Ciclones tropicales y el clima global

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Martín Ojeda González
hace 6 años
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1 Ciclones tropicales y el clima global J. Rubén G. Cárdenas Un grupo de la Universidad de Purdue en los Estados Unidos, encabezado por los investigadores Matthew Huber y Ryan Sriver, halló evidencias de que los ciclones y los huracanes tropicales (ver: Formación de huracanes I,II, en cienciorama) juegan un papel importante en el patrón de circulación de la banda oceánica que transporta calor y mantiene el clima de Norteamérica y Europa. Estas evidencias se relacionan con una teoría propuesta por Kerry Emanuel, profesor de ciencias atmosféricas en el Instituto de Tecnología de Massachussets, que propone la existencia de un factor adicional, que no se considera en las predicciones globales actuales del clima. Si se toma en cuenta en los próximos modelos podría cambiar las predicciones sobre los escenarios climáticos del futuro. La teoría de Emanuel se refiere a la intensidad, duración y frecuencia de los huracanes formados en los trópicos, debido al incremento de la temperatura de la superficie del mar. Hasta ahora se pensaba que los huracanes ocurren en un periodo de tiempo demasiado corto y en un área demasiado pequeña como para alterar el sistema global. Sin embargo la investigación de Emanuel muestra que los huracanes se forman en respuesta a las altas temperaturas reinantes en los trópicos enfriando estas regiones y actuando como termostato para el área tropical; es decir, que podrían ser claves para hacer modelos más precisos del clima. Esta teoría relaciona el aumento en la temperatura de la superficie del mar con el incremento en la fuerza de los huracanes que se forman a su vez a partir de los ciclones tropicales. La teoría de los investigadores de Purdue establece, además, que si hay más ciclones tropicales, aunque no terminen necesariamente en huracanes, la conducción de calor por la banda transportadora podría verse afectada y con ello el clima global, pues los ciclones mezclan el agua fría que va hacia arriba y con ello cierran el ciclo de la banda transportadora para que se inicie nuevamente. Según Huber, si hay más ciclones, y la teoría de Emanuel es correcta, entra más agua fría a la banda transportadora en el hemisferio sur y con ello se afecta el transporte de calor hacia el hemisferio norte. Lo que falta en los modelos globales para calcular el

2 clima es, por lo tanto, tomar en cuenta la presencia de más o menos ciclones. En el esquema de circulación oceánica global, el calor es conducido por todo el globo por la llamada banda transportadora, (ver: Corrientes marinas I, II en cienciorama)que consiste en una gran cantidad de agua caliente que sube desde los trópicos y se hunde en los polos. En el hemisferio norte la banda transportadora viaja de sur a norte, pasando por los océanos Pacífico e Índico, calentando el agua que va a Norteamérica y a Europa. En los océanos tropicales este patrón está invertido: el agua caliente va hacia abajo y se mezcla con la fría que sube y es así como el ciclo de la banda transportadora se inicia de nuevo (ver Corrientes marinas I,II en cienciorama). Este proceso llamado mezclado vertical, juega un papel muy importante en la circulación de la banda transportadora, pero aún no se sabe del todo cómo ocurre. El clima global. Imagen tomada de Los modelos climáticos usados hoy en día representan el mezclado de fondo como un promedio de la cantidad total de mezclado necesaria para que el ciclo de la banda transportadora se invierta, y aplican este principio como una constante a las regiones tropicales. Pero según los datos que se conocen, el mezclado no es constante, no se da en todos lados ni al mismo tiempo; es esporádico y sobre un área y un tiempo limitados. En algunas regiones como el ecuador, se sabe que no hay ciclones y por tanto no debe haber mezclado. Si los resultados de la

teoría propuesta por Huber y Sriver son correctos, es decir, si se añaden los datos de la presencia de ciclones a los modelos climáticos en lugar del mezclado de fondo como constante, entonces

