Las oscilaciones oceánicas tienen una gran influencia sobre el clima

Es frecuente escuchar en los medios de comunicación que, debido al cambio climático, la frecuencia e intensidad de los fenómenos meteorológicos extremos, como los ciclones tropicales, están aumentando. No es así. La climatología histórica informa sobre la evolución de estos fenómenos, que, aunque extremos, no son extraordinarios, ya que son comunes en muchas partes del mundo.

El análisis de más de 800 documentos históricos del periodo colonial español (cuadernos de bitácora de galeones que cruzaban el Atlántico) revela un aumento significativo de huracanes y ciclones tropicales a finales de los siglos XVI y XVIII. En cambio, el siglo XVII fue relativamente tranquilo, con menos ciclones y naufragios. Al comparar estos datos históricos con los resultados del análisis de anillos de crecimiento de pinos centenarios, se observa una disminución del 75 por cien en el número de ciclones tropicales durante el período frío conocido como el Mínimo de Maunder (1645-1715), cuando el número de manchas solares y la energía recibida del sol disminuyeron, lo que provocó un descenso significativo de las temperaturas.

Durante los tres siglos y medio transcurridos entre 1500 y 1850, más de 600 barcos españoles se hundieron al cruzar el Atlántico a causa de huracanes. Estos datos muestran que durante la Pequeña Edad de Hielo, un período frío y claramente preindustrial, el Atlántico experimentó con frecuencia condiciones climáticas extremas. La investigación científica moderna demuestra que las oscilaciones oceánicas tienen una gran influencia en los patrones climáticos y, en consecuencia, en los denominados fenómenos meteorológicos extremos. La imagen de portada ilustra la trayectoria seguida por el gran número de ciclones tropicales que se han producido en el Atlántico Norte (desde 1851) y el Pacífico Nororiental (desde 1949).

Para comprender estos procesos meteorológicos, es necesario considerar la inmensa extensión de agua que existe en nuestro planeta. La Tierra tiene una superficie de aproximadamente 510 millones de kilómetros cuadrados, de los cuales aproximadamente el 71 por cien, o aproximadamente 361 millones de kilómetros cuadrados, está cubierta por mares y océanos. Este inmenso volumen de agua convierte a los océanos en las mayores reservas de calor del planeta y les confiere un papel fundamental, probablemente el más importante de todos, en la evolución del tiempo y el clima. Esta importancia es particularmente pronunciada en las regiones tropicales (cercanas al ecuador), donde la formación de nubes sobre los océanos tiene una gran influencia en la evolución de las corrientes y los vientos oceánicos, la temperatura de las aguas superficiales y otros parámetros. Además, esta influencia se extiende a otras regiones oceánicas alejadas del cinturón ecuatorial, hacia los polos, influyendo en la nubosidad baja, un componente que tiene una influencia muy significativa en la evolución de la temperatura atmosférica.

Las interdependencias e interacciones entre el Sol, los océanos y la atmósfera terrestre son extremadamente complejas, y aún queda mucho para comprenderlas plenamente. Para entender los mecanismos que controlan su formación, describiremos brevemente algunos fenómenos cíclicos denominados oscilaciones oceánicas. Estas oscilaciones representan variaciones periódicas en la temperatura y la dirección del movimiento del agua oceánica.

Se sabe que estos cambios cíclicos ocurren en todos los océanos del mundo y su interacción desempeña un papel fundamental en el cambio climático. Así, la Oscilación del Atlántico Norte (OAN) interactúa con la Oscilación Ártica (OA) y controla los patrones climáticos en las latitudes europeas. Es responsable de los contrastes entre la zona cálida de altas presiones de las Azores, al sur, y las zonas de bajas presiones y aire más frío, al norte (región islandesa). La intensidad de la Oscilación del Atlántico Norte (OAN) se cuantifica mediante el “índice OAN”, definido por las diferencias entre las presiones medias de dos estaciones meteorológicas de referencia, una en las Azores y otra en Islandia. Cuando la diferencia es grande, el índice OAN es positivo (OAN+). Cuando la diferencia es pequeña, el índice OAN es negativo (OAN-).

