfera

    Desdeunpuntodevistaatmosfrico, loscambiosenlospatronesdelluviasvientosypresionesensuperficieasociadosalaOscilacinSursoncausadosporcambiosenlastemperaturasdesuperficie.Desdeunpuntodevistaocenico,esoscambiosenlatemperaturadesuperficiesonconsecuenciadecambiosenlosvientos.Esteargumentocircularimplicaunainteraccinentreelocanoylaatmsfera,que son ilustrados en la figura 8.15 para el evento Nio del 8283. Inicialmente, vientos alisiosinusualmentedbilesaparecenenelPacficooeste,loscualescausanunaexpansinalestedelapiscina

  • clida,lacualasuvezmuevelaconveccinhaciaeleste.Larespuestaocanica,asuvez,aceleraelprocesopuescausaundebilitamientomayordelosalisios, locualpermitequelasaguasclidassemuevanunpocomashaciaelesteyassucesivamente.Alfinal,atravsdeesteintercambiolasaguasclidaslleganhastalascostasdelPer,yseestableceeleventoNio.

    Figura8.15EvolucindeanomalasclimticasduranteElNiode198283.Lasflechasindicanlasanomalasdevientosdesuperficie;precipitacininusualmentealtaesmarcadaporloscontornosllenos,einusualmentebajaporcontornospunteados.LaletraDsignificaseco;laletraWsignificahmedo.

    UnavezqueElniosedesarroll,existelaposibilidaddequeocurraunaNiacomoconsecuenciadeunligeroaumentodelosalisios.Elprocesoinvolucralamismainteraccinocanoatmsfera,peroinduceanomalascontrariasaunElNioenlosdosmedios.

    Ladanzaentreelocanoylaatmsferageneraunaalternancia(irregular)entreNiosyNias.Peroquiengua?QuieniniciaeldesplazamientohaciaelestedelasaguasclidasqueterminauneventoNiaydalugaraunNio?Apesardequeestnintimamenteacoplados,elocanoylaatmsferanosonunaparejasimtrica.Mientrasquelaatmsferaesgilyresponderpidamenteacambiosenelocano,esteltimoeslentoysetomaeltiempopararesponderacambiosenlosvientos.Laatmsferarespondea

  • cambiosenlospatronesdetemperaturadesuperficiedelmarencuestindedasosemanas;elocanotienemuchamsinerciaylellevatiempolograrunnuevoequilibrio.Elestadodelocanoparauntiempoenparticularnoest simplementedeterminadopor losvientosenesemomentopueselocanoesttodavaajustndosey tienememoriadevientosanteriores,unamemoriaenformadeondasquesepropaganpordebajodelasuperficie.Estasondassepropaganenlatermoclina,elevndolaenalgunoslugaresyprofundizndolaenotros.EstosmovimientosverticalesdelatermoclinatienenpocoefectoenlastemperaturasdesuperficiedelPacficooestedondelatermoclinaesprofunda.Enelestelacosaesdiferente,dondelallegadadeunadepresinoelevacinpuedetenerungranefectosobrelatemperatura.

    DuranteunafasedelaOscilacinSur,porejemploLaNia,losvientosgeneransendasdepresionesenlatermoclina fuera del ecuador en el Pacfico oeste. De esta forma los vientos estn generando lascondicionesqueenunosmesesdarnlugarauneventoNio:estasdepresionesviajanmuydespacioatravsdelPacficoenformadeondasdeRossbyprimerohaciaeloeste,yluegosonreflejadasenelcontinentemartimoenformadeondasdeKelvinqueviajanhaciaeleste.CuandoestasondaslleganalascostasdeEcuadoraumentanlatemperaturadesuperficiedandolugaralaterminacindeLaNiayelcomienzodeuneventoNio.DuranteEl Nio lasanomalasdevientosgeneranelevacionesen latermoclinaquedarlugaralaprximaNia(verfigura8.16).

    EstosargumentosimplicanqueelperododelaOscilacinSur,eltiempoentreuneventoNioyelsiguiente(34aos)dependedeltiempoquelestomealasondasatravesarelocanoPacfico.

  • Figura8.16Ajusteocanicoanteunaperturbacinenlosvientosmostradaenelpanelsuperior.

    LaoscilacindescritamasarribaentreeventosNioyNiaesperfectamenteregularypodraocurrirenun planeta idealizado sin perturbaciones aleatorias. En ese mundo los eventos El Nio seranperfectamentepredecibles.Enrealidad,laOscilacinSuresirregulardebidoalapresenciadefactores

  • externosqueincluyenlasperturbacionesatmosfricasdebidasaltiempo.Esasperturbacionesintroducenunacomponentecatica,perolaoscilacinigualretienegranpartedesuperiodicidad(figura8.17).

    Figura8.17SeriestemperalesdetemperaturadesuperficiedelmarpromediadaenlaregionNio3.4(arriba)ydeladiferenciadepresionesTahitiDarwinnormalizada.

    LaevolucindelNionohasidosiemprelamisma.AvecesElNioempiezacomouncalentamientomodestoenlacostadePeruyseamplificaypropagaenunlapsodevariosmeseshaciaeloeste.EstefueelcasodelNiode1972.Enotrasocasiones,comoen1982,ElNiocomenzenelPacficooesteysepropaghaciaeleste.Estomuestraladificultadenpronosticarloseventos.ComotodoslosNiossondiferentes,unpronsticoqueselimiteadecirquevaaocurrirunNiotieneunvalorlimitadoamenosquedescribasuevolucinyamplitud.

    ElintersenelfenmenodeElNiomengudurantemuchasdcadasdespuesdeltrabajodeWalkersobrelaOscilacinSuralredorde1930.Nofuesinohastafinalesde1950queloscientficoscomenzaronaprestarmsatencinaestefenmeno,ypartedelaraznradicaenlamodulacindecadaldelNio.EstamodulacincausaperodosprolongadoseirregularesenloscualesElNioestausenteo,alrevs,esparticularmenteenergtico:de1930a1950ElNioestuvocasiausente,mientrasqueapartirde1980alafechaloseventoshansidomuyfrecuentesyenergticos.Partedeestamodulacindecadalesdebidoacambiosenlaspropiedadesdelatermoclina.CambiosenelintercambiodeaguaentrelostrpicosylossubtrpicosatravsdelacirculacingeneradaporlosvientospuedeafectarlaocurrenciadeNios.Por

  • ejemplo,sielintercambioaumentaralaprofundidaddelatermoclinaa200m,entonceslatermoclinaseramuyprofundaparaquevariacionesensuprofundidadafectaranalatemepraturadesuperficie.EstetipodecambiodaralugaracondicionestipoElNioprolongadas.Porltimoesdehacernotarqueelcalentamientoglobal,inducidoporlosgasesdeinvernadero,podraafectarlaocurrenciadeElNioatravsdecambiosenlaestratificacionverticaldetemperaturaocenica.

    Referencias Isthetemperaturerising?Theuncertainsienceofglobalwarming.G.Philander Elsitioweb http://www.cdc.noaa.gov/ENSO/enso.education.html ofreceunaseriedelinkscon

    informacinsobreelfenmenodeElNioenvariosnivelesdecomplejidad.