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Modo Meridional del Pacífico

Anomalías de la SST y del viento de la fase positiva del PMM El modo meridional del Pacífico ( PMM ) es un modo climático del Pacífico norte . En su estado positivo, se caracter...

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Anomalías de la SST y del viento de la fase positiva del PMM

El modo meridional del Pacífico ( PMM ) es un modo climático del Pacífico norte . En su estado positivo, se caracteriza por el acoplamiento de vientos alisios más débiles en el noreste del océano Pacífico entre Hawái y Baja California con una disminución de la evaporación sobre el océano, lo que aumenta las temperaturas superficiales del mar (TSM); y lo inverso durante su estado negativo. Este acoplamiento se desarrolla durante los meses de invierno y se extiende hacia el suroeste en dirección al ecuador y el Pacífico central y occidental durante la primavera, hasta que alcanza la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT), que tiende a desplazarse hacia el norte en respuesta a un PMM positivo.

La Oscilación del Pacífico Norte (NPO) y el "Dipolo Norteamericano" (dos oscilaciones climáticas sobre el Pacífico Norte y América del Norte) desencadenan los modos PMM durante el invierno. Las fluctuaciones de temperatura en los océanos Atlántico Norte y Pacífico Occidental y los cambios en el hielo marino del Ártico también se han propuesto como desencadenantes de los eventos PMM.

El PMM no es lo mismo que El Niño-Oscilación del Sur (ENSO), pero hay evidencia de que los eventos PMM pueden desencadenar eventos ENSO, especialmente eventos El Niño en el Pacífico Central . El estado PMM también puede modular la actividad de huracanes en el Pacífico Oriental y la actividad de tifones en los océanos Pacífico Occidental y alterar las precipitaciones en los continentes que rodean el Océano Pacífico. El Océano Pacífico Sur tiene un modo similar al PMM conocido como el "Modo Meridional del Pacífico Sur" (SPMM) que también influye en el ciclo ENSO.

A principios del siglo XXI, la intensidad del fenómeno de El Niño de 2014-16 y las temporadas de huracanes y tifones del Pacífico de 2018, sumamente activas , se han atribuido a eventos PMM positivos. Con el calentamiento global antropogénico , es probable que la actividad PMM aumente, y algunos científicos han propuesto que la pérdida de hielo marino antártico y, especialmente, ártico inducirá futuros eventos PMM positivos.

Concepto

La existencia y las propiedades del Modo Meridional del Pacífico fueron propuestas por Chiang y Vimont en 2004. [1] El Modo Meridional del Pacífico es una forma de variabilidad acoplada entre la latitud de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) y los gradientes de temperatura superficial del mar (TSM) norte-sur en el Océano Pacífico subtropical . Las anomalías en el gradiente de temperatura inducen cambios en la posición de la ZCIT, lo que a su vez altera los procesos de flujo de calor viento-superficie que modifican la estructura de la TSM. [2] Específicamente, los vientos alisios más débiles están acoplados a anomalías cálidas de la TSM en el Pacífico Norte [3] —en particular a lo largo de la costa de California [4] y entre Hawái y el oeste de América del Norte — [5] centrados en el Pacífico subtropical, mientras que las anomalías frías de la TSM se encuentran en el Pacífico Tropical Oriental. Los vientos alisios más débiles corresponden a anomalías de viento del suroeste y significan un enfriamiento evaporativo reducido , [6] y la ZCIT se desplaza hacia el norte. [7] Matemáticamente, el PMM se define a menudo mediante el análisis de covarianza máxima de la temperatura superficial del mar (TSM) media de tres meses y las anomalías del viento en el Pacífico central y oriental, con especial atención al hemisferio norte (20°S-30°N, 175°E-85°O) y eliminando el índice ENSO mediante regresión lineal . [8]

El PMM es más intenso durante los meses de enero a mayo. [2] Las anomalías del viento alcanzan su pico máximo en febrero y las anomalías de la TSM en marzo. [6] Las respuestas del PMM tienden a persistir hasta fines del verano y el otoño a través de interacciones con la ZCIT, que alcanza su latitud más alta y, por lo tanto, la interacción más fuerte con el PMM durante estas estaciones. [9]

En general, la PMM no se extiende más al sur que la ZCIT y, por lo tanto, tiende a no alcanzar el ecuador, ya que la ZCIT normalmente se encuentra en el hemisferio norte. [10] Esto se debe a que la retroalimentación viento-TSM opera principalmente cuando la anomalía del viento es opuesta al viento medio climatológico. Este no es el caso al sur de la ZCIT, donde los vientos medios provienen del sur. [11] También es un proceso de capa mixta principalmente oceánica , en el que la dinámica oceánica juega un papel menor. [9]

