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GENERALIDADES SOBRE EL FENMENO ENOS (El Nio- Oscilacin Sur)
1. Historia sobre el estudio del Fenmeno ENOS (El Nio- Oscilacin
Sur)
1.1. Antes del Siglo XIX
Se sabe hoy en da que el fenmeno El Nio ha ocurrido desde hace
ms de 13000 aos, ya que los cientficos han encontrado pruebas
geolgicas de sus efectos en las costas suramericanas. Analizando
los documentos escritos, la presencia del fenmeno es conocida
aproximadamente
desde hace 400 aos. De esto dan fe diversos textos y manuscritos
que datan de la poca colonial peruana y que relatan la aparicin de
extraas lluvias torrenciales en zonas desrticas
del norte de Per, acostumbradas a la escasez de la precipitacin.
Los Incas desde mucho tiempo atrs, sin saber el accionar
fsico-ocenico de El Nio, ya conocan las variaciones que generaba y
adaptaban su sociedad y sus hbitos a la ocurrencia de las
abundantes lluvias que traa cada tanto tiempo; ellos construan sus
ciudades en las cimas de las colinas, el alimento lo
almacenaban en las montaas y cuando realizaban construcciones en
la costa lo hacan alejados de los ros. Es por esto que muchas de
sus edificaciones siguen en pie hoy en da (Curt
Suplee, Nacional Geographic). Pero si bien los Incas conocan las
variaciones adaptando su modus vivendi a la ocurrencia de las
abundantes lluvias, no fue sino hasta finales del siglo XIX que la
comunidad de estudiosos de la poca empez a identificar el fenmeno y
a interesarse
por las consecuencias que desencadenaba.
El fenmeno se ha venido estudiando siguiendo el comportamiento
de algunos elementos meteorolgicos desde finales del siglo XIX, en
ambos extremos de la cuenca del Pacfico. En el ao de 1892 la
Sociedad Geogrfica de Lima publica un artculo describiendo la
presencia de
una corriente clida en las aguas del norte del pas que se
observa a principios de enero, acompaada de un rgimen de abundantes
precipitaciones. Esta corriente la denominaron los
pescadores El Nio, debido a su presencia en los meses de
navidad. En 1894 el gegrafo Vctor Eguigueren publica un trabajo
denominado Las lluvias en Piura, primer documento que pretende
describir la climatologa del fenmeno a partir de documentos
histricos, para confeccionar un ndice de la intensidad del fenmeno
ocurrido en el periodo 1791-1890.
1.2. Primera mitad Siglo XX
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A finales del siglo XIX y comienzos del XX los cientficos
ingleses del Observatorio Real de la India, comandados por el
matemtico ingles Sir Gilbert Walker, se pusieron en la tarea de
investigar los factores que afectaban la variabilidad del monzn en
esa zona, tratando de
predecir los futuros inviernos, ya que en 1899 las lluvias
monznicas, de las cuales dependa la agricultura, fueron dbiles y
causaron una devastadora hambruna. Con los datos recopilados de
regiones alrededor del Ocano ndico y del Pacfico y las
observaciones realizadas por los cientficos ingleses, lograron
descifrar un patrn global oscilante de presin atmosfrica entre
la
parte central-oriental y occidental del Pacfico, que denominaron
ms tarde, en 1928, en un artculo presentado a la Royal
Meteorological Society, como la Oscilacin del Sur, sistema que
cuando presenta altas presiones en una regin, por lo general
muestra bajas en la otra y viceversa. Walker descubre que este
patrn atmosfrico estaba estrechamente relacionado, ya
que cuando la presin era muy baja en el oeste del Pacfico, los
monzones eran muy fuertes sobre la India. Es decir, para esta poca
ya se conocan las dos grandes componentes del
fenmeno (oceanogrfica y atmosfrica), pero no an su interrelacin.
A partir de los aos 30 y hasta finales de los 50, el estudio del
fenmeno queda relegado a un segundo plano debido a
factores geopolticos, pero principalmente, por cuanto las seales
climatolgicas, asociadas a la Oscilacin del Sur y El Nio, fueron
mucho menos pronunciadas que las anteriormente
registradas.
