*Bueno, tal vez no.
Aunque no es tan popular como el» vórtice polar», las ondas Kelvin oceánicas aparecieron en los informes de los medios a principios de 2014 (aquí, aquí, aquí) cuando una ola realmente fuerte viajó hacia el este a través del Océano Pacífico tropical. En este post, vamos a entrar en un poco más de detalle sobre lo que son estas ondas y por qué son importantes en la predicción de ENSO. Y si algún día las ondas Kelvin se vuelven tan populares como el vórtice polar, confiamos en que nuestros lectores podrán describirlas de una manera que no genere un fuerte suspiro de los científicos.
No todas las olas se rizan y chocan
Las olas con las que la mayoría de nosotros estamos familiarizados son las olas en la playa, olas que se rizan y chocan sin fin en la orilla. Pero el océano y la atmósfera también tienen lo que se llaman «ondas planetarias», olas de inmensa escala. Las ondas Kelvin son una especie de onda planetaria.
A diferencia de las olas que se ven en la playa, las olas Kelvin no se doblan y luego se estrellan. Son más como las olas en su bañera, que se deslizan lentamente alrededor. No se rompen, pero todavía tienen picos y valles anchos que cambian la profundidad del agua (el equivalente oceánico es «altura de la superficie del mar»).
Las ondas Kelvin que son relevantes para ENSO solo se mueven hacia el este y a lo largo del ecuador (1). Como todas las ondas planetarias, la extensión geográfica de una onda Kelvin ecuatorial es enorme, a menudo se extiende sobre gran parte del Océano Pacífico (miles de millas).
Las ondas Kelvin ecuatoriales tienen dos fases, que pueden conducir a cambios muy diferentes en la temperatura del subsuelo y de la superficie del mar (SST) en el Pacífico tropical oriental:
(A) Fase descendente: Normalmente, los vientos soplan de este a oeste a través del Pacífico tropical, que acumula agua caliente en el Pacífico occidental. Un debilitamiento de estos vientos inicia la capa superficial de agua en cascada hacia el este. La gruesa capa cálida se desliza hacia el este, empujando hacia abajo la termoclina a medida que avanza, por lo que llamamos a esto una ola de «flujo descendente». La termoclina es el límite entre la capa mixta más cálida y cercana a la superficie y el agua más fría y profunda (4). Debido a este empuje hacia abajo a medida que la ola viaja hacia el este, es más difícil que el agua más fría y profunda afecte la superficie, por lo que las temperaturas cercanas a la superficie a menudo están por encima de la media. Esto a menudo (no siempre) calentará las temperaturas de la superficie y plantará las semillas para un El Niño (5).
(B) Fase de afloramiento: Después de que pasa la parte de afloramiento de la ola, a veces vemos un rebote o afloramiento donde hubo una vez afloramiento (6). Aquí, el agua más fría a profundidad aflora y la termoclina se acerca a la superficie. A menudo veremos temperaturas por debajo del promedio cerca o en la superficie.
Puede ver las fases de afloramiento y afloramiento en este diagrama a continuación, que muestra la temperatura promedio de los 300 m superiores del océano a lo largo del ecuador (7). Cuando la capa superior cálida es gruesa, esta temperatura promedio es más cálida, por lo que este tipo de diagrama es conveniente. Una vez que comienza, una ola Kelvin tarda de 2 a 3 meses en cruzar el Pacífico tropical, lo que nos da un tiempo de anticipación para anticipar un posible evento de El Niño. Vimos una gran ola Kelvin descendiente en marzo/abril de 2014 (también ver este artículo), pero luego vimos pasar una fase de surgencia en junio/julio, que ayudó a revertir y enfriar las temperaturas en el Pacífico oriental. Los cambios de temperatura del subsuelo no siempre son perfectamente iguales y opuestos. El hecho de que haya una fase de afloramiento fuerte no significa que haya una fase de afloramiento fuerte (6).
Anomalías ecuatoriales de temperatura sub-superficial (promediadas de 0 a 300 metros de profundidad) mostradas para cada longitud a través del Océano Pacífico (ver eje x). El tiempo se muestra en el eje y desde mediados de enero de 2014 (borde superior) hasta mediados de enero de 2015 (borde inferior). El sombreado rojo muestra dónde las temperaturas estaban por encima de la media, y el sombreado azul muestra dónde estaban por debajo de la media. Los datos proceden del Sistema Mundial de Asimilación de Datos Oceánicos (GODAS) del NCEP, con anomalías definidas con respecto al promedio de 1981 a 2010. La figura es del Centro de Predicción Climática de NOAA.
