El Niño y La Niña Información general: Los impulsores del Pacífico del clima mundial

El Niño y La Niña son las fases cálidas y frescas del ciclo El Niño-Oscilación Sur (ENSO), un patrón climático recurrente que implica cambios en las temperaturas de la superficie marina (SST) y presión atmosférica en todo el Océano Pacífico ecuatorial. ENSO es la variación más poderosa del año a año en el sistema climático de la Tierra, afectando todo desde la frecuencia del ciclón tropical hasta la intensidad del monzón y el transporte de calor polar. Durante El Niño, el Pacífico central y oriental calienta por encima de lo normal en 0,5°C o más, debilitando los vientos comerciales y cambiando la ubicación de la profunda convección tropical. La Niña produce lo contrario: SSTs más frescos que promedios en la misma región, vientos comerciales reforzados y un cambio hacia el oeste de la piscina caliente. Estos cambios oceánicos provocan teleconexiones que afloran a través de la atmósfera, alterando patrones de presión del aire, posiciones de chorro de chorro y flujos de calor y humedad hasta las altas latitudes de la Antártida. Comprender la influencia de ENSO en la criosfera polar es esencial para predecir la variabilidad a corto plazo en la pérdida de hielo y para distinguir las fluctuaciones naturales del cambio climático impulsado por el ser humano.

Mecanismos que vinculan ENSO con dinámicas de glaciares antárticos

La conexión entre las anomalías del SST del Pacífico tropical y el hielo antártico no es directa; opera a través de una cadena de procesos atmosféricos y oceánicos. Los eventos de El Niño suelen generar un tren de onda Rossby, una serie de sistemas de alta y baja presión, que se propaga desde los trópicos hasta las latitudes medias del hemisferio sur. Este tren de onda altera la fuerza y la posición del Mar Amundsen Baja, un sistema de presión semipermanente situado frente a la Antártida Occidental. Durante El Niño, el Mar Amundsen Low a menudo se profundiza y cambia hacia el este, trayendo aire cálido y húmedo desde las latitudes medias hacia la hoja de hielo Antártico Occidental (WAIS). Esto lleva a un aumento de la fusión superficial, especialmente en los estantes de hielo vulnerables como el Glaciar de Pine Island y el Glaciar de Thwaites. La Niña, por el contrario, tiende a producir un mar Amundsen bajo más débil o más hacia el oeste, dirigiendo masas de aire más frías sobre la Antártida y reduciendo temporalmente el derretimiento. Sin embargo, la relación no es simétrica: la magnitud y el patrón espacial de anomalías de temperatura difieren entre las fases de ENSO, y las tendencias de calentamiento a largo plazo abruman cada vez más la influencia enfriamiento de La Niña.

Ríos atmosféricos y Precipitación extrema

Una de las maneras más directas ENSO acelera la pérdida de hielo es a través de ríos atmosféricos — ciruelas estrechas y de alta movilidad que transportan enormes cantidades de vapor de agua de las subtropias a los polos. Durante fuertes eventos de El Niño, estos ríos atmosféricos pueden hacer caídas en la Península Antártica y la Antártida Occidental, ofreciendo intensas nevadas y, críticamente, temperaturas cálidas que causan eventos de lluvia sobre nieve. Los infiltrados de lluvia afilan capas y liberan calor latente al refreezing, desestabilizando el hielo. En 2022, un río atmosférico asociado a las condiciones de El Niño desencadenaba un derretimiento generalizado de la superficie de Thwaites Glacier, un evento que habría sido estadísticamente improbable sin forzar ENSO. Por el contrario, La Niña a menudo suprime la actividad fluvial atmosférica sobre la Antártida, pero la tendencia general de aumentar la frecuencia fluvial atmosférica debido al calentamiento de los océanos significa que incluso los años de La Niña muestran episodios de calor extremo y transporte de humedad.

