Erupciones volcánicas encontradas para disminuir eventos de El Niño del Océano Índico hasta por 8 años

27 de octubre de 2023 característica

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por Hannah Bird, Phys.org

Las erupciones volcánicas que ocurren en regiones tropicales (23°N/S del ecuador) se han relacionado con la interrupción abrupta de los ciclos climáticos a escala global en el Océano Índico en los últimos 1 millón de años, según una nueva investigación publicada en Geophysical Research Letters. La Oscilación del Sur de El Niño (ENSO) y el Dipolo del Océano Índico (IOD) son interacciones climáticas océano-atmosféricas que se encontraron interrumpidas durante casi una década antes de volver a los niveles de referencia previos a la erupción, y el efecto aumenta con una mayor intensidad de erupción.

El IOD se produce debido a una diferencia este-oeste en las temperaturas de la superficie del mar, con temperaturas más frías de lo normal en el este del Océano Índico y más cálidas en el oeste. Durante la fase positiva, esto produce cambios considerables en las temperaturas, precipitaciones y patrones de viento en regiones vecinas, con inundaciones que suelen ocurrir en África Oriental y sequías en el este de Asia y Australia. Estas condiciones se revierten durante una fase negativa del IOD.

Benjamin Tiger, del Instituto de Tecnología de Massachusetts y el Programa Conjunto en Oceanografía/Ciencias Oceánicas Aplicadas de Woods Hole, y la Dra. Caroline Ummenhofer, también de Woods Hole, realizaron simulaciones utilizando el Modelo del Sistema Terrestre Comunitario del Último Milenio (CESM-LME) y datos de algunas de las mayores erupciones históricas, incluyendo Samalas (1258), Kuwae (1452), Tambora (1815), Huaynaputina (1600) y Pinatubo (1991).

Determinaron que las fuertes erupciones volcánicas en los trópicos inducen un IOD negativo en el año de la erupción, seguido de una fase positiva al año siguiente, y que el efecto es lo suficientemente significativo como para contrarrestar la tendencia general de enfriamiento observada en los trópicos después de la erupción. Estas anomalías positivas y negativas del IOD duran de 7 a 8 años después de la erupción, antes de que la señal vuelva a las condiciones previas a la erupción.

Este patrón se ve además afectado por la fase de otro ciclo climático que ocurre al mismo tiempo, la Oscilación Interdecadal del Pacífico (IPO), que dura de 20 a 30 años y se produce en un área más amplia que abarca ambos hemisferios. Durante las fases positivas, el Océano Pacífico tropical es más cálido y las regiones del norte son más frías, con el efecto contrario en las fases negativas.

Los investigadores encontraron que una fase negativa del IPO resultó en un IOD negativo más fuerte, y lo mismo sucedió con una fase positiva del IPO/IOD, lo que hace que la temperatura de la superficie del mar en el Pacífico tropical durante el IPO sea una influencia clave en la fuerza de la respuesta inicial del IOD.

Mientras tanto, las oscilaciones de la ENSO (donde los cambios en la temperatura de la superficie del mar del Océano Pacífico pueden ser de hasta 3 °C y provocan cambios climáticos) corresponden al calentamiento de El Niño después de las grandes erupciones volcánicas tropicales, especialmente en los meses de invierno boreal (diciembre-febrero) del primer año después del evento volcánico, seguido de condiciones de La Niña.

Esto se puede explicar por un gradiente de temperatura más pronunciado entre la tierra y el mar de África y el Océano Índico, que influye en los vientos alisios occidentales, así como en una región de surgencia de aguas más frías en el Pacífico oriental. Tiger y la Dra. Ummenhofer también encontraron que la respuesta de la ENSO se retrasó respecto a la del IOD positivo en 2 meses. Mientras tanto, las simulaciones identificaron un IOD negativo que coincide con condiciones de La Niña enérgica en los años 3 a 5 posteriores a la erupción.

Otro factor que afecta la temperatura de la superficie del mar y, por lo tanto, las respuestas climáticas, es la profundidad de la termoclina (un gradiente abrupto de temperatura) en los océanos Índico y Pacífico. Las erupciones que ocurren en condiciones positivas del IPO tienen una termoclina más baja en la región de la Reserva Cálida del Indo-Pacífico y una termoclina más profunda en el Océano Índico occidental y el Pacífico Oriental, y viceversa en condiciones negativas del IPO.

En el primer caso, la termoclina se reduce en el este del Océano Índico, lo que debilita el gradiente de temperatura de la superficie del mar y, por lo tanto, neutraliza el IOD posterior a la erupción. Mientras que, para las condiciones de la termoclina de este último caso, se fortalece el gradiente de temperatura de la superficie del mar, lo que predispone la cuenca del Océano Índico a eventos negativos del IPO más fuertes después de la erupción. Estos impactos son más notables en el primer año después del evento y disminuyen con el tiempo.

También es importante tener en cuenta el momento de una erupción, ya que una que ocurre en primavera boreal (marzo-mayo) es más probable que afecte la respuesta del IOD/ENSO ese mismo año, mientras que las que ocurren más tarde pueden tener un impacto climático retrasado o más neutralizado.

In addition to affecting climate, the aerosols released from volcanic eruptions impact global radiative forcing, the balance between incoming and outgoing solar radiation. This results in atmospheric cooling post-eruption that can last months or years, so the forcing on IOD/ENSO must be strong in order to outweigh the impact of reduced temperatures.

These findings are important for regions prone to volcanic eruptions to conduct risk assessments and prepare for the resulting extreme climate events, potentially helping to alleviate some of the impacts on the environment and local communities.

Journal information: Geophysical Research Letters

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