1.3. 1950 a 1980
A mediados del siglo XX es cuando el estudio del fenmeno coge
nuevamente fuerza por la intensificacin de las mediciones
realizadas en el Ao Geofsico Internacional y la ocurrencia del El
Nio 1957-1958. Estos dos hechos hacen que los cientficos centren
nuevamente sus miradas en el estudio del fenmeno y as logran dejar
un completo registro de las anomalas que El Nio
y la Oscilacin del Sur generan en toda la cuenca del Pacfico,
demostrando que el ENOS (El NIO, OSCILACION DEL SUR) es ms un
fenmeno global que un fenmeno local, que no solo afectaba a Per y
Ecuador sino a toda la cuenca. En 1959 la Scripps Institution of
Oceanography (Instituto Scripps de Oceanografa) reuni a un grupo de
cientficos para discutir el fenmeno; sin
embargo, no fue hasta finales de la dcada de los 60 cuando el
meteorlogo noruego Jacob Bjerknes de la Universidad de California
en Los ngeles, logra formular la primera teora
moderna del ENSO, describindolo como una perturbacin del sistema
Ocano-Atmsfera. Bjerknes descubri un mecanismo que relacionaba las
observaciones de Walker acerca de la
Oscilacin del Sur con El Nio. l describi un patrn de circulacin
del aire para todo el Pacfico, al que denomin Circulacin de Walter,
en el cual el flujo del aire dependa de la
diferencia existente entre las temperaturas de la superficie del
mar en el Pacfico Occidental y en el Pacfico Oriental, que haca que
la presin del aire superficial en las dos regiones fuera
distinta.
A la par de todo lo que aconteca con los fenmenos del Pacfico
Tropical y los progresos en los campos de la meteorologa y la
oceanografa, los cientficos se apoyaron en equipos
informticos. A principios de los aos 50, el matemtico John von
Neumann, un personaje clave en la invencin de la computadora
digital, junto con un grupo de cientficos del Institute for
Advanced Study (Instituto de Estudios Avanzados) de Princeton,
Nueva Jersey, dirigi algunos de los primeros intentos por utilizar
equipos informticos para la investigacin de las predicciones
meteorolgicas. En los aos 70, los investigadores ya utilizaban
equipos informticos para crear modelos de circulacin general
atmosfrica o AGCM (Atmospheric General Circulation Model)
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para simular la reaccin de la atmsfera a una temperatura fija de
la superficie del mar en el Pacfico Tropical.
En 1975, Klaus Wyrtki de la Universidad de Hawai y sus colegas,
al recopilar y representar grficamente registros de mareas y
patrones de vientos de toda la cuenca del Pacfico, lograron
demostrar que los fuertes vientos alisios empujaban
fundamentalmente las aguas ms calientes de la superficie hacia el
oeste, a lo largo del ecuador, hasta que se acumulaban en la costa
de
Indonesia. Como resultado, la termoclina (franja que divide los
sectores de agua fra y clida del ocano) se encontraba ms cerca de
la superficie en el Pacfico Oriental y ms profunda en el
extremo occidental, permitiendo que las aguas fras situadas en
el fondo del ocano, en el este, fluyeran trayendo con ellas los
nutrientes que alimentan a las poblaciones de peces. El trabajo
de Wyrtki sugera que, cuando los vientos alisios cesaban, se
liberaban oleadas de agua caliente que se movan de oeste a este a
travs del Ocano Pacfico, empujando la capa termoclina
hacia el fondo en el Pacfico oriental e impidiendo la ascensin
del agua fra situada en el fondo del ocano. Como consecuencia, las
temperaturas de la superficie del mar en el este
aumentaban y el agua de la superficie en el Pacfico oriental
quedaba totalmente privada de los nutrientes necesarios para
mantener ciertas poblaciones de peces. Dado el retraso con el que
el
Pacfico Oriental reaccionaba a los cambios de vientos, Wyrtki
reconoci la posibilidad de pronosticar dichos eventos con
anticipacin.
