La Niña se está preparando para pasar el invierno de 2020/2021, enfriándose aún más a través del Océano Pacífico ecuatorial. Se espera que se enfríe más el oceáno en el invierno, ya que los vientos alisios del este en el Pacífico siguen siendo fuertes. ¿Pero qué es La Niña, y qué tiene que ver con el invierno?

Alrededor del 71 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta de agua, y los océanos contienen alrededor del 96,5 por ciento de toda el agua de la Tierra. Esa es un área muy grande y la razón por la que los océanos juegan un papel fundamental en el sistema meteorológico mundial.

Normalmente miramos muchas zonas oceánicas diferentes en todo el mundo. Pero ninguna es más famosa y más influyente que la región del ENSO en el Océano Pacífico tropical.

EL NIÑO OSCILACIÓN DEL SUR - ENSO

Para explicarlo lo más simple posible, ENSO es  el acrónimo de "El Niño Oscilación del Sur". Es una región del océano en el Pacífico tropical, que alterna entre fases cálidas y frías.

El ENSO tiene un gran impacto en las formas de convección tropical y en la compleja interacción del sistema océano-atmósfera, a través de la cual la influencia del ENSO se distribuye a nivel mundial. Podemos observar cambios en los patrones de presión a gran escala en los trópicos y, con cierto retraso, también en el resto del mundo, a medida que el ENSO cambia entre sus fases.

La imagen de abajo muestra las regiones del ENSO en el Pacífico tropical. Las principales regiones son la 3 y la 4 y juntas cubren una gran parte del Pacífico tropical. La mayoría de los cálculos y análisis se basan en una combinación de ambas regiones, 3 y 4, que en la imagen se ve como la región de Niño 3.4. La región 3 abarca el Pacífico tropical oriental, mientras que la región 4 abarca las partes central y occidental.

Cada fase del ENSO tiene un efecto diferente en el clima de los trópicos y en la circulación general y, por lo tanto, influye de manera diferente en el clima de todo el mundo. Una fase específica (frío/caliente) se desarrolla normalmente a finales del verano y en otoño y puede durar hasta el próximo verano, o incluso hasta dos años en algunos casos.

La fase fría del ENOS se llama La Niña y la fase cálida se llama El Niño, indica una relación opuesta entre las fases. Se caracteriza la fase ENSO por las anomalías de las temperaturas de la superficie del mar (más cálida/más fría) en la región ENSO 3.4 en el Pacífico tropical, que mostramos arriba.

El análisis de los datos actuales revela una zona bastante extensa de enfriamiento en el Pacífico tropical, que se extiende casi a lo largo de toda la zona del Pacífico ecuatorial. Las grandes zonas son de -2,5 a -3 grados centígrados más frías de lo normal. Esta es una fase de La Niña ENSO de aspecto bastante intenso que continúa enfriándose y reforzándose. Aún no está designada como un evento fuerte, ya que las áreas más extensas necesitan ser aún más frías.

El enfriamiento ha sido bastante considerable y persistente en los últimos 3 meses. La imagen de abajo muestra la anomalía de la temperatura de la superficie del mar en la región principal del ENSO 3.4. Podemos ver un descenso constante de la temperatura, que se espera que continúe.

Mirando un poco en profundidad, a 50 metros bajo la superficie, las anomalías son aún más fuertes, con áreas que llegan a estar por debajo de los 4 grados centígrados más frías de lo normal. También es importante señalar, la zona del Pacífico nororiental y la costa oeste de los Estados Unidos. Por debajo de la superficie, el océano aquí no es tan anormalmente cálido como en la superficie. Eso indica que la capa cálida es bastante superficial y podría enfriarse más rápidamente con el forzado adecuado.

El perfil vertical completo sobre La Niña, revela la anomalía de la temperatura del océano en función de la profundidad. Podemos ver que las anomalías más fuertes se encuentran entre 50 y 150 metros por debajo de la superficie. Esta imagen muestra una sección transversal de la anomalía de la temperatura del mar en profundidad a lo largo del ecuador en el Océano Pacífico, desde el lado asiático a la izquierda hasta Sudamérica, a la derecha.

LA NIÑA frente a EL NIÑO

Para entender completamente el ENSO, también tenemos que mirar su fase cálida. Abajo tenemos dos imágenes de anomalías en la temperatura del océano, una es la actual La Niña en octubre de 2020. La segunda es el fuerte evento de El Niño de la temporada de frío 2015/2016.

Podemos ver una imagen completamente diferente, y dos fases diferentes sobre la misma área del océano. Temperaturas más frías que las normales del océano durante La Niña, y más cálidas que las temperaturas medias durante El Niño. Como veremos más adelante, su influencia en el clima también es diametralmente opuesta.

