El Niño y La Niña son las fases cálidas y frescas de un patrón climático recurrente en el Pacífico tropical, el ciclo de oscilación entre el Niño y el Sur (ENSO).Este ciclo es el conductor más potente de la variabilidad mundial del clima anual, capaz de reorganizar los patrones climáticos, desplazando los ecosistemas marinos e influenciando la economía mundial de las represas de arroz Sumatran a la pesca peruana.

Comprender las características físicas y las corrientes oceánicas asociadas a estos eventos no es simplemente un ejercicio académico; es la base científica para la previsión estacional. Al seguir el movimiento del calor en el océano superior y la fuerza de los vientos comerciales, los científicos pueden anticipar el inicio de un evento ENSO meses de antelación, proporcionando tiempo de liderazgo crítico para las comunidades vulnerables a inundaciones, sequías y tormentas.

El Base de referencia: Condiciones normales en el Océano Pacífico

Para entender los extremos de El Niño y La Niña, primero se debe establecer las condiciones "normales" de referencia. El Pacífico ecuatorial no es un cuerpo uniforme de agua; se caracteriza por una dramática asimetría este-oeste en temperatura, corrientes y patrones de viento.

La Circulación Walker y los Vientos Comerciales

El motor primario del sistema climático tropical del Pacífico es la Circulación Walker. La intensa calefacción solar en el Pacífico occidental, cerca de Indonesia y el norte de Australia, provoca un aumento del aire húmedo y cálido. Este aire en ascenso crea una región de baja presión atmosférica y alimenta tormentas torrentes y abundantes lluvias. Esta zona es conocida como el Grupo de los Warm del Pacífico Occidental, la mayor extensión de agua constante y cálida en el planeta (SSTs superiores a 28°C).

A medida que este aire se eleva y llega a la atmósfera superior (la tropopausa), se divierte y fluye hacia el este por el Pacífico. Eventualmente, este aire se enfría y se hunde sobre las aguas más frías del Pacífico oriental, cerca de la costa de América del Sur. Este aire hundiendo crea una zona de alta presión.La diferencia de presión entre la célula de alta presión en el este y la célula de baja presión en el oeste conduce el viento persistente.

La termoclina inclinada y la embrague

Los vientos comerciales son el mecanismo físico central que forma el océano. A medida que estos vientos soplan hacia el oeste por la superficie del océano, la fricción empuja el agua por el lado. El estrés del viento apila agua de superficie caliente en el Pacífico occidental, elevando los niveles del mar allí por hasta 60 centímetros (24 pulgadas) en comparación con el Pacífico oriental. Esta acumulación de agua hacia el oeste crea un fuerte inclinado vertical en la termolina, la capa de límites que separa las aguas frías profundas

En condiciones normales, la termolina es profunda en el Pacífico occidental (aproximadamente 150 a 200 metros de profundidad) y superficial en el Pacífico oriental (sólo 30 a 50 metros de profundidad). En el este, la termolina superficial permite que el agua fría, rica en nutrientes, sea llevada a la superficie a través de un proceso llamado agua costera y ecuatorial de aumento.

Características físicas de El Niño: La fase de calentamiento

El Niño representa un colapso del estado normal. El término, español para "el niño pequeño" (a menudo refiriéndose al niño Cristo porque el fenómeno a menudo aparece alrededor de la Navidad), se define por un calentamiento sostenido del Océano Pacífico tropical central y oriental.

Anomalías de temperatura de la superficie del mar y la ONI

La característica física de El Niño es la presencia de anomalías de la temperatura superficial del mar. Los científicos monitorean esto utilizando el índice Oceanic Niño (ONI), que mide la salida promedio del SST de la normalidad en la región Niño 3.4 (5°N-5°S, 120°-170°W). Un evento El Niño se declara cuando la ONI supera +0.5°C por una inyección de tres meses enrollable.

Reversión de la Circulación de Walker

El calentamiento del Niño del Pacífico oriental colapsa el gradiente de temperatura y presión del este-oeste. La zona de convección, la región del aire creciente y las fuertes lluvias, cambia hacia el este de Indonesia hacia el Pacífico central. Este es un cambio fundamental en la atmósfera. La célula Walker se debilita, y en algunos casos extremos, puede revertir, con el aire en aumento en el Pacífico central/oeste y hundiendo sobre Indonesia.

