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The hot blob of the northeast Pacific::La Burbuja caliente del Pacífico Nor-Este

Mayo 1, 2020

Franklin I. Ormaza González, PhD

CNP

Resumen

Los “hot blobs” o burbujas calientes siempre han existido. Con el advenimiento de las facilidades de medición se pueden determinar las variaciones de las Temperaturas Superficiales del Mar (TSM) y sus anomalías. Las anomalías TSM son la referencia para saber la intensidad de la burbuja caliente. En varias partes de los océanos se producen las piscinas y burbujas calientes y se detectan importantes cambios de las anomalías TSM, como en Ecuador; donde se ha podido observar variaciones estacionales de 5-6C en algunos puntos de la costa, especialmente cuando ocurren eventos como El Niño. En estos momentos las anomalías en los dos principales hot blobs (Nueva Zelandia y, Pacífico Nor-Este) están alrededor de 3-4 C. Las burbujas calientes son típicamente persistentes en tiempo y parcialmente independiente a los cambios estacionales. Las variaciones térmicas ya sea en la superficie como en la columna de agua provoca el desplazamiento horizontal y vertical de las especies pelágicas grandes (e.g.; atún, dorado etc.) o pequeñas (e.g.; anchovetas, sardinas, etc.), lo cual siempre ha ocurrido y ocurrirá.

Introducción

Los dos principales océanos del mundo en términos de producción pesquera y balance climático: Pacífico y Atlántico tienen zonas de pesca importantes que generan millones de toneladas métricas (por ejemplo: costa Ecuador, Perú y Chile) y también áreas con cuerpos de agua relativamente calientes con temperaturas superficiales (TSM) de 28-31 C que producen pronunciadas y profundas (>50 m) termoclinas. Las piscinas calientes generalmente se ubican en las orillas occidentales de estos dos océanos. El océano Atlántico tiene el Mar Caribe (Fig. 1), donde se registran STM de 28C, aunque ha registrado hasta casi 30C, la variación estacional es de 23 a 30C. En tanto en el Pacífico la piscina caliente se ubica en la Polinesia, donde la TSM puede superar los 30C (Fig. 2). El tercer océano más importante el Indico, es relativamente caliente prácticamente de este a oeste.

La propagación de calor hacia el oeste es debido a vientos y corrientes (influido por la rotación de la Tierra). Las corrientes superficiales empujadas por el sistema de vientos saca aguas superficiales de las costas este y traslada hacia el oeste. Adicionalmente las condiciones meteorológicas que definen el patrón de vientos y la nubosidad ayudan al ´proceso de calentamiento. Eventualmente, la energía acumulada en la zona ecuatorial oeste se traslada hacia el Oeste mediante ondas Kelvin, como en el Océano Pacifico, las cuales eventualmente pueden causar el fenómeno de El Niño. Algo similar ocurre en latitudes entre 30-60; donde ubican los dos hot blobs más importantes (ver abajo).

Fig. 1 El área caliente tropical del Océano Atlántico se ubica en el Mar Caribe. https://www.ospo.noaa.gov/data/sst/contour/global_small.fc.gif

Fig. 2 Áreas o piscinas calientes del Océano Pacífico. https://www.ospo.noaa.gov/data/sst/contour/global_small.fc.gif

Mediciones de TSM

Las mediciones de TSM actualmente son bastante detalladas y prácticamente se dan en tiempo real y para áreas geográficas cada día más pequeñas; actualmente es hasta de 60 mn X 60 mn o 1°X1° (12 500 km2). Para la medición, se utilizan desde los barcos oceanográficos o mercantes, hasta los satélites, pasando por las boyas libres y ancladas, así como ¨drones¨o ¨gliders que suben y bajan en la columna de agua (hasta 2000 m de profundidad) colectando una serie de datos (Salinidad, conductividad eléctrica, presión, etc.). Existen dos proyectos importantes que usan las boyas y “gliders” para determinar TSM, T, salinidad y otros parámetros; TAO-TRITON y ARGOS. (Fig. 3) Estos proyectos han desplazados y sembrados sobre 5 500 boyas (flotantes y ancladas).


Mediciones de anomalías térmicas

Estas se obtienen como la diferencia (en un punto X), de la TSM en una fecha cualquiera y el promedio de TSM en un periodo de varios años (20 años). Por ejemplo; La TSM para un día X (día, mes, año) y una posición Y (Latitud, longitud) es 20.1C desde 1995 hasta 2005. La TSM para ese día Z (mismo día, mes, año+20) y posición (misma latitud, longitud) es 20.9C; la anomalía (20.9-20.1) es +0.8C. Cabe decir que la posición se refiere a un área de 1°X1°.  Entonces, las anomalías definen si existe una desviación del promedio; esta desviación puede ser positiva (calentamiento) o negativa (enfriamiento).

En aguas ecuatorianas se pueden registrar anomalías TSM de hasta +6C en algunos puntos específicos en los meses de Enero-Abril, pero en promedio geográfico (Área 1+2) para un periodo de 20 años, normalmente (sin el Niño): 2-3 C por cambio estacional, y con eventos calientes o fríos extremos ±3/5C.

