En el sistema climático tropical, dos fenómenos marcan la pauta: la MJO, con un período de decenas de días, y el ENSO, con un período de varios años. Su vínculo se sospechaba desde hace tiempo, pero era difícil de modelar debido a la diferencia de escalas. La mayoría de los modelos conceptuales se centraban en El Niño del Pacífico oriental, mientras que los modelos de circulación general sufrían sesgos en la convección tropical. Este trabajo se sitúa en un lugar aparte: en el archivo cercano hay estudios sobre la predicción de El Niño, la cinta transportadora oceánica y los neutrinos, pero casi no hay vecinos directos en el modelado acoplado MJO-ENSO. Este modelo llena un vacío entre los esquemas conceptuales simples y los pesados modelos operativos.
Los autores ensamblaron un sistema de tres bloques. La atmósfera intraestacional se describe mediante un modelo esquelético de la MJO, donde la humedad y la actividad convectiva forman un oscilador no lineal. La atmósfera interanual sigue el modelo de Matsuno-Gill, y el océano, las ecuaciones de aguas someras con aproximación de onda larga. La temperatura superficial del océano cambia por retroalimentación a través de la termoclina y la advección zonal, y la fuerza de la advección depende de una variable decadal I, que simboliza la fuerza de la circulación de Walker. La variable decadal obedece a su vez a un proceso estocástico simple. El acoplamiento entre bloques es bidireccional: el viento intraestacional entra en la tensión del viento, y la actividad convectiva interanual y el calor latente modulan los coeficientes estocásticos del modelo intraestacional. Todas las ecuaciones se proyectan sobre el primer modo meridional, lo que reduce el problema a una dimensión en longitud. El modelo se resuelve numéricamente, y para la comparación con observaciones se utilizan datos de GODAS, ERSSTv5, reanálisis NCEP-NCAR y OLR de NOAA.
El modelo reproduce la diversidad observada del ENSO: eventos del Pacífico oriental (moderados y extremos), del Pacífico central, mixtos, así como El Niño y La Niña de varios años. Las frecuencias de eventos durante 71 años son cercanas a las observaciones: 35.0 frente a 24 para todos los El Niño, 18.6 frente a 14 para los del Pacífico oriental, 16.4 frente a 10 para los del Pacífico central, y 3.4 frente a 4 para los extremos. Las distribuciones de temperatura superficial del océano en las regiones NiÑO 4, 3.4 y 3 tienen la asimetría correcta: negativa en NiÑO 4 y cola pesada positiva en NiÑO 3. Los espectros de potencia muestran períodos dominantes de 2 a 7 años, y la variabilidad estacional alcanza su pico en invierno. Para la MJO, el modelo reproduce el pico de potencia en la banda intraestacional (30 a 90 días) y la concentración de energía en números de onda bajos, lo que corresponde a una velocidad de propagación de aproximadamente 5 m/s. Los eventos de viento (ráfagas del oeste y del este) tienen la estacionalidad y distribución espacial correctas, con un máximo en el Pacífico occidental. El modelo también reproduce las correlaciones retardadas entre el índice NiÑO 3.4 y las variables atmosféricas, incluido el desplazamiento hacia el este de la actividad de la MJO durante El Niño.
Este trabajo se distingue de los vecinos en el archivo porque, por primera vez, un modelo intermedio simple integra tres escalas y reproduce todo el espectro de complejidad del ENSO, no solo tipos de eventos aislados. Los trabajos vecinos tratan sobre la predicción de El Niño o la circulación oceánica, pero no construyen un vínculo bidireccional explícito MJO-ENSO con modulación decadal. Este modelo muestra que la variabilidad decadal de la circulación de Walker es necesaria para frecuencias realistas de eventos extremos: con I fijo, los El Niño extremos casi desaparecen. También se confirma la importancia de los ruidos dependientes del estado: reemplazarlos por ruidos aditivos hace que las distribuciones de temperatura superficial del océano sean gaussianas y reduce el número de MJO extremas.
El modelo se puede utilizar para estudiar la previsibilidad de la MJO y el ENSO, incluso para evaluar cuán importante es resolver explícitamente la MJO en los sistemas de pronóstico. Gracias a su eficiencia computacional, permite generar series temporales largas para analizar eventos raros y la respuesta a perturbaciones climáticas. Es posible una sinergia con modelos operativos mediante asimilación de datos multimodelo para corregir errores. El modelo también puede servir como fuente de datos de entrenamiento para métodos de aprendizaje automático en climatología.
Los resultados influirán en la predicción estacional, la evaluación de riesgos climáticos y la comprensión de los impactos remotos del ENSO. El modelo puede ser útil para desarrollar esquemas estadísticos de pronóstico y para entrenar redes neuronales.
Se planea utilizar el modelo para investigar la previsibilidad estadística de la MJO y el ENSO, así como para estudiar la respuesta del sistema a cambios en el estado base del clima.
En climatología sigue sin resolverse la cuestión de qué mecanismos determinan la diversidad del ENSO y su variabilidad en escalas decadales. Este modelo propone un mecanismo concreto: la modulación de la advección zonal por la circulación de Walker. Otro problema abierto es el papel del ruido estocástico en la generación de eventos extremos; el trabajo muestra que los ruidos dependientes del estado son necesarios para una estadística realista.
Esta sección está dirigida al autor del trabajo y a sus colegas. Los trabajos vecinos los encontró la búsqueda por significado en nuestro archivo, no por coincidencia de palabras. No evaluamos: mostramos el campo alrededor.
Qué hace el trabajo
Los autores construyeron un modelo acoplado intermedio que integra la dinámica intraestacional de la MJO, la dinámica interanual del ENSO y la variabilidad decadal de la circulación de Walker. El modelo reproduce la diversidad de eventos de El Niño, las distribuciones no gaussianas de la temperatura superficial del océano, el ciclo estacional y las estadísticas clave de la MJO, incluidos los estallidos de viento.
Dónde está su fuerza
El modelo vincula eficazmente tres escalas temporales y reproduce tanto la diversidad del ENSO como la naturaleza estocástica de la MJO, proporcionando una plataforma computacionalmente económica para simulaciones largas y generación de datos.
Hacia dónde puede avanzar
Vale la pena probar
Por qué puede importar
Este tipo de modelo puede servir de puente entre los esquemas conceptuales y los modelos climáticos completos, ofreciendo una herramienta rápida para estudiar los mecanismos de interacción entre la MJO y el ENSO y para probar hipótesis sobre la predictibilidad y la variabilidad.
Trabajos cercanos en nuestro archivo
El archivo está vacío alrededor de este trabajo: el análisis más cercano queda en 0.52, frente a un 0.64 habitual. Parece que aquí al lado casi nadie ha perforado.
El modelo reproduce los super El Niño retardados, similares al evento de 2014-2015, cuando fuertes ráfagas del este suprimieron temporalmente el crecimiento del calentamiento, y luego ráfagas del oeste lo llevaron a un nivel extremo.
En la novela de Kim Stanley Robinson 'El Ministerio del Futuro', los eventos climáticos extremos, incluidas olas de calor e inundaciones, están relacionados con cambios en la circulación tropical. Aunque no hay una descripción directa de MJO-ENSO, la idea de que pequeñas perturbaciones atmosféricas pueden desencadenar consecuencias globales resuena con el mecanismo de disparo de El Niño por ráfagas de viento.