El aplanamiento de la termoclina

Mientras los vientos comerciales se debilitan durante El Niño, la "retención" física del agua caliente en el oeste se relaja. Esto desencadena una serie de ondas sub-superficie masivas conocidas como ondas de Kelvin que se desbordan hacia el este a lo largo del Ecuador, empujando la termolina más profunda en el Pacífico oriental. La termolina se aplana a través de la cuenca, convirtiéndose uniformemente en aguas profundas.

Corrientes y Procesos Océanos durante El Niño

El colapso de los vientos comerciales y el aplanamiento de la termoclina conducen a una reorganización dramática de las corrientes oceánicas.

Debilitamiento de la Corriente Ecuato-Sur (SEC)

La Corriente Ecuatorial del Sur es la corriente dominante en el Pacífico, impulsada hacia el oeste por los vientos comerciales. Durante El Niño, los vientos comerciales arraigados hacen que la SEC se desacelere significativamente. Esto reduce el volumen de agua tibia transportada lejos de la costa de Sudamérica, contribuyendo al rápido calentamiento del Pacífico oriental.

Intensificación de la Contracorriente Ecuatopacio (ECC)

La Contracorriente Ecuatopatró a la Tierra, entre las Corrientes Norte y Sureconóctonas. Mientras los vientos comerciales se debilitan, la ECC se fortalece. Actúa como un flujo de retorno, moviendo rápidamente el agua tibia que se apiló en el Pacífico occidental hacia el este. Esta corriente es un importante mecanismo físico para redistribuir el calor a través del Ecuador durante el inicio de un evento El Niño.

El colapso de la ocupación costera

Uno de los impactos más significativos de El Niño es la desintegración de la costa. Debido a que la termolina ha sido empujada mucho más por pasar las ondas Kelvin, los vientos costeros ya no tienen la fuerza para traer agua fría a la superficie. En lugar de agua fría rica en nutrientes, los vientos simplemente tiran en agua caliente, despojo de superficie de nutrientes.

Características físicas de La Niña: La fase fresca

La Niña, española para "la niña", se describe a menudo como la fase fría de ENSO. Sin embargo, se caracteriza más con precisión como una intensificación o amplificación del estado climático normal.

SST de bajo promedio y un coeficiente más fuerte

La Niña se define por un enfriamiento sostenido del Pacífico ecuatorial central y oriental, típicamente reflejado por un valor ONI de -0,5°C o inferior. Las anomalías de agua fría se extienden a través del Pacífico ecuatorial, a menudo extendiéndose hacia el oeste de la costa de América del Sur. El contraste entre el este frío y el oeste muy cálido se vuelve mucho más agudo que lo normal.

Intensificación de la Circulación de Walker

Durante La Niña, el gradiente de presión en el Pacífico se agudiza. El sistema de alta presión sobre el Pacífico oriental se fortalece, mientras que el sistema de baja presión sobre el Pacífico occidental se profundiza. Esto conduce a la Circulación Walker a un estado más intenso. El aire creciente sobre Indonesia y el Continente Marítimo es más fuerte, lo que conduce a precipitaciones e inundaciones de sobrepromedio.

Tilt termoclina mejorado

Los vientos comerciales reforzados empujan aún más agua de superficie caliente en el Pacífico occidental, profundizando la termolina allí aún más. Por el contrario, el viento tira más agua fría a la superficie en el este, haciendo la termolina en el Pacífico oriental más suave que normal. Esta inclinación este-oeste de la termolina es el principal depósito físico de agua fría que define un evento de La Niña.

Corrientes y Procesos Océanos durante La Niña

La Niña refuerza y acelera los patrones actuales normales del Pacífico ecuatorial, creando un poderoso efecto de enfriamiento.

Fortalecimiento de la Corriente Ecuatoriana del Sur

Los vientos comerciales más fuertes que normales aceleran la SEC, aumentando dramáticamente el volumen de agua de superficie fría transportada hacia el oeste desde Sudamérica. Este flujo hacia el oeste de agua fría baja SSTs a través del Pacífico central y oriental, reforzando la señal de La Niña.

