Análisis CR2 | La Niña que viene…

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René Garreaud, Subdirector Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia CR2 y académico Departamento de Geofísica (DGF) de la Universidad de Chile; Patricio Aceituno, académico DGF-U.Chile; Roberto Rondanelli investigador asociado CR2 y académico DGF-UChile; y Cristián Martínez-Villalobos, Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez, y Fundación Data Observatory Chile

  • Para este invierno se espera la llegada de una Niña “clásica” (no costera), lo que conlleva bajas precipitaciones para Chile central. Sin embargo, no es posible medir la intensidad de este posible déficit de lluvias. Pese a esto, se deben realizar esfuerzos preventivos ante un eventual escenario de sequía
Tan solo hace un año…

Hace un año estábamos en la fase inicial de un evento El Niño[1] con un marcado calentamiento de la superficie del mar frente a la costa del norte del Perú y Ecuador, que en los meses siguientes se propagó hacia el oeste, abarcando todo el Pacifico ecuatorial. La intensidad de este Niño “global” se puede apreciar con el índice Niño3.4, que corresponde a la anomalía[2] promedio de la temperatura superficial del mar (TSM) en la región 120°W – 160°W, 5°S – 5°N (Figura 1a). La máxima anomalía de TSM (1.8 °C) ocurrió en diciembre de 2023 (Figura 1), lo que revela un evento significativo, pero con una intensidad por debajo de los mayores eventos de los últimos 50 años, cuando el índice Niño3.4 superó los 2.3 °C en diciembre de 1982, 1997 y 2015. En tanto, entre junio y agosto de 2023, el Niño3.4 alcanzó los 1.2 °C, favoreciendo las condiciones más lluviosas que ocurrieron en la zona centro-sur de Chile (interrumpiendo la megasequía) y que provocaron una “primavera invernal”.

Actualmente, las anomalías positivas de la TSM persisten sobre el Pacifico central (valores de Niño3.4 cercanos a los 1.2 °C en marzo), pero bajo superficie existe una condición más fría de lo normal, lo que también empieza a manifestarse en la costa occidental de Sudamérica (Figura 1c). El índice Niño1+2 (anomalías de la TSM entre 90° -80°W y 0-10°S) alcanzó un valor levemente negativo a fines de marzo (Figura 1a).

Figura 1. Paneles (a) y (b) muestran la evolución semanal en °C de los índices Niño3.4 y Niño1+2, respectivamente, durante los últimos 12 meses (Fuente: Climate Prediction Center / NCEP). El panel (c) muestra el mapa de anomalías de la Temperatura Superficial del Mar (en °C) para la semana entre el 27 de marzo y el 3 de abril de 2024 (Fuente: OI SST V2.1 / PSL / NOAA). En el mapa también se muestran las regiones empleadas para definir los índices Niño3.4 y Niño1+2.

Cuando ocurre un evento de El Niño o La Niña en el Pacifico central, bien representado por los extremos del índice Niño3.4, también ocurren anomalías de TSM en la costa norte de Sudamérica, las cuales se cuantifican con el índice Niño1+2 (Figura 1C). Sin embargo, en algunas ocasiones, puede ocurrir un calentamiento o enfriamiento significativo que se ubica justo en el océano cercano al continente, dando lugar a un “Niño costero” o “Niña costera” (Martínez-Villalobos et al., 2024). El caso más reciente[3] corresponde al intenso Niño costero del verano del 2017, que tuvo un gran impacto en Perú y Ecuador (Garreaud 2018).

La Niña Global (¡y no costera!)

Para intentar predecir el estado más probable del clima con varios meses de antelación se utilizan modelos numéricos que simulan el sistema acoplado océano-atmósfera. La Figura 2a, por ejemplo, muestra las anomalías de TSM, presión a nivel del mar y precipitación empleando el promedio de varios modelos para el trimestre julio-agosto-septiembre del año 2024. Se destacan las anomalías negativas de la TSM entre -1 °C y -1.5 °C en el Pacifico ecuatorial, desde la costa de Sudamérica hasta la línea del cambio de fecha (180°W), con un máximo entre los 120°-160°W, justamente, la zona empleada para calcular el índice Niño3.4.

La evolución prevista para este índice se presenta en la Figura 3 donde cada línea corresponde al resultado de un modelo de pronóstico. La mayoría de ellos muestra una rápida transición desde la actual condición cálida a una condición neutra durante el otoño y el establecimiento de La Niña a partir del trimestre julio-agosto-septiembre (JAS). El promedio multimodelo del índice Niño3.4 para ese trimestre es cercano a -1 °C, pero hay modelos que anticipan una condición casi neutra y otros una Niña más intensa con anomalías negativas de hasta -2 °C[4].