Impactos regionales en la fusión de glaciares: Oeste vs. Antártida oriental

La Antártida no es una hoja de hielo uniforme: la WAIS es marina, lo que significa que gran parte de su cama está por debajo del nivel del mar, lo que lo hace vulnerable a las corrientes oceánicas cálidas que derriten los estantes de hielo desde abajo. La Hoja de Hielo Antártico Oriental (EAIS) es en gran medida terrestre y más fría, pero contiene el mayor potencial para el aumento del nivel del mar debido a su volumen. La influencia de ENSO difiere marcadamente entre estas regiones.

Antártida Occidental: Los Thwaites y los dragones gemelos de la isla del pino

El sector del Mar Amundsen de la Antártida Occidental alberga los glaciares más rápidos del continente: Thwaites e Isla del Pino. Estos glaciares ya están perdiendo hielo a ritmos acelerados, contribuyendo aproximadamente al 10% del actual aumento del nivel mundial del mar. Datos satelitales del Jet Propulsion Laboratory mostrar que durante los eventos de El Niño, el cálido Circumpolar Deep Water (CDW) fluye hacia la plataforma continental más fácilmente, derritiendo los estantes de hielo desde abajo. Estudio 2023 en Nature Geoscience encontró que las anomalías eólicas impulsadas por El Niño pueden empujar el CDW a la Bahía de la Isla del Pino con un retraso de 6 a 12 meses, causando hasta un 30% mayores tasas de derretimiento basal en comparación con años neutros. La Niña, por el contrario, tiende a mejorar la producción de hielo marino en la región, que puede aislar los estantes de hielo del agua tibia, pero este efecto se está debilitando a medida que la temperatura total del océano aumenta.

Antártida del Este: El anillo gigante dormido

La Antártida oriental fue considerada estable desde hace mucho tiempo, pero la investigación reciente revela que grandes sectores, en particular las regiones de Wilkes Land y Totten Glacier, están empezando a responder al calentamiento. Las teleconexiones de ENSO a la Antártida Oriental son menos directas, pero durante fuertes eventos de El Niño, un tren de onda del Pacífico puede inducir una alta presión anómala sobre el Pacífico Sur oriental, que luego altera los vientos zonales alrededor del continente. Esto puede traer aire caliente y seco a partes de la Antártida Oriental, lo que conduce a la fusión superficial en los estantes de hielo del Mar de Ross y la plataforma de hielo de Amery. Sin embargo, el forzamiento dominante para la Antártida Oriental sigue siendo el derretimiento basal impulsado por el océano, que es menos sensible a la ENSO que a los cambios a largo plazo en la circulación del Océano Sur. Un análisis de 2024 del National Snow and Ice Data Center indica que, si bien El Niño puede aumentar brevemente la pérdida de masa de los glaciares de salida de la Antártida Oriental, la contribución se ve afectada por la aceleración constante causada por el calentamiento antropogénico.

Nivel de mar: Espiraciones temporales vs. Tendencias a largo plazo

El nivel del mar promedio mundial ha aumentado alrededor de 21 cm desde 1900, con la velocidad de aceleración de ~1.4 mm/yr a principios del siglo XX a más de 4.5 mm/yr en los 2010s. ENSO contribuye a la variabilidad interanual en este aumento, pero su papel es complejo. Durante los años de El Niño, la combinación de temperaturas oceánicas más cálidas que causan la expansión térmica y una descarga glaciar más rápida de la Antártida puede elevar la tasa global de 0,2–0,5 mm/yr por encima de la tendencia. Por ejemplo, el 2015–2016 El Niño se asoció con un aumento del nivel mundial del mar de alrededor de 5 mm durante el año anterior, debido en gran medida a los cambios en el almacenamiento de agua en tierra y a una mayor pérdida de hielo en la península Antártica. Los años de La Niña, como el 2020-2021, muestran una desaceleración temporal, pero la tendencia subyacente sigue aumentando.

