Variabilidad Natural del Clima Lino R. Naranjo Díaz MeteoGalicia Santiago de Compostela

Variabilidad Natural del ClimaVariabilidad Natural del Clima

Lino R. Naranjo DíazLino R. Naranjo DíazMeteoGaliciaMeteoGalicia

Santiago de CompostelaSantiago de Compostela

METEOROLOGÍA Y CLIMATOLOGÍAEl concepto ‘tiempo’ en meteorología se refiere al estado fluctuante de la El concepto ‘tiempo’ en meteorología se refiere al estado fluctuante de la atmósfera a nuestro alrededor. Se caracteriza por la lluvia, la nubosidad, la atmósfera a nuestro alrededor. Se caracteriza por la lluvia, la nubosidad, la temperatura o el viento. Está producido por sistemas tales como borrascas y temperatura o el viento. Está producido por sistemas tales como borrascas y anticiclones que varían en escalas de tiempo diarias.anticiclones que varían en escalas de tiempo diarias.

El clima se refiere a al promedio de todos los estados del tiempo. El clima se refiere a al promedio de todos los estados del tiempo.

El clima varía:El clima varía:

Espacialmente: Diferencias de latitud, distancia al mar, presencia de Espacialmente: Diferencias de latitud, distancia al mar, presencia de montañas, vegetación.montañas, vegetación.

Temporalmente: Diferencias estacionales, interanuales, decadales o Temporalmente: Diferencias estacionales, interanuales, decadales o en escalas milenarias (ej. Períodos glaciares e interglaciares).en escalas milenarias (ej. Períodos glaciares e interglaciares).

El Sistema ClimáticoEl Sistema Climático

Es un sistema complejo, compuesto de 5 Es un sistema complejo, compuesto de 5 elementos principales interrelacionadoselementos principales interrelacionados

L L A A H H C C L L B B

Las escalas temporales de los diferentes Las escalas temporales de los diferentes elementos del Sistema Climático (velocidad elementos del Sistema Climático (velocidad de respuesta) varían mucho entre ellos de respuesta) varían mucho entre ellos provocando desajustes internos que son provocando desajustes internos que son fuente de variabilidad fuente de variabilidad

Variabilidad ClimáticaVariabilidad ClimáticaFuentes de variabilidad.Fuentes de variabilidad.

- - Forzamientos externos de carácter periódico.Forzamientos externos de carácter periódico.

-Forzamientos internos no lineales entre los elementos del -Forzamientos internos no lineales entre los elementos del Sistema Climático y proceso de “feedback”.Sistema Climático y proceso de “feedback”.

- Fluctuaciones de carácter “aleatorio” ( erupciones, - Fluctuaciones de carácter “aleatorio” ( erupciones, contaminación etc)contaminación etc)

Los forzamientos externos son capaces de cambiar el balance radiativo del Los forzamientos externos son capaces de cambiar el balance radiativo del Sistema Climático y producir un “cambio” desde un estado de equilibrio Sistema Climático y producir un “cambio” desde un estado de equilibrio inicial que se refleja en una variación de la temperatura global.inicial que se refleja en una variación de la temperatura global.

La relación entre la magnitud del cambio de la temperatura global y La relación entre la magnitud del cambio de la temperatura global y el cambio equivalente en el balance de radiación de la atmósfera se el cambio equivalente en el balance de radiación de la atmósfera se llamallama

Sensibilidad climáticaSensibilidad climática

2 units in20 units out

10 power Amplifier

2 units in

10 power Amplifier

2 units feedback

40 units out

2 units in0 units out

10 power Amplifier

-2 units feedback

Si:C ’= λ + Q Donde es la temperatura global y:’= d /dtEs la razón de cambio con el tiempo.Dondeλ = Σ λiEs la suma de los “feedbacks” lineales positivos y negativos yQ = Σ QiSi esto fuera asi, entonces el aumento de la temperatura global se efectuaria de una forma suave. Sin embargo, esto no ocurre asi, debido en lo fundamental a la presencia de una variabilidad natural y a forzamientos externos no lineales, de esta forma X’=F(X,t,ц)Donde X es un vector de variables de estado que describe el estado de la atmosfera, los oceanos y los otros subistemas climáticos.

Tipos de variabilidad climáticaTipos de variabilidad climática

NoNo ccííclicclicas as • Cambios en la radiación solarCambios en la radiación solar• Cambios en la composición de la atmósfera.Cambios en la composición de la atmósfera.• Cambios en la geografía de los continentes.Cambios en la geografía de los continentes.