Otros modos

En el Océano Pacífico Norte, el "modo Victoria" es otro patrón de TSM que se extiende por todo el Pacífico Norte, a diferencia del PMM más limitado regionalmente [12] que se ha descrito como la parte oriental del modo Victoria. [13] La distinción es que el modo Victoria es un patrón de TSM mientras que el PMM es un patrón de acoplamiento TSM-viento, [14] y el modo Victoria puede ser un predictor más confiable de ENSO que el PMM según Ren et al. 2023. [15] Otra oscilación climática del Pacífico Norte , el "Modo Pacífico Norte", se parece al PMM. [16]

El PMM es distinto de El Niño-Oscilación del Sur (ENSO), [2] que es la principal variación climática en el Océano Pacífico. [17] Sin embargo, los dos modos climáticos no se pueden separar fácilmente, [18] y ambos actúan para inducir variaciones climáticas decenales en el Pacífico. [19] [20] Separar la oscilación decenal del Pacífico / Oscilación interdecenal del Pacífico del PMM también es difícil. [21]

Desencadenantes

El PMM parece ser principalmente una consecuencia del forzamiento climático estocástico (aleatorio) en las zonas extratropicales [22], aunque con influencia del estado atmosférico de fondo. [6] La Oscilación del Pacífico Norte (NPO), la contraparte atmosférica del Modo Giro del Pacífico Norte, puede desencadenar eventos PMM [23] principalmente a través de anomalías de SST en la costa de Baja California . [24] La corriente en chorro de latitudes medias [25] y, según Tseng et al. 2020, el monzón de invierno del este de Asia pueden modular la conexión NPO-PMM. [26]

El calentamiento del océano Atlántico Norte puede favorecer la aparición de PMM negativos a través de ondas de Rossby generadas por encima de la piscina cálida del Atlántico . Estas se propagan hacia el este hasta el Pacífico, donde desencadenan vientos del norte [27] que posteriormente influyen en el estado del océano. [28] Este calentamiento se produce tanto como parte del estado positivo de la Oscilación Multidecadal Atlántica como del estado negativo del llamado "Trípolo del Atlántico Norte". El estado negativo del "Trípolo del Atlántico Norte" presenta anomalías cálidas de la TSM en el Atlántico subpolar y tropical y anomalías frías de la TSM en el Atlántico Norte subtropical. [29] Esta última interacción ha cobrado importancia desde 1990. [30]

El "dipolo norteamericano" es un patrón alterno de anomalías de presión atmosférica sobre América del Norte, con anomalías positivas sobre el Caribe y sus alrededores y anomalías negativas sobre el mar de Labrador , que es más fuerte durante el invierno. [31] Un dipolo norteamericano positivo a menudo se asocia con el desarrollo de un PMM positivo durante la primavera posterior. [19] Esto ocurre a través de los océanos Atlántico y Pacífico oriental, que se enfrían o calientan por el dipolo norteamericano positivo. [32] El enfriamiento del Atlántico tropical induce anomalías de flujo de aire anticiclónico sobre el Pacífico oriental, que a su vez se oponen a los vientos alisios y desencadenan un PMM positivo. [33]

Se han descrito otros mecanismos:

  • Según Park et al. 2018, las anomalías de la temperatura superficial del mar (TSM) en la zona cálida del hemisferio occidental modulan el inicio del PMM a fines del verano. [34]
  • Joh y Di Lorenzo relacionaron una extensión hacia el este de la Extensión Kuroshio con el desarrollo del PMM en 2019 [35] y puede ser parte de un patrón de una década de oscilación climática en el Pacífico, en forma de anomalías de presión atmosférica que viajan en sentido antihorario alrededor del Pacífico Norte. [36]
  • Según Chen, Yu y Wen (2014), la Oscilación Ártica de primavera puede desencadenar anomalías de SST que se asemejan a las del PMM [37] y el PMM puede ser la vía a través de la cual la Oscilación Ártica influye en los eventos ENSO. [38]
  • Zhou, Yang y Zheng (2017) propusieron que una mayor latitud de la zona cálida del Pacífico occidental puede desencadenar eventos PMM negativos a través de cambios en los vientos alisios y los gradientes de SST. [39]
  • Pausata et al. (2020) encontraron un desarrollo de condiciones PMM positivas en respuesta a erupciones volcánicas en los trópicos del hemisferio norte. [40]
  • Simon Wang, Jiang y Fosu (2015) propusieron que el desencadenamiento del ENSO puede ocurrir a través de una ruta Océano Índico -Pacífico Occidental-PMM, pero el mecanismo no está claro. [41]
  • Cao et al. (2021) propusieron que el aumento de la capa de nieve en América del Norte puede desencadenar una teleconexión negativa similar a la PMM. [42]
  • Lin et al. (2021) indicaron que el ciclo solar modifica el PMM, con un Sol activo favoreciendo un estado PMM positivo y uno inactivo un PMM negativo. [43]
  • Cai et al. (2022) propusieron que el aumento de la capa de nieve sobre la meseta tibetana en invierno puede inducir el fortalecimiento de los vientos alisios sobre el Pacífico subtropical oriental, lo que provoca un estado de PMM negativo. [44] Este proceso está mediado por anomalías de temperatura troposférica que son transportadas por la corriente en chorro al Pacífico que influyen en la NPO. [45] Esta relación se ha establecido en la década de 2000, presumiblemente debido a los cambios de estado de oscilación decenal del Pacífico y de oscilación multidecenal del Atlántico . [46]
  • Zhang et al. (2022) afirmaron que la NPO está demasiado limitada a las zonas extratropicales como para generar una variabilidad similar a la del PMM, que en cambio estaría controlada principalmente por la variabilidad de la zona de bajas presiones de las Aleutianas . [47]