1.4. ltimos 25 aos
Con el evento ENOS 82-83 que fue de gran magnitud y que tom por
sorpresa a los cientficos, la comunidad internacional nota la
importancia de tener herramientas e instrumentos que
permitan el estudio, la evolucin y la prediccin. Para esto era
necesario documentar los detalles reales del movimiento del agua
caliente de la superficie, realizando continuas mediciones de las
condiciones de las aguas situadas debajo de la superficie a lo
largo del ecuador. Para realizar
estas mediciones era necesario mantener boyas ancladas en el
ecuador durante largos perodos de tiempo, lo cual resultaba muy
difcil debido a las fuertes corrientes ecuatoriales. Con base
en
esta necesidad, en el ao de 1985 se cre y puso en marcha el
sistema de observaciones y mediciones de variables ocenicas y
atmosfricas Programa el Ocano Tropical y la Atmsfera Global
(TOGA-Tropical Ocean-Global Atmosphere), el cual culmin en 1994,
como lo muestra la
figura 1.1 (ver Anexo 1). Este esfuerzo internacional,
subvencionado por el programa de investigacin sobre el clima
mundial (World Climate Research Program) de las Naciones
Unidas,
busc desde un principio investigar no el ocano ni la atmsfera en
s, sino las interacciones existentes entre ellos y, principalmente,
en todo el Pacfico. Tal programa tambin favoreci el desarrollo de
una nueva generacin de equipos de observacin, ya que para esta
cuenca el
programa est integrado por 70 boyas ancladas, distribuidas
longitudinalmente y abarcando las latitudes tropicales, controladas
por satlite y capaces de realizar mediciones y transmitirlas en
tiempo real; adems de sus boyas ancladas, TOGA cuenta con boyas
flotantes, estaciones cercanas a las costas, datos obtenidos a
travs de satlites y barcos voluntarios de
investigacin. Con estos instrumentos se logra la medicin de las
principales variables ambientales como la temperatura de la
superficie ocenica, la temperatura hasta una
profundidad de 500 m, la temperatura del aire, humedad
atmosfrica y la direccin de los vientos. Toda esta informacin es
recibida en el Laboratorio Ambiental Marino del Pacfico de la
NOAA, ubicado en la ciudad de Seattle, Washington, EE.UU. Tambin
se captura importante informacin por medio de satlites como el
TOPEX/POSEIDON, puesto en rbita en 1992 como
resultado de un proyecto conjunto entre Francia y Estados
Unidos. Otros satlites, como el
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JASON-1 o el NASA/JPL, proporcionan principalmente informacin de
la circulacin, nivel y temperatura de los ocanos. Estas
herramientas se han constituido para los cientficos en el
principal sistema de monitoreo con el objetivo de predecir los
cambios climticos que el fenmeno desencadena y poder as anticiparse
a las consecuencias nefastas que se puedan
llegar a presentar.
Programa del Ocano Tropical y la Atmsfera Global (TOGA o TAO)
para la cuenca del Ocano Pacfico Fuente: NOAA
La gran cantidad de datos proporcionados por el programa TOGA,
junto con las mediciones realizadas por satlite de los niveles y
las temperaturas de la superficie del mar no habran servido de nada
sin los avances que se realizaron al mismo tiempo en el uso de
equipos
informticos para simular el comportamiento de El Nio. Todos
estos esfuerzos de cientficos ocenicos por una parte y de
cientficos atmosfricos por la otra, prepararon el terreno para los
potentes modelos conjuntos atmsfera-ocano que recopilan toda la
informacin disponible para controlar el modo en que los cambios
atmosfricos y ocenicos interactan. Con estos
modelos es posible anticipar las fluctuaciones del clima a ms
largo plazo.
