El océano y los fenómenos meteorológicos extremos
Investigación innovadora para mejorar las previsiones meteorológicas extremas
DESPLÁCESE PARA SABER MÁS
Quiénes somos
Los científicos del AOML trabajan para ampliar las previsiones de fenómenos meteorológicos extremos como olas de calor, tornados y huracanes, mejorando las predicciones en la escala temporal subestacional (de 2 semanas a 3 meses) a estacional (de 3 meses a 2 años). Para ello, utilizamos una combinación de observaciones oceánicas y atmosféricas y simulaciones de modelos. La mejora de las previsiones sirve para proporcionar a los gestores de emergencias, a los funcionarios gubernamentales, a las empresas y al público una mejor advertencia anticipada para minimizar la pérdida catastrófica de vidas y los daños a las infraestructuras críticas. Este esfuerzo es crucial para informar sobre la seguridad de la salud pública y las estrategias de mitigación del impacto.
Nuestro objetivo
Avanzar en la comprensión de los vínculos físicos entre la variabilidad oceánica y los fenómenos meteorológicos extremos en una escala temporal que va de subestacional a centenaria.
El AOML ha establecido asociaciones de colaboración con el Centro de Predicción del Clima (NOAA/CPC), el Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos (NOAA/GFDL), el Laboratorio de Ciencias Físicas (NOAA/PSL), el Laboratorio Nacional de Tormentas Severas (NOAA/NSSL), el Centro de Predicción de Tormentas (SPC) y el Centro de Modelado Ambiental (EMC). Nuestro objetivo es avanzar en la comprensión de los fenómenos meteorológicos severos que afectan a los Estados Unidos, mejorando y ampliando las predicciones para servir mejor a nuestro país. Nos gustaría agradecer el trabajo de nuestros colaboradores en estas oficinas: Arun Kumar (CPC); Andrew Wittenberg (GFDL); Mike Alexander (PSL); y Avichal Mehra (EMC). También queremos agradecer a nuestro socio internacional Sang-Wook Yeh, de la Universidad de Hanyang, en Corea del Sur.
Doctor Gregory Foltz
Doctorado Sang-Ki Lee
Dra. Breanna Zavadoff
Noticias principales
Un científico del AOML de la NOAA recibe el Premio al Empleado Federal del Año de la Junta Ejecutiva Federal del Sur de Florida
20 de julio de 2023
Felicitaciones al científico del AOML, Dr. Hosmay López, por recibir el premio al Empleado Federal del Año 2022 en la categoría Científica en el 58º programa anual de premios de la Junta Ejecutiva Federal del Sur de Florida. Hosmay fue reconocido por sus contribuciones pioneras a la comprensión de cómo los eventos de El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) evolucionarán con el calentamiento global, con implicaciones significativas para cómo los residentes del sur de Florida experimentarán el cambio climático en las próximas décadas.
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Las observaciones oceánicas son fundamentales para mejorar las previsiones meteorológicas extremas
Los científicos del AOML también han descubierto que una serie de olas de calor que batieron récords sobre las Grandes Llanuras durante los veranos de 2011 y 2012, y que provocaron 361 víctimas mortales, estuvieron relacionadas con una inusual liberación de calor convectivo del Monzón de Asia Oriental y los trenes de ondas atmosféricas asociados a lo largo de la corriente en chorro del Pacífico. Esto, a su vez, promovió un patrón de circulación anticiclónica sobre las Grandes Llanuras que apoyó la sequía persistente, las condiciones de cielo despejado, las altas temperaturas y las olas de calor.
El océano y el clima extremo
La relación entre el océano y los fenómenos meteorológicos extremos es compleja y debe comprenderse mejor para mejorar y ampliar las previsiones de estos fenómenos. Se ha comprobado que la aparición de olas de calor en EE.UU. está relacionada con la circulación meridional de desbordamiento del Atlántico y con las variaciones del monzón mundial en escalas de tiempo que van de subestacionales a multidecadales.
Nuestros científicos también han descubierto que las variaciones subestacionales de la actividad de los tornados están estrechamente relacionadas con la convección del Pacífico nororiental asociada a la Oscilación Madden-Juliana (MJO). Con el apoyo de un proyecto recientemente financiado por la NOAA, Subseasonal to Seasonal Severe Weather Prediction, el equipo científico del AOML y sus colegas de otros laboratorios de investigación de la NOAA están explorando actualmente formas de aplicar este mecanismo para desarrollar una perspectiva subestacional de los tornados en los Estados Unidos.
Para saber más, vea esta presentación relámpago titulada "El océano y los fenómenos meteorológicos extremos" por el científico del AOML Hosmay López.
