How tropical instability waves impact the equatorial Pacific interannual SST variability and heat budget in 2024

El océano Pacífico ecuatorial alberga un ritmo secreto que dicta los patrones climáticos en todo el mundo. En el corazón de este sistema se encuentra una franja de agua fría conocida como la lengua fría, que normalmente se sitúa justo a lo largo del ecuador. Cuando esta agua se calienta de forma inusual, desencadena El Niño, provocando lluvias intensas en algunos lugares y sequías en otros. Cuando se enfría de forma inusual, desencadena La Niña, a menudo revirtiendo esos efectos. Los científicos saben desde hace tiempo que la transición entre estos dos estados no siempre es fluida. A veces, el océano parece vacilar, negándose a enfriarse como se esperaba después de un periodo cálido. Durante años, los investigadores han observado la lengua fría, tratando de comprender qué fuerzas invisibles podrían estar empujándola de nuevo hacia la calidez, retrasando la llegada de la siguiente fase fría.

En 2024, un equipo de científicos de la Universidad de Información Científica y Tecnológica de Nanjing centró su atención en un momento específico y desconcertante de este ciclo. Tras un fuerte evento de El Niño en 2023 y principios de 2024, el mundo esperaba que el Pacífico pasara a una fase de La Niña para finales de 2024. En su lugar, el enfriamiento se estancó. El agua en el Pacífico oriental permaneció más cálida de lo previsto, y la anticipada ola de frío nunca llegó por completo. Los investigadores querían saber por qué. Sospechaban que la respuesta residía en el movimiento caótico y agitado del propio océano, específicamente en el comportamiento de las ondas de inestabilidad tropical. Estas son grandes remolinos que se forman a lo largo del borde de la lengua fría, moviéndose hacia el oeste y mezclando el agua. Aunque ya habían sido estudiadas anteriormente, el papel específico de estas ondas en el bloqueo de La Niña de 2024 seguía sin estar claro.

Para resolver este misterio, el equipo construyó un modelo digital detallado del océano Pacífico ecuatorial. No se limitaron a observar el océano; crearon dos versiones de este funcionando en paralelo. En la primera versión, el modelo podía comportarse de forma natural, permitiendo que esas ondas agitadas se formaran e interactuaran con la temperatura del agua. En la segunda versión, utilizaron un filtro matemático para suavizar el agua, eliminando eficazmente las ondas pero manteniendo todo lo demás exactamente igual. Al comparar estas dos simulaciones, pudieron aislar la influencia exacta de las ondas. Si la versión con las ondas permanecía más cálida que la versión sin ellas, las ondas eran la causa de la calidez.

Los resultados fueron impactantes. El modelo mostró que en el verano de 2024, las ondas de inestabilidad tropical eran excepcionalmente fuertes, mucho más activas de lo normal para esa época del año. En la simulación donde se permitía la existencia de las ondas, la lengua fría permanecía significativamente más cálida. En la simulación donde se eliminaban las ondas, el agua se enfriaba mucho más drásticamente, alcanzando temperaturas que habrían señalado una clara La Niña. Los investigadores descubrieron que la presencia de estas ondas reducía el efecto de enfriamiento casi a la mitad. Específicamente, en la región crítica de Niño3, las ondas debilitaron las anomalías de temperatura fría en un 49 por ciento. Esto sugiere que las ondas actuaron como un potente freno, impidiendo que el océano se enfriara como lo haría normalmente tras un El Niño.

Para entender cómo estas ondas lograron calentar el agua, los científicos desglosaron el balance térmico de la capa superficial del océano. Analizaron de dónde provenía el calor y hacia dónde iba. Descubrieron que el principal motor no era el sol ni el aire sobre el océano, sino el movimiento del propio agua. Las ondas creaban un flujo masivo de agua cálida desde el norte y el sur, empujándola hacia el ecuador. Este movimiento horizontal del agua, impulsado por las ondas agitadas, añadía calor a la lengua fría a un ritmo de 0,81 grados Celsius por mes. Para poner esto en perspectiva, este efecto de calentamiento era casi tres veces más fuerte que el calor que el océano recibía del sol y la atmósfera combinados. Las ondas estaban, esencialmente, bombeando agua cálida hacia la zona fría más rápido de lo que la atmósfera podía enfriarla.

El estudio también reveló que este calentamiento no era una manta uniforme, sino una banda de calor específica y concentrada. Las ondas eran más efectivas calentando el agua justo al norte y al sur del ecuador, creando una zona donde la diferencia de temperatura entre la lengua fría y el agua circundante se reducía. Este proceso, conocido como advección, es el transporte físico de calor mediante corrientes en movimiento. Los investigadores descubrieron que el movimiento giratorio de las ondas era responsable de casi todo este calentamiento, mientras que las corrientes constantes de fondo desempeñaban un papel muy secundario. El movimiento vertical del agua, que suele traer agua fría desde las profundidades, resultó ser insignificante en este contexto específico, resaltando aún más que la agitación horizontal era la fuerza dominante en juego.

Estos hallazgos ofrecen una explicación clara de por qué La Niña de 2024 no se materializó como se esperaba. La intensa actividad de las ondas de inestabilidad tropical durante el verano de 2024 actuó como una barrera dinámica, reponiendo continuamente la lengua fría con agua cálida. Este mecanismo complementó otros factores conocidos, como los patrones de viento, para crear un escenario en el que el océano se negó a enfriarse. La investigación confirma que estas ondas no son solo ondulaciones menores en la superficie, sino agentes poderosos del cambio climático que pueden alterar la cronología y la intensidad de los grandes eventos meteorológicos. Al cuantificar exactamente cuánto calor movían estas ondas, el estudio proporciona una nueva pieza del rompecabezas para predecir futuros cambios climáticos, mostrando que la agitación interna del océano puede, a veces, invalidar las señales de la atmósfera.

El trabajo también destaca las limitaciones de los modelos climáticos actuales. Muchos modelos estándar utilizan una resolución demasiado gruesa para ver estas ondas con claridad, lo que significa que podrían pasar por alto este crucial efecto de calentamiento. Los investigadores utilizaron un modelo de alta resolución que podía capturar las ondas, permitiéndoles ver la verdadera magnitud del transporte de calor. Sin este nivel de detalle, la predicción para 2024 probablemente habría fallado, asumiendo una tendencia de enfriamiento que la propia dinámica del océano estaba combatiendo activamente. Esto sugiere que, para pronosticar con precisión el futuro de El Niño y La Niña, los científicos deben tener en cuenta estas ondas de mesoescala, que operan en una escala más pequeña que los grandes patrones climáticos pero con un impacto masivo en el resultado.

En última instancia, el artículo dibuja la imagen de un sistema oceánico dinámico y autorregulado, donde la agitación del agua desempeña un papel decisivo en el clima global. El evento de 2024 no fue una anomalía que rompió las reglas, sino una demostración de cómo la maquinaria interna del océano puede intervenir para retrasar un cambio estacional. Las ondas de inestabilidad tropical, a menudo ignoradas en las discusiones climáticas generales, demostraron ser el factor clave que mantuvo cálido el Pacífico ecuatorial, frenando eficazmente las aguas frías de La Niña. Esta visión cambia la forma en que los científicos ven la transición entre las fases climáticas, enfatizando que el océano no es un receptor pasivo de los cambios atmosféricos, sino un participante activo que puede remodelar el paisaje climático desde su interior.