Un equipo internacional de científicos ha descubierto por primera vez evidencia directa que vincula sistemas climáticos aparentemente aleatorios en el océano con el clima global. El equipo de investigación, dirigido por Hussein Aluie, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Rochester y científico del Laboratorio de Energética Láser de la universidad, informó sus hallazgos en la revista Science Advances.
Esta ilustración de Benjamin Storer muestra sistemas meteorológicos oceánicos (remolinos de mesoescala) superpuestos con corrientes oceánicas a escala climática impulsadas atmosféricamente (líneas negras). La imagen muestra cómo estos sistemas meteorológicos oceánicos se activan (rojo) o se debilitan (azul) a medida que interactúan con las escalas climáticas, en patrones que reflejan la circulación atmosférica global. Fuente de la imagen: Universidad de Rochester/Benjamin Storer
El autor principal, Benjamin Storer, investigador asociado del Grupo de Investigación de Flujos Complejos y Turbulencias de Arue, dijo que los patrones climáticos en el océano son similares a los que experimentamos en la tierra, pero en diferentes escalas de tiempo y longitud. Los patrones climáticos en tierra pueden durar varios días y tener unos 500 kilómetros de ancho, mientras que los patrones climáticos oceánicos, como los remolinos, duran de tres a cuatro semanas, pero son sólo una quinta parte del tamaño en tierra.
"Los científicos han especulado durante mucho tiempo que estos movimientos ubicuos y aparentemente aleatorios en el océano se comunican con las escalas climáticas, pero se ha oscurecido porque no estaba claro cómo romper este complejo sistema para medir sus interacciones", dijo Aroui. "Desarrollamos un marco que hace exactamente eso. Lo que encontramos es diferente de lo que la gente esperaba porque requiere acondicionamiento atmosférico".
El objetivo del equipo es comprender cómo se transfiere la energía por toda la Tierra a través de diferentes canales en el océano. Utilizaron un método matemático desarrollado por Arui en 2019, que Storr y Aroui implementaron posteriormente en códigos de alto nivel, lo que les permitió estudiar diferentes modos de transferencia de energía desde la circunferencia de la Tierra hasta 10 kilómetros. Luego, estas técnicas se aplicaron a conjuntos de datos oceánicos procedentes de modelos climáticos avanzados y observaciones satelitales.
Las investigaciones muestran que los sistemas meteorológicos oceánicos se estimulan y debilitan al interactuar con las escalas climáticas, en un patrón que refleja la circulación atmosférica global. Los investigadores también descubrieron que una zona atmosférica cerca del ecuador llamada Zona de Convergencia Intertropical produce el 30% de la precipitación global, provocando transferencias masivas de energía y creando turbulencias oceánicas.
Estudiar movimientos de fluidos tan complejos que ocurren a múltiples escalas no es una tarea fácil, dijeron Stoll y Arui, pero ofrece ventajas sobre intentos anteriores de vincular el tiempo con el cambio climático. Creen que el trabajo del equipo proporciona un marco prometedor para comprender mejor el sistema climático.
"Hay mucho interés en cómo el calentamiento global y el cambio climático afectan los fenómenos meteorológicos extremos", dijo Aroui. "Por lo general, estos esfuerzos de investigación se basan en análisis estadísticos y requieren grandes cantidades de datos para tener confianza en las incertidumbres. Estamos adoptando un enfoque diferente basado en análisis mecanicistas que alivia algunos de estos requisitos y nos permite comprender la causa y el efecto más fácilmente".
Compilado de /scitechdaily