Retroalimentación no lineal de Bjerknes en modelos globales atmosféricos: CMIP3 y CMIP5

Abstract

Un tema clave de la dinámica de El Niño es entender la transición de un evento fuerte a uno extraordinario, el cual presenta un calentamiento mucho mayor en el Pacífico Oriental que los otros tipos de evento. El Niño y su naturaleza no lineal pueden ser caracterizados usando dos índices, E y C, que representan las variaciones de la temperatura superficial del mar (TSM) en el Pacífico Oriental y Central, respectivamente, las cuales son ortogonales e independientes entre sí (Takahashi et al., 2011). Usando estos índices, Takahashi et al. (2011) propusieron que El Niño extraordinario pertenece a un régimen dinámico distinto a los demás, lo cual fue mostrado por Takahashi y Dewitte (2015ab, TD15 en adelante) en el modelo climático global GFDL CM2.1, el cual es capaz de simular realísticamente algunos de los aspectos de El Niño, tales como su diversidad (Kug et al., 2010) y modulación decadal (Wittenberg et al., 2014). Takahashi y Dewitte propusieron que la retroalimentación de Bjerknes (el calentamiento superficial produce vientos del oeste que, a su vez, aumentan el calentamiento) es un proceso no lineal en el Pacífico Oriental y que esto podría explicar cómo un evento El Niño crece aceleradamente hasta el nivel extraordinario después de haber superado un calentamiento umbral (Ecrit). Este umbral está asociado a la activación de la convección atmosférica en el Pacífico Oriental, que típicamente es muy fría para esto, y corresponde a una temperatura superficial de alrededor de 26°C. Por encima de este umbral, la convección y los vientos del oeste aumentan linealmente con el calentamiento con una mayor tasa que a temperaturas menores. El cambio en estas tasas, por encima (Hi) y por debajo (lo) del punto crítico, se puede caracterizar por una razón de no-linealidad entre estas tasas (Hi/lo). El presente trabajo tiene como objetivo principal extender el análisis de TD15, particularmente la caracterización de la retroalimentación de Bjerknes no-lineal, a un mayor número de modelos climáticos.