A mediados de los aos 80 un modelo conjunto estadstico, basado
en una relacin estadstica en el tiempo entre variables
seleccionadas como, por ejemplo, la presin del nivel del mar en
Indonesia y las temperaturas de la superficie del mar en el
Pacfico Ecuatorial Oriental, pronostic el fenmeno de El Nio que
comenz a finales de 1986 y, simultneamente, otros
investigadores utilizaron un modelo conjunto dinmico
relativamente sencillo para pronosticar el mismo evento (Los
modelos dinmicos se diferencian de los modelos estadsticos en que
resuelven las ecuaciones matemticas en una cuadrcula que incorpora
datos de latitudes,
longitudes y profundidades especficas). Justo a tiempo, El Nio
apareci a finales de 1986 y dur hasta la primera mitad de 1988. En
ese ao surgi una importante teora acerca de por qu los modelos
conjuntos funcionaban y se empez a dar respuesta a la eterna
interrogante de cul
de los dos, el ocano o la atmsfera, era el que primaba. Con esto
logran explicar cmo la memoria del ocano, el retraso que se produce
entre un cambio en los vientos y la reaccin del
ocano, influye en la finalizacin de El Nio y el comienzo de La
Nia.
A finales de los aos 80, los investigadores del centro
meteorolgico del Servicio Nacional de Meteorologa en Washington,
D.C., combinaron un modelo realista del ocano con
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observaciones en tiempo real para proporcionar mensualmente una
descripcin detallada de las condiciones del Pacfico, permitiendo as
a los oceangrafos obtener una visin ms completa de
los procesos del ocano.
En las postrimeras de los aos 90, varios equipos de investigacin
de todo el mundo crearon nuevos modelos de circulacin general
conjuntos o CGCM (Coupled General Circulation Model) ms complejos
para poder utilizar los datos de observacin obtenidos mediante el
sistema de boyas TOGA. A principios de 1997, algunos de estos
modelos revelaron una serie de seales
que advertan del calentamiento del Pacfico en el horizonte y en
la primavera de 1997, la NOAA advirti al mundo sobre la llegada de
un acontecimiento importante. En noviembre, El Nio
alcanzaba su mximo calentamiento, con temperaturas en la
superficie del mar alrededor de 5 C por encima de lo normal en
7.200 kilmetros (4.500 millas) de ocano abierto, el mayor
calentamiento del ocano jams registrado.
2. Entidades internacionales encargadas de estudiar el
fenmeno
Hay diversas entidades del orden internacional que han entendido
la importancia e influencia que tiene el fenmeno ENOS en el
ambiente y economa mundial; por tal motivo, han encaminado
esfuerzos para su constante estudio y monitoreo, como es el caso de
la OMM (Organizacin
Meteorolgica Mundial), brazo tcnico de la ONU en el rea
meteorolgica, la NOAA (National Ocean and Atmospheric
Administration) de EE.UU. a travs de sus diversos institutos,
agencias
y oficinas y la COI (Comisin Oceanogrfica Intergubernamental)
rgano que pertenece a la Naciones Unidas a travs de la UNESCO.
A nivel regional se han hecho numerosos acercamientos entre los
estados suramericanos del Pacfico afectados como en 1974, cuando la
Comisin Permanente del Pacfico Sur (CPPS-
integrada por Colombia, Ecuador, Per y Chile) con apoyo de la
OMM y la COI crearon el Programa para el Estudio Regional del
Fenmeno El Nio-Programa ERFEN, el cual se ha ido
actualizando y acoplando a las necesidades crecientes de los
gobiernos y del conocimiento cientfico.
Desde comienzos de 2003 las Naciones Unidas con el apoyo de la
OMM, la Estrategia Internacional de Reduccin de Desastres-EIRD y el
Gobierno del Ecuador ha establecido el
Centro Internacional de Investigaciones sobre el Fenmeno El
Nio-CIIFEN, centro que funciona en la ciudad de Guayaquil-Ecuador y
que en la actualidad cuenta adems con el apoyo de la
NOAA, el Gobierno de Espaa y recientemente con la participacin
de la CPPS.
3. Comportamiento normal de las condiciones climticas del
Pacfico Tropical
Para entender adecuadamente los cambios que el ENOS (El
Nio-Oscilacin Sur) genera, es necesario conocer el comportamiento
normal de las principales variables meteorolgicas en el
Pacfico Tropical (presin, circulacin atmosfrica, corrientes
ocenicas, temperatura superficial del ocano y precipitaciones en
zonas continentales) y su rea de influencia continental.
