Las habitaciones del cielo invernal: cómo la atmósfera elige el clima ✛
En invierno, sobre el hemisferio norte, el aire no se mueve al azar, sino que pasa varios días en el mismo patrón antes de reorganizarse. Estos patrones se asemejan a las habitaciones de un laberinto: el sistema entra, se detiene y luego encuentra la puerta a otra habitación. Cada habitación tiene su propio clima: en una hace calor y humedad sobre Europa, en otra hace frío y cielo despejado sobre Siberia.
Para encontrar estas habitaciones, los científicos tomaron datos de la altitud a la que la presión del aire es aproximadamente la mitad de la presión en superficie, durante más de 70 inviernos. Aplicaron una técnica matemática que primero comprime el enorme volumen de datos en tres ejes principales y luego busca estados recurrentes, teniendo en cuenta su secuencia temporal. Esto es importante: si simplemente se agrupan imágenes similares, se podría confundir una coincidencia aleatoria con un modo, pero la conexión temporal ayuda a filtrar el ruido.
Las transiciones entre habitaciones no son aleatorias. El sistema prefiere moverse en círculo: de la primera a la segunda, de la segunda de vuelta a la primera, luego a la cuarta y la tercera, y de nuevo a la primera. La duración media de estancia en una habitación es de aproximadamente una semana, pero la tercera habitación a veces retiene la atmósfera durante un mes, como ocurrió en el invierno anómalamente frío de 2009–2010 en Europa.
El hallazgo más inesperado está relacionado con el océano Pacífico. La frecuencia de aparición de la segunda habitación resultó estar vinculada a las oscilaciones lentas de la temperatura de la superficie del océano, que duran décadas. El coeficiente de correlación alcanza 0,8 con un año de antelación. Esto significa que, según el estado del Pacífico, se puede predecir con qué frecuencia la atmósfera entrará en una u otra habitación el próximo invierno.
Antes no estaba claro cómo distinguir rigurosamente los modos reales de las agrupaciones aleatorias de imágenes similares. Ahora se ha demostrado que los modos no son meros conglomerados estadísticos, sino estructuras dinámicas con transiciones predecibles. Este enfoque puede aplicarse a los modelos climáticos para comprobar si son capaces de reproducir las habitaciones de la atmósfera real, y a los pronósticos de varias semanas, donde actualmente hay mucha incertidumbre. El laberinto del cielo invernal se ha vuelto un poco más comprensible, y ahora se puede aprender a predecir en qué habitación entrará mañana.
El modo 3, correspondiente a la fase negativa de la Oscilación del Atlántico Norte, a veces dura hasta un mes, provocando inviernos anómalamente fríos en Europa, como en 2009–2010.