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oscilación multidecadal del Atlántico

Patrón espacial de la oscilación multidecadal del Atlántico obtenido mediante la regresión de las anomalías mensuales de la temperatura superficial del mar registradas por HadIS...

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Patrón espacial de la oscilación multidecadal del Atlántico obtenido mediante la regresión de las anomalías mensuales de la temperatura superficial del mar registradas por HadISST (1870-2013).
Índice de Oscilación Multidecadal del Atlántico según la metodología propuesta por van Oldenborgh et al. (1880–2018)
Índice de Oscilación Multidecadal del Atlántico calculado como la eliminación lineal de la tendencia de las anomalías de la temperatura de la superficie del mar en el Atlántico Norte (1856–2022).

La Oscilación Multidecadal del Atlántico ( AMO ), también conocida como Variabilidad Multidecadal del Atlántico ( AMV ), [ 1 ] es la variabilidad teórica de la temperatura superficial del mar (TSM) del Océano Atlántico Norte en una escala temporal de varias décadas. [ 2 ]

Si bien existen algunos respaldos para este modo en modelos y observaciones históricas, persiste la controversia respecto a su amplitud y si posee una escala temporal típica y puede clasificarse como una oscilación. También se debate sobre la atribución del cambio de temperatura de la superficie del mar a causas naturales o antropogénicas , especialmente en las zonas tropicales del Atlántico, importantes para el desarrollo de huracanes. [ 3 ] La oscilación multidecadal del Atlántico también está relacionada con cambios en la actividad de los huracanes, los patrones e intensidad de las precipitaciones y las variaciones en las poblaciones de peces. [ 4 ]

Definición e historia

La evidencia de una oscilación climática multidecadal centrada en el Atlántico Norte comenzó a surgir en el trabajo de Folland y colegas de la década de 1980, que se ve en la Fig. 2.dA [ 5 ] Esa oscilación fue el único foco de Schlesinger y Ramankutty en 1994, [ 6 ] pero el término real Oscilación Multidecadal del Atlántico (AMO) fue acuñado por Michael E. Mann en una entrevista telefónica de 2000 con Richard Kerr, [ 7 ] como relata Mann, pág.  30 en The Hockey Stick and the Climate Wars: Dispatches from the Front Lines (2012).

La señal AMO se define generalmente a partir de los patrones de variabilidad de la temperatura superficial del mar (TSM) en el Atlántico Norte, una vez eliminada cualquier tendencia lineal. Esta eliminación de la tendencia tiene como objetivo eliminar la influencia del calentamiento global inducido por los gases de efecto invernadero del análisis. Sin embargo, si la señal de calentamiento global es significativamente no lineal en el tiempo (es decir, no solo un aumento lineal suave), las variaciones en la señal forzada se filtrarán a la definición de AMO. En consecuencia, las correlaciones con el índice AMO pueden enmascarar los efectos del calentamiento global , como señalan Mann, Steinman y Miller [ 8 ] , quienes también proporcionan una historia más detallada del desarrollo científico.

Índice AMO

Se han propuesto varios métodos para eliminar la tendencia global y la influencia de El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) sobre la temperatura superficial del mar (TSM) del Atlántico Norte . Trenberth y Shea, asumiendo que el efecto del forzamiento global sobre el Atlántico Norte es similar al del océano global, restaron la TSM media global (60°N-60°S) de la TSM del Atlántico Norte para obtener un índice AMO revisado. [ 9 ]

Sin embargo, Ting et al. argumentan que el patrón de SST forzado no es globalmente uniforme; separaron la variabilidad forzada y la generada internamente utilizando un análisis EOF que maximiza la relación señal/ruido . [ 3 ]

Van Oldenborgh et al. derivaron un índice AMO como la SST promediada sobre el Atlántico Norte extratropical (para eliminar la influencia de ENSO que es mayor en latitud tropical) menos la regresión sobre la temperatura media global. [ 10 ]

Guan y Nigam eliminaron la tendencia global no estacionaria y la variabilidad natural del Pacífico antes de aplicar un análisis EOF a la SST residual del Atlántico Norte. [ 11 ]

El índice linealmente desestacionalizado sugiere que la anomalía de la temperatura superficial del mar en el Atlántico Norte a finales del siglo XX se divide equitativamente entre el componente forzado externamente y la variabilidad generada internamente, y que el pico actual es similar al de mediados del siglo XX; por el contrario, la otra metodología sugiere que una gran parte de la anomalía del Atlántico Norte a finales del siglo XX es forzada externamente. [ 3 ]