Hay pocos estudios sobre si ENSO induce cambios en PMM [18] con investigaciones en 2011, 2018 y 2023 que sugieren que los eventos ENSO positivos podrían desencadenar eventos PMM negativos y, con menos frecuencia, eventos ENSO negativos, eventos PMM positivos, [48] [49] mientras que Capotondi et al. (2019) propusieron que las anomalías de SST en el Pacífico centro-occidental pueden inducir un calentamiento a lo largo de la Costa Oeste similar al del PMM. [50]

Crecimiento y desaparición

Evolución de un evento PMM en 2014-2015

Las variaciones en la fuerza del Anticiclón del Pacífico Norte debido a la variabilidad climática extratropical (por ejemplo, la Oscilación del Pacífico Norte [NPO] en invierno) inducen cambios en la fuerza de los vientos alisios . Las anomalías en su fuerza alteran los flujos de calor superficial sobre el mar, causando cambios en la TSM que alcanzan su punto máximo en primavera [2] y se propagan hacia el suroeste. [9] Este proceso, cuando es desencadenado por variaciones de la NPO durante el invierno, se conoce como el "mecanismo de huella estacional", [51] e implica anomalías positivas de la NPO que debilitan los vientos alisios. [6] Según Wu et al. (2009), la disminución de la evaporación ocurre al suroeste de la anomalía original de la TSM debido a los vientos alisios del este y, por lo tanto, la anomalía de la TSM tiende a propagarse hacia el suroeste [52] mientras que los cambios en el transporte oceánico causan un movimiento hacia el norte. [53] Particularmente en el noroeste del Pacífico tropical, el aumento de la insolación durante la primavera facilita el crecimiento de los eventos PMM. [6]

Los vientos transecuatoriales desencadenados por gradientes de temperatura entre los hemisferios facilitan el desarrollo del PMM. A medida que cruzan el ecuador, la fuerza de Coriolis los desvía en una dirección opuesta a la de los vientos alisios, debilitándolos. A su vez, el ~PMM facilita el desarrollo de vientos transecuatoriales, generando una retroalimentación positiva , [6] especialmente porque los vientos transecuatoriales actúan para desencadenar una respuesta de enfriamiento en el hemisferio sur [9] y según Wu et al. (2009) a lo largo del ecuador. [54]

La retroalimentación del albedo de las nubes mejora el crecimiento del PMM, mientras que el transporte oceánico lo obstaculiza. [55] Según Wu et al. (2009), los flujos de calor turbulentos actúan para disipar la anomalía de SST original. [52] Después de agosto, los vientos del oeste al sur de la ZCIT actúan para disipar las anomalías de SST. [54]

Efectos

Teleconexiones de PMM

El PMM es la vía principal a través de la cual los extratrópicos influyen en el clima tropical en el Océano Pacífico. [8] Las variaciones del PMM influyen en la actividad de ciclones tropicales en los océanos Pacífico y Atlántico. [18]

Entre los fenómenos asociados al PMM se encuentran:

  • Un evento PMM en 2014 influyó significativamente en la ola de calor marina del Pacífico Norte de 2013-2015 , que tuvo impactos significativos en el océano frente a la costa oeste de América del Norte. [18] Amaya et al. (2020) propusieron que un estado PMM positivo en 2019 mejoró de manera similar la ola de calor marina del Pacífico Norte de 2019 a través de un cambio en la ZCIT y las alteraciones resultantes en la circulación atmosférica. [56] Viceversa, Chen, Shi y Lin (2021) propusieron que ciertos eventos "blob" pueden desencadenar un PMM positivo. [57]
  • El acoplamiento tipo PMM entre la temperatura superficial del mar y las anomalías del viento puede controlar la latitud media de la ZCIT. [18]
  • El PMM puede actuar para amortiguar las variaciones climáticas de baja frecuencia en los trópicos. [58]
  • El PMM positivo debilita el anticiclón subtropical del Pacífico occidental . [59]
  • El PMM puede alterar el comportamiento de las zonas de mínimo oxígeno del Pacífico Oriental . [60]