Fenómenos meteorológicos extremos
Lluvias extremas
Nuestros científicos investigan utilizando conjuntos de datos de observación y modelos numéricos con el objetivo de mejorar las previsiones de precipitaciones en los Estados Unidos. Comprender los mecanismos físicos que controlan las precipitaciones estivales en Estados Unidos es de gran importancia porque las precipitaciones influyen en las variaciones de los fenómenos meteorológicos extremos, como la sequía, las inundaciones y las olas de calor.
Olas de calor
Los científicos del AOML han demostrado la existencia de un vínculo entre la circulación meridional de vuelco del Atlántico (MOC) y las variaciones del monzón global, con repercusiones en la aparición de olas de calor en los Estados Unidos en escalas de tiempo que van de subestacionales a multidecadales.
Tornados
Los científicos del AOML están desarrollando un modelo de previsión estacional de la actividad de los tornados en los Estados Unidos contiguos con el objetivo de mejorar la predicción y la evaluación del riesgo. En el curso de este trabajo, identificaron ciertas condiciones oceánicas que pueden conducir a una predicción hábil de los brotes severos de tornados en los EE.UU. con 1 a 3 meses de antelación.
Huracanes
Nuestros científicos trabajan activamente para mejorar las previsiones de intensidad de los ciclones tropicales mediante el empleo de nuevas plataformas de observación (por ejemplo, planeadores, boyas aerotransportadas y flotadores) y técnicas de modelización (por ejemplo, experimentos de sistemas de observación). Estas plataformas y técnicas les permiten evaluar el impacto de los sistemas de observación existentes y nuevos para mejorar los análisis oceánicos utilizados para inicializar los modelos de previsión de ciclones tropicales acoplados.
Apoyar las necesidades de la NOAA y de las oficinas de línea.
La Ley del Tiempo.
La Ley del Tiempo se promulgó en abril de 2017, con el objetivo de mejorar la investigación meteorológica de la NOAA mediante inversiones en capacidades de observación, computación y modelización, para apoyar la mejora de la previsión meteorológica y la predicción de fenómenos meteorológicos de gran impacto, y ampliar las oportunidades comerciales para el suministro de datos meteorológicos.
Nuestra investigación avanza en la predicción de fenómenos meteorológicos de gran impacto mejorando las previsiones de fenómenos meteorológicos graves más allá de la escala temporal de 7 a 10 días hasta escalas temporales subestacionales y estacionales.
Obtenga más información sobre la Ley del Tiempo en la Oficina del Programa Meteorológico de la NOAA.
Olas de calor
Las olas de calor son la principal causa de muerte relacionada con la meteorología en Estados Unidos. Estos fenómenos son inusuales y en gran medida impredecibles más allá de la escala temporal de 7-10 días, lo que indica la necesidad de identificar los procesos físicos que modulan las olas de calor y, en consecuencia, conducir a una mejor predicción. Los científicos del AOML están trabajando para comprender las fuerzas que impulsan la aparición de olas de calor, lo que es crucial para informar sobre la seguridad de la salud pública y las estrategias de mitigación del calor extremo, y para desarrollar previsiones eficaces de olas de calor para preparar mejor a las comunidades vulnerables. Haga clic en las diapositivas siguientes para saber más sobre cómo el monzón de Asia Oriental modula las olas de calor en las Grandes Llanuras de Estados Unidos.
Vea la presentación completa en youtube.
Olas de calor y cambio climático
Un análisis de los patrones de olas de calor que aparecen en Naturaleza Cambio Climático se centra en cuatro regiones de Estados Unidos en las que el cambio climático provocado por el hombre acabará superando a la variabilidad natural como principal impulsor de las olas de calor. El cambio climático provocará olas de calor estivales más frecuentes y extremas en el oeste de Estados Unidos a finales de la década de 2020, en la región de los Grandes Lagos a mediados de la década de 2030, y en las llanuras del norte y del sur en las décadas de 2050 y 2070, respectivamente. Con el aumento de la población en estas regiones, este estudio proporciona información importante que puede ayudar a informar sobre las estrategias de adaptación y mitigación para proteger la salud humana.
Más información en nuestro blog.
Tornados
La oscilación Madden-Julian
Durante los meses primaverales de marzo, abril y mayo, el centro de Estados Unidos, al este de las Montañas Rocosas, es el más propenso a las tormentas eléctricas severas que a menudo engendran series de tornados violentos, causando víctimas y pérdidas materiales.
La Oscilación Madden-Juliana es una mancha de tormentas tropicales que se forma en el Océano Índico. Estas tormentas se desplazan lentamente hacia el este a través del Océano Pacífico durante un periodo de 30 a 90 días. Varios estudios han encontrado una correlación entre la actividad de los tornados en EE.UU. y el paso de la Oscilación Madden-Juliana por ciertas bandas de longitud en el Pacífico tropical.
