La vía estratosférica de ENSOtipos y asimetría

Resumen

ENSO (El Niño-Southern Oscillation) es el principal modo de variabilidad interanual en los trópicos. La fase cálida de ENSO, El Niño, puede llegar a afectar el clima de las regiones del norte del Atlántico y Europa (NAE) a través de la vía estratosférica. Sin embargo, la respuesta estratosférica a un distinto tipo de El Niño, más centrado en el Pacífico Central (CP) que El Niño canónico del este del Pacífico (EP), aún no está clara. La vía estratosférica durante la fase fría de ENSO, La Niña, también es incierta y se cree que La Niña es menos efectiva que El Niño en la respuesta estratosférica. De hecho, los patrones El Niño y La Niña no son simétricos en sus anomalías de temperatura superficial del mar (ATSM), aunque se desconoce si la asimetría en el Pacífico tropical está presente en la vía estratosférica. En esta tesis se reevalúa la vía estratosférica de La Niña en el hemisferio norte (HN) en datos de reanálisis, analizando la sensibilidad de la señal estratosférica de La Niña a las distintas definiciones existentes con distintos umbrales y explorando la influencia de los Calentamientos Súbitos Estratosféricos (CSEs) y la Oscilación Cuasi-Bienal (OCB) en la respuesta estratosférica a La Niña. También, se reexamina la señal estratosférica de EP y CP El Niño en el HN para establecer si las respuestas son distinguibles o no, teniendo en cuenta el posible impacto de los CSEs y la posible sensibilidad de la señal de CP El Niño al índice utilizado y el número de casos analizados. Por último, se investiga la existencia de variabilidad en la asimetría entre El Niño y La Niña en las ATSM, utilizando un gran número de simulaciones numéricas y evaluando si la asimetría en el forzamiento de las ATSM es el principal modulador de la asimetría en las teleconexiones de la vía estratosférica en el HN. Como resultado de ésta tesis, se ha identificado por primera vez una vía estratosférica polar robusta para La Niña en el reanálisis, caracterizada por un vórtice polar significativamente frío, asociado a una reducción de la actividad ascendente de las ondas planetarias hacia la estratosfera. Las anomalías significativas en la estratosfera descienden hacia la troposfera y afectan al clima sobre la región NAE. Sin embargo, esta vía estratosférica no se obtiene para inviernos con episodios La Niña débiles, ya que su señal se ve enmascarada por la ocurrencia de CSEs, asociada a fases de la OCB. Estos resultados sugieren por tanto utilizar un umbral relativamente alto para definir La Niña y estudiar sus impactos. Además, se han esclarecido las señales estratosféricas de EP y CP El Niño, obteniendo resultados robustos independientemente de la definición. La ocurrencia de CSEs modula la respuesta estratosférica de CP El Niño: durante inviernos de CP El Niño con CSEs el vórtice está significativamente debilitado, mientras que sin CSEs el vórtice está más fuerte. Del mismo modo, en ausencia de CSEs las señales estratosféricas de EP y CP El Niño son indistinguibles al inicio del invierno. En cambio, sus respuestas son similares durante inviernos con CSEs. Por tanto, para investigar la señal estratosférica de CP El Niño se han de tener en cuenta los CSEs. Finalmente, el análisis de 100 simulaciones históricas ha demostrado la amplia variabilidad en la asimetría de las ATSM. Para EP El Niño y La Niña esta variabilidad gobierna parcialmente la asimetría de las respuestas, pero no para CP El Niño y La Niña. El rango de asimetrías esta modulado por inviernos EP El Niño. La baja asimetría está asociada a EP El Niño débiles con sus ATSM hacia el oeste, favoreciendo que La Niña domine la asimetría estratosférica, un rasgo no observado hasta la fecha. En cambio, en los miembros de alta asimetría, la asimetría estratosférica viene controlada por inviernos EP El Niño fuertes. Asimismo, se ha hallado que inviernos EP El Niño y La Niña con ATSM similares dan lugar a anomalías estratosféricas de misma magnitud, pero signo opuesto.