¿Está afectando el cambio climático a los fenómenos de El Niño y de La Niña?

Un experto de la NOAA responde a estas y otras preguntas, Mike McPhaden, científico principal del Laboratorio Ambiental Marino del Pacífico de la NOAA.

Durante más de 30 años, los investigadores del clima han estado desconcertados acerca de cómo el cambio climático forzado por el hombre afecta a El Niño-Oscilación del Sur, ENOS o ENSO (más conocido por su sigla en inglés), a cuya fase cálida nos referimos como El Niño y a la fase fría como La Niña. Hay dos aspectos en esta pregunta:

¿El cambio climático ya ha afectado a ENSO? y

¿Cómo afectará el cambio climático a ENSO en el futuro?

Podría decirse que hemos avanzado más en la segunda pregunta que en la primera porque se espera que el forzamiento de gases de efecto invernadero en el futuro sea más fuerte de lo que ha sido hasta ahora; cuanto más fuerte es el forzamiento, más evidentes se vuelven sus impactos. Si el cambio climático ya ha afectado a ENSO ha sido una nuez más difícil de roer. Un artículo de blog anterior de Tom DiLiberto resumió las conclusiones del último informe del IPCC , que esencialmente encontró que aún no había evidencia clara de un impacto del cambio climático en las anomalías de la temperatura de la superficie del mar (TSM) del Pacífico tropical relacionadas con ENSO. Sin embargo, en un estudio reciente publicado en Nature Reviews Earth and Environment , Wenju Caiy sus colegas revisan esta pregunta, revisan estudios anteriores y realizan nuevos análisis para brindar información adicional sobre esta importante pregunta.

Una de las principales fuentes de información que tenemos para el comportamiento pasado de ENSO es el registro instrumental de las temperaturas de la superficie del mar (TSM) del Pacífico tropical. Muchos han notado que el período más reciente del registro de TSM observado en regiones clave del índice ENSO, como Niño-3.4 , exhibe una variabilidad de mayor amplitud que la primera parte del registro. Los años 50-60 más recientes, por ejemplo, parecen ser más enérgicos, con mayores oscilaciones hacia arriba y hacia abajo, que los años 50-60 anteriores. Cai y sus otros coautores del trabajo destacan este punto utilizando varias fuentes de datos y métodos diferentes, evidencia de que el patrón es real, no solo un problema de calidad de los datos debido a la relativa escasez de datos antes de 1950.

Suponiendo que los cambios más grandes sean reales, la pregunta clave es ¿por qué? Podríamos esperar que el cambio climático ya haya tenido un impacto en ENSO porque la atmósfera ahora tiene un 50% más de concentraciones de gases de efecto invernadero que atrapan el calor que al comienzo de la Revolución Industrial (nota al pie # 1). El desafío es burlar la parte forzada de la señal fuera del ruido de fondo de las variaciones naturales de ENSO.

La pregunta no se puede responder solo con los datos en sí mismos porque el registro es demasiado corto y cuanto más retrocedemos en el tiempo, menos confiables se vuelven los datos. El hecho de que el período más reciente tenga una variabilidad más fuerte (esos altibajos más grandes mencionados anteriormente) que los períodos anteriores no significa automáticamente que el cambio climático sea la causa, ya que podría ser solo el aumento y disminución natural de las variaciones del ciclo ENSO de una década a otra. el siguiente.

Cai y sus otros coautores utilizan el arsenal completo de simulaciones por computadora de varios siglos de la última generación de modelos climáticos, combinados con técnicas de análisis sofisticadas, para abordar esta pregunta. Las simulaciones del modelo no pretenden imitar exactamente el registro histórico de las variaciones de ENSO. Sin embargo, muchos de estos modelos pueden simular razonablemente aspectos clave de la dinámica observada y el comportamiento estadístico de ENSO (nota al pie #2). Los autores utilizan múltiples enfoques de análisis diferentes de los que emerge un resultado consistente: existe una alta probabilidad de que las variaciones de ENSO hayan aumentado en amplitud hasta en un 10% desde 1960 debido al aumento observado de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

Los grandes eventos tienen el mayor impacto, por lo que, aunque el 10% no parece mucho, impulsa la fluctuación climática anual más fuerte y más relevante para la sociedad en el planeta. Combinado con las otras formas en que el calentamiento global ha afectado los impactos de ENSO (nota al pie n. ° 4), este ciclo amplificado se traduce en sequías, inundaciones, olas de calor, incendios forestales y tormentas severas más extremas y frecuentes relacionadas con ENSO, como las que observamos durante la reciente caída triple de La Niña que terminó en marzo pasado de 2023 y el gran El Niño 2015-16 hace unos años.