Figura 2. Predicción climática para el trimestre julio-agosto-septiembre de 2024 en base a cinco modelos numéricos acoplados océano-atmosfera y compilados por APEC Climate Center. Los mapas corresponden a la anomalía del promedio multimodelo de: (a) la temperatura superficial del mar, (b) la presión atmosférica a nivel del mar y (c) la precipitación estacional.

Tomando en cuenta esta incertidumbre y considerando el consenso entre modelos, las Figuras 2a y 3 indican la posible ocurrencia de una Niña de intensidad moderada sobre todo el Pacifico a partir de la segunda mitad de este año. Aunque el océano tropical adyacente a Sudamérica también presentará condiciones más frías que el promedio, no corresponde hablar de una Niña costera, debido a que la extensión de las anomalías frías abarca gran parte del Pacífico ecuatorial y que la ubicación de las máximas anomalías de TSM ocurrirán al medio del Pacífico y no estarán restringidas a la costa Sudamericana.

Figura 3. Predicción climática del índice Niño3.4 para los trimestres de 2024. Por ejemplo, JAS corresponde al trimestre julio-agosto-septiembre de 2024. Cada línea delgada corresponde a un modelo predictivo. La curva gruesa azul corresponde al consenso de los modelos. Figura generada por el International Reseach Institute, University of Columbia.

Impactos en Chile central

Históricamente, la precipitación en Chile central entre Coquimbo y el Biobío fluctúa marcadamente entre un año y otro debido, principalmente, a la variabilidad de la precipitación durante el invierno. Por ejemplo, la precipitación acumulada en Santiago el año 1997 superó los 700 mm, mientras que durante 1998 solo alcanzó los 89 mm, ambos valores muy lejos del promedio histórico de unos 310 mm. Estas variaciones interanuales de precipitación están significativamente correlacionadas con las anomalías de la TSM en la región Niño3.4 del Pacifico ecuatorial central (Aceituno 1989; Montecinos & Aceituno 2003). Así, los inviernos de años El Niño tienden a presentar lluvias sobre el promedio, mientras que inviernos durante la Niña tienden a ser deficitarias.

Los mecanismos detrás de esta asociación estadística son complejos e involucran variaciones en la intensidad del anticiclón subtropical del Pacifico frente a nuestras costas.  En un invierno de El Niño, por ejemplo, el anticiclón del Pacifico se ve debilitado, lo que favorece la llegada de sistemas frontales a Chile central (Rutllant & Fuenzalida 1991) y, por otro lado, hay un aumento generalizado del transporte de humedad desde latitudes más bajas y zonas cercanas al Pacífico central (Campos & Rondanelli 2023).

Lo contrario pasa durante un invierno de La Niña, y es precisamente lo que los modelos numéricos predicen para la segunda mitad de este invierno. Junto al establecimiento de La Niña (Figura 2a) se prevén anomalías positivas de presión a nivel del mar sobre gran parte del Pacifico subtropical y una profundización de las bajas presiones en la periferia Antártica (Figura 2b), lo que finalmente resulta en menores precipitaciones sobre el Pacifico que intercepta la zona centro-sur de Chile (Figura 2c).

Aun cuando el establecimiento de una Niña de intensidad moderada en el Pacifico central es prevista en forma consistente por los modelos climáticos, la predicción estacional de precipitaciones en Chile central tiene un grado de incertidumbre, en especial respecto al monto de las anomalías. Para ilustrar este punto hacemos uso de la Figura 4 en que cada círculo corresponde a un año entre 1950 y 2023, de acuerdo con el índice de Niño3.4 (eje horizontal) y la precipitación anual en Santiago (eje vertical). La tendencia a mayores precipitaciones en eventos de El Niño y menores precipitaciones en eventos La Niña es clara (y en forma estadística se obtiene un coeficiente de correlación de 0.6[5]) pero también es evidente la dispersión de esta relación. Por ejemplo, cuando la condición del Pacifico es neutra (Niño3.4 entre -0.5 y +0.5°C) la precipitación en Santiago fluctúa ampliamente en torno a la condición media, incluyendo años muy secos y otros muy lluviosos. Los inviernos en que el índice Niño3.4 estuvo en el rango de valores previstos para este año (-0.6 a -1.2 °C, cuadro violeta en la Figura 4) la precipitación anual fue, mayormente, bajo el promedio con cerca de la mitad de los casos en el rango seco y ningún año en los rangos lluvioso o muy lluvioso.