Hot blob (manchas calientes)

Recientemente (21 abril, 2020) Cheung y Frölicher (2020) han definido a las manchas calientes o “hot blob” como una zona de altas anomalías TSM persistente en tiempo y, que además son aparente y relativamente independientes a cambios estacionales. Los “hot blobs” son fenómenos recurrentes en todas las cuencas oceánicas o costas con notables impactos en las pesquerías locales. Oliver et al. (2018) han reportado que, desde los inicios del siglo 20, los “hot blobs” han incrementado en intensidad, duración y frecuencia debido a la actividad antropogénica. Inclusive de acuerdo a Frölicher et al. (2918) se han duplicado desde los 80´s

La figura 4 muestra algunos “hot blobs” en todos los océanos. Los hot blobs al sur este de Nueva Zelandia y al Nor-oeste de Canadá y Estados Unidos son los más importantes en términos de área.  El de Nueva Zelandia (20S-40S y 140W y 160W) siempre ocurre, pero el del 2019, tuvo anomalías superiores a 5C (Morton, 2019) y atrajo especies tropicales a su alrededor; este hot blob se presume puede ser causado por el sistema anti-ciclón del Pacifico Sur.

Fig. 3. Posición de las boyas TAO-TRITON (A, https://tritonbuoys.com/), Boyas de la NOAA (B, https://www.bing.com/images/search?q=statuts+global+bouys+array+NOAA&FORM=HDRSC2),  y ARGOS (C, https://en.wikipedia.org/wiki/Argo_(oceanography)) ) con termómetros para determinar temperatura superficial. Algunas boyas (Proyecto Argos) tienen la capacidad de medir la columna vertical, hasta 2000 m.

El otro “hot blob” es el ubicado en el Pacifico Nor-este frente a Canadá y Estados Unidos (30N-50N, 130W-160W) casi de manera opuesta al de Nueva Zelandia (Fig. 4). Este “blob” fue reportado inicialmente en el 2013-2014, trajo mayores repercusiones debido a que se estaba formando un súper El Niño en el Pacifico Central (Lian et al., 2017). Este “hot blob” impactó los ecosistemas de la corriente de California (símil de la Humboldt, pero en el norte), el sur del Golfo de Alaska y el Mar de Bering. El blob afectó toda la cadena trófica, produciendo grandes desplazamientos de recursos pesqueros (Brodeu et al., 2019).

Recientemente, se ha observado una nueva onda de energía, que podría producir algo similar al “hot blob” del 2013-2014. La Fig. 4, muestra que las anomalías en el “hot blob” de alrededor de 3C. Existen otros lugares donde las anomalías pueden ser superiores, pero son locales o en áreas relativamente pequeñas.  Lo que la prensa (https://www.planetamagnifico.com/2020/05/01/the-blob-vuelve-la-enorme-mancha-al-oceano-pacifico-video/)  recientemente ha traído a colación es que los hot blobs tendrán mayores anomalías en los próximos a medida que el cambio climático se incrementa.

Fig. 4. Burbujas calientes (Anomalías TSM) en varias partes de los océanos al 27 de abril 2020. Las áreas encerradas con línea azul son los “hot blob”. NZ Nueva Zelandia. NE Pacifico. Pacífico Nor-este. https://coralreefwatch.noaa.gov/product/5km/index_5km_ssta.php

Conclusiones.

Los “hot blobs” siempre han existido. Con el advenimiento de las facilidades de medición son más notorios y pueden determinarse las variaciones de las TSM y sus anomalías. Las anomalías TSM son la referencia para saber la intensidad de la burbuja caliente. En varias partes de los océanos se producen las piscinas calientes y se detectan importantes cambios de las anomalías STM, como en Ecuador, donde se ha podido observar variaciones estacionales de 4-5 C en algunos puntos de la costa, especialmente cuando ocurren eventos como El Niño. En esto momentos las anomalías en los dos principales hot blobs que están ubicados en al este de Nueva Zelanda y Pacifico Nor-este, están alrededor de 3-4 C

Las variaciones térmicas ya sea en la superficie como en la columna de agua provoca el desplazamiento horizontal y vertical de las especies pelágicas grandes (e.g. atún, dorado etc.) o pequeñas (e.g. anchovetas, sardinas, etc.), lo cual siempre ha ocurrido y ocurrirá. Los hot blobs muy calientes (anomalías >5) podrían traer importantes desplazamientos de especies locales, así como la disminución de la biomasa debido a la reducción de biomasa de algas.

Referencias

Brodeur, R. D., Auth, T. D. & Phillips, A. J. 2019. Major Shifts in Pelagic Micronekton and Macrozooplankton Community Structure in an Upwelling Ecosystem Related to an Unprecedented Marine Heatwave. Front. Mar. Sci. 6, 212.

Cheung, W.W.L., Frölicher, T.L. 2020. Marine heatwaves exacerbate climate change impacts for fisheries in the northeast Pacific. Sci Rep 10, 6678. https://doi.org/10.1038/s41598-020-63650-z

Frölicher, T. L., Fischer, E. M. & Gruber, N. 2018. Marine heatwaves under global warming. Nature 560, 360–364.

Lian T, Chen D K, Tang Y M. 2017. Genesis of the 2014–2016 El Niño events. Science China Earth Sciences, 60: 1589–1600, doi: 10.1007/s11430- 016-8315-5

Morton A. 2019.  Hot blob: vast patch of warm water off New Zealand coast puzzles scientists. https://www.theguardian.com/world/2019/dec/27/hot-blob-vast-and-unusual-patch-of-warm-water-off-new-zealand-coast-puzzles-scientists.

Oliver, E. C. J. et al. 2018. Longer and more frequent marine heatwaves over the past century. Nat. Commun. 9, 1324.