Cíclicas a largo plazoCíclicas a largo plazo- Variabilidad orbitalVariabilidad orbital- Variabilidad termohalinaVariabilidad termohalina

Tipos de variabilidad climáticaTipos de variabilidad climática

Ciclos a corto plazoCiclos a corto plazo• Manchas solares.Manchas solares.• El Niño – El Niño – Oscilación del SurOscilación del Sur• Oscilación Norte AtlánticaOscilación Norte Atlántica• Oscilación Decadal del Oscilación Decadal del PacificPacificoo • El Patron El Patron PacificPacificoo Nort Nortee America America

Eventos casuales Eventos casuales CatastroCatastrofficicosos• VolcanesVolcanes

Variabilidad Variabilidad Orbital Orbital ((Ciclos de Ciclos de Milankovich)Milankovich)

VariabiliVariabilidaddad eenn

• Excentricidad de la órbita terrestreExcentricidad de la órbita terrestre• Inclinación del eje terrestreInclinación del eje terrestre• Presesión del eje terrestre.Presesión del eje terrestre.

ExcentricidadExcentricidad

InclinaciónInclinación

PresesiónPresesión

Que importancia tiene estoQue importancia tiene esto??

NNINGUNA en relación con la cantidad INGUNA en relación con la cantidad total de energía recibida por la total de energía recibida por la Tierra.Tierra.

MUCHA en cuanto a su distribución MUCHA en cuanto a su distribución espacial y temporal.espacial y temporal.

InteracInteraccionesciones

SISI

SiSi• El eje terrestre tuviera una inclinación El eje terrestre tuviera una inclinación

máximamáxima• El Sol estuviera mas cerca de la Tierra en el El Sol estuviera mas cerca de la Tierra en el

verano del HNverano del HN• La La EExxcentricicentricidad fueradad fuera mámáximximaa

El HN recibiría un 10% más en El HN recibiría un 10% más en verano y aproximadamente la verano y aproximadamente la misma cantidad menos en invierno.misma cantidad menos en invierno.

Circulación TermohalinaCirculación Termohalina

Esquema de la tres tipos de circulaciones que prevalecieron durante diferentes tiempos en el pasado período glacial. Se muestra una sección longitudinal del Atlántico entre Groenlandia e Islandia

Variabilidad Variabilidad TermohalinTermohalinaa

((Circulación Circulación termohalina termohalina incrementada)incrementada)

(Circulación (Circulación termohalina termohalina disminuída)disminuída)

VVariabiliariabilidaddad Solar Solar

Ciclo de Ciclo de 1111 años en manchas solares años en manchas solares La radiación solar total cambia por La radiación solar total cambia por

debajo del debajo del 0.1% 0.1% En algunas longitudes de onda En algunas longitudes de onda UV,UV, la la

radia radiacciióón n cambia sobre elcambia sobre el 20%. 20%. AfectAfecta los niveles de a los niveles de ozon ozonoo en unen un

3%.3%.

Actividad Actividad SolarSolar

Actividad Actividad SolarSolar

Oscilación del Atlántico Norte Oscilación del Atlántico Norte (NAO)(NAO)

Uno de los principales moduladores Uno de los principales moduladores de la variabilidad climática en el de la variabilidad climática en el Hemisferio NorteHemisferio Norte

Intensidad relativa de la baja Islándica Intensidad relativa de la baja Islándica y el anticiclón de la Azores-Bermudasy el anticiclón de la Azores-Bermudas• POSITIVA: Ambos son más intensos que lo POSITIVA: Ambos son más intensos que lo

normal. normal.• NEGATIVA: Ambos son más débiles que lo NEGATIVA: Ambos son más débiles que lo

normal.normal.

NAONAO

POSITIVE NEGATIVE

Oscilación del Atlántico NorteOscilación del Atlántico Norte

•Los mecanismos causales aún son inciertos:

•Afecta la temperatura superficial a corto plazo.

•Afectada por el flujo de calor oceánico a largo plazo??

Oscilación del Atlántico NorteOscilación del Atlántico Norte

Anomalías de presión

Invierno

Oscilación del Atlántico NorteOscilación del Atlántico Norte

ANOMALIAS DE TEMPERATURA

Oscilación del Atlántico NorteOscilación del Atlántico Norte

El Niño.El Niño. El fenómeno de El Niño, en su concepción original, ocurre sobre las costas El fenómeno de El Niño, en su concepción original, ocurre sobre las costas occidentales del Suramérica, cerca de la línea Ecuatorial, cercano a Perú y occidentales del Suramérica, cerca de la línea Ecuatorial, cercano a Perú y Ecuador. Es fundamentalmente un fenómeno oceánico, pero con espectaculares Ecuador. Es fundamentalmente un fenómeno oceánico, pero con espectaculares manifestaciones a través de los eventos atmosféricos.manifestaciones a través de los eventos atmosféricos.

