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| Fig 1. Regiones del Pacifico Tropical para el monitoreo de El Niño (NIÑO4, NIÑO3.4, NIÑO3, NIÑO1+2). Definición del índice SOI (Índice de Oscilación del Sur) entre la diferencia de presiones atmosféricas entre Darwin y Tahití (El Niño neutro a marzo 2017). Configuración de las condiciones atmosféricas anómalas en el Pacifico Este que explican El Niño Costero 2017. La cordillera de los Andes (la cima en líneas punteadas) dificulta el control de las inundaciones en ríos de elevada pendiente en dirección hacia el Pacifico (Fuente: Modificado de MINAM-IGP Perú y Landsea y Knaff, 2000). |
Apunte de clase: Pedro Rau
A cinco años de las inundaciones causadas por el fenómeno El Niño Costero, se reedita a continuación un artículo (Rau, 2017) divulgado por aquellos tiempos en la revista de divulgación Okeanos de la Sociedad Atlántica de Oceanógrafos (España).
El verano austral del 2017 quedará marcado como uno de los más nefastos de la historia peruana, por los estragos que trajeron consigo las lluvias e inundaciones asociadas al fenómeno bautizado como “El Niño Costero” en las costas del Pacifico sudamericano. En febrero 2017, la Organización Meteorológica Mundial (OMM) y demás agencias internacionales adoptaron, por primera vez, el término “El Niño Costero”, con motivo de las comunicaciones técnicas del Instituto Geofísico del Perú (IGP), entidad encargada del estudio científico del Fenómeno El Niño en Perú, para así explicar las anomalías extremas de temperatura superficial del mar que se registraban desde enero 2017 frente a sus costas.
¿Acaso se trataba de un fenómeno nuevo?¿Por qué fue imposible su predicción?
Para ello es necesario remontarnos a la historicidad de El Niño (en su denominación más técnica “El Niño Oscilación del Sur”, o ENSO por sus siglas en inglés) y definitivamente nos toparemos con la historia peruana que, sin entrar en detalles, siempre estuvo asociada a eventos de lluvias e inundaciones muy fuertes, por no decir “apocalípticas” acaecidas en la parte occidental de los Andes, una de las regiones más secas del planeta. En 1892, se difundió la primera documentación de la corriente costera “El Niño”, definida por aquel entonces como una contra corriente marítima (Carranza, 1892) y donde se intentaba explicar las lluvias torrenciales del verano de 1891. Sin embargo, con el desarrollo de la ciencia y tecnología en el siglo XX y XXI, el ENSO adquirió una notoriedad mundial, ahora relacionada al calentamiento del Pacifico Tropical y a condiciones océano-atmosféricas especificas, hasta el nivel de catalogarlo como uno de los termómetros del planeta año a año, complicándose su estudio y su comprensión.
El Niño del Este, Niño Canónico, Niño Central, Niño Modoki y sus variantes en forma de La Niña (Trenberth y Stepaniak, 2001; Takahashi et al, 2011) y ahora El Niño Costero (también existe La Niña Costera), son los diferentes “segundos nombres” para el ENSO y cada uno de ellos tiene una repercusión diferente en cada rincón del océano Pacifico. No en vano, El Niño del Pacifico Central, es el más monitoreado y el más estudiado por su impacto a nivel mundial, sin embargo el lejano Pacifico Este, aún continúa siendo un vacío por rellenar en términos de predicción.
Los eventos de El Niño mencionados anteriormente fluctúan entre sí, en espacio y tiempo, y sus efectos sobre las lluvias e inundaciones se traslapan debido a la teleconexión atmosférica (término empleado en ciencias atmosféricas para relacionar anomalías climáticas en diferentes lugares separados en una escala de miles de kilómetros), definiendo escenarios muy complejos de predicción en países como Perú, que no le basta uno o dos índices ENSO para su predicción. Por ejemplo, la alerta del mega Niño (llamado Niño Godzila) en el Pacifico Central del año 2015 no impactó en términos de inundaciones, pero si con algunas sequías; y los clásicos “Niños Este” extremos de 1983 y 1998 si que la impactaron con inundaciones al igual que en 2017.