Lea nuestra noticia para saber más.
El Niño-Oscilación del Sur y la temperatura superficial del mar en el Atlántico Norte
Las variaciones de temperatura asociadas a El Niño y La Niña tienen repercusiones de gran alcance en la meteorología mundial, incluida la probabilidad de que se produzcan brotes de tornados en Estados Unidos.
Nuestros científicos investigaron los patrones de probabilidad de los brotes regionales de tornados en Estados Unidos durante 1950-2014. Descubrieron que las cuatro fases dominantes de El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) en primavera (El Niño persistente frente al que termina pronto y La Niña resurgente frente al que está en transición) y la variabilidad del tripo de la temperatura superficial del mar del Atlántico Norte estaban vinculadas a patrones regionales de probabilidad de brotes distintos y significativos en Estados Unidos.
Vea este vídeo para saber más.
Lluvias y sequías extremas
Comprender los mecanismos físicos que controlan las precipitaciones de finales de verano a principios de otoño (de agosto a octubre) sobre los Estados Unidos es de gran importancia. Las precipitaciones influyen en la variación de los fenómenos meteorológicos extremos, como la sequía, las inundaciones y las olas de calor, y también tienen repercusiones económicas directas en factores como el rendimiento de los cultivos.
En la actualidad se conocen poco los factores físicos que controlan las precipitaciones en EE.UU. a finales del verano y principios del otoño, lo que limita nuestra capacidad de prever los fenómenos de precipitaciones extremas más allá de unos pocos días. Motivados por estos problemas, los científicos del AOML están utilizando conjuntos de datos de observación y experimentos de modelización numérica para mejorar las previsiones de lluvia en Estados Unidos.
Sus investigaciones han descubierto que el contraste de las temperaturas superficiales entre los océanos tropicales del Pacífico y del Atlántico a finales del verano y principios del otoño es uno de los principales impulsores de la modulación de las precipitaciones en la región del sur de Estados Unidos y en las Grandes Llanuras en varias escalas de tiempo (de subestacional a multidecadal). Los científicos del AOML también han descubierto que la sequía decenal del sureste de Estados Unidos está influida por las interacciones interoceánicas no lineales entre los océanos Pacífico y Atlántico.
Huracanes
El océano global impulsa nuestros sistemas meteorológicos y climáticos. Los científicos del AOML utilizan diferentes tecnologías e instrumentos de observación para medir y observar los océanos globales. Las investigaciones realizadas en el AOML utilizando datos y modelos numéricos que asimilan observaciones oceánicas han demostrado que las observaciones oceánicas son clave para mejorar la representación de las condiciones del océano superior en los modelos acoplados de huracanes y océanos utilizados en las previsiones. La asimilación de observaciones oceánicas contribuye a mejorar la representación del océano en los modelos y, en consecuencia, a mejorar las previsiones de huracanes.
La altimetría por satélite permite identificar fácilmente las características del océano, los flotadores Argo permiten corregir los sesgos de los modelos de temperatura y salinidad a gran escala, y los datos de los planeadores proporcionan perfiles continuos de temperatura y salinidad en zonas de intensa actividad de mesoescala. Además, se despliegan boyas de deriva antes de algunos huracanes del Atlántico para medir la presión, el viento y la temperatura cuando la tormenta pasa por encima. Estas observaciones y datos oceánicos se utilizan para mejorar las previsiones sobre la intensidad de los huracanes, y son una forma de determinar si los modelos de previsión representan con precisión la interacción entre la atmósfera y el océano.
Publicación destacada
López, H., Kim, D., West, R., & Kirtman, B. (2022). Modulation of North American Heat Waves by the Tropical Atlantic Warm Pool. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, e2022JD037705.
Resumen en lenguaje sencillo: El calor extremo es el responsable de la mayoría de las muertes relacionadas con el clima en los Estados Unidos (EEUU). Utilizando observaciones y experimentos de modelos numéricos, este estudio investiga la previsibilidad potencial de las olas de calor determinada por el estado de la temperatura superficial del mar (TSM) del Atlántico tropical. Durante el verano boreal (junio-julio-agosto), una zona más grande de lo normal de TSM cálida produce una respuesta atmosférica sobre las Grandes Llanuras de EE.UU., lo que lleva a un aumento de las condiciones de cielo despejado, déficit de precipitaciones, temperatura de la superficie y eventos de olas de calor. Los resultados de este estudio sugieren una potencial predicción estacional de eventos de calor extremo de alto impacto, debido a la mayor habilidad de predicción de la TSM.
