Las devastadoras sequías invernales que azotaron a California de 2013 a 2015, así como el invierno californiano inusualmente húmedo de este año, parecen estar asociados con el mismo fenómeno:un patrón de onda distintivo que emerge en la atmósfera superior y rodea el globo.

Científicos del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) encontraron en un estudio reciente que la persistente cordillera de alta presión frente a la costa oeste de América del Norte que impedía que las tormentas llegaran a la costa durante los inviernos de 2013-14 y 2014-15 estaba asociada con el patrón de onda, que ellos llaman número de onda-5. El trabajo de seguimiento mostró que el número de onda-5 emergió nuevamente este invierno, pero con sus características de alta y baja presión en una posición diferente, permitiendo que las fuertes tormentas del Pacífico toquen tierra.

"Este patrón de ondas es un sistema dinámico global que a veces aumenta la probabilidad de que se produzcan sequías o inundaciones en California, "dijo el científico de NCAR Haiyan Teng, autor principal del artículo de California. "A medida que aprendemos más, esto puede eventualmente abrir una nueva ventana a la previsibilidad a largo plazo ".

El hallazgo es parte de un cuerpo de investigación emergente sobre el patrón de ondas que promete comprender mejor los patrones climáticos estacionales en California y en otros lugares. Otro nuevo trabajo dirigido por el científico de NCAR Grant Branstator, examina el patrón de onda de gran alcance con más profundidad, analizar los procesos físicos que ayudan a conducir a su formación, así como sus variaciones estacionales y cómo varía en fuerza y ​​ubicación.

El estudio de California se publicó en la Diario del clima mientras que el estudio exhaustivo de los patrones de onda está apareciendo en el Revista de Ciencias Atmosféricas . Ambos artículos fueron financiados por la National Science Foundation, que es el patrocinador de NCAR, así como por el Departamento de Energía, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, y NASA.

Los nuevos artículos siguen a un estudio de 2013 de Teng y Branstator que muestra que un patrón relacionado con el número de onda 5 tendía a surgir entre 15 y 20 días antes de las grandes olas de calor del verano en los Estados Unidos.

Fuertes impactos en los sistemas meteorológicos locales

Número de onda-5 consta de cinco pares de características alternas de alta y baja presión que rodean el globo a unas seis millas (10 kilómetros) sobre el suelo. Es un tipo de fenómeno atmosférico conocido como onda de Rossby, una onda planetaria de muy gran escala que puede tener un fuerte impacto en los sistemas meteorológicos locales al mover el calor y la humedad entre los trópicos y latitudes más altas, así como entre las áreas oceánicas y del interior y al influir en el lugar donde ocurren las tormentas.

Las ondas de Rossby de movimiento lento a veces se vuelven casi estacionarias. Cuando lo hacen el resultado puede ser patrones climáticos persistentes que a menudo conducen a sequías, inundaciones y olas de calor. Wavenumber-5 a menudo tiene esta cualidad estacionaria cuando emerge durante el invierno del norte, y, como resultado, está asociado con una mayor probabilidad de eventos extremos persistentes.

Para determinar el grado en que el patrón de ondas influyó en la sequía de California, Teng y Branstator utilizaron tres modelos informáticos especializados, así como los registros de precipitaciones de California y los datos del siglo XX sobre los patrones de circulación atmosférica global. Las diferentes ventanas a la atmósfera y los patrones de precipitación revelaron que la formación de una cresta en la costa de California está asociada con la aparición del patrón distintivo número de onda-5, que guía los sistemas de baja presión que producen lluvia para que viajen bien al norte de California.

Durante el pasado invierno como California fue azotada por una serie de intensas tormentas, wavenumber-5 también estaba presente, dijeron los científicos. Pero el patrón había cambiado en América del Norte, Reemplazo de la cresta de alta presión frente a la costa por una artesa de baja presión. El resultado fue que las tormentas que fueron forzadas al norte durante los inviernos secos fueron, en lugar de, permitido tocar tierra.

Pistas de los patrones climáticos estacionales

Los pronosticadores que predicen patrones climáticos estacionales han buscado en gran medida los cambios en las temperaturas de la superficie del mar en el Pacífico tropical, especialmente los cambios asociados con El Niño y La Niña. Pero durante los inviernos secos de 2013-14 y 2014-15, esas condiciones variaron notablemente:una presentó el comienzo de un El Niño mientras que las temperaturas de la superficie del mar durante la otra no fueron características ni de El Niño ni de La Niña.

La nueva investigación indica que el patrón de onda puede proporcionar una fuente adicional de previsibilidad que a veces puede ser más importante que los impactos de los cambios de temperatura de la superficie del mar. Primero, sin embargo, los científicos deben comprender mejor por qué y cuándo surge el patrón de onda.

En el artículo publicado en Journal of the Atmospheric Sciences, Branstator y Teng exploraron la física del patrón de ondas. Utilizando un modelo informático simplificado del sistema climático para identificar los procesos físicos esenciales, la pareja descubrió que el número de onda-5 se forma cuando las corrientes en chorro fuertes actúan como guías de onda, apretando la onda de Rossby, que de otro modo sería serpenteante, en la configuración característica de cinco máximos y cinco mínimos.

"Los chorros actúan para enfocar la energía, ", Dijo Branstator." Cuando los chorros están presentes, la energía está atrapada y no puede escapar ". Pero incluso cuando los chorros están presentes, el patrón número de onda-5 no siempre se forma, lo que indica que también están en juego otras fuerzas que requieren estudio.

Los científicos también buscaron específicamente qué podría haber causado la formación del patrón de ondas vinculado a la severa sequía de California. En el artículo publicado en el Diario del clima , la pareja encontró que las lluvias extremadamente intensas de diciembre a febrero en ciertas regiones del Pacífico tropical podrían duplicar la probabilidad de que se forme la cresta extrema asociada con el número de onda-5. La razón puede tener que ver con la lluvia tropical que calienta partes de la atmósfera superior de tal manera que favorece la formación del patrón número de onda-5.

Pero los científicos advirtieron que quedan muchas preguntas.

"Necesitamos buscar a nivel mundial los factores que causan este comportamiento de número de onda 5, "Teng dijo, "Nuestros estudios son solo el comienzo de esa búsqueda".