Los resultados pueden ayudar a los investigadores a interpretar las variaciones antiguas de los monzones, predecir la actividad futura frente al cambio climático.
Cada verano, un cambio climático trae viento y lluvia persistentes a gran parte del sudeste asiático, en forma de monzón estacional. Se entiende que la causa general del monzón es una diferencia de temperatura creciente entre la tierra que se calienta y el océano relativamente fríoPero en su mayor parte, la fuerza y el momento del monzón, del que dependen millones de agricultores cada año, es increíblemente difícil de predecir.
Ahora los científicos del MIT han descubierto que una interacción entre los vientos atmosféricos y las aguas del océano al sur de la India tiene una gran influencia sobre la fuerza y el momento del monzón del sur de Asia.
Sus resultados, publicados hoy en el Diario del clima , demuestre que a medida que el sol de verano calienta el subcontinente indio, también levanta fuertes vientos que barren el Océano Índico y la masa de tierra del sur de Asia. A medida que estos vientos se dirigen hacia el norte, también empujan las aguas del océano hacia el sur, muchocomo un corredor empujando contra el cinturón de una cinta de correr. Los investigadores encontraron que estas aguas que fluyen hacia el sur actúan para transportar calor junto con ellas, enfriando el océano y, en efecto, aumentando el gradiente de temperatura entre la tierra y el mar
Dicen que este mecanismo de transporte de calor oceánico puede ser una nueva perilla para controlar el monzón estacional del sur de Asia, así como otros sistemas de monzones en todo el mundo.
"Lo que encontramos es que la respuesta del océano juega un papel muy importante en la modulación de la intensidad del monzón", dice John Marshall, profesor de Oceanografía de Cecil e Ida Green en el MIT. "Comprender la respuesta del océano es fundamental para predecir el monzón"
Los coautores de Marshall en el documento son el autor principal Nicholas Lutsko, un postdoctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT, y Brian Green, un ex estudiante graduado en el grupo de Marshall que ahora se encuentra en la Universidad de Washington.
Humedades y turnos
Los científicos se han centrado tradicionalmente en el Himalaya como una influencia clave del monzón del sur de Asia. Se cree que la cordillera masiva actúa como una barrera contra los vientos fríos que soplan desde el norte, aislando el subcontinente indio en un capullo cálido y mejorando elDiferencia de temperatura del horario de verano entre la tierra y el océano.
"Antes, la gente pensaba que el Himalaya era necesario para tener un sistema de monzón", dice Lutsko. "Cuando la gente se deshacía de ellos en simulaciones, no había monzón. Pero estos modelos se ejecutaron sin un océano".
Lutsko y Marshall sospecharon que si desarrollaran un modelo del monzón que incluyera la dinámica del océano, estos efectos disminuirían la intensidad del monzón. Su presentimiento se basó en trabajos previos en los que Marshall y sus colegas descubrieron que el océano impulsado por el vientola circulación minimizó los cambios en la zona de convergencia intertropical, o ITCZ, un cinturón atmosférico cerca del ecuador que típicamente produce tormentas eléctricas dramáticas en grandes áreas. Se sabe que esta amplia zona de turbulencia atmosférica cambia estacionalmente entre los hemisferios norte y sur, y Marshall descubrió queel océano juega un papel en acorralar estos cambios.
"Basado en la idea de que el océano amortigua los cambios de la ITCZ, pensamos que el océano también amortiguaría el monzón", dice Marshall. "Pero resulta que en realidad fortalece el monzón".
Ver más allá de una montaña
Los investigadores llegaron a esta conclusión inesperada después de elaborar una simulación simple de un sistema de monzones, comenzando con un modelo numérico que simula la física básica de la atmósfera sobre un "planeta acuático", un mundo cubierto completamente en un océano.El equipo agregó una masa sólida y rectangular al océano para representar una masa terrestre simple. Luego variaron la cantidad de luz solar a través del planeta simulado, para imitar los ciclos estacionales de insolación o luz solar, y también simularon los vientos y las lluvias que resultan deestos cambios estacionales de temperatura.
Llevaron a cabo estas simulaciones bajo diferentes escenarios, incluido uno en el que el océano estaba estático e inmóvil, y otro en el que se permitió que el océano circulara y respondiera a los vientos atmosféricos. Observaron que los vientos que soplaban hacia la tierra impulsaron las aguas del océano afluir en la dirección opuesta, alejando el calor de las aguas más cercanas a la tierra. Esta interacción viento / océano tuvo un efecto significativo en cualquier monzón que se formó sobre la tierra: cuanto más fuerte es esta interacción o acoplamiento entre los vientos y el océano, mayor es la diferenciaen la temperatura de la tierra y del mar, y cuanto más fuerte sea la intensidad del monzón resultante.
Curiosamente, su modelo no incluía ningún tipo de estructura del Himalaya; sin embargo, aún podían producir un monzón simplemente por el efecto del océano y los vientos.
"Inicialmente teníamos una imagen de que no podríamos hacer un monzón sin el Himalaya, que era la sabiduría establecida", dice Lutsko. "Pero en nuestro modelo, no teníamos esa barrera y aún podíamos generar unmonzón, y estábamos emocionados por eso "
En última instancia, su trabajo puede ayudar a explicar por qué el monzón del sur de Asia es uno de los sistemas de monzones más fuertes del mundo. La combinación de los Himalayas al norte, que actúan para calentar la tierra, y el océano al sur,que elimina el calor de las aguas cercanas, establece un gradiente de temperatura extrema para uno de los monzones más intensos y persistentes del planeta.
"Una razón por la cual el monzón del sur de Asia es tan fuerte es que hay una gran barrera al norte que mantiene la tierra caliente, y hay un océano al sur que se está enfriando, por lo que está perfectamente situado para ser realmente fuerte", dice Lutsko.
En el trabajo futuro, los investigadores planean aplicar sus nuevas observaciones del papel del océano para ayudar a interpretar las variaciones en los monzones mucho más atrás en el tiempo.
"Lo que es interesante para mí es que, durante los momentos en que el hemisferio norte era mucho más frío, se ve un colapso del sistema de monzones", dice Lutsko. "La gente no sabe por qué sucede eso. Pero creemos que podemos explicar esto,utilizando nuestro modelo mínimo "
Los investigadores también creen que su nueva explicación basada en el océano para generar monzones puede ayudar a los modeladores climáticos a predecir cómo, por ejemplo, el ciclo del monzón puede cambiar en respuesta al calentamiento de los océanos debido al cambio climático.
"Estamos diciendo que tienes que entender cómo está respondiendo el océano si quieres predecir el monzón", dice Lutsko. "No puedes concentrarte solo en la tierra y la atmósfera. El océano es clave".
Esta investigación es apoyada en parte por la National Science Foundation y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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