Análisis: La “mancha cálida” del océano Pacífico y olas de calor en Chile | (CR)2

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René Garreaud, subdirector Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2; y Martín Jacques, investigador principal Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2

La «mancha cálida” es una extensa zona sobre el océano Pacifico suroccidental -al este de Nueva Zelanda- que ha experimentado un marcado calentamiento superficial durante diciembre del año 2019, con temperaturas de hasta 3 °C por encima de su valor climatológico, como lo muestra la figura 1.

Pese a que esta mancha ha llamado la atención de algunos medios de comunicación, no es un fenómeno nuevo. Investigaciones realizadas en Chile (Garreaud et al. 2019) han mostrado que las anomalías cálidas han dominado la capa superior del Pacifico suroccidental durante las últimas dos a tres décadas. Además, la mancha ha sido sindicada como una de las principales causas de la prolongada megasequía en Chile central. Sin embargo, el calentamiento de largo plazo de esa parte del océano ha sido más marcado y sostenido en los meses de invierno, por lo que la sorpresa reside ahora en este repentino calentamiento a comienzos de verano. En esta breve nota levantamos una hipótesis sobre su origen y consecuencias.

Figura 1: Evolución de la temperatura superficial del mar (TSM) en el océano Pacífico Sur Occidental (40° S 170° W) desde el 1 de mayo al 31 de diciembre de 2019 (curva roja). Para referencia la curva azul indica el promedio histórico de la TSM en esa zona. Fuente:  NOAA-Análisis combinado de alta resolución.

La mancha cálida se ubica en el borde noroeste de un sector del Pacifico Sur dominado por anomalías positivas de presión a nivel del mar (identificadas como A2 en el panel B de la figura 2). Este centro de alta presión induce vientos anómalos del norte (flecha negra gruesa en el mismo panel), los que son capaces de transportar aguas cálidas provenientes de la zona subtropical directamente hacia la mancha, que se ubica en latitudes medias. La anomalía de circulación produce, además, el hundimiento del agua superficial, conservando así el calor en su interior. Así, la mancha cálida parece ser una consecuencia de la anomalía de alta presión en la parte central del Pacifico Sur que ha sido prominente (>6 hPa) durante todo el mes de diciembre de 2019.

Si la hipótesis anterior es correcta, la pregunta siguiente se refiere al origen de esta anomalía anticiclónica que ocasiona la mancha cálida. Para explorar esto, consideremos el panel A de la figura 2, en que se representan fenómenos que ocurren en la tropósfera alta, a unos 12 kilómetros de altura. Los colores cálidos indican un déficit de precipitación, destacando la marcada sequía que afecta al Continente Marítimo (Borneo, Indonesia y la parte norte de Australia) durante diciembre de 2019. Mientras que en esta región predominó la ausencia de convección y de lluvias, lo opuesto se observó en el océano Índico (al este de Madagascar y suroeste de Australia) con actividad convectiva sobre lo normal. Este dipolo de precipitación parece ser el origen de las anomalías en la circulación en la tropósfera alta, representadas en el panel A de la figura 2 por una alternancia de centros con circulación ciclónica (B) y anticiclónica (A) en el nivel de 200 hPa. Este tren de ondas de Rossby, persistió de forma estacionaria durante gran parte de diciembre. Es relevante destacar que uno de sus nodos anticiclónicos (A) se ubica justamente sobre el Pacifico suroeste, lo que contribuye a mantener el centro de alta presión en superficie (A2) que sostiene, a su vez, a la mancha cálida.

Figura 2: Panel A: Anomalía radiación infrarroja emergente (colores) y geopotencial 200 hPa (contornos cada 20 mgp) para diciembre 2019, en altura. Panel B: Anomalía temperatura superficial (colores) y presión a nivel del mar  (contornos cada 2 hPa) para diciembre 2019, en superficie. Fuente: NCEP/NCAR reanalysis (presión) y NOAA (radiación).