Frajka-Williams et al. 2017 señalaron que los cambios recientes en el enfriamiento del giro subpolar , las temperaturas cálidas en los subtrópicos y las anomalías frías sobre los trópicos, aumentaron la distribución espacial del gradiente meridional en las temperaturas de la superficie del mar, lo cual no es capturado por el Índice AMO. [ 4 ]

Mecanismos

Basándose en el registro instrumental de aproximadamente 150 años, se ha identificado una cuasiperiodicidad de aproximadamente 70 años, con algunas fases más cálidas distintas entre ca. 1930–1965 y después de 1995, y frías entre 1900–1930 y 1965–1995. [ 12 ] En los modelos, la variabilidad similar a la AMO se asocia con pequeños cambios en la rama del Atlántico Norte de la Circulación Termohalina . [ 13 ] Sin embargo, las observaciones oceánicas históricas no son suficientes para asociar el índice AMO derivado con las anomalías de circulación actuales. [ 14 ] Los modelos y las observaciones indican que los cambios en la circulación atmosférica, que inducen cambios en las nubes, el polvo atmosférico y el flujo de calor superficial, son en gran medida responsables de la porción tropical de la AMO. [ 15 ] [ 16 ]

La Oscilación Multidecadal del Atlántico (AMO) es importante para entender cómo se relacionan los forzamientos externos con las TSM del Atlántico Norte. [ 17 ]

Impactos climáticos a nivel mundial

La AMO está correlacionada con las temperaturas del aire y las precipitaciones en gran parte del hemisferio norte, en particular en el clima estival de América del Norte y Europa. [ 18 ] [ 19 ] Mediante cambios en la circulación atmosférica, la AMO también puede modular las nevadas primaverales en los Alpes [ 20 ] y la variabilidad de la masa de los glaciares. [ 21 ] Los patrones de precipitación se ven afectados en el noreste de Brasil y el Sahel africano. También está asociada con cambios en la frecuencia de sequías en América del Norte y se refleja en la frecuencia de actividad de huracanes severos en el Atlántico . [ 9 ]

Investigaciones recientes sugieren que la AMO está relacionada con la ocurrencia pasada de grandes sequías en el Medio Oeste y el Suroeste de los Estados Unidos. Cuando la AMO se encuentra en su fase cálida, estas sequías tienden a ser más frecuentes o prolongadas. Dos de las sequías más severas del siglo XX ocurrieron durante la fase positiva de la AMO entre 1925 y 1965: el Dust Bowl de la década de 1930 y la sequía de la década de 1950. Florida y el Noroeste del Pacífico tienden a presentar el comportamiento opuesto: una AMO cálida conlleva mayores precipitaciones. [ 22 ]

Los modelos climáticos sugieren que una fase cálida de la AMO intensifica las precipitaciones estivales sobre la India y el Sahel , así como la actividad de los ciclones tropicales en el Atlántico Norte . [ 23 ] Los estudios paleoclimatológicos han confirmado este patrón —aumento de las precipitaciones en la fase cálida de la AMO y disminución en la fase fría— para el Sahel durante los últimos 3000 años. [ 24 ]

Relación con los huracanes del Atlántico

Actividad de ciclones tropicales en el Atlántico Norte según el Índice de Energía Ciclónica Acumulada (ACE, por sus siglas en inglés) , 1950–2015. Para ver un gráfico global del ACE, visite este enlace . Archivado el 2 de noviembre de 2018 en Wayback Machine .

Un estudio de 2008 correlacionó el Modo Multidecadal del Atlántico (AMM) con datos HURDAT (1851-2007) y observó una tendencia lineal positiva para huracanes menores (categoría 1 y 2), pero la eliminó cuando los autores ajustaron su modelo para tormentas subestimadas y afirmaron: "Si hay un aumento en la actividad de huracanes conectado a un calentamiento global inducido por gases de efecto invernadero, actualmente está enmascarado por el ciclo cuasiperiódico de 60 años". [ 25 ] Con plena consideración de la ciencia meteorológica, el número de tormentas tropicales que pueden convertirse en huracanes severos es mucho mayor durante las fases cálidas del AMO que durante las fases frías, al menos el doble; el AMO se refleja en la frecuencia de huracanes severos del Atlántico. [ 22 ] Con base en la duración típica de las fases negativas y positivas del AMO, se espera que el régimen cálido actual persista al menos hasta 2015 y posiblemente hasta 2035. Enfield et al. asumen un pico alrededor de 2020. [ 26 ]

Sin embargo, Mann y Emanuel habían descubierto en 2006 que "los factores antropogénicos son responsables de las tendencias a largo plazo en el calentamiento del Atlántico tropical y la actividad de los ciclones tropicales" y "No hay un papel aparente de la AMO". [ 27 ]

