LA ATMOSFERA Y LOS OCEANOS PACIFICO Y ATLANTICO: EL FENOMENO EL NIÑO INTENSO 2014/2015/2016 Y EL NIÑO COSTERO 2017 Y LOS EFECTOS CLIMATICOS CATASTROFICO EN EL PERU Por Guillermo F Almeyda Matias* (20 de Abril de 2017) ----------------------------------------------Tax Service & Atmospheric Research (SERVICIOS DE IMPUESTOS E INVESTIGACIONES ATMOSFERICAS)
711 Pyramid Way Sparks, Nevada 89431; USA Teléfono: 775-331-7555
*GRADOS (EDUCACION ) Doctor en Ciencias Física (Ph.D). 1988. Especialidad en Física Atmosférica. Universidad de Nevada, Reno. USA USA Master en Ciencias. 1972. Especialidad en Ciencias Atmosférica. Colorado State University, University, Colorado. USA Bachiller en Ciencias Física. 1970. Fisica Teorica. Colorado State University, Colorado. USA * EXPERIENCIA
PROFESIONAL
Fui Profesor Principal Principal de Física y Meteorología de La Universidad Nacional Agraria, La Molina desde 1972 hasta 1988. Lima Perú. -Fundador y dueño de Tax Service e Investigaciones en Fisica Atmosférica, Nevada. Estados Unidos de America desde 1997 hasta el presente.
*GRADOS (EDUCACION ) Doctor en Ciencias Física (Ph.D). 1988. Especialidad en Física Atmosférica. Universidad de Nevada, Reno. USA USA Master en Ciencias. 1972. Especialidad en Ciencias Atmosférica. Colorado State University, University, Colorado. USA Bachiller en Ciencias Física. 1970. Fisica Teorica. Colorado State University, Colorado. USA * EXPERIENCIA
PROFESIONAL
Fui Profesor Principal Principal de Física y Meteorología de La Universidad Nacional Agraria, La Molina desde 1972 hasta 1988. Lima Perú. -Fundador y dueño de Tax Service e Investigaciones en Fisica Atmosférica, Nevada. Estados Unidos de America desde 1997 hasta el presente.
RESUMEN En este reporte se discuten las condiciones sinópticas y cinemáticas de la atmósfera sobre el continente americano y océanos pacifico y atlántico para determinar las posibles causas de la precipitación mayor a lo normal ocurridas en la costa peruana durante el verano del 2017 del hemisferio sur. Se ha observado que las nubes convectivas de gran desarrollo vertical como los cúmulos y cumulonimbos, contenidos en sistemas ciclónicos del sistema de vientos del ESTE, procedentes de la vasta región amazónica y caracterizada por el alto contenido de vapor de agua y altas temperaturas, al atravesar la cordillera occidental fueron inestabilizadas produciendo abundante precipitación en una región de clima desértico como es el norte peruano (Piura y Chiclayo) De igual manera se ha observado una mayor interacción a lo largo de la cordillera occidental de los Andes entre las masas de aire tropical del sistema de vientos del ESTE ESTE con las masas de aire Subtropical marítima en la región de los vientos alisios del Anticiclón del Pacifico Sur. Esta interacción se ha debido a que la masa de aire cerca a la costa peruana fue modificada en sus propiedades físicas por la transferencia de calor sensible y calor latente procedentes de
las aguas del océano Pacífico; que estaba más caliente que lo normal debido a la invasión de aguas calientes del norte
conocida como El Niño costero y lo remanente del fenómeno El Niño intenso del 2014/2015/2016 que arribó por el sur como la corriente peruana más caliente que lo normal.
Estos fenómenos de El Niño intenso se están presentando con mayor frecuencia, y en forma acíclica en la costa peruana, durante el corto periodo de tiempo histórico de los últimos 100 años de información climatológica; atribuido tal vez a la tendencia natural de la temperatura de la tierra hacia un calentamiento Planetario. Es importante tomar conciencia acerca de la protección de la atmósfera y océanos, para enfrentar en el futuro situaciones más peligrosas como las ya ocurridas en el pasado histórico como han sido las extinciones masivas de los seres vivientes que poblaron anteriormente anteriormen te nuestro planeta durante los grandes gran des cambios climáticos de calentamiento y glaciación.
Tax Service & Atmospheric Research 711 Pyramid Way Sparks, NV 89431 775-331-7555 July 14, 2017
ABSTRACT This report is to present a discussion d iscussion of the atmospheric conditions over the American continent and the Atlantic and Pacific oceans during the 2017 summer season of the southern hemisphere to explain the heavy rainfall along the Peruvian desert coast that caused flooding and heavy damage that affected the economy of the nation. It was observed that convective clouds moving along the tropical air mass on the easterly wind belt passed easily the Andes along the equator causing heavy rain in the northern part of the country. It was also observed the interaction along the Western Andes between the tropical air mass with the subtropical air mass of the trade winds. The trade winds near the western coast of South South America was altered in its physical conditions due to the transfer of sensible and latent heat from the weak El Niño on the northern northern part (Niño Costero) near the equator and the remnant of of the strong El Niño that arrived from the south as the Peruvian current. The interaction was noticed by the presence of stratocumulus and cumulus formation that contributed to the the rainfall above normal and flooding over the desert area. These strong events have been occurring more frequently over the last 100 years perhaps caused by the natural warming of the planet or the weather and climate modification caused by the effect of the increased concentration of variable gases in the troposphere like CO2 emitted by human activities. Guillermo F Almeyda, Ph
I).- INTRODUCCION Los océanos Pacífico y Atlántico tienen una influencia sobre la atmósfera y en particular sobre las condiciones climáticas en el continente americano. En este reporte se va a sustentar acerca de los efectos de la atmósfera y las temperaturas anómalas en el océano Pacífico, sobre las condiciones climáticas en la costa peruana durante el verano del 2017 (Enero, Febrero Marzo) e inclusive Abril en el hemisferio sur. Las lluvias intensas mayor a lo normal en la vertiente occidental de la cordillera de los andes ha causado un aumento en el caudal de los ríos de la costa, produciendo desbordes, inundaciones y daños a la propiedad con grandes pérdidas económicas al Perú. De igual manera; los Huaycos, que es una mezcla de agua, tierra (arena, limo y arcilla) y piedras, en su desplazamiento hacia el océano ha causado destrucción y muerte; mientras que ya en el océano los nutrientes orgánicos sirven de alimentos para los peces y fitoplancton. Este estudio se ha basado en la interpretación de las imágenes sateliticas de la atmósfera en la ventana infrarroja del vapor de agua, publicada diariamente por la NASA. También se han interpretado los mapas de la temperatura superficial y las anomalías térmicas de los océanos Pacífico y Atlántico y otros parámetros atmosféricos y publicadas por la NOAA. Ambas oficinas especializadas pertenecen al gobierno de los Estados Unidos de América.
II).- ANTECEDENTES Se exponen brevemente los Niños intensos ocurridos en el siglo XX y el siglo XXI y sus efectos en el clima y la economía del Perú. Se describe más detalladamente el último Niño intenso en base a una mayor cantidad de información oceanográfica y atmosférica. En forma muy breve se describe el fenómeno Anti-niño o la Niña y también la reaparición del Niño intenso como la corriente peruana durante el verano del 2017 en el hemisferio sur. .
2.1. LOS NIÑOS INTENSOS Y SUS EFECTOS EN EL CLIMA DE LA COSTA PERUANA En el siglo pasado y en el presente se han documentado la aparición en el océano Pacífico tropical, de calentamientos excepcionales, conocido como El fenómeno El Niño** intenso y con efectos en el clima regional y global de nuestro planeta. EL clima desértico de la costa peruana, según la clasificación de Thornwhite, se caracteriza porque la precipitación es casi nula durante el año y con temperaturas del aire cerca a la superficie en promedio anual de 22C, condiciones térmicas que son influenciada por la corriente peruana que es de naturaleza fría. --------------------------------------------------------------------------------------------**El niño deriva su nombre de los pescadores del norte peruano,
específicamente de Paita, quienes celebraban todos los años el nacimiento del niño Jesús para la navidad. En estos días notaban un aumento de la temperatura del mar y aire asociados a precipitaciones que eran buenas para las cosechas.
