El Niño Ciclónico es un fenómeno climatológico que se ha observado en modelos climáticos en los que se observa un aumento de la actividad de ciclones tropicales . El aumento de la actividad de ciclones tropicales mezcla las aguas oceánicas, lo que produce un enfriamiento en la capa superior del océano que se disipa rápidamente y un calentamiento en las capas más profundas que dura considerablemente más, lo que da como resultado un calentamiento neto del océano.
En las simulaciones climáticas del Plioceno , este calentamiento neto es luego transportado por las corrientes oceánicas y parte de él termina en el Pacífico oriental , calentándolo en relación con el Pacífico occidental y creando así condiciones similares a El Niño [a] . Las temperaturas reconstruidas en el Plioceno han mostrado un patrón similar a El Niño de temperaturas oceánicas que puede explicarse por el aumento de la actividad de ciclones tropicales y, por lo tanto, el aumento de las temperaturas en el Pacífico oriental. Parte del calor se transporta fuera de los trópicos y puede ser responsable de episodios pasados de clima más cálido de lo habitual, como en el Eoceno y el Cretácico , aunque no hay acuerdo sobre los efectos predominantes de los ciclones tropicales en el transporte de calor fuera de los trópicos. Hay evidencia de que en el clima actual, cuando las condiciones son adecuadas, los tifones podrían iniciar eventos de El Niño.
Los ciclones tropicales son fenómenos meteorológicos peligrosos y destructivos que son responsables de casi $10,000,000,000 de daños cada año solo en los Estados Unidos. [3] También tienen diversos efectos en la atmósfera y el océano, [b] [5] ya que sus vientos mezclan las aguas superiores del océano [6] y atraen agua profunda fría; además, se extrae calor del océano, aunque este efecto es pequeño. [7] Los efectos generalmente se han descrito como un enfriamiento temporal de la superficie del agua [8] de hasta 6 °C (11 °F) [9] que tiende a debilitar la tormenta [7] pero se disipa por el mar y la atmósfera en uno o dos meses. [10] Esto va acompañado de un calentamiento mucho más duradero de las aguas subterráneas, aunque hay una cierta complejidad en los patrones de respuesta; [11] [3] [12] parte [c] de [14] el calentamiento subterráneo tiende a disiparse en la atmósfera a través de variaciones estacionales en la termoclina si no es lo suficientemente profunda. [15] Además, otros efectos de los ciclones tropicales sobre el océano, como las precipitaciones, pueden alterar o contrarrestar los efectos impulsados por el viento. [16] Esto tiene efectos potenciales sobre el transporte de calor global; los efectos sobre el clima global son modestos en el clima actual, pero podrían ser más fuertes en climas más cálidos. [17]
El resultado neto de la mezcla sería entonces un calentamiento del océano [8] y un flujo de calor de entre 260-400 TW , [15] así como – para una distribución realista de los ciclones tropicales – una disminución del transporte de calor fuera de los trópicos [18] con aproximadamente 1/3 del calor acumulándose en las regiones ecuatoriales. [d] [22] Las estimaciones del contenido de calor del océano a través de imágenes satelitales apoyan que la actividad de ciclones tropicales aumenta el contenido de calor de los océanos, aunque hay algunas salvedades [23] y el efecto sobre los flujos de calor globales no es particularmente grande bajo la actividad de ciclones tropicales actual; [2] sin embargo, según un estudio el efecto podría ser lo suficientemente grande como para explicar las discrepancias entre la mezcla oceánica en estado estacionario observada en los trópicos y la cantidad requerida por la energética planetaria , ya que la primera es insuficiente de lo contrario. [18]
El concepto ha sido formulado en discusiones sobre los climas del Plioceno ; durante el Plioceno las temperaturas eran 2–4 K (3,6–7,2 °F) más altas que hoy y los gradientes de temperatura en el Océano Pacífico sustancialmente más pequeños, [24] [25] lo que significa que el Pacífico Oriental tenía temperaturas similares al Pacífico Occidental , [26] equivalentes a fuertes condiciones de El Niño . [25] Entre los efectos reconstruidos se encuentran condiciones significativamente más húmedas en el suroeste de los Estados Unidos que hoy. [27] Como las concentraciones de gases de efecto invernadero no fueron más altas que hoy, se han buscado otras explicaciones para estas anomalías de temperatura. [28]