Ice Shelf Collapse and Feedback Loops

La mayor amenaza del derretimiento amplificado por ENSO no es la entrada directa de agua derretida sino la desestabilización de los estantes de hielo. Los estantes de hielo como Larsen C, Getz y Dotson actúan como presas estructurales que frenan el flujo de hielo molido en el océano. Cuando el agua tibia o el agua derretida de la superficie los debilita, pueden fracturarse y colapsar, como se ve con Larsen B en 2002. Los eventos de El Niño aumentan la probabilidad de tal colapso promoviendo tanto el derretimiento basal como superficial. La pérdida de un estante de hielo puede desencadenar una rápida aceleración de los glaciares de aguas arriba, el Glaciar de la Isla Pine creció un 13% en los meses de su estante de hielo adelgazamiento en el 2017 El Niño. Estos comentarios significan que el impacto de un único El Niño puede persistir durante años, ya que los glaciares sin obstáculos siguen fluyendo más rápido incluso después de que ENSO regrese a neutral. El IPCC Sexto Informe de Evaluación destaca que el WAIS podría contribuir hasta medio metro al nivel del mar en 2100 bajo escenarios de altas emisiones, con ENSO actuando como marcapasos para las fluctuaciones a corto plazo dentro de esa trayectoria.

Factores clave que influyen en la respuesta del glaciar a ENSO

Varios factores interconectados determinan cómo los glaciares antárticos reaccionan a un determinado evento ENSO. Comprender esto ayuda a los científicos a mejorar las previsiones estacionales-decadales de pérdida de hielo y aumento del nivel del mar.

  • anomalías de la temperatura de la superficie del mar: La magnitud y el patrón espacial de las anomalías del SST Pacífico rigen la fuerza del tren de onda Rossby. Los eventos de El Niño con SSTs √2°C sobre la normalidad en la región de Nino3.4 producen las teleconexiones antárticas más fuertes.
  • Variaciones de temperatura atmosférica: La temperatura del aire superficial sobre la Antártida Occidental puede aumentar de 2 a 4°C durante fuertes eventos de El Niño, empujando el interior de 0°C y causando la fusión en los estantes de hielo que normalmente permanecen congelados durante todo el año.
  • Cambios de patrón de viento: Los cambios en el Mar Amundsen Baja alteran la dirección y la velocidad de los vientos costeros, que a su vez modulan el flujo de agua profunda cálida circunpolar sobre la plataforma continental. Las anomalías eólicas pascuales durante La Niña pueden elevar el agua fría, mientras que las anomalías congeladas durante El Niño conducen agua tibia sobre el estante.
  • Corrientes marítimas: La Corriente Círculo Antártico (ACC) y el Giro Ross responden a ENSO con un retraso de meses a años. Los cambios en las posiciones frontales del ACC pueden acercar el agua tibia a los frentes de la plataforma de hielo, acelerando el derretimiento basal.
  • Tendencias climáticas a largo plazo: El calentamiento de fondo del Océano Sur y la atmósfera amplifica los efectos de ENSO. Un aumento del 1°C en la temperatura oceánica desde el decenio de 1990 significa que incluso años neutros de ENSO producen tasas de fusión que habrían sido consideradas inusuales durante las décadas pasadas de La Niña.
  • Alcance del hielo marino: La Niña generalmente aumenta el hielo marino alrededor de la Antártida, que puede proteger los estantes de hielo de la acción de onda y el aire caliente. Sin embargo, la dramática disminución del hielo marino antártico desde 2016, con bajos récords en todas las estaciones, ha debilitado este búfer protector, haciendo que los estantes de hielo sean más vulnerables durante los eventos de ENSO.
  • Geometría de estante de hielo y canales basales: Los estantes de hielo con canales basales profundos (como la plataforma de hielo Dotson) son más susceptibles a la intrusión de agua caliente. Las corrientes oceánicas impulsadas por ENSO pueden embalar preferentemente el agua tibia en estos canales, adelgazándolos desde abajo hasta 10 m/yr.

Eventos observados: Casos de estudio de la fusión de ENSO-Driven

Examinar episodios específicos de ENSO ilustra las consecuencias del mundo real para los glaciares antárticos. El Niño 1982-1983, uno de los más fuertes del siglo XX, causó un aumento del ~30% en la velocidad de flujo del Glaciar de Pine Island, un efecto que persistió durante casi tres años después del evento terminó. Interferometría por radar desde el satélite Misión de la Agencia Espacial Europea mostró que la aceleración fue impulsada por el adelgazamiento del estante de hielo debido al agua caliente del océano. El fenómeno de El Niño de 1997 a 1998 provocó igualmente un derretimiento generalizado de la superficie en la plataforma de hielo Larsen C, lo que llevó a la formación de la gran grieta que eventualmente calculó el iceberg A-68 en 2017.

