El océano tiene patrones climáticos similares a los que experimentamos en la tierra
Un equipo internacional de científicos ha encontrado la primera evidencia directa que vincula sistemas climáticos aparentemente aleatorios en el océano con el clima a escala global. El estudio fue dirigido por Hussein Aluie, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Rochester y científico del Laboratorio de Energética Láser de la Universidad.
El océano tiene patrones climáticos similares a los que experimentamos en la tierra, pero en diferentes escalas de tiempo y longitud, dice el autor principal Benjamin Storer, investigador asociado del Grupo de Turbulencia y Flujo Complejo de Aluie. Un patrón climático en tierra podría durar unos pocos días y tener unos 500 kilómetros de ancho, mientras que los patrones climáticos oceánicos, como los remolinos, duran de tres a cuatro semanas, pero tienen aproximadamente una quinta parte del tamaño.
"Los científicos han especulado durante mucho tiempo que estos movimientos ubicuos y aparentemente aleatorios en el océano se comunican con las escalas climáticas, pero siempre ha sido vago porque no estaba claro cómo desentrañar este complejo sistema para medir sus interacciones", dice Aluie. "Desarrollamos un marco que puede hacer exactamente eso. Lo que encontramos no fue lo que la gente esperaba porque requiere la mediación de la atmósfera".
El objetivo del grupo era comprender cómo pasa la energía a través de diferentes canales del océano en todo el planeta.
Utilizaron un método matemático desarrollado por Aluie en 2019, que posteriormente Storer y Aluie implementaron en un código avanzado, que les permitió estudiar la transferencia de energía a través de diferentes patrones que van desde la circunferencia del globo hasta 10 kilómetros. Luego, estas técnicas se aplicaron a conjuntos de datos oceánicos procedentes de un modelo climático avanzado y de observaciones satelitales.
Imagen: Una ilustración que muestra los sistemas meteorológicos oceánicos (remolinos de mesoescala) a partir de datos superpuestos con corrientescorrientes a escala climática impulsadas atmosféricamente (líneas negras), que se pueden extraer con una técnica de grano grueso desarrollada en el laboratorio de Hussein Aluie. La imagen revela cómo estos sistemas meteorológicos oceánicos se energizan (rojo) o se debilitan (azul) cuando interactúan con las escalas climáticas, lo que sigue un patrón que refleja la circulación atmosférica global. (Crédito: Benjamín Storer)
El estudio reveló que los sistemas meteorológicos oceánicos se activan y se debilitan al interactuar con las escalas climáticas y en un patrón que refleja la circulación atmosférica global. Los investigadores también encontraron que una banda atmosférica cerca del ecuador llamada "zona de convergencia intertropical", que produce el 30% de la precipitación global, provoca una intensa transferencia de energía y produce turbulencias oceánicas.
Storer y Aluie dicen que estudiar un movimiento de fluidos tan complejo que ocurre en múltiples escalas no es fácil, pero que tiene ventajas sobre intentos anteriores de vincular el tiempo con el cambio climático. Creen que el trabajo del equipo crea un marco prometedor para comprender mejor el sistema climático.
"Hay mucho interés en saber cómo influyen el calentamiento global y nuestro clima cambiante en los fenómenos meteorológicos extremos", afirma Aluie.
"Por lo general, estos esfuerzos de investigación se basan en análisis estadísticos que requieren datos extensos para tener confianza en las incertidumbres. Estamos adoptando un enfoque diferente basado en el análisis mecanicista, que alivia algunos de estos requisitos y nos permite comprender la causa y el efecto más fácilmente".
El equipo informó sus hallazgos en Science Advances: Global Cascade of Kinetic Energy in the Ocean and the Atmospheric Imprint
