Impacto del ENSO sobre los patrones de circulación de Sudámerica
12 de Agosto del 2023
1. Introducción
En el actual contexto de la variabilidad climática, donde los patrones climatológicos están cambiando, estos se manifiestan como la ocurrencia de eventos extremos como sequias, olas de calor, lluvias intensas entre otros. El problema climático ha emergido como uno de los desafíos más apremiantes y complejos que enfrenta la sociedad global. A medida que sus efectos se intensifican, resulta necesario entender cómo funcionan los patrones de circulación con el fin de explorar y colaborar en la búsqueda de soluciones y adaptaciones. Un factor que desencadena cambios drásticos es el ENSO (El Niño-Oscilación del Sur) que alterna una fase cálida y otra fría que favorecen tanto a sequias como lluvias intensas de acuerdo a la ubicación y la fecha. Este post es de información general y se expone de manera sencilla los principales patrones de circulación para Sudamérica.
2. Objetivos
Comprender los patrones predominantes de las corrientes del viento y la humedad en distintos niveles de altitud aproximados tales como los 10 km, 5 km y 1.5 km.
Entender como el fenómeno El Niño y La Niña modifican los patrones.
Relacionar estos fenómenos con eventos meteorológicos extremos.
3. Consideraciones
Cada nivel tiene un comportamiento particular y contribuyen a definir el estado del tiempo meteorológico. En meteorología generalmente se usa los niveles de altura basados en presión como los siguientes: el nivel de presión de 250 milibares(mb) nos indican una altitud aproximada de 10 km, el nivel de presión de 500 mb se encuentra en los 5 km de altitud aproximada y el nivel de 850 mb representa un nivel aproximado de 1500 metros de altitud. Como es evidente estos niveles se pueden denominar altos, medios y bajos respectivamente.
Los trópicos de cáncer y capricornio son líneas imaginarias que circundan el planeta en las latitudes 23.5°N y 23.5°S y las regiones tropicales se encuentran al sur y norte de estas líneas respectivamente. Estos límites separan las regiones que reciben mayor y menor energía proveniente del sol. Las regiones tropicales reciben mayor radiación solar por lo tanto mayor energía.
Climatológicamente las estaciones en Perú debido a su condición de país tropical presentan dos temporadas muy marcadas que vienen ser una seca y otra lluviosa, dentro están ubicadas las estaciones astronómicas como son: verano, otoño, invierno y primavera. Para todo el Perú la temporada seca coincide con la segunda parte del otoño, el invierno y la primera parte de la primavera; la temporada lluviosa coincide con la segunda parte de la primavera, el verano y la primera parte del otoño. Es importante aclarar que la temporada seca no quiere decir la ausencia absoluta de las lluvias dado que, si hay ocurrencia de precipitación, pero de menor frecuencia y cantidad generalmente.
ENSO son las siglas en inglés de El Niño Oscilación del Sur (El Niño-Southern Oscillation). El Niño y La Niña son las fases cálida y fría de un patrón climático recurrente en el Pacífico tropical, el cual se conoce como El Niño-Oscilación del Sur (ENSO). Este patrón cambia de manera irregular cada dos a siete años, trayendo consigo cambios predecibles en la temperatura superficial del océano y alterando los patrones de viento y lluvia en los trópicos.
4. Métodos
Para la realización de los gráficos de los patrones se usó datos de ERA-Interim para el periodo de 1990-2020. Los campos usados son vientos y humedad específica a partir de los cuales se realizaron composites basados en el ONI (Índice Oceánico El Niño).
En el análisis vamos a comparar los patrones predominantes por niveles tanto para la temporada seca y la lluviosa. Para todas descripciones nos vamos a centrar los cuadros medios correspondientes a los años neutral, se observará el comportamiento de los patrones predominantes que ocurren en el fenómeno El Niño y La Niña al extremo derecho e izquierdo de las gráficas respectivamente.
5. Resultados y discusiones
5.1. Comportamiento de los patrones en niveles altos a 10 km de altitud
En este nivel dado que está alejado de la superficie terrestre prácticamente no hay rugosidad y la fuerza de fricción es mínima, debemos entender que la velocidad del viento es muy alta tanto que favorecen la presencia de corrientes de entre 120 km/h hasta 320 km/h, estas corrientes son conocidas como Corriente en Chorro Subtropical (Jet Stream Subtropical: JSS) y son las responsables de modular condiciones secas y lluviosas para Sudamérica.
Figura 1: Anomalía de humedad específica (kg/Kgx10-5) y Humedad específica (kg/Kgx10-5) a 200 mb para la temporada seca (izquierda) y húmeda (derecha)
Observamos en la Figura 1a que las corrientes de vientos en la época seca son predominantes de oeste a este (de izquierda a derechas en la gráfica). Estas corrientes asociadas a JSS son masas de aire secas (baja humedad especifica) y están presentes desde mayo hasta octubre (otoño e invierno) que en el Perú coincide con la época seca por las escasas lluvias que se producen principalmente en sierra y selva.
La Niña (cuadros del lado izquierdo) para la época seca presenta anomalías neutras a negativas de la humedad específicas que significan que hay menor contenido de vapor de agua respecto a lo esperado normalmente. En cambio, para la fase El Niño (cuadros del lado derecho) se observan marcadas diferencias donde la región de las costas norte del Pacifico sudamericano presentan anomalías positivas que indican contenido de vapor de agua mayor a lo que ocurre normalmente, esto es debido a que las temperaturas del mar están muy cálidas y son la principal fuente de vapor de agua, por el contrario, muchas zonas de Sudamérica presentan valores bajos de humedad como Brasil.