La OAN es responsable de las tendencias climáticas plurianuales, generando inviernos suaves con abundantes precipitaciones en Europa Central cuando la tendencia es OAN+, mientras que condiciona inviernos relativamente fríos y secos en las regiones mediterránea y norteafricana cuando la tendencia es OAN-. Otro parámetro meteorológico de gran importancia es la Oscilación Multidecadal Atlántica (OMA), que describe los cambios cíclicos repetidos en las corrientes atlánticas que influyen en las temperaturas del agua cerca de la superficie, afectando también a las temperaturas atmosféricas en el hemisferio norte.

Una fase de OMA+ se produce cuando las masas de agua cálida de las zonas tropicales fluyen con mayor frecuencia hacia el Atlántico Norte, acelerando así el deshielo. Las fases negativas corresponden a situaciones meteorológicas con el efecto contrario, donde las masas de agua cálida fluyen más lentamente hacia el norte. Las consecuencias típicas de una OMA- son una disminución de las temperaturas en América del Norte y Europa, mientras que la masa de hielo polar aumenta. Por el contrario, las regiones árticas experimentan una disminución del hielo durante las fases de OMA+, como ha ocurrido en las últimas décadas, aunque la fase positiva actual parece haber perdido intensidad desde principios del nuevo milenio.

La OMA tiene una influencia significativa en las tendencias de las precipitaciones. Los períodos de fuertes lluvias en el norte de Europa corresponden a fases de índice AMO- y períodos de baja actividad solar, mientras que, al mismo tiempo, la precipitación disminuye en el sur de Europa, el norte de África y la costa este de Norteamérica.

De igual manera, la AMO tiene una influencia significativa en el desarrollo de huracanes. Al analizar el número de huracanes ocurridos después de la Pequeña Edad de Hielo, entre 1856 y 2005, como muestra la imagen anexa, se observa que su frecuencia varía con los ciclos de la Oscilación Multidecadal Atlántica. El mismo gráfico también muestra que el número promedio de huracanes por década no aumentó significativamente durante el siglo XX.

Los registros indican que, desde 2005, la fuerza, la duración y la frecuencia de los huracanes en el Atlántico Norte han disminuido. No hay evidencia de que los fenómenos meteorológicos extremos se estén intensificando en este océano. La actividad de los huracanes se ha seguido durante varios siglos, y las variaciones en la duración de cada oscilación han demostrado la extrema complejidad de las influencias e interrelaciones entre las variaciones en la actividad solar y los cambios en los océanos y la atmósfera.

La evolución de las oscilaciones oceánicas coincide con ciclos de actividad solar a corto y mediano plazo, como los ciclos básicos de aproximadamente 11 años, o múltiplos de estos, como los de aproximadamente 22 años, o ciclos de entre 50 y 70 años, como muestra la Figura 2. Sin embargo, cabe recordar que la evolución temporal de estos procesos es muy compleja, ya que estos ciclos de corto plazo probablemente se superponen con ciclos que duran varios siglos, además de la influencia de ciclos de actividad solar que duran uno o dos milenios.

Otro parámetro importante para caracterizar huracanes y ciclones tropicales es la medición de la energía ciclónica acumulada (ECA). La energía liberada por los ciclones se estima en función de su duración, velocidad y otros parámetros. La Figura 3 muestra la evolución de la ECA (a nivel mundial y para el hemisferio norte) desde la década de 1970. El gráfico no muestra un aumento de la ECA en los últimos 52 años, sino una tendencia periódica de altibajos, con un patrón similar a la evolución de El Niño/Oscilación del Sur (ENOS). Por lo tanto, las oscilaciones oceánicas tienen una gran influencia en el desarrollo del clima y la formación de los ciclones tropicales.