Sin embargo, cuando se presenta el Niño intenso en el Pacifico oriental, cerca a la costa norte del Perú, las lluvias son torrenciales, con precipitaciones equivalentes a una lámina de agua de hasta 1.5 metros de altura durante el periodo lluvioso, como por ejemplo en Piura. Además la temperatura del aire aumenta también entre 2 a 7 o más grados centígrados más caliente que lo normal, influenciadas por las condiciones térmicas de El Niño intenso cuyas temperaturas de la superficie del mar son más calientes que lo normal. En el océano pacifico oriental cerca al Perú se han presentado y documentados varios de estos fenómenos catastróficos en estos últimos 100 años. El Dr. George Petersen describe en detalle las lluvias torrenciales en Tumbes y Piura ocurridas en 1925 y 1926. También describe en detalle los daños causados por las inundaciones. El presente autor describe en forma preliminar las lluvias precipitada en Piura y las anomalías térmicas registradas en Lima, Perú así como los daños económicos, pérdidas de vida y personas damnificadas durante el niño intenso de 1982 y 1983. Este reporte fue presentado en el primer Simposio de Meteorología del Hemisferio Sur, evento patrocinado por la OMM (Organización Mundial de Meteorología) y llevado a cabo en San José Dos Santos, Brasil en Agosto de 1983. De igual manera, hay variados reportes sobre el Niño del 1997/1998 y sus efectos en la economía de la república del Perú.
2.2.- EL NIÑO INTENSO 2014/2015/2016 Y LA CORRIENTE PERUANA DURANTE EL VERANO DEL 2017 El ultimo Niño intenso 2014/2015/2016 empezó a desarrollarse en Abril del 2014 como un fenómeno débil con temperaturas anómalas de 1 grado centígrado más caliente que lo normal en el Pacifico tropical desde el continente de América hasta cerca al continente de Australia. A
continuación se describe su intensificación y luego su debilitamiento y efectos remanentes en el Perú.
2.2.1.- INDICE DE LA OSCILACION DEL SUR Y GRADIENTE DE PRESION. En la Figura 1 se muestra la distribución temporal del índice de la oscilación del sur (definida como la diferencia standarizada de la presión atmosférica a nivel del mar entre Tahiti en el Pacifico Central y Darwin en el Pacifico Occidental) desde Enero del 1998 hasta Abril del 2017. Los valores positivos del índice significa físicamente un gradiente de presión orientado desde el Pacifico oriental y central (Tahiti) hacia el Pacifico occidental (Darwin-Australia) siendo la presión atmoférica en Tahiti mayor que en Darwin. Este gradiente es la fuerza física que sostiene a los vientos del ESTE cerca a la superficie y a lo largo de la línea ecuatorial donde el efecto de la fuerza desviadora debido a la rotación de la tierra (definido por el parámetro de coriolis) es cero.
Figura 1 .- Indice de la Oscilación del Sur en la gráfica superior. Analisis proporcionados por el Climate Diagnostics Bulletins (NOAA)
2.2.2.- CAMBIO DE DIRECCION DE LOS VIENTOS DEL ESTE A OESTE Los valores negativos del índice significa que el gradiente de presión ha cambiado en sentido opuesto desde el Pacifico occidental (Darwin) hacia el Pacifico central (Tahiti) y oriental. La presión atmosférica en Australia (Darwin) es mayor que en Tahiti). Este gradiente es la fuerza física que sostiene a los vientos anómalos del OESTE. Entre mayo y Junio del 2015 el índice adquiere su magnitud más intensa, es decir el Niño se convierte en intenso. Los vientos del ESTE cerca a la superficie y a mayor altura; se han debilitado, colapsado y
cambiado de dirección a vientos anómalos del OESTE como se muestra en la Figura 2. Los vientos anómalos del OESTE abarcan un considerable volumen de masa de aire, condiciones que se presentan cada vez que se forma un Niño intenso, como los ocurridos en el 1982/1983 y el 1997/1998 respectivamente. También es conveniente mencionar el rol de los tifones en el hemisferio norte como “efecto gatillo” en dar inicio a estos Niños intensos. Estos tifones que se forman entre las Filipinas y el Japón, contienen vientos que rotan en sentido ciclónico y son los que ayudan a producir el cambio de dirección de los vientos del ESTE a vientos anómalos del OESTE.
Figura 2.- Vientos anómalos del OESTE para Junio y Julio del 2015. Grafica obtenido del Climate Diagnostic Bulletin(NOAA)
2.2.3.- ANOMALIAS DE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL OCEANO Las aguas superficiales, arrastradas por estos vientos del ESTE y calentadas por la absorción de la radiación solar en el Pacífico occidental, se desaceleran en su movimiento hasta cero de velocidad.
Al producirse el debilitamiento y colapso de los vientos del ESTE y el cambio de dirección en sentido opuesto a vientos anómalos del OESTE, las aguas superficiales subsecuentemente son transportadas por estos vientos anómalos hacia las costas de América. Estas aguas que arriban como “ corriente” , se dividen en un flujo en dirección hacia el hemisferio norte arribando cerca a las costas de California. El otro flujo de agua caliente se dirige hacia el hemisferio sur en dirección del norte peruano arribando como la “ corriente” de El Niño. En la figura 3 se muestra la distribución horizontal de la temperatura superficial en el océano Pacifico para el mes de Diciembre del año 2015. Como se puede demostrar la región tropical es la más caliente con valores máximos de temperatura de hasta 30 grados centígrados en el Pacifico central. Esta región de aguas calientes es conocida como el “cinturón de fuego”, por ser altamente energético. La temperatura decrece hacia las regiones polares en ambos hemisferios. En la misma figura 3 en la parte inferior, se muestra las isolíneas de las anomalías de la temperatura de la superficie del océano para el mismo mes de Diciembre del 2015 (la anomalía térmica mensual es obtenido como la diferencia entre la temperatura superficial promedio mensual del océano con respecto al promedio o normal de los últimos 20 años para el mismo mes). Las anomalías térmicas adquirieron magnitudes entre 2 y 3 grados centígrados más caliente que lo normal y abarcando la extensa región tropical en el océano Pacífico (Pacifico oriental y central). Entre diciembre del 2015 y el verano del 2016 (Hemisferio Sur) el centro anómalo máximo se ubicó en el Pacifico Central y decreciendo hacia el Pacifico oriental cerca a la costa peruana en la región norte del Perú.
Figura 3.- Temperatura del océano Pacifico (parte superior) y las anomalías (parte inferior). Análisis proporcionado por El Climate Diagnostic Bulletin de la NOAA. Este Niño intenso empezó en Abril del 2014 y terminó en Junio del 2016 como sugiere los valores negativos del índice de la oscilación de Sur.
2.3.-EL ANTINIÑO O LA NIÑA DEL 2016 A continuación; el índice de la oscilación del sur comienza a hacerse positivo desde Julio del 2016, lo cual indica la aparición de El Anti-Niño o la Niña entre Julio y Diciembre del 2016 en el Pacifico tropical. El índice continúa con valores positivos durante el verano del 2017 del hemisferio sur (ver figura 1).
Los vientos del ESTE se intensificaron por el restablecimiento del gradiente de presión en dirección hacia el oeste. Esta fuerza es la que transporta a los vientos y estos a su vez transportan a las agua superficiales por fricción, desde la costa de América hacia el Pacifico occidental cerca al continente australiano. La fuerza deflectora de coriolis es cero a lo largo de la línea ecuatorial. Por el principio de continuidad, las aguas superficiales transportadas, son reemplazadas por el afloramiento de aguas frías profundas. Las temperaturas superficiales alcanzaron valores de hasta un grado centígrado más frio que lo normal.
2.4.- REAPARICION DEL NIÑO INTENSO COMO LA CORRIENTE PERUANA DURANTE EL VERANO DEL 2017. Observando las isotermas de la temperaturas de la superficie del océano Pacífico en el hemisferio sur desde el 2015 hasta Marzo del 2017, notamos la circulación oceánica casi paralelo a la circulación de los vientos en el sistema del Anticiclón del Pacifico Sur. Cuando los vientos Alisios y vientos del ESTE se intensifican en el invierno y primavera del hemisferio sur, la circulación oceánica se restablece en el Pacifico central y occidental (cerca a Australia) y prosiguen en su circulación en el gyro del hemisferio sur, transportando las aguas calientes desde la región ecuatorial hacia el sur y en su movimiento anti-horario (vorticidad anticiclónica) llega cerca a chile en Diciembre del 2016 y en dirección hacia el norte como la corriente peruana ; pero con temperaturas más caliente que lo normal. Estas fueron las condiciones oceanográficas en el Pacifico a fines del año 2016 previos al inicio del desastre climático en la costa peruana en el Verano del 2017 en el hemisferio sur.