Otras correlaciones sugeridas:

  • Muñoz, Wang y Enfield (2010) identificaron una teleconexión entre el PMM y las temperaturas de superficie del mar (TSM) de primavera en el Golfo de México y el Caribe. [61]
  • Lu et al. (2017) han relacionado la intensidad de la denominada "valle mesoatlántico", [62] una vaguada en la atmósfera superior sobre el océano Atlántico norte que influye en la actividad de huracanes y el clima extratropical, [63] con anomalías de SST similares a PMM; [62] una vaguada mesoatlántica más intensa está asociada con [64] un estado PMM negativo. [62]
  • Promchote et al. (2018) han correlacionado la aparición de condiciones climáticas severas durante el invierno ( olas de frío ) en Taiwán con etapas positivas de PMM. [65]
  • Bonino et al. (2019) encontraron una correlación entre el afloramiento en la Corriente de California y el PMM negativo, y un patrón similar entre la corriente de Humboldt y el SPMM. [66]
  • Dias, Cayan y Gershunov (2019) correlacionaron el PMM con las temperaturas invernales en California . [67]
  • Kodera et al. (2019) describieron anomalías de temperatura y viento en la estratosfera inferior relacionadas con el PMM. [68]
  • Liguori y Di Lorenzo (2019) identificaron al PMM como un factor importante en la variabilidad interanual del Pacífico. [69]
  • Tuo, Yu y Hu (2019) descubrieron que el PMM modulaba la actividad de los remolinos oceánicos de mesoescala en el Mar de China Meridional y su equivalente en el hemisferio sur, [70] hasta 2004, cuando la relación cesó en gran medida. [71]
  • Long et al. (2020) descubrieron que los eventos PMM positivos conducen a niveles altos del mar cerca de Hawái , debido a la expansión térmica del mar que acompaña a las anomalías de la temperatura superficial del mar. [72] Esto tuvo lugar durante la disminución de la fuerza de los vientos alisios en 2020. [73]
  • Según Luo et al. (2020), las ondas de Rossby (ondas planetarias) generadas durante un evento PMM positivo inducen anomalías de circulación atmosférica anticiclónica sobre China, caracterizadas por aire descendente sobre el este de China y aire ascendente sobre el norte de China. Esto favorece la aparición de olas de calor en el este de China. [74]
  • Meehl et al. (2021) propusieron que la acumulación de calor en el Pacífico occidental puede forzar transiciones de la oscilación interdecadal del Pacífico a través de patrones similares a PMM. [75]
  • Wang et al. (2021) observaron una correlación entre la longitud de la oscilación intraestacional del Pacífico y el PMM. [76]
  • Según Frazier et al., 2022, los rendimientos del arroz en el sudeste asiático aumentan durante los años con PMM positivo. [77]
  • Hari et al. (2022) encontraron una correlación entre el PMM positivo y una circulación de Walker más débil . [78]
  • Hari et al. (2022) identificaron un aumento de las olas de calor en la India como consecuencia de un PMM positivo, que disminuye la cobertura de nubes. [78]
  • Jeong et al. (2022) propusieron que la fuerte disminución del hielo marino del Ártico en 2012 se vio favorecida por un PMM negativo durante ese año. [79]
  • Kao et al. (2022) identificaron una teleconexión entre el PMM y el NAO, que actúan como bucles de retroalimentación positiva mutua. [80]
  • Lim et al. (2022) propusieron un vínculo con los niveles globales de clorofila oceánica . [81]
  • Tsai, Wang y Tseng (2023) encontraron una correlación entre las temperaturas máximas en Taiwán y el PMM. [82]

No se ha estudiado en gran medida si el PMM tiene efectos sobre la oscilación Madden-Julian o sobre las ondas Kelvin ecuatoriales [83] y no está clara ninguna conexión entre el PMM y el dipolo del océano Índico . [84]

Precipitación

El PMM altera la precipitación en Asia. [85] Una teleconexión circunglobal influenciada por el PMM y los cambios en los sistemas de presión atmosférica [86] altera la precipitación en el valle del río Amarillo , [87] y las ondas de Rossby alteran la precipitación en el valle del río Yangtze de China [59] [88] a medida que emanan de la región del PMM hacia el oeste e interactúan con la corriente en chorro. [89] La precipitación aumenta en el norte y suroeste de China y disminuye en el centro-oeste de China y el valle inferior del río Yangtze. [90] Según Li y Ma (2011), las variaciones de la ZCIT inducidas por el PMM desencadenan la teleconexión circunglobal. [91] Kao, Hung y Hong (2018) identificaron una correlación entre la precipitación sobre Taiwán y el PMM. [92]

