La surgencia es un proceso en el que el agua fría sube hacia la superficie. Típicamente, el agua que sube a la superficie como resultado de la surgencia es más fría y rica en nutrientes. Esta es la razón por la que los ecosistemas de surgencia costera son algunos de los ecosistemas más productivos del mundo y sustentan muchas de las pesquerías más importantes del mundo.

Por ejemplo, los Sistemas de Afloramiento del Límite Oriental (EBUS), como el Sistema de Corrientes de California (CalCS), el Sistema de Corrientes de Canarias (CanCS), el Sistema de Corrientes de Humboldt (HCS), y el Sistema de Corrientes de Benguela (BenCS), se encuentran entre los ecosistemas marinos más productivos, abasteciendo hasta el 20% de las capturas pesqueras mundiales, aunque solo cubren aproximadamente el 1% del océano total. Superficie a lo largo de los vientos de la costa, forzar el transporte de agua en alta mar y la divergencia del flujo superficial, elevando así las aguas profundas ricas en nutrientes a la capa eufótica. El agua subida rica en nutrientes, además de la luz del sol, sostiene las floraciones de fitoplancton que son la base de la red alimentaria acuática.

Comprender los impulsores y monitorear los cambios en EBUS es cada vez más importante:muchos estudios han documentado tendencias y cambios a escala decenal en la estructura del ecosistema EBUS. El calentamiento de las costas aumenta la estratificación del agua y podría limitar la eficacia de la surgencia para llevar a la superficie aguas profundas ricas en nutrientes. El aumento o la disminución de los vientos favorables a las afloramientos también podría mitigar o amplificar el efecto del calentamiento costero. Las olas costeras también pueden influir en la estratificación de la columna de agua modulando las condiciones biogeoquímicas costeras y provocando desplazamientos verticales de la termoclina. que controla las anomalías del subsuelo (por ejemplo, salinidad), y por tanto el impacto en la productividad EBUS.

Es más, hay que mencionar la influencia de los principales procesos océano-atmósfera a gran escala:la Oscilación Sur de El Niño (ENSO), la Oscilación Decadal del Pacífico (DOP), la Oscilación del Giro del Pacífico Norte (NPGO), la Oscilación del Atlántico Norte (NAO), la Oscilación Multidecadal Atlántica (AMO) parece desempeñar un papel en el control de la variabilidad de la surgencia.

Un estudio publicado en Nature Informes científicos tenía como objetivo comprender la variabilidad de baja frecuencia coherente y no coherente a través de la EBUS, y explorar cómo está vinculado a los modos climáticos a gran escala con el objetivo de modelar y estudiar la variabilidad interanual a decenal de los principales sistemas de afloramiento del límite oriental.

El estudio, dirigido por la científica Giulia Bonino, investigador de la CMCC ODA — División de asimilación de datos y modelización oceánica, y es coautor de las científicas del CMCC Simona Masina y Dorotea Iovino, y por Emanuele Di Lorenzo del Instituto de Tecnología de Georgia, se centra en cuantificar la dinámica de forzamiento (por ejemplo, vientos costeros, rizo de la tensión del viento, profundidad de termoclina) que controla las modulaciones de baja frecuencia en cada EBUS mientras apunta a identificar cómo el forzamiento está vinculado a la dinámica climática a gran escala, para finalmente comprender hasta qué punto la dinámica climática a gran escala imprime una señal coherente a través de EBUS.

Los investigadores modelaron la dinámica del océano en áreas de surgencia utilizando una configuración global que permite remolinos del modelo NEMO desde 1958 hasta 2015. Para cuantificar el afloramiento, introdujeron un conjunto de trazadores pasivos en la simulación, que se liberan continuamente en la capa subsuperficial (150-250 m) en cada EBUS en una región desde la costa hasta 50 km mar adentro.

"Los resultados destacan la singularidad de cada EBUS en términos de impulsores y variabilidad climática, "explica Giulia Bonino." El local (p. ej., fuerza del viento, estratificación y profundidad de termoclina) y el forzamiento remoto (por ejemplo, el paso de olas costeras atrapadas), con diferentes aportaciones en cada EBUS, parecen controlar la variabilidad interanual de surgencia. Por lo tanto, para predecir y proponer hipótesis sobre las variaciones a largo plazo de la surgencia, Es esencial identificar un índice adecuado de surgencia en relación con los principales impulsores de cada dominio. En particular, tanto las variaciones del viento costero como la estratificación deben considerarse como impulsores potencialmente competitivos o complementarios de la variabilidad de las surgencia bajo el cambio climático ".

El segundo tema importante abordado en el estudio es la influencia de la variabilidad climática a gran escala en la surgencia a largo plazo y el grado en que existe una variabilidad coherente de baja frecuencia a través de EBUS. "La variabilidad asociada con los modos climáticos podría ser de importancia para predecir perturbaciones futuras en escalas de tiempo interanual a decenal, "explica Giulia Bonino." Nuestros resultados muestran que los signos del calentamiento global, caracterizado por fuertes vientos ascendentes en un clima cambiante, son evidentes solo sobre el sistema de Benguela. Desde una perspectiva climática más amplia, EBUS no comparte variabilidad, excepto por la conocida influencia de ENOS en los sistemas del Pacífico. Por lo tanto, Los sistemas de surgencia del Atlántico y el Pacífico parecen ser independientes. Extendiendo el análisis actual a un período más largo, con modelos acoplados y con el mismo enfoque de trazadores pasivos, ayudará a aclarar estos problemas, permitiendo comparar los resultados, y para confirmar cualquier teleconexión inesperada entre sistemas de surgencia ".