 Pero si miramos las temperaturas reales que hay debajo, en lugar de las anomalías, también podemos ver una gran diferencia en la temperatura de la superficie del océano. La primera imagen muestra las temperaturas actuales de la superficie del mar en La Niña, y la segunda imagen muestra las temperaturas durante el evento de El Niño de 2015/2016.

Es obvia la "lengua fría" del agua oceánica más fría durante La Niña, donde se producen estas anomalías negativas. La diferencia de temperatura oceánica entre La Niña y El Niño puede ser bastante grande, hasta 10 grados centígrados en algunos lugares.

¿Pero qué causa estas fases frías y cálidas? No hay una respuesta simple, pero podemos decir que es el resultado de la compleja dinámica entre la presión y los vientos. Los vientos alisios tropicales normalmente pueden iniciar o detener una cierta fase, ya que mezclan la superficie del océano y alteran las corrientes oceánicas.

Básicamente, los vientos alisios son simples vientos constantes y persistentes, que soplan hacia y a lo largo del Ecuador en ambos hemisferios. La siguiente imagen de Weather.gov muestra una versión simplificada de los vientos dominantes en el mundo. Los vientos alisios están en amarillo y rojo, dependiendo del hemisferio.

Cuando estos vientos del este se hacen más fuertes, pueden empezar a cambiar las corrientes de la superficie del océano, y pueden empezar a desplazar el agua de este a oeste. La imagen de abajo muestra las corrientes de superficie del océano en las regiones del ENSO. Podemos ver fuertes corrientes del este, que están empujando el agua hacia el oeste. Observen la Corriente del Golfo, que corre a lo largo de la costa este de los Estados Unidos, hacia el noreste.

Podemos ver estos vientos alisios si observamos las anomalías de los vientos zonales a lo largo del tiempo. La imagen de abajo muestra el movimiento oeste-este de los vientos sobre el ecuador a lo largo del tiempo. Las principales regiones del ENSO están entre 90W y 180W.

Una anomalía zonal de viento positiva (colores rojos) significa vientos débiles del este o incluso vientos del oeste. Anomalía negativa del viento zonal (colores azules) indican vientos de este más fuertes que los normales. Obviamente podemos ver que durante el último mes, hubo fuertes vientos del este sobre las regiones del ENSO. Eso promovió un enfriamiento persistente y el pronóstico también indica que continuará. El gráfico es de Michael J. Ventrice.

Los fuertes vientos alisios son importantes porque impulsan las aguas superficiales hacia el oeste en las regiones del ENSO. El agua más profunda y fría se eleva entonces desde debajo de la superficie para reemplazar el agua que fue expulsada. Este proceso se conoce como "afloramiento". Esencialmente es un proceso de transporte vertical, como se muestra en la imagen de abajo, que transporta las aguas más frías a la superficie.

El agua que sube a la superficie como resultado del afloramiento es típicamente más fría y es bastante rica en nutrientes. Estos nutrientes pueden "fertilizar" las aguas superficiales, lo que significa que estas aguas superficiales a menudo tienen una alta productividad biológica. Podemos rastrear esto observando la cantidad de clorofila (fitoplancton) en el océano.

La comparación que se muestra a continuación refleja las concentraciones de clorofila en la corriente de La Niña (primera imagen) y durante el mismo período en el evento de El Niño de 2015 (segunda imagen). Podemos observar que durante La Niña, hay muchos más nutrientes disponibles a lo largo de toda la región del ENSO, y también por las zonas costeras de América Central y del Sur. Esto significa que hay más alimento disponible para los peces, lo que indica una temporada de pesca potencialmente buena en el Pacífico ecuatorial oriental.

Podemos ver bien este efecto de afloramiento cuando vemos la temperatura según la profundidad en La Niña y El Niño. La primera imagen de abajo muestra el La Niña de 2020 y la segunda es el evento de El Niño de 2015/2016. Muy obviamente podemos ver que el agua más fría está mucho más cerca de la superficie sobre el lado este en La Niña, ya que fue elevada hacia la superficie por el efecto de afloramiento.

La mejor manera de mostrar el efecto de afloramiento en la superficie es con una animación de alta resolución en el tiempo. Las imágenes de abajo muestra el enfriamiento a gran escala en el Océano Pacífico tropical, cuando la Niña emergió por debajo de la superficie. Muestra bien el fuerte flujo de este a oeste, impulsado por los fuertes vientos alisios, enfriando el océano a medida que el agua más fría sube a la superficie desde las profundidades.

La Niña emerge de las profundidades, lista para la temporada de invierno 2020/2021 - SWE /FA

Pero el secreto no está sólo en los vientos en sí, ya que la presión es también un factor clave. La fase ENSO responde directamente a una variabilidad especial de la presión atmosférica, llamada Índice de Oscilación del Sur.