Las interacciones entre el PMM y el Anticiclón del Pacífico Norte pueden verse influenciadas por el hidroclima del suroeste de los Estados Unidos . [18] Zhong, Liu y Notaro (2011) descubrieron que un PMM positivo provoca inviernos secos desde las Grandes Llanuras hasta el noreste de los Estados Unidos a través de una teleconexión de tipo Oscilación del Atlántico Norte . Durante el verano, la baja presión atmosférica sobre el norte de los Estados Unidos y la alta presión atmosférica sobre el este de los Estados Unidos favorecen las precipitaciones en el medio oeste de los Estados Unidos . [93] Gibson et al. (2020) encontraron una correlación entre el PMM y la aparición de una dorsal frente a la costa oeste de los Estados Unidos, un patrón asociado a las sequías allí. [94] Son et al. (2021) propusieron que el PMM es parte de un ciclo de variabilidad climática en el Pacífico Norte que imparte un ciclo de 5 a 7 años de duración a la actividad de incendios forestales en California . [95]

Existe una correlación positiva entre la precipitación [96] en el este y la Amazonía de América del Sur y el PMM. [85] Esto no parece deberse enteramente al transporte de humedad atmosférica, ya que la precipitación aumenta incluso en partes de América del Sur donde la convergencia de humedad disminuye, [97] y el efecto es mucho más fuerte durante el verano boreal . [98] Seiler, Hutjes y Kabat (2013) no encontraron una correlación entre el clima boliviano y el PMM. [99]

Zhang, Villarini y Vecchi (2019) descubrieron que el PMM positivo causa sequías en Australia y el continente marítimo . Esto se debe principalmente a la excitación de la variabilidad del ENSO por el PMM, [100] que a su vez induce anomalías en el transporte de humedad, [101] y se ha propuesto como un predictor de sequías australianas. [102]

ENSO

Gran parte de la atención que se le ha prestado al modo PMM se debe a su potencial como precursor de los fenómenos ENSO. [103] Los fenómenos PMM de primavera son un predictor importante del estado ENSO posterior. Desde el punto de vista mecanístico, el PMM influye en el estado ENSO a través de varias vías: [8]

  • Las anomalías acopladas del viento y la temperatura de la superficie del mar se propagan hacia el ecuador durante la primavera y principios del verano. [8]
  • A principios de primavera y en invierno, las anomalías del viento asociadas al PMM recargan el calor del subsuelo en el ecuador, [8] un proceso conocido como "carga de vientos alisios". [104]
  • Los eventos PMM generan ondas de Rossby y ondas de Kelvin oceánicas [8] y fuera del ecuador , que a su vez forman ondas de Kelvin ecuatoriales a través de anomalías de rizo del viento a lo largo del ecuador. [9]
  • Los cambios vinculados al PMM en la posición de la ZCIT durante el verano y el otoño influyen en el clima ecuatorial. [8]
  • Chu et al. 2023 observaron que la ocurrencia de ciclones tropicales cerca del ecuador aumenta en el Pacífico occidental durante eventos PMM positivos. Estos ciclones tropicales pueden iniciar el desarrollo de ENSO . [105]

Los eventos PMM positivos dan lugar a anomalías del viento [100] y de la temperatura superficial del mar que se asemejan a estas condiciones óptimas de El Niño anteriores y a las ráfagas de viento del oeste , y también modulan el contenido de calor del océano subterráneo asociado con el desarrollo de El Niño. [106] Además, sugieren que el PMM podría influir en la estacionalidad de los eventos de El Niño, ya que los eventos PMM ocurren principalmente durante la primavera. [107]

El PMM induce principalmente eventos cálidos ( El Niño ) en lugar de eventos fríos ( La Niña ) [22] y es un predictor más confiable de los primeros que de los segundos. [108] Como lo señalan Zheng et al. (2921), los eventos PMM negativos no son tan efectivos para desencadenar La Niña como lo son los eventos positivos para desencadenar El Niño [109] porque las anomalías del viento son más débiles. [110] El PMM parece tener un efecto más fuerte en el Pacífico central y occidental que en el Pacífico oriental y, por lo tanto, favorece el desarrollo de eventos de El Niño del Pacífico central (CP Niño o El Niño Modoki [111] ), [112] aunque no hay un consenso claro sobre esta asociación. [113] [114] La advección zonal de anomalías de SST desde el Pacífico central al oriental puede permitir que el PMM induzca El Niño canónico. [115] You y Furtado (2018) propusieron que los desajustes entre el PMM norte y sur previenen el desarrollo de eventos canónicos de El Niño mientras que la congruencia lo favorece. [116] Sanchez et al. (2020) han encontrado que los eventos PMM positivos usualmente han precedido a eventos fuertes de El Niño desde 1860. [117] Wang y Wang (2013) definieron CP El Niño I y II, el último de los cuales presenta anomalías de SST similares al PMM positivo. [118] Cai, Wang y Santoso (2017) propusieron que las anomalías de SST cálidas inusualmente desplazadas hacia el oeste durante el evento de El Niño 2014-16 pueden haber sido una consecuencia del PMM positivo ese año, [119] y Paek, Yu y Qian (2017) explicaron las anomalías sostenidas de SST en el Pacífico central durante ese año con las condiciones prolongadas de PMM positivo. [120] Stuecker (2018) propuso que los eventos CP Niño y PMM están inherentemente acoplados y se potencian mutuamente [121] a través de teleconexiones que involucran a la Baja Aleutiana , y que no existe una relación real entre PMM y El Niño del Pacífico Oriental. [122]

