Se ha demostrado que las erupciones volcánicas amortiguan los fenómenos de El Niño en el Océano Índico durante hasta 8 años

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La temperatura promedio de la superficie del mar cambia después de la erupción según el forzamiento volcánico (a) y todos los efectos debidos al vulcanismo, la energía solar, el uso de la tierra, los gases de efecto invernadero y las fluctuaciones en la órbita de la Tierra (b). Crédito: Tiger y Omenhofer 2023.

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La temperatura promedio de la superficie del mar cambia después de la erupción según el forzamiento volcánico (a) y todos los efectos debidos al vulcanismo, la energía solar, el uso de la tierra, los gases de efecto invernadero y las fluctuaciones en la órbita de la Tierra (b). Crédito: Tiger y Omenhofer 2023.

Las erupciones volcánicas que ocurren en los trópicos (23 grados al norte/sur del ecuador) se han relacionado con la interrupción repentina de los ciclos climáticos a escala global en el Océano Índico durante el último millón de años en una nueva investigación. publicado en Cartas de investigación geofísica. La Oscilación del Sur de El Niño (ENSO) y el Dipolo del Océano Índico (IOD) son interacciones climáticas océano-atmósfera que se ha demostrado que se interrumpen durante aproximadamente una década antes de regresar a los niveles de referencia previos a la erupción, y el efecto aumenta a medida que aumenta la intensidad de la erupción.

La IOD es causada por el contraste este-oeste en las temperaturas de la superficie del mar, siendo las temperaturas más frías de lo normal en el este del Océano Índico y más cálidas en el oeste. Durante la fase positiva, esto conduce a cambios significativos en la temperatura, las precipitaciones y los patrones de viento en las regiones cercanas, con inundaciones que ocurren típicamente en África Oriental y sequías en Asia Oriental y Australia. Estas condiciones se revierten durante la fase IOD negativa.

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Benjamin Tiger, del Instituto Tecnológico de Massachusetts y el Programa Conjunto de Oceanografía/Oceanografía e Ingeniería Aplicadas del Instituto Oceanográfico Woods Hole (WHOI), EE. UU., y la Dra. Carolyn Umenhofer, también del Instituto Tecnológico de Massachusetts, diseñaron simulaciones utilizando el sistema Community Earth. System Model Last Millennium Ensemble (CESM) -LME) y datos de entrada de algunas de las mayores erupciones históricas, incluidas Samalas (1258), Kuwae (1452), Tambora (1815), Huaynaputina (1600) y Pinatubo (1991).

Encuentran que las fuertes erupciones volcánicas en los trópicos conducen a una IOD negativa durante el año de la erupción, seguida de una fase positiva el año siguiente, y que el efecto es lo suficientemente grande como para compensar la tendencia general de enfriamiento observada en los trópicos después de la erupción. Estas anomalías IOD positivas y negativas persisten durante 7-8 años después de la erupción, antes de que la señal vuelva a las condiciones previas a la erupción.

Este patrón también está influenciado por otra fase sincrónica del ciclo climático, la Oscilación Interdecadal del Pacífico (IPO), que dura entre 20 y 30 años y ocurre en un área más grande que cubre ambos hemisferios. Durante las fases positivas, el Pacífico ecuatorial es más cálido y las regiones del norte son más frías, y ocurre lo contrario durante las fases negativas.

Los investigadores descubrieron que la fase de IPO negativa conducía a una IPO negativa más fuerte y lo mismo para una IPO/IOD positiva, lo que hacía que la temperatura de la superficie del mar en el Océano Pacífico tropical durante la IPO tuviera una influencia importante en la fuerza de la respuesta inicial de IOD.

La profundidad a la que hay una isoterma de 20 °C en modelos de condiciones de suscripción positivas (a) y negativas (b), donde los valores de profundidad positivos indican isotermas cada vez más profundas y las isotermas negativas para aguas poco profundas. Crédito: Tiger y Omenhofer 2023.

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La profundidad a la que hay una isoterma de 20 °C en modelos de condiciones de suscripción positivas (a) y negativas (b), donde los valores de profundidad positivos indican isotermas cada vez más profundas y las isotermas negativas para aguas poco profundas. Crédito: Tiger y Omenhofer 2023.

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Mientras tanto, las oscilaciones de El Niño (donde las temperaturas de la superficie del mar del Pacífico cambian hasta 3°C e impulsan cambios climáticos) corresponden al calentamiento de El Niño después de grandes estallidos tropicales, especialmente en los meses de invierno del norte (diciembre-febrero) del año. después del colapso volcánico. evento, seguido de condiciones de La Niña.

Esto puede explicarse por el creciente gradiente de temperatura entre la tierra y el mar en África y el Océano Índico, que afecta a los vientos alisios del oeste, así como a una zona de aumento de agua fría en el Pacífico oriental. Tiger y el Dr. Umenhofer también descubrieron que la respuesta ENSO se retrasó dos meses con respecto a la respuesta positiva del IOD. Mientras tanto, las simulaciones identifican un IOD negativo que coincide con fuertes condiciones de La Niña en los años 3 a 5 después de la erupción.

Otro factor que afecta la temperatura de la superficie del mar y, por tanto, las respuestas climáticas, es la profundidad de la termoclina (gradiente abrupto de temperatura) dentro del Indo-Pacífico. Las explosiones que ocurren en condiciones IPO positivas tienen una termoclina menos profunda en la cálida cuenca del Indo-Pacífico y una termoclina más profunda en el Océano Índico occidental y el Pacífico oriental, y viceversa en condiciones IPO negativas.

En el primer caso, la termoclina es poco profunda en el Océano Índico oriental, lo que debilita el gradiente de temperatura de la superficie del mar y, por tanto, neutraliza el IOD posterior a la erupción. Mientras que en las condiciones recientes de termoclina, el gradiente de temperatura de la superficie del mar aumenta, predisponiendo a la cuenca del Océano Índico a eventos IPO negativos más fuertes después de la erupción. Estos efectos son más pronunciados durante el primer año después del evento y se debilitan posteriormente.

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También es importante tener en cuenta el momento de las erupciones: las que ocurren en la primavera boreal (marzo-mayo) tienen más probabilidades de influir en la respuesta del IOD/ENSO en el mismo año, mientras que las que ocurren más tarde pueden tener un efecto climático más tardío o más neutralizante.

Además de influir en el clima, los aerosoles emitidos por las erupciones volcánicas afectan el forzamiento radiativo global, el equilibrio entre la radiación solar entrante y saliente. Esto da como resultado un enfriamiento de la atmósfera después de la erupción que puede durar meses o años, por lo que el efecto sobre IOD/ENSO debe ser fuerte para compensar el efecto de temperaturas más bajas.

Estos hallazgos son importantes para que las regiones propensas a erupciones volcánicas realicen evaluaciones de riesgos y se preparen para los eventos climáticos extremos resultantes, lo que puede ayudar a mitigar algunos de los impactos en el medio ambiente y las comunidades locales.

más información:
Benjamín h. Tiger et al., Erupciones volcánicas tropicales y oscilaciones de baja frecuencia en el Indo-Pacífico conducen a eventos dipolares extremos en el Océano Índico, Cartas de investigación geofísica (2023). doi: 10.1029/2023GL103991

Información de la revista:
Cartas de investigación geofísica


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