Los calentamientos extremos reportados en las Los calentamientos extremos reportados en las costas peruanas, estan asociados a fenómenos que costas peruanas, estan asociados a fenómenos que involucraban a toda la cuenca del Pacífico. De esta involucraban a toda la cuenca del Pacífico. De esta forma, para uso científicos posteriores, el término forma, para uso científicos posteriores, el término de El Niño se ha convertido en una expresión mas de El Niño se ha convertido en una expresión mas amplia usada para describir los calentamiento amplia usada para describir los calentamiento extremos que ocurren cada un cierto número de extremos que ocurren cada un cierto número de años en gran parte del Océano Pacífico Tropical.años en gran parte del Océano Pacífico Tropical.

Generación de un evento El Niño en el Océano PacíficoGeneración de un evento El Niño en el Océano Pacífico. . En las condiciones normales (izquierda) las aguas cálidas (en rojo) se En las condiciones normales (izquierda) las aguas cálidas (en rojo) se concentran al oeste y la circulación atmosférica sigue los patrones normales concentran al oeste y la circulación atmosférica sigue los patrones normales de movimientos ascendentes y lluvia al oeste y movimientos descendentes y de movimientos ascendentes y lluvia al oeste y movimientos descendentes y sequedad al este. En condiciones El Niño (derecha) las aguas cálidas se han sequedad al este. En condiciones El Niño (derecha) las aguas cálidas se han expandido hacia el este y los movimientos atmosféricos ascendentes se han expandido hacia el este y los movimientos atmosféricos ascendentes se han movido también para acercarse a las costas de Sudamérica.movido también para acercarse a las costas de Sudamérica.

La Oscilación del Atlántico Sur.

La Oscilación del Sur se asocia de manera La Oscilación del Sur se asocia de manera consistente con importantes anomalías consistente con importantes anomalías climáticas. Su “fase negativa” definida cuando climáticas. Su “fase negativa” definida cuando las presiones bajan sobre el sudeste del las presiones bajan sobre el sudeste del Océano Pacífico y suben sobre Indonesia y Océano Pacífico y suben sobre Indonesia y Australia se asocia normalmente a condiciones Australia se asocia normalmente a condiciones de sequías sobre Australia mientras que por de sequías sobre Australia mientras que por otra parte, sobre las costas de Sudamérica se otra parte, sobre las costas de Sudamérica se observa un incremento de las precipitaciones al observa un incremento de las precipitaciones al igual que en las áreas del Pacífico Ecuatorial igual que en las áreas del Pacífico Ecuatorial Central. Durante la “fase positiva” se presenta Central. Durante la “fase positiva” se presenta aproximadamente el cuadro opuesto.aproximadamente el cuadro opuesto.

La Oscilación del Sur constituye uno de los más La Oscilación del Sur constituye uno de los más importantes patrones climáticos, debido a su estrecha importantes patrones climáticos, debido a su estrecha vinculación al fenómeno oceánico El Niño. El vinculación al fenómeno oceánico El Niño. El calentamiento anormal de las temperaturas calentamiento anormal de las temperaturas superficiales del mar observado durante un evento El superficiales del mar observado durante un evento El Niño en áreas normalmente más frías altera la Niño en áreas normalmente más frías altera la circulación atmosférica y por lo tanto a la Oscilación circulación atmosférica y por lo tanto a la Oscilación del Sur. De hecho, la presencia de eventos El Niño se del Sur. De hecho, la presencia de eventos El Niño se asocian con fases negativas de esta Oscilación y sus asocian con fases negativas de esta Oscilación y sus consecuencias climáticas derivadas.consecuencias climáticas derivadas.

El Niño y la oscilación del El Niño y la oscilación del Sur son manifestaciones de Sur son manifestaciones de

un mismo fenómeno. un mismo fenómeno. El ENOSEl ENOS

Que desencadena El ENOS?

•NO se comprende muy bien el mecanismo pero intensificaciones súbitas de los “oestes” vinculados con la variabiidad interna del trópico pudieran actuar como un agente desencadenante.

•Los “oestes fuerzan el “hundimiento” de agua superficial en el Ecuador y el afloramiento al norte y al sur => Excita ondas Kelvin y Rossby

Onda de Rossby de afloramiento

Onda de Kelvin

Impacto del ENOSImpacto del ENOS

VolcanesVolcanes

Por último: ¿Por qué un registro Por último: ¿Por qué un registro climático es tan difícil de analizar y climático es tan difícil de analizar y

clasificarclasificar?? Y ahora.............. Y ahora..............

Tratemos Tratemos de añadirle de añadirle las las tendencias!tendencias!!!!!!!!!