El PMM también influye en el final de un evento ENSO, en particular en el desarrollo de eventos ENSO plurianuales. [123] Para La Niña, Park et al. (2020) propusieron que el desarrollo de un PMM negativo en la primavera del año siguiente a La Niña está fuertemente correlacionado tanto en observaciones como en modelos con el redesarrollo de La Niña en el invierno posterior, mientras que un PMM positivo está asociado con un La Niña de un solo año. [124] He et al. (2020) identificaron la persistencia de un patrón de TSM similar al PMM positivo como un mecanismo que impide la génesis de La Niña después de un evento de El Niño en el Pacífico central. [125] Park et al. (2021) propusieron que durante La Niña plurianual, el PMM obstaculiza la recarga de calor en el Pacífico occidental y, por lo tanto, permite la recurrencia de La Niña. [126] Según Shi et al. En 2023, la extensión de las anomalías negativas de la temperatura superficial del mar asociadas al PMM ayudó a mantener el fenómeno de La Niña de 2020-23 . [127]

No todos los eventos PMM desencadenan eventos ENSO posteriores, [4] un fenómeno que parece ser causado por patrones variables de TSM según Zhao et al. (2020) [128] En el llamado "PMM Oriental", las anomalías de TSM se mantienen alejadas del Pacífico ecuatorial y están flanqueadas por anomalías de TSM frías en el Pacífico Oriental tropical e impiden el desarrollo de El Niño, mientras que en el "PMM Occidental", se extienden al Pacífico Occidental y desencadenan vientos favorables al desarrollo de El Niño. [129] La fuente de esta variación no está clara, pero puede estar relacionada con las fuerzas del Océano Atlántico y la diversidad en la Oscilación del Pacífico Norte. [130] Parece haber ciclos decenales en la teleconexión PMM-ENSO. [131] El NPO puede inducir ENSO también a través de una vía separada a través de las anomalías de TSM del Pacífico Occidental. [132] Separar las anomalías de TSM causadas por ENSO de las causadas por PMM puede ser difícil. [103]

Ciclones tropicales

La frecuencia de tifones aumenta en el sudeste del Pacífico occidental durante los años de PMM positivo. [133] Esto se debe principalmente a cambios en la vorticidad [21] y cambios forzados remotamente en parámetros atmosféricos como la humedad relativa y la cizalladura del viento , [23] [134] que desplazan la génesis de los tifones al este durante los eventos de PMM positivo y al oeste durante los eventos de PMM negativo. [135] Sin embargo , también se debe a una ubicación de génesis más al sudeste, [136] lo que alarga el tiempo que los tifones tienen para intensificarse. [137] Zhang et al. (2016) identificaron una correlación positiva entre la energía ciclónica acumulada (ACE) del Pacífico occidental y el PMM. [138] Zuo et al. (2018) propusieron que los eventos de PMM positivo pueden facilitar un inicio temprano de las temporadas de tifones a través de una mayor génesis en el este del Pacífico occidental. [139] Gao et al. (2018) encontraron una mayor ocurrencia de tifones intensos durante años de PMM positivo, tanto en términos absolutos como en relación con el número promedio de tifones. [140] La génesis más temprana de tifones también ocurre antes en años de PMM positivo. [136] El efecto de PMM es estacional, concentrándose principalmente en primavera y otoño, mientras que la ocurrencia de TC de verano no cambia. [141] Los cambios en la actividad de tifones son inducidos principalmente por la manifestación de PMM en el Pacífico tropical central, no por la manifestación del Pacífico subtropical oriental, [142] y también por eventos de El Niño en el Pacífico central. [143]

Zhan et al. (2017) correlacionaron la ocurrencia frecuente de tifones intensos en 1994, 2004, 2015 y 2016 con eventos PMM positivos en esos años. [140] Los numerosos impactos de los tifones en Taiwán [144] y el comportamiento diferente de la temporada de tifones de 2016 en comparación con la temporada de tifones de 1998 se debieron al estado PMM positivo en 2016. [145] Un evento PMM positivo mejoró la temporada de huracanes del Pacífico de 2018 [146] y la temporada de tifones del Pacífico de 2018 ese año, [142] y durante octubre de la temporada de tifones del Pacífico de 2020. [ 147]