En 2014, Mann, Steinman y Miller [ 8 ] demostraron que el calentamiento (y, por lo tanto, cualquier efecto sobre los huracanes) no era causado por la AMO, escribiendo: «Ciertos procedimientos utilizados en estudios anteriores para estimar la variabilidad interna, y en particular, una oscilación multidecadal interna denominada "Oscilación Multidecadal del Atlántico" o "AMO", no logran aislar la verdadera variabilidad interna cuando esta se conoce a priori. Dichos procedimientos producen una señal de AMO con una amplitud inflada y una fase sesgada, atribuyendo parte del reciente aumento de la temperatura media del hemisferio norte a la AMO. La verdadera señal de AMO, en cambio, parece haber estado en una fase de enfriamiento en las últimas décadas, compensando parte del calentamiento antropogénico».

Periodicidad y predicción de los cambios de la AMO

Solo se dispone de unos 130-150 años de datos basados ​​en datos instrumentales, lo que supone unas muestras demasiado pequeñas para los enfoques estadísticos convencionales. Con la ayuda de la reconstrucción indirecta de varios siglos, Enfield y Cid-Serrano utilizaron un período más largo de 424 años como ilustración de un enfoque descrito en su artículo titulado "La proyección probabilística del riesgo climático". [ 28 ] Su histograma de intervalos de cruce por cero de un conjunto de cinco versiones remuestreadas y suavizadas del índice de Gray et al. (2004), junto con la distribución gamma de estimación de máxima verosimilitud ajustada al histograma, mostró que la mayor frecuencia del intervalo de régimen se encontraba alrededor de los 10-20 años. La probabilidad acumulada para todos los intervalos de 20 años o menos era de aproximadamente el 70%. [ 29 ]

No existe una predictibilidad demostrada, en ningún sentido determinista, de cuándo cambiará la Oscilación Multidecadal del Atlántico (OMA). Los modelos informáticos, como los que predicen El Niño , están lejos de poder hacerlo. Enfield y sus colegas han calculado la probabilidad de que se produzca un cambio en la OMA dentro de un plazo futuro determinado, suponiendo que persista la variabilidad histórica. Las proyecciones probabilísticas de este tipo pueden resultar útiles para la planificación a largo plazo en aplicaciones sensibles al clima, como la gestión del agua.

Un estudio de 2017 predice un cambio de enfriamiento continuo a partir de 2014, y los autores señalan: "...a diferencia del último período frío en el Atlántico, el patrón espacial de las anomalías de la temperatura de la superficie del mar en el Atlántico no es uniformemente frío, sino que presenta temperaturas anómalamente frías en el giro subpolar , temperaturas cálidas en los subtrópicos y anomalías frías sobre los trópicos . El patrón tripolar de anomalías ha aumentado el gradiente meridional subpolar a subtropical en las TSM, que no están representados por el valor del índice AMO, pero que pueden conducir a una mayor baroclinicidad atmosférica y a la formación de tormentas." [ 4 ]

Crítica

En un estudio de 2021 realizado por Michael Mann y otros, se demostró que la periodicidad de la AMO en el último milenio fue impulsada por erupciones volcánicas y otros forzamientos externos, y por lo tanto, que no hay evidencia convincente de que la AMO sea una oscilación o un ciclo. [ 30 ] También hubo una falta de comportamiento oscilatorio en los modelos en escalas de tiempo más largas que la Oscilación del Sur de El Niño; la AMV es indistinguible del ruido rojo , una hipótesis nula típica para probar si hay oscilaciones en un modelo. [ 31 ] Refiriéndose al estudio de 2021, Michael Mann, el creador del término AMO, lo expresó de manera más concisa en una publicación de blog sobre el tema: "mis colegas y yo hemos proporcionado lo que consideramos la evidencia más definitiva hasta el momento de que la AMO en realidad no existe". [ 32 ]

Referencias

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  2. ↑ Gerard D. McCarthy; Ivan D. Haigh; Joël JM Hirschi; Jeremy P. Grist y David A. Smeed (27 de mayo de 2015). " Impacto del océano en la variabilidad climática decenal del Atlántico revelado por observaciones del nivel del mar" (PDF) . Nature . 521 (7553): 508– 510. Bibcode : 2015Natur.521..508M . doi : 10.1038/nature14491 . PMID 26017453. S2CID 4399436 .  
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Lecturas adicionales

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  • Preguntas frecuentes sobre la AMO
  • Proyección probabilística de futuros cambios de régimen de la AMO
  • Datos de la AMO desde 1856 hasta la actualidad.
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