Este trabajo forma un puente con investigaciones anteriores que indican claramente que es probable que las variaciones de ENSO se vuelvan aún más fuertes (en un 15-20% en escenarios de altas emisiones) más adelante este siglo si las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera continúan aumentando.

El artículo también va más allá de simplemente decir que hay una firma detectable del cambio climático en las variaciones del ciclo ENSO hoy; también explica cómo sucede esto en términos físicos.

ENSO surge de retroalimentaciones que se refuerzan a sí mismas entre la atmósfera y el océano y esas retroalimentaciones se vuelven más fuertes en un mundo más cálido. Bajo un mayor forzamiento de gases de efecto invernadero, las capas superiores del Pacífico tropical se calientan más rápido que el océano más profundo. La capa superficial más cálida aumenta la precipitación y juntas aumentan la estratificación de la densidad de la parte superior del océano, haciéndola más sensible a la fuerza del viento. Así, el acoplamiento del océano y la atmósfera se vuelve más fuerte, haciendo que las oscilaciones entre El Niño y La Niña sean más extremas.

Sin embargo, hay advertencias. Aquí se aplica el dicho “Todos los modelos están equivocados, pero algunos son útiles”, atribuido al estadístico británico George Box.

Las conclusiones de este estudio se basan en la generación actual de modelos climáticos, que tienen limitaciones conocidas en el Océano Pacífico tropical . Sin embargo, son las mejores herramientas disponibles para nosotros para abordar este problema, y Cai y otros extraen toda la información que hay de ellos para presentar su caso.

Editora principal: Michelle L'Heureux (NOAA)

Notas al pie:
(1) ¿Por qué el aumento de los gases de efecto invernadero podría conducir a una mayor variabilidad?

El cambio climático puede ejercer su influencia de dos maneras: a través de la “termodinámica” y la “dinámica”. La termodinámica es fácil de entender, ya que es la respuesta directa a los aumentos de los gases de efecto invernadero que atrapan el calor en la atmósfera. La dinámica, relacionada con los vientos y las corrientes en nuestro sistema atmosférico y oceánico, también puede cambiar, lo que lleva a una mayor variabilidad de ENSO, como explicamos más adelante en esta publicación de blog.

(2) Debido a las imperfecciones conocidas en los modelos climáticos, no queremos depender de un solo modelo.

Entonces, Cai y otros usaron más de 40 modelos (llamados un "conjunto") y, aunque todos estos modelos pueden ser imperfectos, lo son de diferentes maneras. Entonces, si hacemos un promedio a través del conjunto (lo que llamamos “media del conjunto”) podemos extraer información útil que será más confiable que la proporcionada por cualquier modelo individual por sí solo.

(3) Los experimentos de grandes conjuntos son útiles para caracterizar la incertidumbre debida a la variabilidad interna en oposición a la incertidumbre debida a las diferencias de modelo. Cada miembro del conjunto se genera a partir de condiciones iniciales ligeramente diferentes, que a través del " efecto mariposa " del caos, produce una historia temporal diferente para cada miembro del conjunto. La dispersión de los diferentes miembros es una medida de la variabilidad interna, que puede reducirse promediando todos los miembros para formar una media de conjunto. En el estudio de Cai y otros, se gana más confianza al promediar la media del conjunto de siete experimentos modelo de conjuntos grandes (lo que ellos llaman la media multimodelo de conjunto grande, o LE MMEM).

(4) El cambio climático puede amplificar los impactos de ENSO, incluso si las propiedades y dinámicas de ENSO no se ven afectadas. La razón es simple. Una atmósfera más cálida retiene más humedad, por lo que cuando los eventos ENSO conducen a condiciones que favorecen una mayor precipitación en una región en particular, puede llover aún más. Del mismo modo, las tendencias de calentamiento forzado por gases de efecto invernadero pueden conducir a déficits de humedad del suelo que ayudan a intensificar el desarrollo de sequías relacionadas con ENSO. Por lo tanto, es un doble golpe si, de hecho, el forzamiento de los gases de efecto invernadero aumenta la variabilidad en las temperaturas de la superficie del mar del ciclo ENSO, como argumentan Cai y sus colegas, ya que ENSO no solo será más fuerte sino que sus impactos se amplificarán aún más.

Puedes ver el artículo completo aquí.