El efecto del PMM también se extiende al Atlántico y al Pacífico Oriental: [96]

  • Los eventos PMM positivos están vinculados a temperaturas de superficie del mar más altas, cizalladura del viento reducida y presión atmosférica en el Pacífico oriental, lo que favorece los eventos de huracanes . [148] Parte (y según Murakami et al. (2017)—la mayor parte [149] de la actividad extrema de la temporada de huracanes del Pacífico de 2015 se ha atribuido a un PMM positivo en ese año. [150] La temporada de huracanes del Pacífico de 2018 tuvo la energía ciclónica acumulada más alta de todas las temporadas de huracanes del Pacífico en la era de los satélites [151] y Wood et al. (2019) atribuyeron parte de esa actividad a un evento PMM positivo ese año. [152]
  • En el Atlántico, Zhang et al. (2018) descubrieron que la frecuencia de llegada de huracanes a tierra disminuye después de eventos PMM primaverales positivos en el Caribe, Florida y el Golfo de México , mientras que la frecuencia de huracanes aumenta en el Atlántico este. [153] Estas variaciones son inducidas principalmente por ENSO e incluyen tanto cambios en las trayectorias de las tormentas como en la génesis de las tormentas. [154]

Fenómenos similares en otros océanos

Se han documentado anomalías similares de SST-viento en otros océanos, como el océano Índico , el sur del océano Pacífico y el sur del océano Atlántico , y se plantea la hipótesis de que desempeñan un papel en el inicio de los eventos ENSO. [155] La contraparte del océano Atlántico se conoce como el modo meridional atlántico y funciona de manera similar. [156]

Modo Meridional del Pacífico Sur

El "Modo Meridional del Pacífico Sur" (SPMM, por sus siglas en inglés) es un modo climático análogo en el Pacífico Sur; [22] Zhang, Clement y Di Nezio propusieron su existencia en 2014 [157] y opera de una manera casi idéntica al PMM del hemisferio norte [158] aunque según You y Furtado (2018) con anomalías de SST que alcanzan su pico durante el verano (austral) y anomalías de viento durante el invierno (austral). [159] Según Middlemas et al. (2019), las retroalimentaciones radiativas de las nubes contrarrestan la persistencia del SPMM. [160] El SPMM se ha relacionado además con un modo climático diferente conocido como el "Cuatripolo del Pacífico Sur" [161] y el "modo dipolo subtropical del Pacífico Sur". [11]

A diferencia del PMM, el Modo Meridional del Pacífico Sur tiene una influencia más extensa en el Océano Pacífico que el PMM del norte, al impactar el ecuador en lugar de permanecer dentro del hemisferio sur, [162] por ejemplo, y favorecer el inicio de eventos de El Niño del Pacífico Oriental "canónicos" en lugar de eventos de El Niño del Pacífico Central como el PMM. [163] Esto se debe a que los vientos alisios del sur en el Pacífico Oriental cruzan el ecuador hacia el hemisferio norte y pueden así "transportar" los efectos del Modo Meridional del Pacífico Sur hacia el norte. La dinámica oceánica en la región de la lengua fría también puede desempeñar un papel. [164] [114] La relación exacta entre el SPMM y el inicio del ENSO aún no está clara. [163] El fracaso de un evento de El Niño esperado para desarrollarse en 2014 se ha explicado por un estado desfavorable del SPMM en ese año. [165] Además del desarrollo del ENSO, el SPMM tiene impactos en las Islas Desventuradas chilenas y la Isla Juan Fernández según Dewitte et al. (2021). [166] Kim et al. (2022) propusieron que el enfriamiento en el Océano Austral puede forzar un estado negativo del SPMM. [167]

Variaciones del PMM

La actividad de la PMM parece fluctuar en escalas temporales decenales. Los ciclos decenales de intensidad de la PMM pueden ser una función de interacciones bidireccionales entre los trópicos y las zonas extratropicales. [163]

La variabilidad del PMM no es constante. Tanto el estado climático medio (en particular la fuerza de las variaciones del flujo de calor de la superficie del océano causadas por los cambios del viento y la latitud de la ZCIT) como las tormentas en los extratrópicos influyen en su variabilidad. [168] La ZCIT limita la extensión del PMM al sur, y las fluctuaciones en la posición media de la ZCIT debido a los cambios climáticos pueden afectar la manifestación del PMM. [169] Las simulaciones de Sanchez et al. (2019) encontraron una mayor variabilidad del PMM tanto en respuesta a erupciones volcánicas , como la erupción de Samalas de 1257 [170] como en respuesta a los gases de efecto invernadero . [171] La disminución de la actividad del PMM durante el Holoceno medio puede explicar la variabilidad más débil del ENSO durante ese tiempo; [172] dicha disminución podría haber sido inducida por el forzamiento orbital . [173] Bramante et al. (2020) encontraron variaciones positivas de PMM durante la Anomalía Climática Medieval y PMM negativas durante la Pequeña Edad de Hielo y las usaron para explicar los cambios en la actividad de tifones en Jaluit en las Islas Marshall y en el Mar de China Meridional . [135]