Durante diciembre de 2014 y enero de 2015, vimos que una débil ola Kelvin surgida se movía a través del Pacífico tropical (sombreado blanco), lo que resultó en el enfriamiento del océano Pacífico tropical subsuperficial. Será este el último clavo en el ataúd para El Niño en el invierno de 2014-15? Es posible, así que manténgase atento a las futuras actualizaciones de ENSO. De cara al futuro, todavía tenemos que seguir monitoreando el Pacífico para detectar futuras olas Kelvin descendentes que puedan aumentar el riesgo de que se forme El Niño en 2015 (ver la última prueba del NCEP CFSv2).
Thanks Gracias por la revisión y las ediciones de William Kessler, Laboratorio Ambiental Marino del Pacífico (PMEL) de NOAA. Echa un vistazo a sus útiles y entretenidas preguntas frecuentes sobre ENSO.
Notas a pie de página:
(1) En este punto, nuestros lectores más inquisitivos podrían preguntarse, ¿qué sucede después de que esta ola golpee la costa de América del Sur? Bueno, pueden rebotar hacia atrás (ligeramente fuera del ecuador) como una ola Rossby en movimiento hacia el oeste. Además, hay un segundo tipo de onda Kelvin en el océano que no es tan directamente aplicable a la predicción del ENSO, que se llama onda Kelvin costera que viaja con la costa a su derecha en el Hemisferio Norte.
(2) A escala planetaria, dominan diferentes fuerzas, por lo que encontramos estas diferentes clases de ondas. Sin embargo, como cualquier onda, las ondas planetarias comienzan cuando la superficie de un fluido se altera de alguna manera.
(3) La onda Kelvin atmosférica a menudo se presenta como onda Kelvin Acoplada Convectivamente (CCKW) y es esencialmente similar a la Oscilación Juliana Madden atmosférica (MJO), excepto que se mueven más rápido hacia el este y abarcan longitudes de onda más cortas (Kiladis et al., 2009).
(4) La termoclina a menudo se define por temperaturas subterráneas a 20 ° C. Alrededor de la capa de 20°C, las temperaturas del océano cambian rápidamente (un fuerte gradiente de temperatura). En promedio, la termoclina se encuentra a una profundidad más profunda en el Pacífico occidental y está más cerca de la superficie en el Pacífico oriental.
(5) La aparición de una onda Kelvin descendente no significa automáticamente que se avecine un evento de El Niño. Las temperaturas bajo la superficie pueden llegar a ser bastante cálidas, pero no necesariamente se manifiestan en la superficie del océano de una manera 1:1. Esto se debe a que es» más fácil » lograr grandes anomalías cerca de la termoclina (un gran gradiente de temperatura puede conducir a grandes anomalías) y no necesariamente en la superficie. Sin embargo, las olas Kelvin descendentes son un signo de un posible El Niño y son la razón por la que es importante monitorear debajo de la superficie del océano, además de la superficie.
(6) No tiene que haber una ola de surgencia de rebote. Las olas reflejan completamente la fuerza del viento: si los vientos permanecen en dirección oeste, no habrá rebote. Pero sucede que el forzamiento del viento típicamente del oeste (por ejemplo, del MJO) es seguido por anomalías del este. Este proceso es totalmente externo al océano; en última instancia, el océano responderá al forzamiento sostenido del viento.
(7) La figura 1 se conoce como diagrama de Hovmoller, que es un nombre intimidante, pero es una buena manera de presentar información. El sombreado rojo muestra dónde las temperaturas del subsuelo (desde la superficie del océano hasta 300 metros por debajo de la superficie) están por encima de la media. El blues te muestra dónde están por debajo de la media. Lo bueno de este diagrama es que se puede ver la evolución y el movimiento de estas ondas a lo largo del tiempo. La inclinación superior izquierda a inferior derecha de las anomalías de temperatura indica un movimiento hacia el este que es un signo de una onda Kelvin oceánica. Por el contrario, no se puede ver este movimiento cuando se examina una figura que simplemente muestra las temperaturas del océano subsuperficial en un momento dado (como la de abajo que es del 13 de enero de 2015). En un diagrama de Hovmoller, uno de los ejes (generalmente el eje vertical/y) debe ser el tiempo.
Sección de profundidad-longitud del océano superior del Pacífico ecuatorial (0-300 m) anomalías de temperatura centradas en el pentad del 13 de enero de 2015. Las anomalías se promedian entre 5S y 5N y se basan en desviaciones de la media pentad del período básico 1981-2010.