Ante este escenario complejo, en el año 2012, se define en Perú a “El Niño Costero” en forma de índice operacional, llamado “Índice Costero El Niño” (ICEN), que se corresponde con una suavización estadística del índice internacional NIÑO1+2 (ver Figura 1) para explicar los eventos El Niño en la región costera de Perú. Es curioso saber que ya han acontecido Niños Costeros de categoría fuerte (año 2015/2016) sin tener el impacto del 2017. Añadir aquí que el actual El Niño Costero 2017 fue de categoría moderada a marzo 2017.
La tormenta perfecta
Lamentablemente, lo que aconteció fue la peligrosa combinación de condiciones atmosféricas que mantienen este calentamiento raro en el Pacifico Oriental. Es decir, la anómala disminución de los vientos alisios, que en condiciones normales mantienen viva la corriente fría de Humboldt (de sur a norte), que originaron la aparición de una segunda banda de la Zona de Convergencia Intertropical (cinturón de nubes y lluvias que circunda al planeta) más al sur de lo normal (ver Figura 1). Y decimos raro porque si El Niño se caracteriza por el calentamiento del mar bajo condiciones oceánicas y atmosféricas, con un margen de tres meses para su predicción, este Niño Costero 2017 se desarrolló sólo en cuestión de semanas (ver Figura 2) y fue evolucionando hasta localizarse principalmente en el norte de Perú y sur de Ecuador.
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| Fig 2. Anomalías de la temperatura superficial del mar en grados centígrados. Condiciones normales de verano austral el 9 de enero 2017 (imagen superior). Calentamiento anómalo frente a la costa sudamericana el 26 de enero 2017 (en color naranja en la imagen inferior izquierda) y su persistencia y confinamiento hacia el norte de las costas de Perú y sur de Ecuador el 23 de marzo 2017 (en color rojo intenso en la imagen inferior derecha) con anomalías promedios máximos de 5°C. (Fuente: NOAA/NESDIS 50-km de resolución, EEUU). |
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| Fig 3. Comparación del Indice Costero El Niño ICEN (extraído de IGP) versus las lluvias en la cuenca media del Norte del Perú para el periodo 1964-2011 (extraído de Rau et al, 2017) para el año hidrológico de Septiembre a Agosto. Véase la coincidencia del valor máximo del ICEN en el mes de marzo 2017 (barras rojas) y la no coincidencia de los valores máximos del ICEN en el 2015/2016 (barras grises) con las lluvias máximas históricas en el mes de marzo (línea azul). |
Prediciendo El Niño Global pero no El Niño Costero
A modo de ejemplo, es posible predecir El Niño a través de una las primeras teorías denominada "Oscilador Retardado", la cual considera solamente la física de la reflexión de ondas en el borde oeste del océano Pacifico. No se trata de una simple ola u onda, sino de una inmensa onda planetaria llamada onda oceánica de Rossby, la cual es impulsada en dirección Oeste, principalmente por la fuerza de Coriolis (debido a la rotación de la Tierra que gira en dirección Este) y las anomalías de vientos. Una vez que estas ondas son reflectadas, dan paso a las ondas Kelvin propagándose hacia el otro extremo, hacia el Pacifico Este. Durante el viaje hacia el Este de esta "piscina caliente" lo preceden ondas Kelvin de ascenso o "upwelling" para luego formar las Ondas Kelvin "cálidas" de descenso o "downwelling".
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| Fig 4. Esquema del desarrollo de El Niño en el Pacifico Tropical con el modelo de oscilador retardado. Lineas y región en coloración roja representa un calentamiento (Fuente: Modificado de Wang, 2018). |
Dicho comportamiento se puede esquematizar con la Figura 4, donde las ondas Kelvin cálidas llegan a las costas de Ecuador y Perú. La ecuación 1, representa esta oscilación retardada denominada modelo de Suarez y Schopf y desarrollada por Battisti y Hirst (1989)
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| Ecuación 1. Modelo del oscilador retardado |
Donde:
T: es la anomalía de la temperatura superficial del mar en el Pacifico Este
t: tiempo
AT: Retroalimentación directa entre océano y atmósfera
-BT(t-n): Retroalimentación negativa retardada de la reflexión de onda en el borde oeste del Pacifico.