3 teoría propuesta por Huber y Sriver son correctos, es decir, si se añaden los datos de la presencia de ciclones a los modelos climáticos en lugar del mezclado de fondo como constante, entonces existirían zonas donde no se observaría mezclado en los mapas resultantes del modelado, por ejemplo, el ecuador. Esto es muy importante porque es bien conocido que para hacer un modelo climático correcto de El Niño debe restarse el mezclado de fondo en el ecuador. Los datos de los experimentos realizados utilizando la teoría de Emanuel muestran que no hay mezclado donde no debería existir. Estela fría dejada por el huracán Emily en julio del Imagen Múltiples estudios han mostrado que los ciclones tropicales son excelentes fuentes de oscilaciones inerciales, es decir, de ondas internas en el océano que causan la mezcla de la capa superior del océano. Un símil de ellas se presenta cuando se pone azúcar en una taza de café: el líquido mas dulce es más denso y formará una capa en el fondo de la taza, por eso se necesita revolver el contenido y mezclar la capa mas dulce con las de más arriba. Lo mismo ocurre con el agua del mar, la más densa y fría se mantiene debajo a menos que algo haga que suba, como los ciclones y otros procesos como el cambio de estaciones. Los ciclones tropicales causan ondas debajo de la superficie del océano que rompen en ella; cuando lo hacen afectan la capa inferior y las aguas

4 de diferente densidad y temperatura se mezclan. Las aguas saladas más calientes son menos densas que las frías, entonces el agua fría que se hunde conduce la banda transportadora en el hemisferio Norte. El mapa ilustra el promedio de enfriamiento inducido en la superficie por ciclones en la superficie de los océanos, en grados Kelvin. Del lado derecho tenemos en watts por metro cuadrado la cantidad de radiación cedida a la atmósfera (enfriamiento). Imagen tomada de: Purdue graphic/huber Laboratory. Sin embargo, las aguas frías y saladas emergen en el Pacífico y no hay explicación completa de esto. Parece ser que los ciclones y huracanes bombean el agua caliente hacia abajo y traen agua fría hacia la superficie. Al mezclarse el agua caliente con el agua fría en la capa de mezcla del océano, el agua caliente pierde calor y aumenta su densidad; sucede lo contrario con el agua fría que aumenta de temperatura y disminuye en densidad; esto permite que emerja a la superficie. El estudio de Huber y Sriver no examina la mezcla oceánica profunda, pero es razonable especular que el agua caliente bombeada hacia abajo se une con la corriente oceánica y se convierte en parte de la banda transportadora, donde el agua densa se eleva hacia la superficie. Las predicciones actuales están basadas en el mezclado del océano que permanece constante o decrece con las temperaturas que se elevan; las evidencias de esta investigación sugieren que lo opuesto es cierto, y el mezclado superficial en los océanos tropicales se eleva con la temperatura.

5 Los resultados de este estudio, publicados en 2007 en la revista Nature, son consistentes al incluir los datos del mezclado necesarios para igualar lo observado en los modelos del clima. Huber y Sriver estudiaron los efectos en el enfriamiento debido a los huracanes desde 1981 hasta el presente, usando las estelas frías que siguen a un huracán. Estas estelas pueden ser fácilmente observadas, ya que el tamaño típico es de alrededor de 200 km de ancho y de alrededor de 1000 km de largo. Los investigadores usaron datos de temperatura en superficie durante las estelas frías y obtuvieron un estimado del enfriamiento en los tópicos debido a ciclones y huracanes. Los datos analizados fueron tomados del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica (NCA, por sus siglas en inglés), la Administración Nacional de los Océanos y la Atmósfera (NOAA por sus siglas en inglés), y la NASA. El equipo de investigación examinó el proceso que ocasiona este enfriamiento y evaluó la mezcla del agua oceánica. Referencias Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 years. Kerry Emanuel. Nature. vol.436. agosto Observational evidence for an ocean heat pump induced by tropical cyclones Ryan L. Sriver, Matthew Huber. Nature vol. 447 pags:, Mayo Research finds evidence tropical cyclones have climate-control role. Purde University West Lafayette, Ind. EU. Mayo Press Release. Tropical SST :Natural Variations or Global Warming. Michael Mann and Gavin Schmidt. Real Climate. 11 de septiembre del Climate Science for climate Scientist. En su página de Internet

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