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Oscilación multidecadal atlántica

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

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

Si bien este modo cuenta con cierto respaldo en los modelos y en las observaciones históricas, existe controversia con respecto a su amplitud y si tiene una escala de tiempo típica y puede clasificarse como una oscilación. También existe debate sobre la atribución del cambio de temperatura de la superficie del mar a causas naturales o antropogénicas, especialmente en las áreas 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 los cambios 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 la década de 1980 de Folland y sus colegas, que se ve en la figura 2.dA [5]. Esa oscilación fue el foco exclusivo de Schlesinger y Ramankutty en 1994, [6] pero el término real Oscilación Multidecadal Atlántica (AMO) fue acuñado por Michael Mann en una entrevista telefónica de 2000 con Richard Kerr, [7] como lo relata Mann, p. 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 que se ha eliminado cualquier tendencia lineal. Esta eliminación de la tendencia tiene como objetivo eliminar del análisis la influencia del calentamiento global inducido por los gases de efecto invernadero . Sin embargo, si la señal del 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 en la definición AMO. En consecuencia, las correlaciones con el índice AMO pueden enmascarar los efectos del calentamiento global , según Mann, Steinman y Miller, [8] que también proporciona 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 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 derivar un índice AMO revisado. [9]

Sin embargo, Ting et al. sostienen 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 del ENSO que es mayor en la latitud tropical) menos la regresión en 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 temperatura superficial del mar residual del Atlántico Norte. [11]

El índice desestacionalizado linealmente sugiere que la anomalía de la temperatura superficial del mar del Atlántico Norte a fines del siglo XX está dividida 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, las otras metodologías sugieren que una gran parte de la anomalía del Atlántico Norte a fines del siglo XX está 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 en los trópicos, aumentaron la distribución espacial del gradiente meridional en las temperaturas de la superficie del mar, que no es capturado por el índice AMO. [4]

Mecanismos

Basándose en el registro instrumental de unos 150 años, se ha identificado una cuasiperiodicidad de unos 70 años, con unas pocas fases cálidas diferenciadas 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 de la AMO está asociada 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. [ cita requerida ] 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. [14] [15]

La Oscilación Multidecadal del Atlántico (AMO) es importante para determinar cómo se vinculan los forzamientos externos con las temperaturas de superficie del mar (TSM) del Atlántico Norte. [16]

Impactos del clima 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 de verano en América del Norte y Europa. [17] [18] A través de cambios en la circulación atmosférica, la AMO también puede modular las nevadas primaverales en los Alpes [19] y la variabilidad de la masa de los glaciares. [20] Los patrones de lluvia se ven afectados en el noreste de Brasil y el Sahel africano. También está asociada con cambios en la frecuencia de las sequías en América del Norte y se refleja en la frecuencia de la actividad de huracanes graves en el Atlántico . [9]

Investigaciones recientes sugieren que la AMO está relacionada con la ocurrencia de importantes sequías en el pasado en el Medio Oeste y el Suroeste de los Estados Unidos. Cuando la AMO está 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 AMO positiva 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 ser lo opuesto: AMO cálida, más precipitaciones. [21]

Los modelos climáticos sugieren que una fase cálida de la AMO fortalece las precipitaciones de verano sobre la India y el Sahel y la actividad de ciclones tropicales en el Atlántico Norte . [22] Los estudios paleoclimatológicos han confirmado este patrón (aumento de las precipitaciones en la fase cálida de la AMO, disminución en la fase fría) para el Sahel durante los últimos 3000 años. [23]

Relación con los huracanes del Atlántico

Actividad de ciclones tropicales en el Atlántico Norte según el Índice de Energía Ciclónica Acumulada , 1950-2015. Para ver un gráfico global de ACE, visite este enlace [ enlace inactivo ] Archivado el 2 de noviembre de 2018 en Wayback Machine .

Un estudio de 2008 correlacionó el Modo Multidecadal del Atlántico (AMM, por sus siglas en inglés) con datos de HURDAT (1851-2007) y observó una tendencia lineal positiva para huracanes menores (categorías 1 y 2), pero la eliminó cuando los autores ajustaron su modelo para tormentas subcontabilizadas, y afirmó que "si hay un aumento en la actividad de huracanes relacionado con un calentamiento global inducido por gases de efecto invernadero, actualmente está oscurecido por el ciclo cuasiperiódico de 60 años". [24] Con plena consideración de la ciencia meteorológica, la cantidad de tormentas tropicales que pueden madurar hasta 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 en el Atlántico. [21] 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. suponen un pico alrededor de 2020. [25]

Sin embargo, Mann y Emanuel habían descubierto en 2006 que "los factores antropogénicos son responsables de las tendencias a largo plazo en el calor del Atlántico tropical y la actividad de ciclones tropicales" y "no hay un papel aparente de la AMO". [26]

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

Periodicidad y predicción de los cambios de AMO

Sólo hay alrededor de 130-150 años de datos basados ​​en datos de instrumentos, que son muy pocas muestras para los enfoques estadísticos convencionales. Con la ayuda de la reconstrucción de proxy de varios siglos, Enfield y Cid-Serrano utilizaron un período más largo de 424 años como ilustración de un enfoque como el descrito en su artículo llamado "La proyección probabilística del riesgo climático". [27] 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 frecuencia más grande del intervalo de régimen era de alrededor de 10-20 años. La probabilidad acumulada para todos los intervalos de 20 años o menos era de alrededor del 70%. [ cita requerida ]

No se ha demostrado que se pueda predecir cuándo cambiará la AMO, en ningún sentido determinista. 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 AMO dentro de un período 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 que "... 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 tiene temperaturas anómalamente frías en el giro subpolar , temperaturas cálidas en los subtrópicos y anomalías frías en los trópicos . El patrón tripolar de anomalías ha aumentado el gradiente meridional subpolar a subtropical en las temperaturas de la superficie del mar, que no están representadas por el valor del índice AMO, pero que pueden conducir a un aumento de la baroclinicidad atmosférica y las 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 otras fuerzas externas y, por lo tanto, que no hay evidencia convincente de que la AMO sea una oscilación o un ciclo. [28] También hubo una falta de comportamiento oscilatorio en modelos en escalas de tiempo más largas que El Niño Oscilación del Sur; el AMV es indistinguible del ruido rojo , una hipótesis nula típica para probar si hay oscilaciones en un modelo. [29] Refiriéndose al estudio de 2021, Michael Mann, el creador del término AMO, lo expresó de manera más sucinta en una publicación de blog sobre el tema: "mis colegas y yo hemos proporcionado lo que consideramos la evidencia más definitiva hasta ahora de que la AMO en realidad no existe". [30]

Referencias

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Lectura adicional

Enlaces externos

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