El ciclo solar vinculado al clima global

NSF / Ciencia Kanija
17/07/09

Los científicos encuentran un vínculo entre el ciclo solar y el clima global.

Estableciendo un vínculo clave entre el ciclo solar y el clima global, una investigación liderada por científicos del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) patrocinados por la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) en Boulder, Colorado, demuestran que la actividad solar máxima y sus repercusiones tienen impacto en la Tierra que recuerdan a los eventos de La Niña y El Niño en el Océano Pacífico tropical.

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La investigación puede allanar el camino hacia la predicción de patrones de temperatura y precipitaciones en ciertos momentos durante el ciclo solar de aproximadamente 11 años.

“Estos resultados son impactantes dado que apuntan a una serie de eventos científicamente factibles que vinculan el ciclo solar de 11 años con ENSO, el fenómeno del Océano Pacífico que influye tanto en la variabilidad climática alrededor de todo el mundo”, dice Jay Fein, director del programa en la División de Ciencias Atmosféricas de la NSF. “El siguiente paso es confirmar o rebatir estos intrigantes resultados del modelo con análisis de datos observacionales y nuevas observaciones dirigidas”.

La energía total que alcanza la Tierra desde el Sol varía apenas un 0,1 por ciento a lo largo del ciclo solar. Los científicos han buscado durante décadas vincular estas subidas y bajadas con el clima natural y las variaciones climáticas y distinguir sutiles efectos de los patrones mayores causados por el calentamiento global humano.

Basándose en un trabajo anterior, los investigadores de NCAR usaron modelos de ordenador del clima global y más de un siglo de temperaturas oceánicas para responder a la vieja pregunta sobre la conexión entre la actividad solar y el clima global.

La investigación, publicada este mes en un artículo de la revista Journal of Climate, fue patrocinado por la NSF, y por el Departamento de Energía de los Estados Unidos.

“Hemos desarrollado todos los efectos de un nuevo mecanismo para comprender lo que sucede en el Pacífico tropical cuando existe un máximo en la actividad solar”, dice el científico de NCAR Gerald Meehl, autor principal del artículo. “Cuando la emisión solar está en su pico, tiene un rango de alcance más lejano y a menudo tiene un sutil impacto en la precipitación tropical y en los sistemas climáticos alrededor de gran parte del mundo”.

El nuevo artículo, junto con uno anterior de Meehl y sus colegas, demuestra que cuando el Sol alcanza su actividad máxima, calienta partes libres de nubes del Oceáno Pacífico lo bastante para incrementar la evaporación, intensificando la precipitación tropical y el intercambio de vientos, y enfriando el Pacífico tropical oriental.

El resultado de esta cadena de eventos es similar al evento de La Niña, aunque el enfriamiento de unos 0,5-1 grados Celsius se centra más en el este y sólo es aproximadamente la mitad de fuerte que un evento típico de La Niña.

A lo largo de los siguientes 1 o 2 años, el patrón similar a La Niña disparado por el máximo solar tiende a evolucionar en un patrón similar al de El Niño, con corrientes de movimiento lento que reemplazan el agua fría en el Pacífico tropical oriental con agua más caliente de lo habitual.

De nuevo, la respuesta del océano es sólo la mitad de fuerte que con El Niño.

Los verdaderos eventos de La Niña y El Niño están asociados con cambios en la temperatura de las aguas superficiales del Océano Pacífico oriental. Pueden afectar a patrones climáticos de todo el mundo.

El artículo no analiza el impacto climático de los eventos dirigidos por el Sol, pero Meehl y la coautora Julie Arblaster ambos de NCAR y el Comité Australiano de Meteorología, encontraron que el evento dirigido por el Sol de La Niña tiende a causar unas condiciones relativamente cálidas y secas en partes del oeste de Norteamérica.

Será necesaria más investigación para determinar el impacto adicional de estos eventos en el clima de todo el mundo.

“Basándonos en nuestra comprensión del ciclo solar, puede que seamos capaces de conectar su influencia con las probabilidades climáticas de una forma que pueda alimentar predicciones a largo plazo, de una década en un momento”, dice Meehl.

Los científicos han sabido desde hace años que las variaciones solares a largo plazo afectan a ciertos patrones climáticos, incluyendo sequías y temperaturas regionales.

Pero establecer una conexión física entre el ciclo solar de cada década y los patrones climáticos se ha mostrado esquivo.

Una razón es que sólo en los últimos años los modelos de ordenador han sido capaces de simular de forma realista los procesos asociados con el calentamiento y enfriamiento del Pacífico tropical asociados con El Niño y La Niña.

Con esos modelos ahora en la mano, los científicos pueden reproducir el comportamiento solar del último siglo y ver cómo afecta al Pacífico.

Para descubrir estas a veces sutiles conexiones entre el Sol y la Tierra, Meehl y sus colegas analizaron las temperaturas superficiales marinas entre 1890 y 2006. Entonces usaron dos modelos de ordenador en NCAR para simular la respuesta de los océanos a cambios en la emisión solar.

Encontraron que, cuando el Sol alcanza su pico de emisión máxima, la pequeña cantidad de luz solar extra a lo largo de varios años causa un ligero incremento en el calentamiento atmosférico local, especialmente en partes del Pacífico tropical y sub-tropical donde las nubes que bloquean el Sol son normalmente escasas.
Esta pequeña cantidad extra de calor lleva a más evaporación, produciendo vapor de agua extra. A su vez, la mezcla es transportada por el intercambio de vientos a las áreas normalmente lluviosas del Pacífico tropical occidental, aumentando las lluvias torrenciales.

Cuando este bucle climático se intensifica, el intercambio de vientos de refuerza. Esto mantiene el Pacífico oriental incluso más seco y frío que lo usual, produciendo condiciones similares a La Niña.

Aunque este patrón del Pacífico se produce por el máximo solar, los autores encontraron que cambia a un estado similar al de El Niño que está probablemente disparado por el mismo tipo de procesos que normalmente llevan de La Niña a El Niño.

La transición se inicia cuando los cambios de fuerza en los vientos de intercambio producen pulsos de movimiento lento de salida del ecuador conocidos como ondas de Rossby en la parte superior del océano, lo cual necesita aproximadamente un año para viajar al oeste a través del Pacífico.

La energía entonces se refleja desde el límite occidental del Pacífico tropical y rebota hacia el este a lo largo del ecuador, profundizando en la capa superior de agua y calentando la superficie del océano.

Como resultado, el Pacífico experimenta un evento similar a El Niño aproximadamente dos años después del máximo solar. El evento se retira tras aproximadamente un año, y el sistema vuelve al estado neutral.

“El Niño y La Niña parecen tener sus propios mecanismos separados”, dice Meehl, “pero el máximo solar puede presentarse y cambiar las posibilidades hacia una Niña más débil. Si el sistema estuviese inclinado hacia La Niña en cualquier caso”, añade, “presumiblemente sería una más larga”.