Aumento de la vida costera y ecuato

El desgarramiento de la termoclina hace que la superficie sea mucho más eficiente. Los vientos costeros a lo largo del Perú y Ecuador son más capaces de sacar el agua fría y rica en nutrientes a la superficie. Esto resulta en una superficie de mar fría y una explosión masiva de productividad biológica. Las aguas fuera de la costa de América del Sur se convierten en algunas de las más productivas del mundo durante La Niña, apoyando un boom en poblaciones de peces.

El subcurrente ecuato (EUC)

El subcorriente ecuato es una poderosa corriente subsuelo que fluye hacia el este a lo largo del Ecuador, bajo la SEC de rebosante oeste. Durante La Niña, la EUC se fortalece. Transporta agua fría y relativamente fresca desde la termolina occidental hacia el este. Al llegar a las Islas Galápagos y la costa sudamericana, esta corriente superficie, alimentando la lengua fría y mejorando aún más el efecto de enfriamiento.

Impactos y Teleconexiones mundiales

Los cambios físicos en las corrientes oceánicas y los SST durante los eventos de ENSO no se limitan a los trópicos. Ellos desencadenan una cascada de respuestas atmosféricas en todo el mundo, conocidas como teleconexiones.

El Niño Teleconexiones

El cambio hacia el este de la convección altera la posición y la fuerza de los chorros del Pacífico y Norteamericano. Durante El Niño, la rama sur del chorro se fortalece a través del sur de Estados Unidos, aportando clima fresco y húmedo a California y la costa del Golfo. El nivel norte de los EE.UU. tiende a ser más cálido y seco. A nivel mundial, El Niño está asociado con sequía en Australia, Indonesia, India, y generalmente inundación y Perú

Teleconexiones de La Niña

La Niña mejora el patrón normal. El chorro de agua tiende a ser más hacia el norte por el Pacífico, trayendo condiciones más húmedas al Pacífico noroeste y más fríos inviernos más nevados en las llanuras del norte. El sur de Estados Unidos tiende a ser más cálido y seco. Las aguas de viento reducido y más calientes en el Atlántico normalmente crean un ambiente más favorable para el desarrollo de los huracanes del Atlántico.

Monitorización del Océano: Herramientas de Predicción ENSO

Nuestra capacidad para prever estos poderosos eventos depende de un sofisticado sistema de observación global diseñado específicamente para rastrear las características físicas y las corrientes descritas anteriormente.

El Ataque de Buoy de TAO/TRITON

El evento de propagación de la piel de Nieve en el Pacífico ecuatorial de Indonesia a Sudamérica, la matriz de la Red de Buoy de Ocio Tropical Ocean/Triangle (TAO/TRITON) es la línea de vigilancia de ENSO. Estas boyas amarradas miden una serie de variables en tiempo real, incluyendo velocidad de viento/dirección, temperatura de aire, humedad, SST y temperatura de subsuperficie hasta 500 metros.

Altitud de satélite y escatterometría

Los satélites ofrecen una vista a lo largo de toda la cuenca del estado físico del océano. Los altímetros satélite miden la altura de la superficie del mar (SSH) con una precisión notable. Debido a que el agua tibia se expande, un SSH más alto que normal indica una termolina y condiciones más cálidas (El Niño).

Conclusión: El motor de Ocean-Atmosphere

El Niño y La Niña no son simplemente anomalías en la temperatura de la superficie marina; son profundas reorganizaciones del sistema oceánico-atmósfera, impulsados por la física fundamental de las corrientes oceánicas, vientos comerciales y termoclina. El estado normal es uno de equilibrio dinámico, mantenido por el impulso incesante de los vientos comerciales. Cuando este equilibrio se interrumpe, la cascada resultante de las actuales reversales y la temperatura anoma

Comprender las características físicas, desde la pendiente de la termoclina hasta la fuerza de la subcurrente ecuatopacio, proporciona la clave para predecir estos eventos. Integrando datos de la matriz TAO/TRITON, altmetría satelital y modelos oceánicos, los científicos pueden ahora predecir el desarrollo de ENSO varias estaciones de antemano. Esta capacidad predictiva es un resultado directo de nuestra comprensión del clima de la física subyacente, convirtiendo un fenómeno natural que una vez parecía indepredecible.