Por otro lado, en la figura 1b se observa la presencia de la formación de un remolino con sentido antihorario que es conocido como Alta de Bolivia (por situarse sobre territorio boliviano principalmente) que es el principal sistema de la época lluviosa, en el Perú que abarca desde noviembre hasta abril (primavera y verano), esta temporada hay abundante precipitación sobre todo en selva y sierra, muy erróneamente algunas personas los asocian al invierno. Como se observa este sistema transporta las altas cantidades de humedad (color amarillo en el mapa) desde el océano Atlántico y la Amazonia hacia la cordillera de los Andes.
El ENSO modifica la disponibilidad de humedad como se puede observar en la Figura 1b para un evento La Niña las anomalías de humedad especificas siguen siendo negativas para gran parte de Sudamérica lo cual significa déficit. Por otro lado, la presencia del fenómeno El Niño en época cálida representa anomalías positivas de humedad sobre todo para la región norte (5°N-5°S) y centro sur (25°S aproximadamente) de Sudamérica que están asociadas a lluvias intensas por el contrario hay zonas que hay déficit de humedad como son el Noreste de Brasil o el sur del Perú.
5.2. Comportamiento de los patrones en niveles medios a 5 km de altitud
Figura 2: Anomalía de humedad específica (kg/Kgx10-5) y Humedad específica (kg/Kgx10-5) a 500 mb para la temporada seca (izquierda) y húmeda (derecha)
En la figura 2a en los cuadros centrales (año neutro) se observa la presencia de dos corrientes opuestas en la zona norte de Sudamérica el viento viaja desde el este (Amazonia de Brasil) hasta la cordillera de los Andes (Perú y Ecuador) esta corriente traslada masas de aire húmedas. La otra corriente es seca es opuesta viene del oeste al este afectando la zona sur de Sudamérica principalmente, esta circulación corresponde a la época seca. Para los cuadros adyacentes durante el evento La Niña se presentan anomalías negativas (déficit) de humedad específica para la región norte de Sudamérica y lo opuesto ocurre durante un evento El Niño.
En la figura 2b se observa el comportamiento de la época húmeda con ciertas características de la época seca, sin embargo, el transporte de humedad se amplía hacia toda la cordillera de los Andes del Perú y Bolivia que justamente contribuye con el ingrediente principal de las lluvias que es el vapor de agua. En los cuadros que representan por un lado La Niña las anomalías negativas son predominantes para Perú y norte de Sudamérica, por otro lado, lo opuesto ocurre para El Niño, donde se observa además la persistente anomalía negativa de humedad para el Noreste de Brasil.
5.3. Comportamiento de los patrones en niveles bajos a 1.5 km de altitud
Figura 3: Anomalía de humedad específica (kg/Kgx10-5) y Humedad específica (kg/Kgx10-5) a 850 mb para la temporada seca (izquierda) y húmeda (derecha)
Para la época seca se tiene la presencia de corriente de viento provenientes del Océano Atlántico y la Amazonia del este hacia el oeste que ingresan de manera perpendicular a la cadena montañosa de los Andes, como se puede observar en la Figura N°3 a, estas corrientes transportan humedad que tiene sus valores más bajo desde julio a agosto que corresponden al invierno. En la costa del Pacifico sudamericano se observa corrientes de aire que viajan de sur a norte y son conocidos como vientos alisios. Para los eventos de La Niña los patrones de humedad son muy marcados donde hay déficit de humedad para la costa norte de Sudamérica, así como la región central de Brasil; por el otro lado para El Niño ocurre lo contrario alta humedad para región central de Brasil y países limítrofes al sur.
Para época húmeda (Figura 3b) se observa un cambio en la circulación los vientos en esta temporada los vientos se dirigen del noreste de Brasil hacia el sur de Bolivia, las corrientes en este nivel pueden tener velocidades altas entre 40 – 72 hm/h y son conocidas como Corriente en Chorro de Bajos Niveles y es principal sistema que distribuye la húmeda del norte de Sudamérica hacia el centro y sur. En esta época los vientos alisios se debilitan. Para el caso de los eventos ENSO se observa que en la etapa La Niña casi todo Sudamérica presenta valores neutros o negativos de humedad indicando la baja disponibilidad de humedad, en el caso de El Niño es opuesto con alta disponibilidad de humedad para casi todo Sudamérica excepto el Noreste de Brasil y regiones de sierra de Perú y Bolivia.
6. Conclusiones
El patrón principal en niveles altos que regula las lluvias es la Corriente en Chorro (Jet Stream) Subtropical.
Para temporada seca el JSS se posiciona en 20°S aproximadamente favoreciendo la ausencia de lluvias en la región centro y sur del Perú.
Para la temporada lluviosa el JSS se desplaza al sur (25°S) favoreciendo el posicionamiento de la Alta de Bolivia que es el principal sistema que transporta la humedad que genera lluvias en sierra y selva del Perú.
El ENSO en sus faces La Niña como el Niño modifican la disponibilidad temporal y espacial de la humedad donde existe déficit y alta disponibilidad de humedad respectivamente, al mismo tiempo están relacionados con las sequias y las lluvias extremas dependiendo del lugar.
Los patrones climáticos están modificando su temporalidad y espacialidad para ello se requiere el monitoreo constante de las variables meteorológicas.
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Autor:
BSc. Felipe Osnayo
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