La reducción sin precedentes y la rápida recuperación del contenido de calor y el nivel del mar del Océano Índico Sur en 2014-2018

En un estudio reciente publicado en Science Advances, un equipo de científicos del AOML dirigido por Denis Volkov utilizó observaciones y simulaciones de modelos idealizados para explorar lo que causó la reducción abrupta y la consiguiente recuperación del calor del Océano Índico meridional y del nivel del mar en 2014-2018. 

El estudio demostró que el fenómeno de El Niño de 2014 a 2016, la fase cálida de El Niño-Oscilación Austral (ENSO), contribuyó al enfriamiento observado en el Océano Índico meridional. Esto ocurrió gracias a una inusual combinación de la reducción de la advección de calor del Pacífico y la anomalía de los vientos ciclónicos en toda la cuenca que provocó un afloramiento de aguas profundas frías. El estudio también determinó que el contenido de calor del Océano Índico meridional casi se había restablecido durante el período 2017-2018 La Nina, que es la fase fría del ENOS. La recuperación del contenido de calor fue forzada principalmente por una anomalía de viento anticiclónico asociada a vientos alisios más fuertes que provocó el calentamiento de la parte superior del océano en el interior del Océano Índico meridional y la supresión de la señal de enfriamiento de 2014-2016.

El océano absorbe alrededor del 93% del exceso de calor acumulado en el sistema climático de la Tierra, siendo el Océano Índico meridional subtropical uno de los principales acumuladores de calor entre las cuencas oceánicas. Las observaciones mostraron que el calentamiento de toda la cuenca durante un decenio y el consiguiente aumento del nivel del mar en el Océano Índico meridional terminaron abruptamente con una anomalía de enfriamiento excepcionalmente fuerte durante el fenómeno de El Niño de 2014 a 2016.

La variabilidad interanual a decenal del contenido de calor y del nivel del mar en el Océano Índico meridional está fuertemente influenciada por su conexión con el Pacífico y por el forzamiento climático a gran escala en la región indo-pacífica, asociado principalmente con el ENSO y el dipolo del Océano Índico.

Figura 1 de Volkov y otros (2020). Esquema que muestra los procesos que afectan al contenido de calor del Océano Índico meridional subtropical (SIO) y al nivel del mar: El color muestra la topografía dinámica media en el plano horizontal y la climatología de la temperatura en los planos verticales. La circulación atmosférica en el Océano Índico meridional está dominada por los vientos alisios del sudeste. La circulación general del océano consiste en el flujo de Indonesia (ITF) que alimenta la Corriente Ecuatorial del Sur (SEC) y la Corriente de Leeuwin (LC), y la Contracorriente del Sur de la India (SICC). El ENSO afecta al contenido de calor del Océano Índico meridional a través de la ruta oceánica (ITF) y la ruta atmosférica (puente atmosférico debido a la Circulación de Walker). El volumen de la ITF y los transportes de calor en el Océano Índico meridional oriental (ESIO) aumentan durante las condiciones de La Niña (vientos alisios más fuertes en el Pacífico) y disminuyen durante las condiciones de El Niño (vientos alisios más débiles en el Pacífico). Las señales generadas en el Pacífico llegan a la costa de Australia Occidental como olas atrapadas en la costa. Estas señales se propagan entonces hacia el oeste del Océano Índico meridional (WSIO) como remolinos y olas de Rossby. El rizo de tensión del viento local puede modificar las ondas irradiadas desde el límite oriental y/o generar otras ondas.

El efecto del ENOS sobre el contenido de calor del Océano Índico Sur es doble. En primer lugar, el ENSO impulsa los cambios en el contenido de calor de la parte superior del océano en el Pacífico ecuatorial occidental y modula la advección de calor en el Océano Índico meridional a través de la corriente de paso indonesia (ITF), el efecto "túnel oceánico". El flujo transversal indonesio es una corriente oceánica que proporciona una vía para que un suministro constante de agua caliente se desplace del Pacífico al Océano Índico. En segundo lugar, los cambios en la fuerza de los vientos locales influyen en el contenido de calor de la parte superior del océano en el Océano Índico meridional, y también están relacionados con el ENSO por medio de la Circulación Walker - el efecto "puente atmosférico". La Circulación de Walker es un modelo conceptual del flujo de aire en los trópicos en la atmósfera baja (troposfera) y se muestra en la figura 1.

Los resultados del estudio mostraron que el fenómeno de El Niño de 2014-2016 contribuyó al enfriamiento del Océano Índico meridional mediante una combinación de la reducción de la advección de calor del Pacífico y la anomalía de los vientos ciclónicos en toda la cuenca que provocó un afloramiento de aguas profundas frías. Los resultados presentados ponen de relieve la complejidad de la variabilidad del contenido de calor del Océano Índico meridional impulsada por los efectos de los túneles oceánicos y los puentes atmosféricos y sus interacciones. 

Para futuros trabajos, el equipo de investigación se propone explorar cómo el enfriamiento de 2014-2016 en el Océano Índico meridional afectó a la cantidad de calor transportada desde el Océano Índico al Océano Atlántico.