E10 Interacción Atmósfera - Océano

Tópico

La interacción océano-atmósfera es el mecanismo de acoplamiento más importante de todo el sistema climático en escalas de tiempo que van de días a décadas: el océano le cede o le extrae calor, humedad y momento a la atmósfera a través de flujos turbulentos que ocurren justo en la interfaz entre ambos. La temperatura superficial del mar es la que modifica, desde abajo, la convección atmosférica que ocurre sobre ella: cuando la temperatura superficial del mar es alta, favorece la convergencia del aire y la convección; cuando es baja, en cambio, estabiliza la atmósfera que tiene encima e inhibe esa misma convección. Esta dependencia es tan fuerte que la zona de convergencia intertropical, la franja donde confluyen los vientos de ambos hemisferios, sigue de cerca dónde está la temperatura superficial del mar más alta del océano.

El fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur es el modo dominante de esta interacción océano-atmósfera a escala interanual: pequeñas perturbaciones en los vientos alisios que soplan sobre el Pacífico tropical pueden crecer hasta convertirse en un episodio completo de El Niño o de La Niña, gracias a la inestabilidad de Bjerknes. Esta inestabilidad funciona como un lazo que se retroalimenta a sí mismo: los vientos alisios modifican la temperatura superficial del mar, esa temperatura superficial del mar modifica a su vez la convección atmosférica de la manera que ya se describió, y esa convección modifica de vuelta a los mismos vientos alisios que la originaron, reforzándolos o debilitándolos según la dirección en la que haya arrancado la perturbación inicial. Cuando este lazo crece lo suficiente, produce calentamientos de entre dos y cuatro grados en el Pacífico oriental, con teleconexiones climáticas que alcanzan todo el planeta. El ciclo completo de El Niño-Oscilación del Sur tiene un periodo de entre tres y siete años, y puede describirse con modelos matemáticos de osciladores acoplados entre el océano y la atmósfera.

Los ciclones tropicales son otra manifestación de esta misma interacción océano-atmósfera, aunque a una escala mucho más pequeña y rápida que la de El Niño-Oscilación del Sur: extraen su energía del océano cálido mediante el mismo mecanismo de intercambio de calor superficial inducido por el viento que sostiene su propia intensificación, en el que la evaporación que aumentan sus propios vientos fuertes aporta la energía que alimenta la convección en las bandas espirales y en el muro del ojo del ciclón. Qué tan intenso puede llegar a ser un ciclón tropical depende, en el fondo, de la temperatura potencial equivalente de las masas de aire que entran por la base del ciclón, una temperatura potencial equivalente que a su vez depende de la temperatura superficial del mar sobre la que ese aire se formó: cuanto más alta es esa temperatura potencial equivalente, más alto es el límite termodinámico de intensidad que el ciclón tropical puede alcanzar.

Así, desde el ciclo de años que tarda en desarrollarse un episodio de El Niño-Oscilación del Sur hasta los pocos días que necesita un ciclón tropical para intensificarse, la interacción océano-atmósfera sigue siendo el mismo mecanismo de fondo: la temperatura superficial del mar modifica la convección, esa convección modifica los vientos, y esos vientos vuelven a modificar la temperatura superficial del mar, en lazos que se cierran a escalas de tiempo muy distintas pero que comparten el mismo acoplamiento fundamental entre el océano y la atmósfera.

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