A1 Eventos Extremos de Superficie

Tópico

Los eventos extremos de superficie oceánica son las perturbaciones de mayor energía y de impacto más inmediato que ocurren justo en la interfaz entre el océano y la atmósfera. Tres fenómenos distintos componen esta categoría: los ciclones tropicales, que generan oleaje extremo y marejadas ciclónicas capaces de inundar las costas; las olas rogue, olas solitarias de una amplitud anormalmente grande que emergen del mar incluso en condiciones de oleaje moderado; y las inundaciones costeras, que ocurren cuando coinciden, al mismo tiempo, la marea alta, la marejada ciclónica y el oleaje extremo, una coincidencia que hace que el nivel del agua sobre la costa supere, de golpe, lo que produciría cualquiera de esos tres factores por separado.

La marejada ciclónica es el aumento del nivel del mar en la costa que produce un ciclón tropical mediante dos mecanismos a la vez: el forzamiento del viento, que empuja y acumula agua contra la costa, y la baja presión central del propio ciclón, que hace que la superficie libre del mar se eleve por el efecto de barómetro invertido, según el cual cada hectopascal que baja la presión atmosférica levanta un centímetro el nivel del mar.

Esa misma marejada ciclónica puede amplificarse todavía más por resonancia costera, un fenómeno conocido como resonancia de Proudman que ocurre cuando la velocidad con la que avanza el ciclón coincide con la velocidad a la que se propaga una onda larga de marea, una velocidad que depende de la profundidad del agua y de la gravedad. Cuando esa coincidencia se produce, la resonancia de Proudman hace que la marejada ciclónica se multiplique por un factor de entre tres y cinco veces respecto de lo que produciría el ciclón por sí solo.

Las olas rogue, a diferencia de la marejada ciclónica, no dependen de que exista un ciclón: la teoría de olas las describe como soluciones de la ecuación no lineal de Schrödinger, y entre esas soluciones, las de tipo breather —conocidas como el breather de Peregrine— son olas solitarias que emergen de un fondo de oleaje uniforme, y es esa misma emergencia repentina la que hace que alcancen una amplitud hasta tres veces mayor que la de ese fondo antes de desvanecerse de nuevo en él.

La formación de estas olas rogue se explica por dos mecanismos que pueden actuar juntos: la focalización no lineal, conocida como la inestabilidad de Benjamin-Feir, que concentra la energía de varias olas cercanas en una sola ola de amplitud mucho mayor; y la dispersión geométrica, que ocurre cuando el fondo marino tiene una topografía submarina compleja, y esa complejidad hace que la energía de las olas se disperse geométricamente y termine concentrándose en ciertos puntos de la costa.

Así, en las costas expuestas al paso directo de un ciclón tropical, la marejada ciclónica puede alcanzar entre uno y diez metros de altura, y la distribución de las alturas de ola que la acompañan suele seguir distribuciones de cola pesada, como la distribución de Weibull o una distribución de Rayleigh modificada, lo que hace que las olas más extremas sean más frecuentes de lo que predeciría una distribución ordinaria. Es precisamente cuando la marea alta, la marejada ciclónica y una de estas olas extremas —sea rogue o simplemente parte del oleaje de tormenta— coinciden en el mismo instante sobre la misma costa, que se produce la inundación costera, el tercer evento extremo de superficie oceánica con el que empezó todo este recorrido.

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