Al observar el comportamiento del índice de la oscilación del sur desde Enero hasta Abril del 2017; indicaban valores positiva (condiciones de la Niña).
2.5.- LOS EFECTOS DE EL NIÑO INTENSO Y LOS DAÑOS ECONOMICOS Los efectos de estos niños catastróficos son muy variados siendo los más importantes en la pesca, en la agricultura, en las comunicaciones y viviendas que sumadas tienen un impacto en la economía de los peruanos y la república del Perú. La pesca de la anchoveta disminuye como ocurrió durante el Niño 82/1983. El Perú siendo el primer productor mundial de harina de pescado fue afectado por el colapso de esta industria cuando la anchoveta desaparece al migrar hacia las regiones de aguas frías y también por el exceso de pesca.. Las lluvias torrenciales en la vertiente occidental de la cordillera de los andes aumenta peligrosamente el caudal de los ríos costeros cuyas aguas en su movimiento hacia el océano pacifico inundan los campos agrícolas, las ciudades, y destrozan los puentes, carreteras y las viviendas. Los gobiernos pasados han respondido a estas catástrofes solicitando al congreso de la república, la aprobación de gastos económicos en condiciones de emergencia nacional, para la reconstrucción de las carreteras, puentes, casas, y ayuda financiera para los agricultores y personas afectadas, para reactivar la economía y volver lentamente a la normalidad.
III.- AVANCES CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS
En estos últimos años las naciones desarrolladas y aquellas en procesos de desarrollo en el continente Americano han puesto mucho interés en estudiar estos fenómenos oceanográficos y atmosféricos que afectan nuestras actividades diarias a corto y largo plazo.. Han impulsado el entendimiento teórico, la obtención de datos y puestas en operación de los sistemas de predicción del tiempo y del clima. Estos últimos avances y los productos son informados a través de los medios de comunicación para que el estado y la población estén informados de los eventos normales y catastróficos; para que puedan tomar las medidas de prevención.
3.1. LA CLIMATOLOGIA FISICA: BALANCE DE RADIACION Y DE ENERGIA El comportamiento del océano y atmósfera se entiende mediante la formulación teórica del balance de radiación y de la conservación de la energía. La atmósfera y los océanos tienen la noble función de mantener el equilibrio térmico del planeta tierra a través de los miles, millones y billones de años . Los estudios de la evaluación de los elementos del balance de radiación y energía así como el balance hídrico latitudinal desde el ecuador geográfico hacia ambos polos han sido expuestos ampliamente por Sellers en su libro de climatología física. Hay dos conclusiones importantes relacionadas a los balances de radiación y de energía y que nos aclara el entendimiento físico de las condiciones climáticas que estamos afrontando. La primera. El balance de radiación o energía disponible es positiva entre los 45 grados de latitud norte y sur y es negativa para el resto incluyendo las regiones de los polos norte y sur respectivamente. Esto significa que en las regiones con valores positivos del balance de
radiación, la temperatura estaría aumentando siempre; mientras que donde los valores son negativos estas regiones se estarían enfriando siempre. Pero esto no ocurre en la tierra. La segunda. L a energía disponible en las regiones con valores positivos (trópicos y parte de latitudes medias) tienen que ser transportadas latitudinalmente y meridionalmente hacia las regiones polares mediante los procesos de conducción y convección; y viceversa, el frio polar tiene que ser transferido en sentido opuesto hacia la región ecuatorial; mezcla que es necesario para mantener el equilibrio térmico anual del planeta.
3.1.1.- LA FUNCION DE LA ATMOSFERA La atmosfera cumple la noble función de transportar el exceso de energía calorífica de las regiones tropicales y latitudes medias hacia las regiones polares y viceversa; a través de la circulación general de la atmósfera, los procesos de transferencia de calor sensible y latente, y los fenómenos atmosféricos como huracanes, ciclones extra-tropicales, tornados, etc.
3.1.2.- LA FUNCION DE LOS OCEANOS De igual manera y en forma más lenta los océanos cumplen la función de transportar, a través de las circulaciones oceánicas, la otra parte de este exceso de energía calorífica desde las regiones tropicales y latitudes medias, incluyendo el Niño, hacia las regiones polares y viceversa trayendo masas de agua fría de las regiones polares hacia las regiones de latitudes medias y tropicales. Mediante estas funciones de la atmosfera y los océanos; y los procesos y fenómenos respectivos, se contribuyen a mantener el equilibrio térmico del planeta, es decir mantener su temperatura constante de
año en año y para los próximos miles y billones de años, a excepción de los casos de calentamiento y enfriamiento planetario.
3.2.- PREDICCION DEL TIEMPO Y CLIMA Las ciencias de la atmosfera y de los océanos, que se fundamentan en las leyes físicas, han desarrollado una serie de ecuaciones matemáticos con soluciones numéricas de las variables atmosféricos y oceanográficas. Las soluciones de los valores futuros de estas variables en tres dimensiones y 6,12,18 y 24 horas hasta 7 dias en avance son conocidas como la predicción numérica del tiempo. La predicción numérica del clima es controversial y los resultados no tienen mucho significado por que los datos como las normales son recientes y los datos de miles o millones de años son inexistentes. En el caso de la atmósfera las soluciones son para las variables atmosféricas como la presión y altura geopotencial, vorticidad y vientos y humedad. El conjunto de ecuaciones matemáticas para la atmósfera se fundamentan en las leyes del movimiento de los fluidos, de la termodinámica y de la conservación de la energía. Las soluciones analíticas imposibles de obtener, han sido forzadas en forma numérica mediante el proceso de iteración, para obtener con precisión soluciones para las variables atmosféricas. Las supercomputadoras juegan un rol importante en procesar los millones de datos y cálculos numéricos para toda la atmosfera una tarea hasta hace algunos años imposible de realizar. El conjunto de ecuaciones constituyen el modelo matemático y las soluciones numéricas constituyen el modelo numérico de predicción del tiempo. Las ecuaciones son inicializadas con la temperatura del aire medida en los barcos en diferentes lugares del océano. También se incluyen los datos de la temperatura del aire, presión atmosférica, humedad relativa y relación de mezcla, altura geopotencial y velocidad
de los vientos medidos desde la superficie terrestre hasta los 100 milibares de presión por los sensores remotos instalados en los radiosondas y satélites geoestacionarios (GOES). Los modelos de predicción numérica del tiempo para la atmósfera nos permite predecir el estado futuro de la presión atmosférica, de la altura geopotencial, temperatura, humedad y vorticidad, para varios niveles isobáricos, hasta una semana de anticipación y casi un 100 porciento de exactitud, usando las super computadoras de alta memoria y velocidad. Existen varios modelos operativos siendo el modelo europeo el mas conocido. En cuando a los modelos dinámicos de predicción numérica para las futuras condiciones oceanográficas de la temperatura del océano y vorticidad, están siendo probados en su validez. Hay varios modelos que se usan para predecir el fenómeno el Nino con algunos meses de anticipación, sin embargo no todos coinciden porque los parámetros usados son diferentes o las mediciones de los datos iniciales no son los adecuados.
IV.- ANOMALIAS TERMICAS DE LA TIERRA Y LOS CAMBIOS CLIMATICOS En épocas recientes los científicos y los gobiernos están preocupados ante evidencias en los cambios de la temperatura de nuestro planeta y las precipitaciones anormales en los últimos cien años. Han planteado varias hipótesis para explicar las causales de dichos cambios y sus efectos en nuestra civilización. A continuación se discutirán brevemente algunos tópicos importantes, relacionados a las condiciones climáticas catastróficas. Entre estos temas como posibles causales se tiene a la modificación artificial del
tiempo y clima, la contaminación atmosférica de los aerosoles y gases variables, y los cambios climáticos.