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3.1. Circulacin de la atmsfera tropical
3.1.1. Celda Hadley
La circulacin general del aire de los trpicos consiste en el
ascenso de masas hmedas de la Zona de Convergencia Inter Tropical
(ZCIT) hasta la alta tropsfera, donde son transportadas
hacia 30 Norte y 30 Sur, para luego descender formando los
centros de altas presiones subtropicales; una vez estas masas han
descendido, regresan hacia el ecuador donde su
direccionamiento est influenciado por el efecto Coriolis,
causado por la rotacin de la tierra. Estos vientos son conocidos
como los Alisios, que pueden ser del sureste o del noreste. El
ciclo
de elevacin y descenso se conoce como Circulacin o Clda Hadley,
en honor al cientfico ingles que lo descubri y describe claramente
la actividad convectiva del trpico.
A, Celda de circulacin Hadley en un modelo global. B, Celda de
circulacin Hadley en corte vertical. Fuente: A, Universidad de
Oklahoma. B, NASA.
3.1.2. Zona de Convergencia Intertropical
Sobre toda la zona ecuatorial existe un cinturn de bajas
presiones atmosfricas conocido como la ZCIT (Zona de Convergencia
Inter Tropical), cuyo comportamiento es de vital importancia
sobre reas continentales (el caso del norte de Australia,
Indonesia y la selva amaznica) ms que sobre reas ocenicas,
generando abundante lluvia, por cuanto en ella confluyen los
vientos
alisios tanto del sureste como del noreste, cargados de humedad
y producen movimientos ascendentes de dichas masas de aire hmedo
(conveccin) que condensan y luego precipitan.
La ZCIT se desplaza en sentido latitudinal (entre 3S y 13N
aproximadamente), con retraso aproximado de 2 meses con el
movimiento aparente del sol. El ciclo ascendente de la ZCIT se
cierra sobre la zona de los sub-trpicos donde las altas
presiones, adems de otras consecuencias, ocasionan escasez en las
precipitaciones.
3.1.3. Circulacin Walker
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La cuenca del Pacfico tiene un movimiento cclico en su zona
tropical conocido como Circulacin o Celda Walker en honor a Sir
Gilbert Walker, quien descubre ese patrn de
circulacin. Esta celda consiste en el movimiento en sentido
este-oeste de las masas de aire a nivel del mar hasta converger en
el centro de baja presin del Pacfico Occidental donde
ascienden cargadas de humedad por movimientos convectivos,
descargando abundantes lluvias, para ser nuevamente transportadas
en sentido oeste-este por los vientos de la alta tropsfera
para descender, nuevamente, en las aguas del Pacfico Oriental
frente a las costas de Suramrica, generando el centro de alta
presin del Pacfico Oriental.
Este movimiento es impulsado por el fuerte gradiente de presin
que se genera entre las altas presiones del Pacfico Oriental y las
bajas presiones del Pacfico Occidental, a su vez
fortaleciendo los alisios.
Celda Walker. Circulacin general en el Pacfico. Fuente:
Pontificia Universidad Catlica de Chile
3.2. Corrientes ocenicas
Las corrientes ocenicas del Pacfico estn influenciadas por los
alisios que logran el direccionamiento de las aguas en sentido
este-oeste. Este movimiento de aguas favorece un afloramiento de
las aguas profundas del Pacfico Oriental, procedentes de latitudes
medias y
altas, ricas en plancton marino sobre las costa de Suramrica,
garantizando las bajas temperaturas (20-24C), favoreciendo la poca
evaporacin, haciendo escasas las
precipitaciones. Caso contrario al costado occidental del
Pacfico, donde se pueden encontrar temperaturas de la superficie
ocenica ms clidas que bordean los 28C, lo cual favorece la
precipitacin abundante de esa zona. Esto se ratifica claramente
con la posicin de la termoclina (ver figuras 1.3, y 1.8), la cual
se encuentra a unos 50 m de profundidad en las costas de Per y
a unos 150 m en las costas de Indonesia y si a esto se le aade
el gradiente de presin que refuerzan los alisios, vemos claramente
cmo es el transporte de agua y de calor en el Pacfico
Tropical.
