Este invierno se  está hablando, y más que se va a hablar, de dos fenómenos muy interesantes, los calentamientos súbitos estratosféricos y El Niño. Desde antes del invierno hay un evento El Niño gestándose en el Pacífico y la estratosfera también nos ha mostrado uno de sus fenómenos más característicos. Así que hemos puesto a trabajar a nuestro amplio departamento científico para explicar en qué consisten y además meterlos juntos en un mismo texto sin que desentonen.

Aquí la versión en vídeo del artículo.

Empecemos por entender qué son los calentamientos súbitos estratosféricos. La verdad es que su nombre ya lo dice todo… pero ¡intentemos llenar un par de líneas más! Estos fenómenos son la mayor fuente de variabilidad de la estratosfera, la capa atmosférica que está inmediatamente por encima de la troposfera y que abarca alturas desde los 11 o 17km (dependiendo de la latitud en la que nos encontremos) hasta los 50 km. La estratosfera está caracterizada por fuertes vientos del este durante el verano boreal y vientos del oeste durante el invierno. Estos vientos del oeste dan lugar a un fuerte vórtice que domina la estratosfera polar durante el invierno del hemisferio norte (como ya explicamos en un texto previo). Sin embargo, este fuerte vórtice polar se debilita en ocasiones por la abrupta aparición de vientos del este, es decir, por motivos que aún se desconocen, los fuertes vientos del oeste de repente pasan a ser del este (¡BOOM!). La aparición de estos vientos del este está asociado a un debilitamiento y calentamiento de la estratosfera, de ahí que estos eventos se conozcan como calentamientos súbitos estratosféricos o, en inglés, Stratospheric Sudden Warmings (SSWs).

Figura 1. 60 días antes y 60 después de SSWs para las anomalías de temperatura (50-90ºN) en contornos de 2K y promedio zonal del viento zonal (60ºN) en colores. (Butler et al. 2017)

El reciente SSWs vino a felicitarnos el año nuevo, como muestra Harry, el cambio del viento (pasó a ser negativo) se produjo el 1 de enero:

Figura 2. Cortesía del tuiter de Harry Spoelstra.

Los SSWs se dan con una frecuencia de 6 eventos por década aproximadamente y aunque se producen en la alta estratosfera (en torno al nivel de 10 hPa o 50 km) su señal puede propagarse hacia la troposfera e impactar en los patrones de vientos en superficie en los dos meses siguientes a su detección. Esto se debe a que la masa cálida asociada al SSW desciende con el paso de los días aumentado la presión al nivel del mar sobre las latitudes polares, dando lugar a una fase negativa de la Oscilación del Atlántico Norte (North Atlantic Oscillation, NAO de sus siglas en inglés). La NAO consiste en una variación entre bajas y altas presiones centradas sobre Islandia y las Azores, respectivamente. En condiciones de NAO negativa, como la que se tiene en respuesta a algunos SSWs (2/3 de ellos), se debilitan la baja sobre Islandia (recordemos que la masa descendente aumenta la presión en superficie sobre el polo) y la alta de las Azores. Como consecuencia, la corriente en chorro que fluye hacia Europa desde el oeste se ralentiza y se desplaza hacia el sur, y con él también se desplazan hacia el sur las trayectorias de las tormentas, dando como resultado condiciones más húmedas y cálidas en el sur de Europa, y condiciones frías y secas en el norte. Además está configuración también puede incrementar la ocurrencia de bloqueos atmosféricos en el norte de Europa, asociados también a condiciones frías en estas regiones, como las que se están dando ahora en el norte de Europa y Reino Unido. Así, podemos afirmar que los SSWs tienen un impacto en superficie, es decir, en el tiempo. Aunque no todo lo que ocurra en superficie es culpa de los SSWs, recordemos que en la troposfera hay gran variabilidad y otras muchas fuentes de influencia.

Figura 3. Fase negativa de la NAO (MetOffice.gov.uk)

Ahora bien, ¿qué pinta El Niño en todo esto, si es algo que pasa allá por los mares del Pacífico? Efectivamente, El Niño (ENSO, El Niño-Southern Oscillation) es un fenómeno atmosférico y oceánico que se produce en el este del Pacífico ecuatorial. Con un  periodo de entre 2 y 7 años, los vientos que típicamente soplan desde el este a lo largo del ecuador se debilitan, y el agua cálida que normalmente sea acumula en el oeste del Pacífico se desplaza hacia el este. Esto resulta en un calentamiento anómalo de las aguas del este del Pacífico ecuatorial. Estas anomalías cálidas son de 1ºC o 2ºC para los eventos más intensos, pero este exceso de calor implica una gran energía,  energía que es liberada a la atmósfera. Así, El Niño es capaz de modificar el patrón de precipitaciones en la cuenca del Pacífico, dando lugar a fuertes precipitaciones en la costa oeste de América del Sur, pero también modifica las condiciones climáticas de muchas regiones alrededor del globo. Incluso tiene un impacto en Europa. ¿Cómo? ¡Pues mediante la estratosfera! ¡He aquí nuestra doble pirueta!

Figura 4. Anomalías de temperatura superficial de El Niño en colores (McPhaden et al., 2006)

A consecuencia de El Niño, hay una mayor propagación de ondas atmosféricas desde el ecuador hacia las altas latitudes y también hay una mayor propagación de ondas desde la troposfera extratropical hacia a la estratosfera. La estratosfera polar permite que las ondas penetren en ella, pero en un momento dado estas ondas se disipan y su energía es transferida a la estratosfera. Esta energía extra que recibe la estratosfera resulta en un debilitamiento del vórtice polar (nuestro viejo conocido) y como ya hemos indicado, un debilitamiento de los vientos del oeste está asociado a, efectivamente, ¡un calentamiento! En consecuencia, se dice que la respuesta estratosférica a un evento de El Niño es un calentamiento y por el mismo mecanismo que hemos visto antes, la señal de El Niño también puede modificar el tiempo en Europa, dando lugar a una fase negativa de la NAO.

No se sabe si los Niños favorecen la ocurrencia de calentamientos súbitos estratosféricos o si son fenómenos independientes, pero sí se ha podido comprobar que durante inviernos en los que se produce un evento El Niño y uno o más SSWs, la predictibilidad estacional sobre Europa mejora. Es decir: conocer lo que ocurre en el Pacífico y sobre el polo norte puede ayudarnos a entender y predecir el tiempo que vamos a tener en Europa. Pero de nuevo, no nos utilicéis como predictores de lluvia, ¡por favor! Lo del diluvio no va por ahí, no os penséis.

Figura 4. Cortesía del tuiter de Daniela Domeisen. 

Dada la relevancia de El Niño en modificar patrones globales de tiempo su análisis es muy importante en el contexto de cambio climático, pero los diversos estudios realizados en este aspecto aún no son capaces de mostrar un acuerdo: se baraja la posibilidad de que El Niño cambie su lugar preferente de ocurrencia, desplazando sus máximas anomalías hacia el centro del Pacífico, lo que cambiaría los impactos que tiene actualmente, también se habla de una posible mayor frecuencia. Pero como ya hemos dicho no hay resultados concluyentes y poco podemos decir al respecto.

Sin embargo, es indudable que la energía liberada por El Niño aumenta la temperatura global del planeta y ante un nuevo niño podemos volver a batir otro nuevo récord de temperatura global del planeta, ¡Tendremos que estar atentos!