4.1.-.- MODIFICACION ARTIFICIAL DEL TIEMPO Y CLIMA Se han realizados estudios teóricos así como también se han realizados experimentos sobre la modificación artificial del tiempo en América y Europa. Los estudios teóricos fundamentados en la ley de la termodinámica, se basan en la función de los aerosoles o núcleos de condensación en el proceso de condensación del vapor de agua sobre estos núcleos. Se necesita condiciones de saturación (100 % de humedad relativa) y super-saturación (mas del 100 % de humedad relativa) del aire, y la presencia de estos núcleos de condensación. Los experimentos han sido llevados a cabo en nubes orográficas que se forman debido al efecto de las montañas sobre el flujo de aire. El aire al pasar sobre las montañas, adquiere la forma ondulatoria denominada onda de gravedad, ondas de montañas, u ondas orográficas. En la zona de ascenso del aire, este se enfría por expansión adiabática y pseudoadiabática y el vapor de agua se condensa sobre estos núcleos de condensación formándose las nubes orográficas.. En este proceso de formación de gotas de agua, las más pequeñas coalescen sobre las más grandes para formar las nubes. Cuando el aire es inestable, y existen las condiciones de saturación y supersaturación las gotas crecen, formando nubes de buen tiempo. Estas nubes crecen cuando los vientos verticales son turbulentos originándose además campos eléctricos con una redistribución de cargas eléctricas. Cuando la conducción es apropiada se producen las descargas ionizándose el nitrógeno y la precipitación en forma natural. La cantidad de
precipitación depende del tamaño vertical, el contenido de humedad y del tipo de nubes. La modificación de estas nubes consiste en introducir forzadamente núcleos de condensación como el yoduro de plata u otra sustancias químicas como la sal, por lo que el vapor de agua en condiciones de super- saturación se condensan sobre estos núcleos extraños, aumentando la concentración de gotas de aguas en las nubes y que luego crecen por coalescencia y precipitan debido a la gravedad. De esta manera la precipitación de estas nubes aumenta debido a los núcleos de yoduro de plata. Estadísticamente se han obtenido hasta un 10 por ciento de aumento de las lluvias debido a la modificación de las nubes con yoduro de plata. Todavía, los resultados son controversiales.
4.2.-CONTAMINACION ATMOSFERICA: LOS AEROSOLES También es importante mencionar la introducción de partículas contaminantes a la atmósfera debido a factores terrestres como el volcanismo y factores extraterrestres como el impacto de meteoritos. La actividad industrial esta tomando auge y preocupación en estos últimos años.
4.2.1.- EL VOLCANISMO El efecto de estas partículas contaminantes en la atmósfera es producir un enfriamiento de la temperatura del aire debido a que reflejan la radiación solar incidente sobre la superficie terrestre. El caso histórico de estas emisiones ocurrió cuando en 1883 el volcán Krakatoa, ubicado en Indonesia, se activó y emitió partículas contaminantes a la tropósfera y estratósfera. Las partículas finas en la estratósfera permanecieron por varios años antes de sedimentarse.
Esto causó una mayor reflexión y dispersión de la radiación solar y la tendencia fue un decrecimiento en la temperatura de la tierra.
4.2.2.-IMPACTO DE METEORITOS: EXTINCION MASIVA DE LOS DINOSAURIOS En los últimos 500 millones de años han sido presentado, para su entendimiento y futuras investigaciones, 5 extinciones masivas de los seres vivientes en la tierra donde las especies murieron entre 70 a 90 por ciento. Las causas son muy variadas como el volcanismo, los cambios climáticos (calentamiento planetario y glaciación), descenso en el nivel del mar, movimiento de los continentes, cambios del geomagnetismo terrestre, impacto de meteoritos etc. El Físico, Dr. Alvarez propuso la hipótesis de que la extinción en masa de los grandes Dinosaurios fue causado por el impacto de un meteorito en la tierra hace mas de 66 millones de años. La desintegración por fricción de una parte del meteorito al atravesar la atmósfera produjo partículas que quedaron en suspensión en el aire. Además, el impacto con la superficie produjo entre otros, más partículas terrestres que fueron introducidas a la atmósfera. Las partículas al permanecer en el aire, reflejaron la radiación solar, oscureciendo y enfriando la tierra. El proceso de fotosíntesis de las plantas al convertir la energía solar en alimentos orgánicos se interrumpió; así como además la temperatura del planeta descendió. Por estas razones el Dr. Alvarez sugiere, que los dinosaurios se extinguieron por falta de alimentos y por las bajas temperaturas del planeta.
4.3.- CONTAMINACION ATMOSFERICA: GASES VARIABLES. Se está discutiendo e interpretando el aumento de la temperatura de nuestro planeta en los últimos 129 años. Muchos investigadores asumen que esto es debido al “ efecto invernadero” de los gases variables en la atmosfera y que son emitidos por los móviles y fábricas industriales. Es conveniente discutir en más detalles los fundamentos sobre las anomalías y la tendencia de la temperatura. Se ha calculado que La temperatura de la tierra seria de 255 grados Kelvin (-18 grados centígrados) usando la fórmula del balance de radiación; y asumiendo que la tierra es un cuerpo negro y no tiene atmosfera. Bajo estas condiciones la temperatura depende solamente de la energía solar y la distancia entre el sol y la tierra. Sin embargo, la tierra tiene atmosfera, compuesta de una mezcla de gases constantes, gases variables y aerosoles. El efecto de la atmosfera y particularmente de los gases variables como el vapor de agua, dióxido de carbono, ozono, metano, etc. es mantener la temperatura del planeta más caliente y en promedio de 288 grados kelvin (15 grados centígrados) durante cada año para conservar su equilibrio térmico.
4.3.1.- EFECTO DE LOS GASES VARIABLES Este aumento de 33 grados kelvin o centígrado, es conocido como el efecto de la atmósfera. Esto se debe a que la atmósfera es transparente a la radiación solar en su tránsito desde el tope hasta llegar la superficie; sin embargo, es opaca a la radiación infrarroja emitida por la superficie terrestre. En la figura 4 se muestra el efecto térmico de los gases variables en la temperatura del planeta. El vapor de agua contribuye con 21 grados
centígrados, el dióxido de carbono con 7 grados centígrados, el ozono con 2 grados centígrados y el metano y otros gases con 3 grados centígrados, respectivamente, dando el total de 33 grados centígrados de contribución total. La contribución parcial es conocida como el “efecto invernadero” de cada gas variable . 25 21
20
15
10 7
5
3 2
0 H2O VAPOR
CO2 GAS
OTHER
O3 OZONO
Figura 4. Contribución térmica de los gases variables conocido como “efecto invernadero” de los gases variables
Como se puede demostrar el agua en la atmosfera, en sus tres estados (vapor, agua líquida y hielo), es el que más contribuye en mantenerlo más caliente; mientras que el efecto del dióxido de carbono es más pequeño.
4.3.2.- ANOMALIAS DE LA TEMPERATURA DE LA TIERRA
En la Figura 5, se muestra el aumento lineal de 0.5 grados centígrados de la temperatura de la tierra en los últimos 129 a ños desde 1861 ; es decir un aumento de 0.003876 grados centígrado por hasta el 1990 año.
Figura 5. Anomalías de la temperatura de la tierra desde 1861 hasta 1990. Asumiendo que la atmosfera es homogénea, el aumento de 0.5 grados centígrados de temperatura del planeta en estos 129 años de mediciones; significa una contribución de 0.318 C (0.00247 C por año) de aumento debido al vapor de agua, 0.106C (0.00082 C por año) de aumento debido al dióxido de carbono y el resto de 0.0758 C (0.000006 C por año) de aumento debido a los otros gases.
Estas contribuciones o “ efecto invernadero” de estos gases son alarmantes, sin embargo se hace necesario aclarar cómo se han obtenidos las mediciones de la temperatura del planeta y sus anomalías.
4.3.3.- HIPOTESIS DEL EFECTO DEL DIOXIDO DE CARBONO Algunos investigadores asumen, en forma muy riesgosa, que este calentamiento es debido solamente al aumento de la concentración del dióxido de carbono en la atmósfera. Las mediciones de la concentración del dióxido de carbono indican un aumento exponencial desde 280 hasta 320 ppm(partes por millón), es decir un incremento de 40 ppm. Estas mediciones registradas desde el año de 1870 hasta 1980 han sido obtenidas en un solo punto del planeta como es la estación de Mauna Loa, Hawai. Las curvas del aumento de la temperatura del planeta y de la concentración del dióxido de carbono son paralelos en su tendencia, lo cual da como resultado una correlación positiva. Esta inferencia es la que conduce a plantear la hipótesis de que el dióxido de carbono está causando el calentamiento planetario.
