Los científicos de la Universidad de Maryland (UMD) han llevado a cabo un análisis estadístico novedoso para determinar por primera vez una imagen global de cómo el océano ayuda a predecir la atmósfera de bajo nivel y viceversa. Observaron la influencia ubicua del océano en la atmósfera en los extratrópicos, lo cual ha sido difícil de demostrar con modelos dinámicos de circulación atmosférica y oceánica. Los resultados se publican hoy en la Diario del clima , "Previsibilidad atmósfera-océano local:orígenes dinámicos, tiempos de entrega, y estacionalidad ".

La investigación se basa en una declaración clásica que se escucha a menudo en las clases de introducción a la estadística de que "la correlación no es causalidad". Clive Granger fue un matemático premio Nobel que ideó un método novedoso para abordar este problema al distinguir la correlación de la causalidad.

"El método Granger se basa en una noción simple pero importante de que una causa precede a su efecto, y debería mejorar la predicción de su efecto en el futuro. Nos dimos cuenta de que este podría ser un método poderoso para estudiar las interacciones entre la atmósfera y el océano, y proporcionar una imagen global de qué tan bien se predicen entre sí, "dijo el matemático aplicado Safa Motesharrei, un científico de sistemas ambientales en UMD. "Este método arroja luz tanto sobre el potencial para predecir mejor el clima regional como sobre la naturaleza de las interacciones".

"Hay muchos procesos físicos que gobiernan la interacción entre la atmósfera y el océano, "dijo el autor principal Eviatar Bach, Doctor. estudiante del Departamento de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas (AOSC) de la UMD. "Por ejemplo, el viento que sopla en la superficie del océano crea corrientes, y la superficie del mar calienta la atmósfera inferior. Estas interacciones entre la atmósfera y el océano juegan un papel importante en el clima y nuestra capacidad para predecirlo. por lo que es importante comprender su estructura geográfica ".

"Se sabe que en los océanos tropicales, el océano está impulsando predominantemente los cambios atmosféricos, mientras que en los extratropicales la atmósfera generalmente impulsa el océano, "dijo la coautora Eugenia Kalnay, Profesor Universitario Distinguido de AOSC en UMD. "Desarrollé una regla dinámica para determinar la dirección del forzamiento en 1986, y otros han abordado esta pregunta utilizando modelos climáticos. Este estudio proporciona una respuesta definitiva ".

El método básico de Granger se introdujo en 1969, pero los autores "lo aplicaron inteligentemente por primera vez a los datos de la atmósfera y los océanos, "dijo Juergen Kurths, Jefe del Departamento de Ciencias de la Complejidad del Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático en Alemania, que no era coautor. Kurths es un físico destacado que ha desarrollado muchos métodos matemáticos novedosos para estudiar el clima y otros sistemas no lineales.

"El hallazgo más novedoso de esta investigación es que el método de causalidad de Granger encontró que el océano influye en la atmósfera en casi todas partes de los extratrópicos, "dijo Samantha Wills, investigador postdoctoral en el Laboratorio Ambiental Marino del Pacífico de la NOAA, que no era coautor. "Esta puede ser una tarea desafiante dado que la atmósfera domina la interacción aire-mar en los extratrópicos, y la influencia del océano en la atmósfera no es mucho mayor que la variabilidad interna ".

"Esto no había sido demostrado por experimentos anteriores del Modelo de Circulación General. Aunque ha habido algunos casos especiales en los que se ha demostrado que las temperaturas de la superficie del mar en latitudes medias tienen un impacto significativo en la atmósfera, No se sabía que esta relación fuera tan ubicua como ha demostrado este artículo, "dijo J. Shukla, Profesor universitario de la Universidad George Mason, que no era coautor. Shukla es un científico del clima de renombre mundial que fue pionero en los estudios de previsibilidad.

Es más, Las estimaciones del estudio de la estructura espacial de la predictibilidad podrían ayudar a avanzar más en la ciencia de la asimilación de datos acoplados. el campo naciente que intenta aprovechar las interacciones entre la atmósfera y el océano para mejorar la predicción del clima.

"La capacidad de anticipar cambios en el océano o la atmósfera basándose en la información del otro sistema brinda a la sociedad la oportunidad de prepararse para impactos futuros, como la agricultura y la pesca, "dijo Wills.

"Este es un artículo muy importante en la historia de la investigación de la predictibilidad, "dijo Shukla, "Seguramente inspirará más investigaciones por parte de la comunidad de investigación de la predictibilidad. En particular, este documento identifica las regiones geográficas del mundo en las que existe una previsibilidad potencial que se puede aprovechar para mejorar las predicciones operativas ".