El Índice de Oscilación del Sur o SOI representa la diferencia en la presión atmosférica media medida en Tahití (Polinesia Francesa) y Darwin (Australia). La imagen de arriba muestra la ubicación de las dos zonas de presión.

Los valores positivos de SOI indican que la presión sobre el lado de Tahití es mayor que sobre Darwin en Australia. Esto corresponde a las condiciones de La Niña. Pero durante un El Niño, vemos menor presión en el Pacífico oriental y sobre Tahití, y mayor sobre Darwin, Australia. Esto produce un valor SOI negativo.

En la imagen de abajo tenemos los valores promedio de 30 días del SOI, que muestran los crecientes valores positivos y confirman el fortalecimiento de La Niña, y su creciente influencia. El SOI puede ser usado para determinar el efecto probable o la influencia de la fase ENSO sobre el clima en el Pacífico occidental y Australia.

FUERTE, ¡PERO CADA VEZ MÁS FUERTE!

Podemos ver que continúa enfriándose y ganando fuerza. ¿Pero hasta qué punto se hará más intensa?

Los modelos de predicción indican que La Niña continuará creciendo en potencia hacia principios del invierno 2020/2021. La imagen de abajo es un modelo de pronóstico de NASA-GMAO y sugiere que un enfriamiento inusualmente fuerte empujaría a esta La Niña hacia una fuerza casi récord (-3°C). Tengamos en cuenta que La Niña se encuentra actualmente a unos -1,3°C de media, por lo que esta predicción sugiere que es más del doble de fría en comparación con la temperatura actual.

La imagen de abajo es del mismo informe y muestra las condiciones más frías de La Niña en el período de noviembre/diciembre. Después, sugiere el debilitamiento gradual de La Niña. Incluso muestra una fase cálida de ENSO (El Niño) que empezará a desarrollarse durante la primavera de 2021.

Un pronóstico más conservador y quizás más realista llega de la oficina meteorológica australiana (BOM). Muestra el pico de enfriamiento de La Niña en diciembre de 2020, en torno a -2°C. Esto significaría un evento de La Niña de moderado a fuerte. El debilitamiento gradual durante el invierno 2020/202 y hasta la primavera de 2021 es algo en lo que todos los pronósticos están generalmente de acuerdo.

El pronóstico oceánico del sistema de pronóstico estacional de la ECMWF también muestra una vigorosa La Niña durante en el invierno de 2020/2021. Es quizás más débil que los dos pronósticos anteriores, pero tiene un evento de La Niña de aspecto muy impresionante, que se extiende por todo el Pacífico tropical, desde las Américas hasta Australia, cubriendo 1/3 de la circunferencia de la Tierra.

Pero, ¿cómo influirá exactamente La Niña en nuestro tiempo de invierno?

En este punto, tenemos que añadir, que una fase de ENSO no es sólo un puro " factor influyente" sólo para el tiempo. También puede ser interpretada como una especie de respuesta al estado global de la atmósfera. Casi como una "luz de advertencia" en el salpicadero de un coche. Pero en general, el ENSO indica una importante influencia en la corriente de chorro en el Océano Pacífico, y por consiguiente también en todo el mundo

La corriente de chorro es una gran y poderosa corriente de aire a unos 8-11 km de altitud.  Fluye de oeste a este alrededor de todo el hemisferio, afectando a los sistemas de presión, su fuerza, y por lo tanto dando forma al tiempo en la superficie.

A continuación se muestra un ejemplo del flujo de oeste a este durante el invierno de 2019/2020. Las zonas amarillas-rojas muestran un flujo más fuerte de oeste a oeste (la corriente de chorro) a un nivel de 250mb (~10,5km).  Podemos ver que la corriente en chorro más fuerte se posicionó sobre el Atlántico Norte, extendiéndose directamente sobre las Islas Británicas y hacia Escandinavia. La parte del Pacífico de la corriente de chorro era más débil y estaba más confinada al océano.

Comparando las dos fases del ENSO, podemos ver que pueden producir un patrón climático completamente diferente a través de América del Norte, ya que tiene una gran influencia en la corriente de chorro polar del Pacífico. La Niña presenta una corriente en chorro polar más fuerte y extendida desde Alaska y el oeste de Canadá hacia los Estados Unidos. Mientras que El Niño presenta una corriente en chorro del Pacífico más fuerte y una trayectoria de tormentas amplificada sobre el sur de los Estados Unidos.

Mirando más de cerca a La Niña, podemos ver que la característica principal es el fuerte y persistente sistema de alta presión en el Pacífico Norte. Se gira el chorro de noroeste a sureste, creando un patrón de dipolos sobre los Estados Unidos. Alaska, el oeste de Canadá y el norte de los Estados Unidos suelen experimentar un invierno más frío de lo normal, con más precipitaciones. El suroeste y el sur de los Estados Unidos suelen experimentar condiciones más cálidas y un poco más secas durante los inviernos de La Niña.

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