4.3.4.- HIPOTESIS DE LA RADIACION SOLAR Por otro lado; Budyko formuló una ecuación para calcular los cambios de la temperatura de la tierra basados en la variación de la constante solar. Los cálculos sugieren que un cambio de un grado centígrado en la temperatura del planeta tierra podría causar la desglaciación de los polos cuando el cambio es positivo o congelar los polos cuando el cambio es negativo.
Por estas últimas razones, casi 200 naciones del planeta, excepto los Estados Unidos de América, se han reunido y acordado voluntariamente limitar la emisión del dióxido de carbono para que la temperatura del planeta no aumente más de 2 grados farenheit.
4.4.- CAMBIOS CLIMATICOS: TENDENCIA HACIA UNA NUEVA EXTINCION MASIVES DE LAS ESPECIES El sol y los planetas del sistema solar incluyendo la tierra tienen una edad de aproximadamente 4.5 billones de años desde su creación hasta el presente. Según los métodos isotópicos para determinar la edad, todavía faltan otra cantidad igual de años antes de desaparecer como un “hueco” negro de neutrones en el espacio. La tierra ha sufrido una serie de cambios en la masa continental, aparición de la atmósfera y de la vida. Por ejemplo, los primeros peces aparecieron hace 600 millones de años, los grandes dinosaurios hace 250 millones de años, los primeros antecesores del hombre hace 7 millones de años y los primeros fósiles humanos encontrados datan de hace 3.2 millones de años. Poco se conoce acerca de la historia geológica y climática de la tierra; sin embargo hay muchas hipótesis propuestas para explicar nuestro origen, de la atmósfera y de los cambios climáticos. En relación a la temperatura de la tierra en el último millón de años se han determinado que nuestro planeta ha pasado por grandes cambios de periodos de calentamiento seguido de periodos fríos o glaciación. Los análisis teóricos como los realizados por Milankovich y datos geológicos de sedimentos en la corteza terrestre y también del polen nos indican que durante el último millón de años, la tierra ha pasado aproximadamente por 10 ciclos, con un periodo de duración de 100 mil
años. Cada ciclo consiste de un semiciclo de calentamiento planetario y otro de glaciación con una oscilación máxima de hasta 10 grados centígrados o Kelvin de variación de la temperatura de la tierra entre el pico más caliente y el pico más frio. Ver Figura 6, extraido del libro de Barry and Chorley. 24
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Figura 6. Cambios climáticos en la tierra en el último millón de años. La última glaciación de la tierra termino hace 20 mil años y después de esta se ha venido calentándose lentamente hasta la actualidad donde la temperatura promedio anual es de 15 grados centígrados. Esta temperatura tiene una tendencia positiva (hacia un calentamiento) y pequeñas anomalías anuales como las mostradas anteriormente y seguirá así para los próximos 25 mil años.
4.5.-COMPARACION DEL CALENTAMIENTO ANOMALO ACTUAL CON EL CALENTAMIENTO DURANTE UN CAMBIO CLIMATICO. Anteriormente se ha determinado un aumento de 0.5 grados centígrados en los últimos 129 años lo cual significa un calentamiento de 0.003876 grados centígrados de incremento anual. Asumiendo que la tendencia es lineal; la temperatura de la tierra seria de 111.9 C (385.10 K) en los próximos 25 mil años cuando se alcance el pico de máximo calentamiento. Por otro lado asumiendo que la amplitud de un cambio climático es de 10 grados centígrados (diferencia térmica entre el pico más caliente y el pico más frio o glaciación) en 50 mil años, esto significa un calentamiento de 0.0002 grados centígrados por año. Asumiendo también que la tendencia es lineal; la temperatura de la tierra seria de 20 C (293 K) en los próximos 25 mil años cuando se alcance el pico de máximo calentamiento.. EL pico máximo de un calentamiento planetario ha sido en forma muy conservadora de 20 C según la grafica del último millón de años, después del cual, la tierra comienza a enfriarse para continuar hacia el periodo de glaciación alcanzando el pico mínimo de 10 C. No se ha observado un aumento sin retorno en la temperatura de la tierra, como ocurrió en el planeta Venus hace millones de años debido al efecto invernadero del dióxido de carbono, que constituye el 90 por ciento de su atmosfera. Es conveniente por lo tanto revisar los datos sobre el calentamiento planetario de los últimos 129 años, en el cual los errores son mucho mayores que el aumento de 0.0002 C por año. Seria conveniente eliminar la tendencia y medir la temperatura del planeta con instrumentos más sensibles.
Por lo expuesto los datos actuales determinan una tendencia de la temperatura conducentes a un aumento hasta alcanzar 111.9 C, en los próximos 25 mil años y sin retorno, como ocurrió con Venus. Dando como resultado una extinción masiva y definitiva de las especies vivientes. Este escenario sería imposible según los cambios climáticos ocurridos históricamente en nuestro planeta; donde la temperatura máxima alcanzada durante un calentamiento, que históricamente han producido extinciones casi totales de las especies vivientes en la tierra; tiende a cambiar de pendiente en dirección de una glaciación. Esto último tal vez debido a que el sistema solar y sus planetas tienen un movimiento de revolución alrededor de un núcleo que es el centro de la galaxia del cual somos parte, y con una fuerza gravitatoria que produce el movimiento en espiral de sus gases y cuerpos celestiales.
4.6.-HISTORIA DE LOS NIÑOS CATASTROFICOS Y LOS CAMBIOS
CLIMATICOS Por último; las estadísticas muestran que los fenómenos el Niño en el Océano Pacífico tropical aparecen todos los años. Algunos de ellos son débiles con anomalías en la temperatura del mar de 1 grado centígrado mayor a lo normal. Otros son catalogados como moderado con anomalías térmicas entre 1 a 2 grados centígrados más caliente que lo normal. Finalmente hay otros que son considerados intensos o catastróficos cuando el océano está entre 3 hasta 7 o más grados centígrados más caliente que lo normal. Los niños intensos o catastróficos se repiten entre intervalos de 15 a 50 años, considerando como ejemplos los últimos 4 Niños catastróficos ocurridos recientemente en el siglo pasado y el más reciente.
En cuando a la aciclicidad de su aparición; lo que se observa es que el periodo de ocurrencia entre niños catastróficos se está acortando debido a las anomalías climáticas causado tal vez por el hombre especialmente la contaminación del aire en las naciones industrializadas. Sin embargo, han habido otros calentamientos planetarios y no existía ni el hombre ni industria productora de gases con “ efecto invernadero” . Por otro lado se está sustentando con mayor solidez, que estos fenómenos están apareciendo con más frecuencia en los últimos años debido al calentamiento natural del planeta y que empezó hace 20 mil años después del último periodo de glaciación.
V).-OBJETIVOS Por estos antecedentes, y en base a los avances tecnológicos y científicos, y otros eventos históricos de naturaleza especulativa, es conveniente presentar evidencias descriptivas acerca de las condiciones atmosféricas sobre el continente americano y oceanográficas en los océanos pacifico y atlántico acaecidas durante este verano del hemisferio sur, con efectos en el clima de la costa peruana, de lluvias excesivas, que causaron inundaciones, huaycos y grandes pérdidas económicas al país.
VI).- MATERIALES Y METODOS Se ha utilizado para este reporte las fotos sateliticas en la ventana infrarroja y del vapor de agua, publicadas diariamente en forma de video por la NASA.
De igual manera se ha usado el análisis de la temperatura superficial de los océanos Pacifico y Atlántico así como también los análisis de la presión atmosférica y vientos, de la temperatura, etc a varios niveles isobáricos y publicadas mensualmente por el Climate Analysis Center, oficina especializada de la NOAA (NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION). También, el SENAHI (Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología) del Perú, ha facilitado los datos de la precipitación acumulada en el territorio nacional para el verano del 2017. He tratado de interpretar las condiciones atmosféricas y oceanográficas desde el punto de vista global (Hemisferio Occidental), regional y a meso-escala, para explicar las lluvias torrenciales acontecidas este verano del 2017 en la costa peruana.