Sin embargo, la existencia de un estado permanente similar a El Niño no es indiscutible, y en algunos resultados de investigación se observa un estado más parecido a La Niña del Océano Pacífico. Los modelos climáticos , las temperaturas de la superficie del mar reconstruidas con alquenonas [e] y, a veces, incluso las reconstrucciones a partir de foraminíferos en el mismo núcleo de perforación han arrojado resultados contradictorios. [1] Las reconstrucciones basadas en corales se han utilizado en un estudio de 2011 para inferir que la Oscilación del Sur de El Niño ya existía durante el Plioceno, incluidos los eventos discretos de El Niño. [30]
Los modelos de circulación general CAM3 han demostrado que el número de ciclones tropicales era mucho mayor que en la actualidad y que su ocurrencia era más extensa debido a las temperaturas más altas de la superficie del mar y a una circulación atmosférica más débil ( célula de Hadley y circulación de Walker ), lo que genera una menor cizalladura del viento . Además, los ciclones tropicales duran más y ocurren durante todo el año en lugar de estar vinculados a razones específicas. [28]
Esta expansión de la actividad de ciclones tropicales traería ciclones tropicales al alcance de zonas del océano donde las corrientes marinas debajo de la superficie transportan agua hacia el Pacífico Oriental. [31] Los ciclones tropicales inducen la mezcla de las aguas superficiales del mar; [28] con un aumento de diez veces en la mezcla oceánica dentro de dos bandas de 8-40° al norte y al sur del ecuador, especialmente la mezcla que ocurre en el Pacífico central, donde la actividad de ciclones tropicales es baja en el clima actual, se introduciría calor en estas corrientes marinas y eventualmente conduciría a un calentamiento del Océano Pacífico central y oriental similar a El Niño y un calentamiento de las regiones de surgencia , [31] con un calentamiento de aproximadamente 2-3 °C (3,6-5,4 °F) en la zona de la lengua fría del Pacífico Oriental. [22] Este efecto puede tardar hasta un siglo en establecerse y su fuerza depende del patrón exacto de mezcla oceánica. También está sujeto a retroalimentación positiva , ya que el calentamiento del Pacífico oriental a su vez aumenta la actividad de ciclones tropicales; Con el tiempo puede surgir un estado climático caracterizado por un El Niño permanente y un El Niño-Oscilación del Sur más débil. [32]
Durante el Piacenziano medio, cuando las concentraciones de dióxido de carbono eran cercanas a los niveles actuales, la Tierra era aproximadamente de 2 a 4 °C (3,6 a 7,2 °F) más cálida que en la actualidad [33] y las simulaciones indican que los ciclones tropicales eran más intensos; [34] sin embargo, la distribución modelada de los ciclones tropicales era diferente de la reconstruida para otras etapas del Plioceno. Las simulaciones que utilizan el modelo climático CESM realizadas en 2018 [35] mostraron un gradiente de temperatura reducido entre el Pacífico oriental y occidental y una termoclina más profunda en respuesta a la mezcla impulsada por ciclones tropicales y corrientes marinas anómalas hacia el este en el Pacífico; esto va acompañado de un enfriamiento de las áreas donde la mezcla es más fuerte y un calentamiento del Pacífico oriental. [36] También hay efectos en el monzón del este de Asia, como un monzón de invierno más fuerte [37], pero en las simulaciones el clima de fondo del Piacenziano fue más significativo que los efectos de los ciclones tropicales. [38]
Investigadores posteriores han sugerido que los vientos aumentados pueden en realidad fortalecer la Oscilación del Sur de El Niño [39] y que los climas cálidos del Eoceno y Plioceno todavía presentaban un ciclo ENSO. Esto no implica necesariamente que todavía hubiera un gradiente de temperatura este-oeste en el Océano Pacífico, [40] que en cambio podría haber presentado una piscina cálida del Pacífico expandida hacia el este. [24] Las reconstrucciones de temperatura basadas en corales y datos de precipitación reconstruidos de loess chino indican que no hubo un estado permanente como El Niño. [41] Otro estudio de 2013 con un modelo climático diferente indicó que los ciclones tropicales en el Pacífico occidental pueden en realidad inducir el enfriamiento de las temperaturas de la superficie del mar del Pacífico oriental. [42] Una simulación de 2015 de la ciclogénesis tropical no mostró un aumento de la génesis de ciclones tropicales en el Plioceno, aunque la simulación no obtuvo una disminución del gradiente de temperatura del Pacífico este-oeste y sí obtuvo un aumento de la actividad de ciclones tropicales en las partes del Pacífico central más críticas para la ocurrencia de los efectos del Niño Ciclónico. [43] Una simulación de 2018 dio a entender que añadir fenómenos climáticos inducidos por la mezcla de ciclones tropicales a las simulaciones del clima de Piacenziano medio puede, en algunos aspectos, mejorar y, en otros, reducir la correspondencia entre el clima modelado y el clima reconstruido a partir de datos paleoclimáticos. [37] Un estudio de 2019 concluyó que la actividad de ciclones tropicales en el Pacífico occidental está correlacionada con anomalías de temperatura asociadas a El Niño meses después. [44]
