Cada verano un cambio climático trae viento y lluvia persistentes a gran parte del sudeste asiático, en forma de monzón estacional. Se entiende que la causa general del monzón es una diferencia de temperatura creciente entre la tierra que se calienta y el océano comparativamente frío. Pero en su mayor parte, la fuerza y ​​el momento del monzón, de la que dependen millones de agricultores cada año, es increíblemente difícil de predecir.

Ahora, los científicos del MIT han descubierto que una interacción entre los vientos atmosféricos y las aguas del océano al sur de la India tiene una gran influencia sobre la fuerza y ​​el momento del monzón del sur de Asia.

Sus resultados, publicado hoy en el Diario del clima , muestran que a medida que el sol de verano calienta el subcontinente indio, también provoca fuertes vientos que barren el Océano Índico y se elevan sobre la masa de tierra del sur de Asia. Mientras estos vientos se dirigen hacia el norte, también empujan las aguas del océano hacia el sur, al igual que un corredor empujando contra el cinturón de una cinta de correr. Los investigadores encontraron que estas aguas que fluyen hacia el sur actúan para transportar calor junto con ellas, enfriando el océano y, en efecto, aumentando el gradiente de temperatura entre la tierra y el mar.

Dicen que este mecanismo de transporte de calor oceánico puede ser una nueva perilla para controlar el monzón estacional del sur de Asia, así como otros sistemas monzónicos en todo el mundo.

"Lo que encontramos es, La respuesta del océano juega un papel muy importante en la modulación de la intensidad del monzón. "dice John Marshall, el profesor de Oceanografía Cecil e Ida Green en el MIT. "Comprender la respuesta del océano es fundamental para predecir el monzón".

Los coautores de Marshall en el artículo son el autor principal Nicholas Lutsko, un postdoctorado en el Departamento de Tierra del MIT, Atmosférico, y Ciencias Planetarias, y Brian Green, un ex estudiante de posgrado en el grupo de Marshall que ahora se encuentra en la Universidad de Washington.

Humedad y cambios

Los científicos se han centrado tradicionalmente en el Himalaya como un factor de influencia clave del monzón del sur de Asia. Se cree que la enorme cresta de la montaña actúa como una barrera contra los vientos fríos que soplan desde el norte, aislar el subcontinente indio en un capullo cálido y mejorar la diferencia de temperatura de verano entre la tierra y el océano.

"Antes, la gente pensaba que los Himalayas eran necesarios para tener un sistema de monzones, "Dice Lutsko." Cuando la gente se deshacía de ellos en simulaciones, no hubo monzón. Pero estos modelos se ejecutaron sin océano ".

Lutsko y Marshall sospechaban que si iban a desarrollar un modelo del monzón que incluyera la dinámica del océano, estos efectos disminuirían la intensidad del monzón. Su corazonada se basó en un trabajo anterior en el que Marshall y sus colegas encontraron que la circulación oceánica impulsada por el viento minimizaba los cambios en la Zona de Convergencia Intertropical. o ITCZ, un cinturón atmosférico cerca del ecuador que típicamente produce tormentas eléctricas dramáticas en áreas extensas. Se sabe que esta amplia zona de turbulencia atmosférica cambia estacionalmente entre los hemisferios norte y sur, Marshall descubrió que el océano juega un papel importante en acorralar estos cambios.

"Basado en la idea de que el océano amortigua los cambios de la ITCZ, pensamos que el océano también humedecería el monzón, "Dice Marshall." Pero resulta que en realidad fortalece el monzón ".

Viendo más allá de una montaña

Los investigadores llegaron a esta conclusión inesperada después de realizar una simple simulación de un sistema monzónico, comenzando con un modelo numérico que simula la física básica de la atmósfera sobre un "planeta acuático", un mundo completamente cubierto por un océano. El equipo agregó un sólido, masa rectangular al océano para representar una masa terrestre simple. Luego variaron la cantidad de luz solar en el planeta simulado, para imitar los ciclos estacionales de insolación, o la luz del sol, y también simuló los vientos y las lluvias que resultan de estos cambios estacionales de temperatura.

Llevaron a cabo estas simulaciones en diferentes escenarios, incluyendo uno en el que el océano estaba estático e inmóvil, y otro en el que se permitió que el océano circulara y respondiera a los vientos atmosféricos. Observaron que los vientos que soplan hacia la tierra provocaron que las aguas del océano fluyeran en la dirección opuesta, alejando el calor de las aguas más cercanas a la tierra. Esta interacción viento / océano tuvo un efecto significativo en cualquier monzón que se formara sobre la tierra:cuanto más fuerte era esta interacción, o acoplamiento entre los vientos y el océano, cuanto mayor sea la diferencia entre la temperatura del mar y la tierra, y más fuerte es la intensidad del monzón subsiguiente.

Curiosamente, su modelo no incluía ningún tipo de estructura del Himalaya; sin embargo, todavía podían producir un monzón simplemente por el efecto del océano y los vientos.

"Inicialmente teníamos una imagen de que no podríamos hacer un monzón sin el Himalaya, que era la sabiduría establecida, "Dice Lutsko." Pero en nuestro modelo, no teníamos tal barrera, y todavía pudimos generar un monzón, y estábamos entusiasmados con eso ".

Por último, su trabajo puede ayudar a explicar por qué el monzón del sur de Asia es uno de los sistemas monzónicos más fuertes del mundo. La combinación de los Himalayas al norte, que actúan para calentar la tierra, y el mar al sur, que quita el calor de las aguas cercanas, establece un gradiente de temperatura extremo para uno de los más intensos, monzones persistentes en el planeta.

"Una de las razones por las que el monzón del sur de Asia es tan fuerte es que hay una gran barrera en el norte que mantiene la tierra cálida, y hay un océano al sur que se está enfriando por lo que está perfectamente situado para ser realmente fuerte "Dice Lutsko.

En el trabajo futuro, los investigadores planean aplicar sus observaciones recién descubiertas del papel del océano para ayudar a interpretar las variaciones de los monzones mucho más atrás en el tiempo.

"Lo que me interesa es durante las épocas en que el hemisferio norte era mucho más frío, ves un colapso del sistema monzónico, "Dice Lutsko." La gente no sabe por qué sucede eso. Pero sentimos que podemos explicar esto utilizando nuestro modelo mínimo ".

Los investigadores también creen que su nuevo La explicación basada en el océano para generar monzones puede ayudar a los modeladores climáticos a predecir cómo, por ejemplo, el ciclo del monzón puede cambiar en respuesta al calentamiento de los océanos debido al cambio climático.

"Estamos diciendo que tienes que entender cómo está respondiendo el océano si quieres predecir el monzón, "Dice Lutsko." No puedes concentrarte solo en la tierra y la atmósfera. El océano es clave ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.