Hay evidencia de que la variabilidad del PMM ha aumentado entre 1948 y 2018 [58], lo que puede no ser (todavía) necesariamente una consecuencia del calentamiento global . [174] En las últimas décadas, la conexión entre el PMM y el NPO ha aumentado. [25] El aumento de la actividad del PMM entre 1982 y 2015 ha suprimido la varianza del ENSO y ha provocado que se desplace hacia el oeste a través de una mayor fuerza de los vientos del sur sobre el Pacífico Sur. [175]

Dima, Lohann y Rimbu (2015) propusieron que la Gran Anomalía de Salinidad en el Atlántico Norte después de 1970 modificó el clima del Pacífico a través de un estado PMM positivo y sugirieron que los eventos Heinrich durante el Pleistoceno tardío pueden haber causado una teleconexión similar. [176] Un estado de Oscilación Multidecadal del Atlántico más positivo después de la década de 1990 puede aumentar la variabilidad del PMM al fortalecer el Anticiclón del Pacífico Norte [177] [178] y, según Park et al. (2019), al aumentar la humedad disponible sobre la Piscina Cálida del Atlántico . [179] Yu et al. (2015) argumentaron que la mayor variabilidad del PMM forzada por la Oscilación Multidecadal del Atlántico es responsable de la mayor frecuencia de los eventos de El Niño del Pacífico Central después de la década de 1990. [180] [181]

PMM y el cambio climático antropogénico

Algunos modelos climáticos predicen que la retroalimentación entre las anomalías del viento y la SST aumentará debido al cambio climático antropogénico y, por lo tanto, los eventos PMM se intensificarán, pero otros procesos pueden mejorar o contrarrestar este proceso. [158] Liguori y Lorenzo (2018) propusieron que el efecto se haría notorio para 2020. [182] La mayor varianza del PMM se ha utilizado para explicar la mayor frecuencia de los eventos de El Niño en el Pacífico central durante las pocas décadas anteriores a 2020. [58] Según Liguori y Lorenzo (2018), puede explicar un aumento en la actividad ENSO hasta 2100, [182] quizás comenzando con el evento de El Niño de 2014-16 , [183] ​​y un mayor acoplamiento trópico-extratrópico. [184] El aumento de la actividad PMM sincronizaría las variaciones climáticas decenales en el Pacífico y aumentaría la ocurrencia de olas de calor marinas tanto dentro como fuera del Océano Pacífico Norte, con impactos ecológicos concomitantes. [185]

Fosu, He y Liguori (2020) propusieron que el aumento de las temperaturas de la superficie del mar en los océanos Atlántico e Índico puede inducir una respuesta negativa similar a la PMM en el océano Pacífico, [186] retrasando el inicio del calentamiento del océano allí. [187] Long et al. (2020) simularon estados climáticos en RCP8.5 e identificaron una mayor ocurrencia de eventos PMM positivos precedidos por eventos de El Niño. [188] Tomas, Deser y Sun (2016) identificaron un patrón positivo de PMM y SPMM en los modelos como respuesta a la pérdida de hielo marino del Ártico . [189] Kim et al. (2020) encontraron en simulaciones y observaciones que una reducción del hielo marino del Ártico en el sector Pacífico del Océano Ártico puede desencadenar eventos PMM positivos a través de una teleconexión similar a NPO, favoreciendo así la aparición de eventos de El Niño en el Pacífico central, [190] y sugirieron que la tendencia creciente de eventos de El Niño en el Pacífico central puede haber sido desencadenada por el calentamiento global desde 1990. [191] England et al. (2020) describieron el desarrollo de anomalías positivas de SST similares a PMM y SPMM en respuesta a una pérdida de hielo marino del Ártico y la Antártida a fines del siglo XXI. [192] Orihuela-Pinto et al. (2022) notaron un debilitamiento de la variabilidad de PMM después de un cierre de la circulación de vuelco meridional del Atlántico . [193]

Nombre y uso

Chiang y Vimont (2004) acuñaron el nombre de "Modo Meridional del Pacífico" como analogía con el "Modo Meridional del Atlántico"; [1] [51] ambos hacen referencia a la estructura norte-sur de los gradientes de TSM y las anomalías de latitud de la ZCIT. [2] A veces se lo conoce como "Modo Meridional del Pacífico Norte" [51] o "Modo Meridional del Pacífico Tropical". [194]

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