Una simulación climática de 2010 indicó que el aumento de los vientos promedio de los ciclones tropicales indujo el calentamiento en el Pacífico oriental y el enfriamiento en el Pacífico occidental, [45] en consonancia con una respuesta similar a El Niño; también hay un fortalecimiento de la célula de Hadley de la circulación atmosférica [46] y algo de calor es transportado fuera de los trópicos por las corrientes limítrofes occidentales . [47] Se obtuvieron cambios de temperatura similares de este a oeste en otros estudios de 2010 [48] y 2011; [49] en el último, las temperaturas de alta latitud se calentaron alrededor de 0,5-1 °C (0,90-1,80 °F) y un calentamiento global de 0,2 °C (0,36 °F) [50] y el primero indicó que el calor se transporta a profundidades de unos 200 metros (660 pies) hacia la corriente subterránea ecuatorial que luego lo lleva al Pacífico oriental. Efectos similares pero de magnitud mucho menor se observan en el Atlántico Norte y otros océanos [48] y también hay cambios en el flujo indonesio . [51] Un estudio de 2013 que utilizó ciclones tropicales de la temporada de tifones del Pacífico de 2003, incluido el tifón Chan-hom, mostró que los vientos de los ciclones tropicales podrían inducir ondas ecuatoriales que se mueven hacia el este [52] y sugirió que tales ondas inducidas por tifones pueden iniciar eventos de El Niño [53] cuando las condiciones de fondo son favorables. [54] Un estudio de 2014 mostró un aumento total en el contenido de calor del océano causado por los tifones y huracanes activos entre 2004 y fines de 2005. [55] Otra simulación de 2018 muestra que las anomalías cálidas del subsuelo se transportan hacia el este hacia el Pacífico oriental. [56]
También pueden existir mecanismos no oceánicos para los El Niño inducidos por ciclones tropicales. [57] Los ciclones tropicales en el Pacífico inducen vientos del oeste, los llamados estallidos de viento del oeste que juegan un papel importante en el inicio de los eventos de El Niño como el evento de El Niño de 2014-16 , y hay evidencia de que el aumento de la actividad de ciclones tropicales precede al inicio de El Niño. [58] Estos procesos también influyen en la intensidad de El Niño [59] y otros procesos climáticos. [60]
El aumento de la actividad de ciclones tropicales durante climas más cálidos podría aumentar el transporte de calor oceánico, lo que podría explicar por qué los registros climáticos de climas pasados más cálidos a menudo no muestran mucho calentamiento en los trópicos en comparación con las temperaturas de latitudes altas; el aumento del transporte de calor eliminaría el calor de manera más efectiva de los trópicos [61] y, por lo tanto, mantendría las temperaturas estables incluso con tasas cambiantes de transporte de calor oceánico. [62] La humedad inducida por ciclones tropicales y los flujos de calor debilitan la circulación de vuelco meridional del Atlántico [63] y la profundidad de la capa mixta aumenta en las áreas de ciclones tropicales. [64]
Esta alteración del transporte de calor oceánico por los ciclones tropicales se ha utilizado para explicar otros estados climáticos pasados en los que la Tierra era más cálida que hoy y el gradiente de temperatura entre los polos y los trópicos era menor. Este fue el caso, por ejemplo, durante el Cretácico tardío , durante el máximo térmico del Paleoceno-Eoceno durante el cual las temperaturas en el Ártico superaron los 20 °C (68 °F) en ocasiones, [65] durante el Eoceno [5] y durante el Plioceno entre 3 y 5 millones de años atrás. [19] [66]
El efecto del "Niño Ciclónico" podría explicar parcialmente las distribuciones de temperatura en el Plioceno [32] y un aplanamiento de la termoclina oceánica durante el Plioceno. [40] Las condiciones permanentes de El Niño pueden haber tenido efectos similares a los del El Niño actual, aunque esto no es indiscutible. [26] Un El Niño permanente suprimiría la actividad de huracanes en el Atlántico Norte de manera menos efectiva que un El Niño actual, debido a diferentes efectos termodinámicos del calentamiento transitorio. [67]
Se espera que los ciclones tropicales más fuertes provoquen una mayor mezcla del océano y, por lo tanto, un efecto más fuerte en el transporte de calor. Se espera que el calentamiento global antropogénico aumente la frecuencia de ciclones tropicales intensos y, por lo tanto, pueda inducir un efecto de Niño Ciclónico. [68] Una consecuencia podría ser el aumento de la actividad de huracanes en el Pacífico central. [69]