Figura 4. Diagrama de dispersión entre el índice Niño3.4 en invierno (junio-julio-agosto) y la precipitación anual en Santiago (Quinta Normal, con datos de la Dirección Meteorológica de Chile). Cada circulo corresponde a un año entre 1950 y 2023. Los círculos con una cruz corresponden al periodo 2010-2023. El rango más probable de índice Niño3.4 para el invierno 2024 está indicado por el rectángulo color violeta.

De especial relevancia es la ocurrencia de hipersequías, definidas aquí como los años con menos de 100 mm acumulados en Santiago (1/3 del promedio histórico) y que corresponden a los años 1924, 1968, 1998, 2019 y 2021. Solo dos de estos eventos (1924 y 1998) ocurrieron en condiciones de La Niña, mientras que los otros tres ocurrieron en años neutros en el Pacifico central. También es interesante mencionar que la mayoría de los años con precipitación deficitaria desde el 2010 han ocurrido bajo estas condiciones neutras, y la mantención de la megasequía ha sido atribuido en buena parte al calentamiento del Pacífico subtropical oriental (al este de Nueva Zelandia), lo que se ha denominado la Mancha Cálida (Garreaud et al., 2021).

En resumen…

La inminente llegada de una Niña “clásica” establece un aumento de la probabilidad de un escenario deficitario de precipitaciones para Chile central durante este invierno como ya lo está prediciendo la Dirección Meteorológica de Chile. Sin embargo, debemos reconocer que, como toda predicción climática, este escenario está sujeto a incertidumbre y, actualmente, no existe la capacidad de prever la intensidad de esta posible sequía, menos si se tratará de una hipersequía. No es posible descartar esta posibilidad y, por lo tanto, es necesario incorporarla como uno de los posibles escenarios en la planificación de actividades altamente sensibles a la disponibilidad de agua.

Referencias

Aceituno, P. (1988). On the functioning of the Southern Oscillation in the South American sector. Part I: Surface climate. Monthly Weather Review, 116(3), 505-524. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1988)116%3C0505:OTFOTS%3E2.0.CO;2

Campos, D., & Rondanelli, R. (2023). ENSO‐Related Precipitation Variability in Central Chile: The Role of Large-Scale Moisture Transport. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128(17), e2023JD038671.  https://doi.org/10.1029/2023JD038671

Garreaud, R., Clem, K., & Veloso, J. (2021). The South Pacific Pressure Trend Dipole and the Southern Blob. Journal of Climate, 34(18), 7661-7676, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0886.s1

Garreaud, R. (2018). A plausible atmospheric trigger for the 2017 coastal El Niño. Int. Journal of Climatology, 38. DOI: 10.1002/joc.5426

Martinez-Villalobos , C., Dewitte, B., Garreaud, R., & Loyola, L. (2024). Extreme coastal El Niño events are tightly linked to the development of the Pacific Meridional Modes. Submitted to Nature Communications.

Montecinos, A., & Aceituno, P. (2003). Seasonality of the ENSO-related rainfall variability in central Chile and associated circulation anomalies. Journal of climate, 16(2), 281-296. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2003)016%3C0281:SOTERR%3E2.0.CO;2

Rutllant, J., & Fuenzalida, H. (1991). Synoptic aspects of the central Chile rainfall variability associated with the Southern Oscillation. International Journal of Climatology, 11(1), 63-76.

Notas

[1] La fase cálida del fenómeno El Niño Oscilación del Sur (ENOS). Ver más información en este análisis.

[2] Diferencia respecto al promedio de largo plazo

[3] El evento de El Niño 2023 comenzó en la costa de Perú, pero rápidamente derivó hacia un Niño central.

[4] Esto muestra que los pronósticos estacionales, es decir, los pronósticos del estado del océano y la atmósfera con varios meses de antelación tienen una gran incertidumbre asociada —a diferencia del pronóstico del tiempo, que posee poca incertidumbre cuando se trata de unos pocos días de antelación.

[5] La correlación entre la precipitación en Chile central con el índice Niño1+2 es de 0.36 -más débil que la obtenida con Niño3.4- y gran parte de esta asociación es debido a la asociación entre las anomalías de TSM costera y la del Pacifico central.