-εT^3: Término de amortiguación del crecimiento de la temperatura superficial del mar.
Lo anterior representa una simple aproximación a El Niño global, un fenómeno que adquiere su mayor desarrollo en el centro del océano Pacifico Tropical, siendo predecible con 3 meses de anticipación en promedio. Sin embargo, con el fenómeno El Niño Costero, la elipse roja de calentamiento mostrada en la Figura 4, se genera rápidamente cerca de las costas sudamericanas, aun sin un consenso de las causas de su origen, siendo difícil su predicción.
Si generalmente se asocia al ENSO con sus índices de predicción, tales como la temperatura superficial del mar o índices océano-atmosféricos como el Índice de Oscilación del Sur (Fig. 1), el Índice ENSO Multivariado, Ondas Kelvin, Oscilación Madden y Julian, resulta curioso que esta relación no necesariamente es la misma entre el ENSO y las lluvias y caudales. Esto refleja la complejidad de la conexión "océano-atmósfera-continente" que se intenta representar en los modelos numéricos climáticos. Recientes estudios revelan la oscilación de la relación ENSO y lluvias en esta región, la influencia del ENSO en el clima europeo o la relación entre ENSO y calentamiento global, quedando mucho trabajo de investigación en perspectiva. Actualmente estos mecanismos representan un reto en su comprensión debido a que los modelos climáticos muestran un gran sesgo en el Pacifico Este, generalmente asociado a un sobrecalentamiento y proyectando finalmente una gran incertidumbre sobre la futura evolución de las lluvias en esta parte del globo.
Estudios en elaboración sugieren que El Niño Costero 2017 podría tener similitudes en su configuración océano-atmosférica con los Niños de 1925 y 1891, eventos relativamente lejanos en el tiempo que nos hace reflexionar antes de relacionarlo como una probable consecuencia del cambio climático, que difícilmente podría ser validado en un solo evento localizado como el que se viene presentando. Hasta la fecha, la comunidad internacional de científicos y técnicos tienen consenso sobre el desconocimiento del origen de El Niño Costero 2017, dejando en claro su imposible predicción por el momento. Esto representa un desafío para la comunidad científica internacional, a la revalorización de trabajos en conjunto a nivel regional y global, y es a su vez una reflexión sobre el desconocimiento de nuestro planeta a escalas de tiempo y espacio que requieren una mayor documentación.
Ref:
Battisti, D.S. , Hirst, A.C. 1989. Interannual variability in the tropical atmosphere-ocean model: influence of the basic state, ocean geometry and nonlinearity. J Atmos Sci. 45:1687–712.
Carranza, L. 1892. Bol. Soc. Geograf. Lima, 1(9): 344-345.
ENFEN. 2012. Definición operacional de los eventos El Niño y La Niña y sus magnitudes en la costa del Perú, Nota Técnica.
Landsea, C.W., Knaff, J.A. 2000. Bul. Am. Met. Soc.,81:2107-2119.
Rau, P., Bourrel, L., Labat, D., et al. 2017. Int. J. Cli-mat., 37(1):143-158.(6)
Rau, P. 2017. Un vacío en el Pacífico llamado El Niño Costero. Okeanos 5:46-48.
Takahashi, K., Montecinos, A., Goubanova, K., Dewitte, B. 2011. Geophys. Res. Let., 38, L10704.
Trenberth, K., Stepaniak, D. 2001. J. Clim., 14:1697-1701.
Wang ,C. 2018. A review of ENSO theories. Natl Sci Rev. 5(6):813-825.
Woodman, R., Takahashi, K. 2014. Bol. Téc. Inst.Geof. Perú, 1(6):4-7.
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