Non-stationary ENSO influence on european and mediterranean rainfalldynamics and modulations

Resumen

El clima de Europa y la región Mediterránea ha estado tradicionalmente asociado con la variabilidad interna de la atmósfera, y especialmente, con el modo conocido como Oscilación del Atlántico Norte (NAO). No obstante, también existen contribuciones externas asociadas con la temperatura superficial del mar (SST). En concreto, trabajos anteriores han encontrado una señal significativa de ENSO sobre el sector del Atlántico Norte y Europa (NAE), si bien ésta no ha sido unánimemente aceptada. Actualmente existen además indicios crecientes que proponen un comportamiento no estacionario de la relación troposférica ENSO-NAE, lo que podría contribuir a una mejora de la pobre capacidad actual de los sistemas de predicción estacional existentes para Europa. En relación con lo anterior, en esta tesis la teleconexión entre ENSO y la precipitación Europea y Mediterránea (de ahora en adelante EMedR), así como su posible modulación asociada a variabilidad multidecadal, se ha analizado en profundidad para finales de invierno y principios de primavera, período considerado como el más apropiado para el estudio de la influencia ENSO sobre el Atlántico Norte y Europa. Para ello se emplean datos de rejilla basados en observaciones superficiales, reanálisis, y simulaciones largas de control en condiciones pre-industriales realizadas con distintos modelos acoplados océano-atmósfera. Además, se han llevado a cabo diferentes experimentos de sensibilidad con un modelo de Circulación General de la Atmósfera. Los resultados principales de esta tesis, compilados en 4 artículos científicos, se dividen en las siguientes partes: Existe, en el registro observacional, una teleconexión no estacionaria entre ENSO y el primer modo de la EMedR. En otoño y principios de invierno (Octubre-Noviembre-Diciembre) aparece una relación variable en fase con la Oscilación Decadal del Pacifico (PDO). A finales de invierno y principios de primavera (Febrero-Marzo-Abril) se encuentra una relación no estacionaria evolucionando en fase con la Oscilación Multidecadal del Atlántico (AMO). Estos resultados apuntan a un papel modulador de la variabilidad natural (interna al sistema acoplado océano-atmósfera) en la mencionada teleconexión. La teleconexión entre ENSO y el primer modo de variabilidad de la EMedR es no estacionaria e interna al sistema acoplado océano-atmósfera. Ésta teleconexión es analizada en simulaciones largas de control en condiciones pre-industriales procedentes de 18 modelos diferentes. Se encuentra una relación variable y consistente con la observacional que responde a variaciones significativas de los jet streams a escalas multidecadales, lo que a su vez parece estar forzado por la SST subyacente. Como consecuencia de lo anterior se plantea la siguiente hipótesis: un mismo forzamiento Niño produce diferentes respuestas sobre el sector NAE dependiendo del estado base del océano. La teleconexión entre ENSO y el primer modo de variabilidad de la EMedR esta modulada por la SST. Para testear la anterior hipótesis se han llevado a cabo, con un modelo de Circulación General de la Atmósfera, un conjunto de experimentos en los que diversas señales idealizadas de SST de ENSO han sido superpuestas sobre diferentes estados base de SST. Los resultados apuntan a que el estado base de la SST puede modular dos tipos de mecanismos asociados a ENSO: 1) la circulación directa de origen térmico (células de Walker y Hadley) que conecta las cuencas del Atlántico y Pacífico, y 2) la propagación de ondas de Rossby desde el Pacífico tropical hasta el Atlántico Norte. Los resultados obtenidos en la presente tesis doctoral podrían contribuir a mejorar la predictabilidad estacional de la precipitación sobre Europa y la región Mediterránea.