La ausencia de lluvias en el Continente Marítimo y la presencia de éstas en el océano Índico están asociadas a la Oscilación de Madden-Julian (OMJ), el principal modo de variabilidad climática subestacional en los trópicos (Zhang, 2005). Éste ocasiona que los centros secos/lluviosos en la banda ecuatorial se desplacen lentamente hacia el Este. Aunque la OMJ estuvo principalmente inactiva en diciembre de 2019, a mediados de ese mes se manifestó de forma concordante con la ausencia/presencia de precipitaciones descrita arriba.

Notemos, además, que tanto a nivel de superficie (panel B figura 2) como en altura (panel A figura 2) hay un tercer centro de altas presiones (A3) frente a la costa del centro de Chile. Este centro refuerza el anticiclón subtropical del Pacifico, es decir, aumenta el descenso de aire y, consecuentemente, disminuye los vientos en niveles medios provenientes desde el océano. Ambos factores (descenso de aire y disminución de vientos) contribuyeron al récord de altas temperaturas que experimentamos el mes pasado en Chile central. Santiago, por ejemplo, tuvo un promedio de temperaturas máximas de 31.4 °C, más de 2 °C por encima del valor climatológico.

El caluroso inicio del verano en buena parte de Chile central no es una consecuencia de la mancha cálida per se, sino que, más bien, ambas condiciones parecen estar asociadas a una perturbación de gran escala de la circulación en el hemisferio sur, instigadas por anomalías del régimen de precipitación tropical sobre el océano Índico y el Continente Marítimo. Esta conexión entre el trópico y Chile centro-sur es modulada por la OMJ y ha emergido también como gatillante de eventos extremos en el pasado reciente (Jacques-Coper et al. 2016; Garreaud 2018; Rondanelli et al. 2019).

Entonces, considerando todo esto, ¿qué esperamos que suceda con el tren de ondas, la mancha en el Pacífico y el calor en Chile? Tras haber completado un ciclo, los pronósticos indican que la OMJ estará activa durante la primera quincena de enero 2020. De esta forma, se espera que la ausencia de lluvias en el Continente Marítimo y su presencia en el océano Índico se desplace hacia el Este y, además, que el tren de ondas de Rossby modifique acordemente la posición de sus centros de acción. En particular, se prevé que condiciones convectivas durante la segunda semana de enero 2020 reemplacen la anomalía del descenso de aire observada durante diciembre 2019 sobre el Continente Marítimo, aliviando, tal vez, la terrible e histórica temporada de incendios forestales en el sureste de Australia. Consecuentemente, es probable que la alta presión que sostenía a la mancha se desplace también, por lo que ésta debiera disminuir en intensidad en las próximas semanas. Finalmente, esperamos un respiro en cuanto a las altas temperaturas en Chile central durante la primera quincena de enero, para volver a presenciar altas temperaturas a comienzos de la segunda mitad del mes. Siguiendo los mecanismos indicados anteriormente, esta perspectiva se apoya en el desarrollo de un tren de ondas de Rossby con contribuciones de origen tropical y extratropical. Como comentamos en esta nota, este tipo de análisis está siendo particularmente útil para anticipar condiciones climáticas extremas durante el verano 2019-2020.

Referencias

Jacques-Coper, M., Brönnimann, S., Martius, O., Vera, C., Cerne, B. 2016: Summer heat waves in southeastern Patagonia: An analysis of the intraseasonal timescale. International Journal of Climatology. 36(3), pp. 1359-1374

Rondanelli, R., Hatchett, B., Rutllant, J., Bozkurt, D. y Garreaud, R. 2019: Strongest MJO on Record Triggers Extreme Atacama Rainfall andWarmth in Antarctica. Geophysical Research Letters, 46.

Garreaud, R. 2018: A plausible atmospheric trigger for the 2017 coastal El Niño. Int. Journal of Climatology.

Garreaud, R., Boisier, JP., Rondanelli, R., Montecinos, A., Sepúlveda H. y Veloso-Águila, D. 2019: The Central Chile Mega Drought (2010-2018): A Climate dynamics perspective. International Journal of Climatology. 1-19.

Zhang, C. 2005: Madden-Julian Oscillation. Rev. Geophys. 43: RG2003.