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Modulación de las olas de calor de América del Norte por la reserva cálida del Atlántico tropical
López, H., Kim, D., West, R., & Kirtman, B. (2022). Modulation of North American Heat Waves by the Tropical Atlantic Warm Pool. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, e2022JD037705.
Resumen en lenguaje sencillo: El calor extremo es el responsable de la mayoría de las muertes relacionadas con el clima en los Estados Unidos (EEUU). Utilizando observaciones y experimentos de modelos numéricos, este estudio investiga la previsibilidad potencial de las olas de calor determinada por el estado de la temperatura superficial del mar (TSM) del Atlántico tropical. Durante el verano boreal (junio-julio-agosto), una zona más grande de lo normal de TSM cálida produce una respuesta atmosférica sobre las Grandes Llanuras de EE.UU., lo que lleva a un aumento de las condiciones de cielo despejado, déficit de precipitaciones, temperatura de la superficie y eventos de olas de calor. Los resultados de este estudio sugieren una potencial predicción estacional de eventos de calor extremo de alto impacto, debido a la mayor habilidad de predicción de la TSM.
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Publicaciones y referencias
2022
Lopez, H., D. Kim, R. West, and Ben Kirtman, 2022: Modulation of North American heat waves by the tropical Atlantic warm pool.< Journal of Geophysical Research–Atmospheres, 127(21):e2022JD037705.2021
Da, N. D., Foltz, G. R., & Balaguru, K. (2021). Incrementos globales observados en el enfriamiento oceánico inducido por ciclones tropicales y en la producción primaria. Geophysical Research Letters, 48(9), e2021GL092574.Da, N. D., Foltz, G. R., & Balaguru, K. (2020). A Satellite-Derived Upper-Ocean Stratification Data Set for the Tropical North Atlantic With Potential Applications for Hurricane Intensity Prediction. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125(10), e2019JC015980.
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Lee, S.-K., H. López, D. Kim, A. T. Wittenberg y A. Kumar, 2021: Perspectiva probabilística estacional de tornados (SPOTter) en los Estados Unidos contiguos basada en los patrones principales de las anomalías atmosféricas a gran escala Mon. Wea. Rev., https://doi.org/10.1175/MWR-D-
20-0223.1. Le Hénaff, M., Domingues, R., Halliwell, G., Zhang, J. A., Kim, H. S., Aristizabal, M., ... & Goni, G. (2021). El papel de las condiciones oceánicas del Golfo de México en la intensificación del huracán Michael (2018). Journal of Geophysical Research: Oceans, 126(5), e2020JC016969.
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2020
Kim, D., S.-K Lee, H. López, G. R. Foltz, V. Misra y A. Kumar, 2020: Sobre el papel del contraste TSM Pacífico-Atlántico y la convección asociada del Mar Caribe en la variabilidad de las precipitaciones regionales de agosto-octubre en EE.UU. , Geophys. Res. Lett, https://doi.org/10.1029/2020GL087736 Kim, D., S.-K. Lee, H. Lopez y M. Goes, 2020: Pacific mean state control of the Atlantic Multidecadal Oscillation - El Nino relationship. J. Climate. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0398.1.
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Lee, S.-K., D. Kim, G. Foltz, y H. Lopez, 2020: Pantropical response to global warming and the emergence of a La Nina-like mean state trend. Geophys. Res. Lett. https://doi.org/10.1029/2019GL086497.
Valles-Casanova, I., S.-K. Lee, G. R. Foltz, y J. L. Pelegri, 2020: On the spatiotemporal diversity of Atlantic Nino and associated rainfall variability over West Africa and South America. Geophys. Res. Lett. https://doi.org/10.1029/2020GL087108.
2019
López, H., S.-K. Lee, S. Dong, G. Goni, B. Kirtman, R. Atlas y A. Kumar, 2019: El monzón de Asia Oriental como modulador de las olas de calor de las Grandes Llanuras de Estados Unidos. J. Geophys. Res. Atmos., 24. https://doi.org/10.1029/2018JD030151.López, H., & Kirtman, B. P. (2019). Influencia de ENSO sobre el sector norteamericano del Pacífico: Incertidumbre debida a la variabilidad interna atmosférica. Climate Dynamics, 52(9), 6149-6172.
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Desde 2016, el modelo de previsión híbrido estacional del AOML se ha utilizado como una de las herramientas de previsión para la perspectiva experimental de tiempo severo del Centro de Predicción del Clima (CPC).
En colaboración con pronosticadores y científicos del Centro de Predicción del Clima (CPC), del Centro de Predicción de Tormentas (SPC), del Laboratorio Nacional de Tormentas Severas (NSSL) y de las universidades, los científicos del AOML se encargan de preparar y finalizar el informe anual de perspectivas de tiempo severo.
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