Los sabores de El Niño: la paleta del océano en lugar de dos colores ✛

Original: "On the archetypal `flavours', indices and teleconnections of ENSO revealed by global sea surface temperatures"
arXiv:2406.08694 · 2024-06-12 · CC BY 4.0 · 2 min
El análisis de arquetipos extrae de los datos satelitales no dos, sino todo un espectro de tipos de El Niño y La Niña, incluyendo su génesis y disipación.

Un pintor que retrata el océano no se limita a dos colores: el cálido y el frío. Del mismo modo, los climatólogos que estudian el El Niño hablan cada vez más de toda una paleta de matices. El El Niño es una corriente cálida frente a las costas de Perú que, cada pocos años, altera el clima en todo el planeta. Su contraparte, la La Niña, trae frío. Pero entre estos extremos hay estados intermedios, y cada uno afecta las lluvias y las sequías de manera distinta.

Los índices tradicionales, basados en la temperatura superficial del mar, a menudo no captan toda la diversidad. En las últimas décadas se han identificado varios tipos del fenómeno: el canónico del Pacífico oriental, el del Pacífico central, el Modoki y otros. El debate sobre cuántos 'sabores' de El Niño existen realmente sigue abierto.

Los autores del estudio aplicaron un método que busca no los estados promedio, sino los más extremos, como si un pintor primero encontrara los colores puros y sin mezclar en la paleta. Estos estados extremos se denominan arquetipos. Tomando mapas mensuales de temperatura superficial del mar durante 41 años, los investigadores restaron el calentamiento global para que no interfiriera y pidieron al algoritmo que encontrara las cuatro configuraciones más características. Obtuvieron los tipos conocidos: las variantes del Pacífico central y del Pacífico oriental de El Niño y La Niña.

Al aumentar el número de arquetipos a ocho, la paleta se enriqueció. Aparecieron matices correspondientes al inicio y la disipación del fenómeno. Por ejemplo, los tres grandes El Niño del Pacífico oriental (1982–1983, 1997–1998, 2015–2016) tuvieron diferentes secuencias de fases antes y después del evento. Uno de ellos, el evento de 1982–1983, fue tan inusual que inicialmente los sistemas de monitoreo tradicionales no lo detectaron: las anomalías cálidas surgieron donde no se esperaba.

Es interesante que el uso de anomalías del nivel del mar en lugar de la temperatura superficial produzca una separación más clara de las fases. Cuando la temperatura no permitía clasificar con seguridad el estado, el nivel del mar mostraba un arquetipo bien definido.

El método no impone límites rígidos entre los tipos. Para cada momento se calcula la probabilidad de pertenencia a cada arquetipo. Esto permite monitorear cuán puro o mixto es el estado actual. Los centros operativos pueden usar este enfoque para el monitoreo y para complementar los pronósticos estacionales con información sobre el tipo de El Niño. El pintor, por fin, no tiene dos colores, sino toda una paleta para retratar el clima con mayor precisión.

Uno de los mayores El Niño del Pacífico oriental, el de 1982–1983, fue tan inusual que inicialmente no fue detectado por los sistemas de monitoreo tradicionales, porque las anomalías cálidas aparecieron donde no se esperaba.

\arg\min_{C,S} \|X - XCS\|_F^2
Se buscan matrices C y S con elementos no negativos y sumas de filas iguales a uno, de modo que el producto XCS aproxime los datos X de la mejor manera posible.
\Delta_{i_{max}}^p(t) = 1 - \frac{1}{p-1} \left( \frac{1}{S_{i_{max} t}} - 1 \right)
La puntuación es 1 si en ese momento un arquetipo tiene probabilidad 1 (estado puro), y 0 si los p arquetipos son equiprobables (estado neutral o mixto).
F^S_{s \times p} = \frac{\sum_t F_{st} S^T_{pt}}{\sum_t S_{pt}}
Promedio temporal ponderado del campo F, donde los pesos son las probabilidades de pertenencia de cada instante al arquetipo p, provenientes de la matriz S.
Científicos
Emile ClapeyronDavid CharbonneauR. A. RossiterD. B. McLaughlinMichel MayorDidier Queloz
Conceptos
ENSO El Niño index Jin-Timmermann model El Niño Multivariate ENSO Index La Niña ERSST relative ONI Southern Oscillation NOAA CPC Teleconnection NOAA PMEL / TAO TAO/TRITON moorings spring predictability barrier zebiak cane model equatorial wave propagation OISST v2.1 Pacific decadal oscillation sea surface temperature anomaly UAH satellite record