Cambios interdecadales en las teleconexiones de los océanos con el SahelImplicaciones en la predictibilidad de la lluvia

Resumen

El Sahel es una zona de transición entre el desierto del Sahara al norte y las sabanas al sur. Esta región alterna cada año una estación extremadamente seca con un régimen fuertemente estacional de precipitaciones entre julio y septiembre, conocido como Monzón de África Occidental (MAO). Los recursos hídricos disponibles durante la estación seca dependen de las lluvias durante la estación monzónica. El MAO presenta una marcada variabilidad desde escalas de tiempo interanuales a multidecadales, estando principalmente determinada por desplazamiento de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) y un gradiente térmico entre el desierto del Sáhara al norte y la región del Golfo de Guinea al sur. El forzamiento oceánico es fundamental en la predictibilidad del MAO. Se han observado cambios interdecadales en la respuesta interanual del MAO forzada por la temperatura de la superficie del mar (TSM). Sin embargo, las causas subyacentes a la inestabilidad de las teleconexiones oceánicas y sus implicaciones en la predictibilidad de las lluvias no han sido analizadas hasta ahora, siendo esta la principal motivación de esta tesis. El objetivo principal de esta tesis consiste en determinar las causas físicas de un cambio de régimen en el impacto de la TSM sobre la variabilidad de las precipitaciones en el Sahel, lo que a su vez conduce a un mejora en la predictibilidad de la lluvia. Para alcanzar el propósito principal, los objetivos específicos planteados fueron los siguientes: ¿ Diseño y creación de una herramienta estadística basada en predictores oceánicos no estacionarios. ¿ Estudio observacional de las teleconexiones interanuales no estacionarias entre la lluvia en el Sahel y tres predictores fundamentales: Océano Pacífico, Océano Atlántico y Mar Mediterráneo. ¿ Análisis del papel de la variabilidad multidecadal de TSM en la no estacionariedad de las teleconexiones interanuales. Se utilizaron diferentes bases de datos observacionales tanto de TSM como de lluvia. Se ha utilizado por primera vez para analizar las teleconexiones una base de datos de registros pluviométricos a lo largo de África Occidental. La metodología estadística utilizada en esta tesis corresponde principalmente al análisis de covarianza máxima. Esta técnica ha sido aplicada para analizar la predictibilidad de la lluvia en el Sahel a partir de la habilidad de la TSM como predictor no estacionario. Se han realizado experimentos numéricos mediante el uso del modelo atmosférico de circulación general del Laboratoire de Meteorologie Dynamique Zoom (LMDZ, versión 5A) acoplado con el modelo de superficie Organizing Carbon and Hydrology in Dynamic Ecosystems (ORCHIDEE). Los resultados obtenidos se pueden expresar en tres bloques principales: ¿ Se ha desarrollado un modelo estadístico de predicción basado en la temperatura de la superficie del mar (S4CAST, Suárez-Moreno and Rodríguez-Fonseca 2015) para predecir la variabilidad del MAO. El modelo ha sido sometido a evaluación comparativa, reproduciendo satisfactoriamente la no estacionariedad en una serie de teleconexiones atmosféricas bien conocidas. ¿ El modelo S4CAST se ha utilizado para explorar las teleconexiones interannuales dominantes de la TSM con el Sahel, encontrado enlaces no estacionarios robustos y analizando los mecanismos dinámicos subyacentes además del papel del estado base multidecadal de TSM en la modulación de las teleconexiones interanuales (Suárez-Moreno et al. 2017a, enviado). ¿ Se ha encontrado una robusta no estacionariedad en la influencia del Mediterráneo en el Sahel, aumentando su impacto durante décadas recientes (Suárez-Moreno et al. 2017b, enviado). Se muestra cómo un calentamiento multidecadal del Atlántico Norte estimula el impacto en el Sahel asociado a un evento cálido en el Mediterráneo, resultando en un aumento de la lluvia con las consecuentes implicaciones para la mejora de la predictibilidad de las lluvias en el Sahel.