Si nos remontamos más atrás en el tiempo, los estudios geológicos realizados en sedimentos de entre 2.500 y 10.000 años de antigüedad resultan muy interesantes. Estos estudios han permitido determinar la intensidad relativa de las tormentas midiendo la velocidad del viento necesaria para transportar diferentes fracciones de tamaño de grano de arena. La evolución de esta intensidad a lo largo del tiempo también indica la existencia de periodicidades de aproximadamente 200, 300 y 2.500 años, que coinciden con los ciclos de variación de la actividad solar. Se ha interpretado que las fluctuaciones en la intensidad de las tormentas influyen en los patrones de precipitación en el norte de Europa. Como se muestra en la Figura 4, podría existir una relación con los cambios en la posición e influencia del Anticiclón de las Azores y el vórtice polar.

Estos dos fenómenos atmosféricos, de gran importancia meteorológica y climatológica en el Atlántico Norte, están controlados por oscilaciones oceánicas, que a su vez dependen de la energía solar incidente. El panel inferior de la Figura 4 también ilustra la correlación entre el transporte de sedimentos de icebergs (sedimentos derivados del hielo) y la intensidad de las tormentas. Llama la atención que los períodos de máxima intensidad de las tormentas coincidan con el Óptimo Climático Atlántico y el Período Minóico.

Al hablar de fenómenos meteorológicos extremos, no debemos olvidar los tornados, remolinos de aire, generalmente cargados de polvo, que giran en espiral y se desplazan sobre la tierra a velocidades de hasta 500 kilómetros por hora, destruyendo todo a su paso. Se forman principalmente en regiones y estaciones con fluctuaciones de temperatura significativas, por ejemplo, cuando el aire cálido del Golfo de México se encuentra con vientos terrestres mucho más fríos de las Montañas Rocosas de Estados Unidos Estas fluctuaciones de temperatura tienden a ser mayores durante los períodos fríos que durante los cálidos, cuando el equilibrio térmico suele ser mayor. Cada año, estos ciclones dejan una estela devastadora en Estados Unidos. Cuando los tornados se desplazan sobre el mar, sus espirales se llenan de agua y se denominan “trompas marinas”.

El gráfico anexo muestra el número anual de tornados en los 48 estados contiguos continentales de Estados Unidos entre 1950 y 2022. La curva azul claro indica el número total de tornados, la curva morada solo los de alta intensidad (intensidad EF-2 o superior) y la curva roja indica el número promedio anual de manchas solares, un indicador de la actividad solar.

En Estados Unidos, la intensidad de los tornados se clasifica según su velocidad, utilizando una escala llamada Escala Fujita Mejorada (EF), que llega hasta EF-5 para tornados extremadamente potentes. Los tornados más débiles, EF-1, alcanzan velocidades de hasta 177 kilómetros por hora (110 mph), mientras que los que alcanzan velocidades más altas se clasifican como EF-2 y superiores.

El número total de tornados anuales aumentó durante el período estudiado, mientras que el número de manchas solares disminuyó ligeramente (línea roja). Sin embargo, el número de tornados de alta intensidad está disminuyendo ligeramente, lo que sugiere que la baja intensidad solar favorece la formación de tornados, especialmente los más débiles, mientras que los más violentos están disminuyendo. En cualquier caso, se observa que el número de tornados devastadores en Estados Unidos ha disminuido en los últimos 70 años.

Las interacciones entre los sistemas del Sol, el Océano y la Atmósfera son extremadamente complejas y que aún estamos lejos de comprenderlas por completo, tanto en el presente como en el pasado, ya que han estado sujetas a cambios constantes, incluso en tiempos geológicos recientes. Además, no debe olvidarse que la actividad de estos tres sistemas puede verse alterada por eventos aislados y de corta duración, como erupciones volcánicas de alta intensidad.

Desde sus inicios, la humanidad ha temido los fenómenos meteorológicos inexplicables, ahora descritos como extremos e incontrolables. Pero los datos estadísticos sobre la evolución de estos fenómenos a lo largo del tiempo indican claramente que ningún aumento crítico está asociado a una crisis climática inexistente, y que los huracanes y ciclones se producen al mismo ritmo secular que la naturaleza siempre ha impuesto.

(*) Stefan Uhlig, Enrique Ortega Gironés y José Antonio Sáenz de Santa María Benedet https://editorialaulamagna.lantia.com/libro/cambios-climaticos