VII).- DISCUSION E INTERPRETACION DE DATOS 7.1.- LA ATMOSFERA SOBRE AMERICA 7.1.1.- BAJA PRESION, SISTEMAS DE VIENTOS DEL ESTE Y HUMEDAD ATMOSFERICA: CLIMAS FORESTALES, HURACANES O TIFONES . Vistas recientes de las imágenes sateliticas del hemisferio occidental, en la ventana del vapor de agua, tomadas desde los satélites geoestacionario, publicadas diariamente por la NASA y expuestas en la Figura 7; nos muestra los grandes sistemas de presión, vientos y humedad que afectan el continente americano y los dos grandes océanos como son el Pacífico y el Atlántico en ambos hemisferios norte y sur.
Figura 7.- Sistemas de presión, vientos y humedad para el hemisferio occidental proporcionadas por la NASA para el 23 de Enero del 2017. La humedad atmosférica, que es la masa visible de agua en la atmósfera y que son transportadas por los vientos, identifica el sistema de VIENTOS DEL ESTE. Este sistema fluye desde el este hacia el oeste, en el hemisferio occidental, entre los trópicos de cáncer y capricornio, y desde cerca a la superficie y en todo el volumen troposférico. Este flujo laminar y turbulento no es continuo y es interrumpido por zonas donde hay subsidencia del aire y otras donde hay ascenso. Además no hay influencia de la fuerza deflectora de coriolis debido a
que en la zona tropical a lo largo del ecuador geográfico el parámetro de coriolis es cero. También; se observa que en la zona frontal de la humedad cuando ya se nota la influencia de la fuerza desviadora de coriolis hay una dispersión de la humedad hacia ambos hemisferios norte y sur, en la región oeste de los sistemas de altas presiones subtropicales. Esta humedad contenida en el aire se incluye en la corriente de chorro subtropical de ambos hemisferios. La presión atmosférica o peso del aire sobre la superficie por unidad de área en todo este cinturón global define al cinturón de baja presión atmosférica cuya magnitud varía entre 1008 milibares cerca a Australia hasta 1012 milibares desde el Pacifico central hasta las costas del continente Africano, como se muestra en la Figura 7. Esto define el gradiente de presión cerca a la superficie y que es la fuerza que transporta a los vientos del ESTE desde las costas de América hasta cerca al continente australiano a lo largo de la línea ecuatorial. Los climas en esta región son de naturaleza lluviosa. Las nubes convectivas y de naturaleza turbulenta generan dipolos en las nubes que producen descargas eléctricas que oxidan el nitrógeno y las lluvias que caen contienen este fertilizante natural. También sobre los océanos se forman los sistemas de baja presión conocidas como ciclones tropicales o huracanes en el Atlántico o tifones en el Pacifico; que producen abundante precipitación y vientos huracanados cuando pasan sobre el continente. Las temperaturas del aire son altas debido al calentamiento causado por la radiación solar incidente
7.1.2.- ALTAS PRESIONES SUBTROPICALES: DESIERTOS
A continuación y hacia el hemisferio norte y sur se observan zonas oscuras que definen a los sistemas de alta presión subtropical conocidos como los anticiclones del Pacífico y Atlántico con valores de hasta 1024 milibares de presión a nivel del mar en el área máxima y decreciendo hacia la periferia. En la Figura 8, se muestran a estos sistemas de altas presiones y sus anomalías. El Anticiclón del Pacifico Sur se encuentra debilitado en comparación a sus valores normales durante el mes de Enero del 2017 como se muestra en las regiones con anomalías negativas.
Figura 8 .- Sistemas de bajas (trópicos) y altas presiones (latitudes medias) a nivel del mar para Enero de 2017 (figura superior) y las anomalías en la parte inferior. (fotos tomadas del Climate Diagnostic Bulletin para Enero del 2017).
Los vientos en sus componentes horizontales fluyen en sentido anticiclónico en ambos hemisferios influenciados por el parámetro de coriolis. La componente vertical es de descenso o subsidencia. Las características climáticas en esta región son de climas desérticos, con ausencia de nubes, radiación solar intensa y temperaturas elevadas. Hay excepciones a estas condiciones como se discutirá a continuación. La temperatura del aire en las costas oeste del continente Americano (América del Norte y América del Sur) son más bajas que los promedios latitudinales. Esto es causado por las circulaciones oceánicas de los dos gyros en ambos hemisferios. La corriente de California y la corriente peruana son partes de estas circulaciones oceánicas globales y son más frías por proceder de las regiones polares. También; La precipitación es nula en casos extremos o trazas. En invierno, cuando la inversión térmica se intensifica, debido a la subsidencia del aire en las células de Hadley, se forman por debajo de esta inversión, las nubes estratos productoras de lloviznas, neblinas y garuas como por ejemplo en Lima la Capital del Perú. Por encima de la inversión el aire es seco y despejado de nubosidad (ejemplo en Chosica). En verano, la inversión térmica se debilita debido a la migración hacia el sur del Anticiclón del Pacifico y a la venida del fenómeno el Nino. Las temperaturas del mar aumentan y la capa marítima crece facilitando que los estratos se conviertan en nubes cúmulos de buen tiempo que esporádicamente producen lluvias conocidas como aguacero.
7.1.3.- CELULA DE HADDLEY. Los vientos alisios cerca a las costas de América y asociados a ambos anticiclones ubicados sobre el océano Pacifico en ambos hemisferios
convergen en la zona de convergencia intertropical localizada en la región de los VIENTOS DEL ESTE. El aire caliente y húmedo debido al balance de radiación positiva asciende por convección formando nubes convectivas que precipitan. EL aire se enfría adiabáticamente, volviéndose más densa en altura. Sin embargo no puede descender en la misma zona de ascenso por lo que se desplaza hacia ambos hemisferios y desciende calentándose adiabáticamente al arribar cerca a la superficie sobre las regiones de los anticiclones subtropicales. Al llegar a la superficie como aire seco y caliente crea las condiciones desérticas de los climas de estas regiones como el desierto de Atacama en Chile y el Mohave en California y Nevada. Luego el aire cerca a la superficie (vientos alisios) vuelve a la zona de convergencia intertropical modificado en su temperatura y humedad por la evaporación del océano, cerrándose la circulación por convección denominada célula de Haddley.
7.1.4.- BAJAS PRESIONES Y SISTEMAS DE VIENTOS DEL OESTE: CICLONES EXTRATROPICALES A continuación en ambos hemisferios norte y sur y aproximadamente en latitudes medias se observan los sistemas de VIENTOS DEL OESTE que fluyen en sentido contrario a los del ESTE en los trópicos. Estos vientos son turbulentos debido al cual se forman las tormentas o ciclones extra-tropicales. La interacción de masas de aire tropical y subtropical (húmeda y caliente) con las masas de aire polar (frío y seco) en la región de la corriente de chorro polar es conocida como la región de los frentes polares en ambos hemisferios.
En esta región la fuerza aparente de coriolis debido a la rotación de la tierra es significativa y sus efectos se observa en la circulación rotacional de las tormentas en forma de espiral cuando estas se desplazan desde el oeste hacia el este en estas latitudes.
7.2 .- LOS VIENTOS DEL ESTE Y SUS EFECTOS EN EL PERU 7.2.1 .- CUENCA DEL RIO AMAZONAS: HUMEDAD, NUBES CONVECTIVAS, PRECIPITACION. En la región tropical donde se ubica El Perú y casi todo el continente de Sudamérica entre los trópicos de cáncer y capricornio se puede notar la existencia del sistema de vientos del ESTE en este verano del hemisferio Sur. Para el caso de interés del Perú, estos vientos del ESTE en su movimiento alrededor del globo se desplazan sobre el océano Atlántico, continua sobre el continente sudamericano y luego sobre el océano Pacifico. Las imágenes nos muestran una clara distinción entre la humedad en la atmósfera (coloración blanca en las imágenes) donde el aire asciende por convección; con aquellas masas de aire seco en subsidencia (coloración oscura) que contienen relativamente poca humedad como son los sistemas anticiclónicos del Pacifico y Atlántico de ambos hemisferios. El vapor de agua ingresa a la atmósfera en el océano atlántico mediante el proceso de la evaporación (90 por ciento de la energía calórica disponible en la primera capa oceánica es usada para evaporar
el agua). De esta manera el aire gana energía latente (masa de vapor de agua) y el océano pierde esta energía En las imágenes satelíticas proporcionadas por la NASA para este verano del 2017 se observa claramente como los VIENTOS del ESTE transportan el vapor de agua desde el océano Atlántico hacia el continente sudamericana sobre la región amazónica del Brasil y Perú. Estos vientos cargados de humedad pasan en altura la cordillera de los Andes y se desplazan sobre el océano Pacifico en la región tropical. En la vasta región amazónica el vapor de agua al ascender por convección en el aire, se condensa y se forman las nubes convectivas de tipo cúmulos y cumulonimbus (manchas blancas). En las imágenes estas nubes se observan alineadas en franjas en la región frontal donde el aire inestable asciende y que avanzan de este hacia el oeste. Las nubes convectivas de naturaleza turbulenta y de gran desarrollo vertical cuyo tope alcanza la base de la estratosfera producen descargas eléctricas y precipitan como lluvia y granizo. El agua precipitada nuevamente se evapora y vuelve a la atmósfera. También ingresa al aire la transpiración de los bosques tropicales Ambas masas de agua en forma de vapor y nubes son transportado por este sistema de vientos del ESTE casi paralelo al ecuador geográfico y cuando están en la zona de convergencia intertropical en la región de los anticiclones subtropicales tienden a dispersarse hacia ambos hemisferios para ser transportados por la corriente de chorro subtropical de ambos hemisferios.