En cambio, la 2010-2011 La Niña produjo condiciones más frías que medias sobre la Antártida Occidental, reduciendo temporalmente las tasas de derretimiento. Sin embargo, este respiro fue de corta duración: los años siguientes vieron temperaturas descomunales mientras la tendencia de calentamiento de fondo se reafirmaba. El 2015–2016 El Niño coincidió con el mayor evento de fusión de superficie registrado en la plataforma Ross Ice, con estanques de aguas fundidas que abarcan una zona del tamaño de Alemania. Ese mismo evento contribuyó a la calvicie del enorme iceberg A-68 del estante de hielo Larsen C al año siguiente. Un estudio de 2022 utilizando altímetro láser ICESat-2 de la NASA encontró que la tasa de adelgazamiento de Thwaites Glacier se duplicó durante el 2015–2016 El Niño en comparación con el período neutral que lo precedió.

Proyecciones futuras: ENSO en un mundo de calentamiento

Los modelos climáticos no están de acuerdo en cómo ENSO cambiará con el calentamiento global: algunos proyectan un aumento en eventos extremos de El Niño, mientras que otros sugieren un cambio hacia el Pacífico central más frecuente (Modoki) El Niños. Independientemente del patrón exacto, casi todos los modelos coinciden en que el impacto de ENSO sobre hielo antártico se intensificará debido al estado de fondo más cálido. Un calentamiento de 1,5°C de la atmósfera aumenta la capacidad de retención de humedad alrededor del 7%, lo que significa que los futuros eventos de El Niño proporcionarán más calor y lluvia a los estantes de hielo. Además, se proyecta que el contenido de calor oceánico en el Mar Amundsen aumentará de 0,5 a 1°C a mediados del siglo, lo que facilita que incluso los eventos moderados de El Niño desencadenen un sólido derretimiento basal.

Los científicos también están preocupados por la posibilidad de puntos de inflexión, donde la inestabilidad de las hojas de hielo marino se vuelve irreversible. ENSO podría actuar como el gatillo que empuja a un glaciar más allá de su umbral de estabilidad. El Glaciar de Thwaites, por ejemplo, ya está experimentando retiro de línea de tierra a tasas de hasta 1 km/yr, y un fuerte El Niño en los años 2030 podría acelerar este proceso más allá del punto de no retorno. El NASA Operación IceBridge y la colaboración internacional de glaciares Thwaites están monitoreando activamente estos riesgos, pero las escalas de tiempo de la respuesta de la hoja de hielo significan que las decisiones para reducir las emisiones de hoy determinarán cuánta derretimiento impulsado por ENSO nos enfrentamos en el siglo 22.

Conclusión: La necesidad de observación y modelado continuos

El Niño y La Niña son variaciones climáticas naturales, pero su impacto en la Antártida está siendo amplificado por el calentamiento causado por el ser humano. Los glaciólogos y los científicos del clima están trabajando para mejorar la representación de las teleconexiones ENSO en los modelos del sistema terrestre, ya que los modelos actuales luchan por capturar la frecuencia observada de eventos de fusión extrema en el WAIS. Misiones satélite como ICESat-2, CryoSat-2, y el próximo NASA-ISRO SAR Mission (NISAR) proporcionará los datos de alta resolución necesarios para rastrear los cambios en la elevación del glaciar y la posición de la línea de tierra año a año. Para los encargados de la formulación de políticas, el mensaje es claro: incluso si los ciclos de ENSO continúan como en el pasado, su potencial destructivo en las hojas de hielo crecerá. La reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero sigue siendo la única manera de frenar el calentamiento subyacente que hace de cada Niño un evento más peligroso para los glaciares de la Antártida y las costas del mundo.