7.2.2.- EFECTO DE LOS ANDES SOBRE LOS VIENTOS DEL ESTE Y EL CICLO HIDROLOGICO DEL RIO AMAZONAS.
Al arribar estas masa de aire húmeda y caliente y al desplazarse sobre los andes se genera un flujo de aire ondulatorio u ondas de montañas o de gravedad. Al este de la cordillera oriental el aire asciende y se vuelve inestable de tal manera que las nubes que se forman en niveles bajos y altos en varias capas crecen en espesor y precipitan. Al otro lado de la cordillera el aire desciende y por conservación de la vorticidad se estabiliza y las nubes desaparecen por la subsidencia del aire. Es importante mencionar que el agua precipitada en la región central y oriental de los Andes, se escurren por los grandes ríos como el Ucayali y Marañón para confluir y dar origen al gran rio Amazonas. Las aguas transportadas por este rio desde los andes desembocan en el Atlántico cerrando así este gran ciclo hidrológico
7.2.3.- NUBES CONVECTIVAS, PRECIPITACIONES, Y SUBSIDENCIA EN LA CORDILLERA OCCIDENTAL: EFECTOS EN EL CLIMA DE LA COSTA PERUANA. Finalmente, cuando el aire todavía húmedo arriba a la cordillera occidental, asciende formándose las nubes de montaña que se convierten en cúmulos y cumulonimbus y que precipitan. El flujo que pasa al lado occidental de los andes hacia la costa peruana desciende, se estabiliza y se calienta adiabáticamente por compresión, lo cual contribuye a las condiciones desérticas de la costa peruana y cielo claro por encima de la inversión térmica. Las nubes convectivas que precipitan en la vertiente occidental producen lluvias intensas en Enero, Febrero y Marzo de cada año que se convierten en la fuente de agua de los ríos costero desde Tumbes hasta Tacna cuando las condiciones del océano y atmósfera son normales.
Sin embargo; cuando esta nubes convectivas y cargadas de agua y al ser alimentadas por la evaporación del océano Pacifico en estos meses donde todavía se tiene aguas calientes arribando por el norte como Niño costero y la corriente peruana por el sur más caliente que lo normal como remanente del Niño catastrófico del 2015/2016 interactúan en forma letal.
7.3.- EL OCEANO PACIFICO 7.3.1.- EL FENOMENO EL NINO INTENSO 2014/2015/ Y LA CORRIENTE PERUANA EN EL 2017 Este último Niño de naturaleza catastrófica que empezó a gestarse en el océano Pacifico tropical en Abril del 2014 y que termino en junio del 2016 según el índice de la oscilación del sur, fue seguida a continuación por la Niña cuya presencia se notaba todavía a fines de Diciembre del 2016 ya han sido descritas previamente en el capítulo de antecedentes. Al observar las isotermas y las anomalías, a comienzos de Enero del 2017 todavía se notaba la presencia de anomalías positivas en los gyros o circulaciones oceánicas en ambos hemisferios en la región occidental como se muestra en la figura 9.
Figura 9. Corrientes oceánicas en el Pacifico. El Gyro en el Pacifico Sur y la corriente peruana En el gyro o circulación del océano pacífico en el hemisferio sur, las aguas calientes comenzaron a arribar por el sur del Perú y Norte de chile como la conocida corriente peruana y con temperaturas superficiales más caliente que lo normal para fines de Diciembre del 2016 y todavía hasta Marzo del 2017 con temperaturas entre 2 a 4 grados centígrados más caliente que lo normal cerca a las costa peruana como se muestra en la Figura 10.
7.3.2.- EL NUEVO NIÑO DEBIL 2016 NIÑO COSTERO Paralelamente en Diciembre del 2016 en el Norte del Perú y Ecuador comienza el agua caliente del ecuador geográfico en el Pacifico oriental a invadir como corriente cálida y conocido tradicionalmente como el Niño de naturaleza entre débil y moderada. Este fenómeno que se presenta regularmente todos los año como débil, moderado o intenso; esta vez fue débil y fue denominado EL Niño Costero por las autoridades científicas peruanas (ver Figura 10)
Figura 10. Temperatura superficial y anomalías en el océano Pacifico (NOAA). Estas aguas caliente del Niño débil aparecido en Diciembre del 2016 en el norte peruano y las aguas calientes provenientes del sur del Niño catastrófico se encuentran y se mezclan y se mantienen quasiestacionario desde Tumbes hasta Tacna durante este verano (hemisferio sur). Las temperaturas del océano comienzan a decrecer cuando los vientos alisios cerca a la costa peruana comenzaron a intensificarse a fines de abril de año 2017, con una tendencia ha re-establecerse la normalidad en forma natural.
7.4- INTERACCION ENTRE LOS VIENTOS DEL ESTE, EL ANTICLON DEL PACIFICO SUR, EL NIÑO COSTERO Y LA CORRIENTE PERUANA. La interacción entre los vientos del ESTE, y las condiciones anómalas de la temperatura superficial del océano Pacifico han afectado en forma anormal a las condiciones climáticas en la costa peruana para el verano (Enero-Febrero y Marzo) del 2017.
7.4.1.- NUBES CONVECTICAS PROCEDENTES DE LA REGION AMAZONICA Y EL NIÑO COSTERO Los vientos del ESTE al atravesar los andes adquiere la forma ondulatoria. El Flujo de aire cargado de humedad al atravesar la cordillera occidental facilita la formación de nubes orográficas y convectivas en la región de ascenso y al pasar esta desciende hacia la costa creando subsidencia del aire que es estable en altura. Sin embargo como se observan en las fotos sateliticas de naturaleza infrarroja, hay nubes convectivas de gran tamaño y espesor contenidas en células ciclónicas o depresión en el sistema de vientos del ESTE que atraviesan fácilmente los andes y la cordillera occidental precipitando sobre la costa peruana en la región norte del Perú causando el máximo de lluvias en Piura y Chiclayo.
7.4.2.- CAPA MARINA, NUBES ESTRATOS, ESTRATOCUMULUS, CUMULOS Y LA CORRIENTE PERUANA.
Por otro lado; en la superficie y sobre el Pacifico tenemos los vientos Alisios que forma parte del sistema de alta presión o anticiclón del Pacifico sur. Estos vientos que proceden del Sur cerca de Chile se desplazan hacia el norte y noroeste creando la capa marina que es delgada en espesor cerca a Chile debido a que la inversión térmica es intensa. Esta capa crece en espesor cuando se desplaza sobre aguas más calientes y se vuelve más húmedo debido a la evaporación del océano causado por la presencia de El Niño costero y lo remanente del Niño catastrófico. Estas características húmedas del aire se muestra en la Figura 11 de las anomalías de agua precipitable (Diagnostic Bulletin de Enero del 2017) proporcionadas por la NOAA. En estos análisis se observa que la anomalías son positivas (contenido de vapor de agua mayor a lo normal) cerca a la costa peruana durante el verano del 2017.
Figura 11. Distribucion del agua precipitable y las anomalías para Enero del 2017.
7.4.3.- DESARROLLO DE LA CAPA MARINA EN EL PACIFICO ORIENTAL. El presente autor elaboro un modelo físico matemático del desarrollo de la capa marina para el Pacifico Oriental, que le permitió simular el espesor de la capa marina, la intensidad de la inversión térmica y el espesor de la capa de nubes estratos. Este modelo que se fundamenta en la mezcla de aire seco de subsidencia y el aire humedecido por la evaporación del océano fue aplicado a la zona de los vientos alisios desde Chile, Perú y hasta Ecuador para los casos de El Niño intenso del 1982/1983 y el Anti-niño 1985 como se muestra en la figura 12. La trayectoria seguida por el modelo simula el movimiento de la capa marina cuando se desplaza sobre superficies templadas hasta alcanzar la región ecuatorial donde las temperaturas son más elevadas. Se
tomaron los datos de la temperatura superficial del océano para los casos de los fenómenos aludidos. El espesor de la capa nubosa se observa en la parte inferior de la Figura 11 (caso a) para El Nino 1982/1983. El tamaño vertical de la capa de estratos crece a medida que el aire se mueve desde Chile y alcanza su máximo espesor cerca al ecuador; caso contrario para el Anti-niño (caso b) o la Niña donde la capa de estratos es mas delgada.
Figura 12. Crecimiento de la capa marina desde Chile-Perú-Ecuador para los casos de El Niño intenso 1982/1983 y el Anti-Niño 1985.
7.4.4.- PRECIPITACION MAYOR A LO NORMAL EN LA COSTA PERUANA. Este estudio permite entender las condiciones del verano del 2017 que afecto al Perú sobre el crecimiento de la capa marina al desplazarse sobre aguas calientes del Niño costero y lo remanente del niño intenso. El aire marítimo en su travesía de Sur a norte permiten que las nubes formadas crezcan en espesor y cargados de vapor de agua y al llegar cerca al ecuador geográfico ya adquieren tamaño vertical como para que produzca precipitación; además porque la inversión térmica es débil y se ubica a mayor altitud. Esta masa de aire marítimo humedecida por los Niños también interactúa en la zona frontal con la masa de aire de los vientos del ESTE, a lo largo de la cordillera occidental de los andes hacia la costa peruana. El resultado de esta interacción es la formación de nubes convectivas a lo largo de la cordillera occidental del territorio peruano causante de la abundante precipitación mayor a lo normal en la vertiente occidental de los andes. En la figura 13, que es un mapa proporcionado por el SENAMHI (Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú) se muestra la distribución de la precipitación acumulada desde Enero hasta Marzo del año 2017, registrado por la red pluviométrica sobre el territorio nacional. En lo concerniente a la costa peruana, el acumulado de la precipitación fue máximo sobre los departamentos de Piura y Chiclayo (color azul), ambos de climas desérticos, con valores máximos de hasta 1500 milímetros de lluvia por metro cuadrado; equivalente a una lámina de agua de 1.5 metros de altura. Este máximo se debió a las nubes
convectivas intensas que atravesaron fácilmente los Andes desde la región amazónica y que fueron inestabilizadas por la alta temperatura y humedad del Niño costero. El acumulado de la precipitación decreció hacia Tumbes y hasta Ica con precipitación acumulada de hasta 1 metro de altura. En la cordillera occidental y hacia el sur los valores acumulados alcanzan el 0.5 metro de altura. Esta precipitación todavía mayor a lo normal se debió a la influencia del Nino costero y de lo remanente del Niño catastrófico. Esta agua precipitada en la vertiente occidental de los andes se escurrió hacia los ríos costero aumentando dramáticamente su caudal y produciendo las inundaciones. Los huaycos también se formaron como una mezcla de agua de lluvias, arena limo y arcilla, piedras y palos de arboles etc., que por gravedad se desplazaron violentamente en dirección del mar.
Figura 13. Distribución de la precipitación acumulada en el Perú para los meses de Enero, Febrero y Marzo del año 2017, publicada por el SENAMHI (Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú)
7.5 TENDENCIA A LA FINALIZACION DEL NIÑO Y LA CATASTROFE CLIMATICA EN LA COSTA PERUANA Actualmente el sistema de vientos del ESTE que fluye del este hacia el oeste alrededor del globo tiene un movimiento estacional y oscilante. En el verano del hemisferio sur se desplaza desde el norte hacia el ecuador geográfico y parte del hemisferio sur abarcando casi todo el continente sudamericano y ejerciendo su influencia sobre el Perú. Luego cuando empieza el mes de abril comienza todo el sistema a desplazarle latitudinalmente hacia el norte siguiendo el movimiento aparente del sol. De esta manera su influencia sobre el territorio peruano disminuye y solamente la parte norte es afectada levemente como se observa en la Figura 14 para el 18 de Abril del 2017.
Figura 14. Sistemas de vientos del ESTE comienzan a desplazarse latitudinalmente hacia el norte. Cuando se ubica más al norte en el verano y otoño del hemisferio norte; comienza a afectar a este hemisferio. Desde Junio hasta Noviembre se conoce como la estación de huracanes. La zona de convergencia intertropical ubicada en estos sistema de vientos del ESTE se activa generando los huracanes en el atlántico y tifones en el Pacifico. Desde el punto de vista de transferencia de energía del ecuador hacia los polos y viceversa estos sistemas o tormentas tropicales realizan su función de transferir esta energía de la zona tropical hacia las regiones polares.
Esto concluye en el debilitamiento y vuelta a la normalidad en los próximos meses y años de las aguas y el clima en la costa peruana y en el territorio nacional. Después de este periodo de pausa las condiciones oceanográficas y atmosféricas se volverán a presentar para otra catástrofe que se seguirán repitiendo en forma acíclica posiblemente el próximo dentro de 20 años aproximadamente y así sucesivamente en los miles y millones de años que quedan.
Figura 15.- La vía láctea (vista artística) en forma de espiral y el sistema solar rotando alrededor del centro (hueco negro) a una velocidad de traslación de aproximadamente 270 kilómetros por segundo. La duración en dar una rotación completa alrededor del centro es de 225 millones de años.
El sistema solar ubicado en la vía láctea (ver figura 15) en su movimiento dentro de nuestra galaxia producirá los cambios climáticos y las grandes extinciones masivas de las especies vivientes. El final y para no preocuparnos ocurriría en los próximos 4 a 5 billones de años cuando la vía láctea se convierta en un agujero negro en el espacio infinito del universo.
8.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 8.1.- CONCLUSIONES Se concluye que la interacción de la atmósfera y los océanos ha sido el causante principal de las lluvias torrenciales en la costa peruana en este verano del 2017. 8.1.- Las nubes convectivas formadas en la vasta región amazónica tuvieron el suficiente tamaño y formados en células ciclónicas o de baja presión y con suficiente energía fueron transportados por este sistema de vientos del ESTE y se desplazaron fácilmente sobre los andes cerca a los trópicos (región de Tumbes, Piura y Chiclayo) precipitando torrencialmente y contribuyendo al desastre climático. 8.2.- Las condiciones de calentamiento anómalo de la superficie del mar debido al Niño costero y lo remanente del Niño intenso formado previamente dos años antes, contribuyeron como fuente de energía sensible y latente del océano; energía ganado por la atmosfera a través de los procesos de conducción, difusión y convección
8.2.1.- El calor sensible hizo que la capa marina adquieran características térmicas más calientes y también adquieran mayor espesor. 8.2.2.- El calor latente o evaporación del océano a la atmósfera agrego más energía en forma de vapor a las nubes estratiformes que se transformaron en cúmulos y cumulonimbus en la región del Norte Peruano. 8.3.- Los vientos alisios y el aire seco de la célula circulatoria de Hadley cercana a la superficie actuaron como una masa de aire Sub tropical marina y con características más húmedas que lo normal debido a la evaporación en condiciones de el Niño, interactuó con la masa de aire tropical y húmeda de los vientos del Este, mediante un frente semiestacionario de sur a norte a lo largo de la vertiente occidental de la cordillera de los andes donde se formaron las nubes convectivas productoras de lluvias.
8.2.- RECOMENDACIONES
Estas condiciones anómalas causada por la evaporación de los Niños tal vez no sea lo suficiente para explicar esta catástrofe. Es necesario descartar las otras posibilidades como la modificación artificial de estas nubes. Hay que hacer un análisis químico de la naturaleza de los núcleos de condensación caída con estas lluvias. Se hace necesario que se active un grupo científico, económico y político con especialización en física, meteorología, matemáticas, leyes, economía y política para que interpreten los modelos numéricos de predicción del tiempo y clima a nivel global y que pueda sugerir ajustes para la predicción climática en el Perú y el mundo, cuando ocurren estos