El acumulamiento de aire clido de la superficie del ocano, trado
por los alisios, ms las altas temperaturas del trpico que calientan
las aguas del extremo occidental del Pacfico, hacen que
por expansin trmica el nivel medio del mar en esa zona sea mayor
que frente a las costas americanas.
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En otras palabras, la atmsfera y el ocano actan conjuntamente
como un motor trmico global. Esta redistribucin continua del calor,
que cambia por la rotacin de oeste a este del planeta,
causa las altas corrientes de aire y los vientos alisios que
soplan en direccin oeste.
4. Componentes del fenmeno ENOS
4.1. El Nio
Estrictamente la expresin El Nio hace relacin a la aparicin de
aguas superficiales relativamente ms clidas de lo normal desde los
sectores del Ocano Pacfico Central y
Oriental, hasta las costas del norte de Per, Ecuador y el sur de
Colombia con un promedio de duracin de 12 meses, debido al
debilitamiento de los vientos Alisios tanto del noreste como
del
sureste, ocasionando un aumento en la TSM (Temperatura
Superficial del Mar), aumento del nivel del mar (+10cm observado en
el NIO 82-83) y hundimiento de la termoclina en el Pacfico
Occidental (alrededor de 30 a 50 metros NIO 82-83), reduciendo
considerablemente la productividad biolgica dando lugar a una
migracin de peces por lo cual las capturas del sector
pesquero en Per se ven disminuidas. Estas aguas clidas facilitan
el aumento de los movimientos convectivos de humedad, generando un
aumento de las precipitaciones en esta
zona litoral caracterizada por ser de un clima seco y vegetacin
desrtica, ocasionando situaciones de emergencia para los pases
ubicados en esta zona.
4.2. La Nia
Estrictamente la expresin La Nia, tambin conocido como Anti-Nio,
es el evento que presenta condiciones contrarias a El Nio. Consiste
en un enfriamiento de las aguas del Pacfico Tropical Oriental. Este
fenmeno se presenta una vez las condiciones que caracterizan a El
Nio se van
debilitando, y durante su manifestacin, el comportamiento
climtico tiende a volver a su normalidad, pero en realidad, cambia
bruscamente, tornndose ahora inverso con una intensidad
considerable. La Nia cierra un ciclo completo que puede ir de 2
a 7 aos.
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Anomalas del nivel del mar y temperatura superficial del mar
durante El Nio 97 y La Nia 99 Fuente: NASA
La figura anterior muestra el comportamiento del ENOS 97-99,
donde el aumento anmalo tanto de temperatura como de nivel del mar,
debido a su estrecha relacin, tienen la misma gama de
colores as: para el aumento en el evento El Nio, verde,
amarillo, rojo a blanco y para la disminucin en el evento La Nia,
de azul a morado.
4.3. La Oscilacin del Sur
Es la variacin de la presin atmosfrica medida a nivel del mar
sobre una amplia zona del Pacfico Tropical Central y Oriental; esta
variacin natural se cuantifica mediante el ndice de
Oscilacin del Sur (IOS), el cual se determina con las presiones
atmosfricas que son tomadas en Tahit-Polinesia Francesa (18 S, 150
W) y el observatorio de Darwin-Australia (12 S, 131
E) y posteriormente estandarizadas. A esta variacin de presin se
le atribuye en parte la disminucin de los vientos alisios,
originando el desplazamiento de los centros de presin,
modificando los regimenes de precipitacin de zonas directamente
afectadas por el fenmeno.
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La isla de Tahit se utiliza como punto representativo del
comportamiento de la presin atmosfrica en la parte oriental-central
del Ocano Pacfico Tropical y Darwin se utiliza como el
punto representativo de la presin atmosfrica de la parte
occidental del mismo ocano. En otras palabras, el IOS es una medida
comparativa de cmo cambia la presin atmosfrica en dos
grandes regiones (occidental y central-oriental) del Ocano
Pacfico Tropical.
ndice de Oscilacin del Sur, periodo 1878- 1998, promedio anual.
Fuente: NOAA
Cuando los valores del IOS son positivos (color azul),
representan las situaciones en las que la presin atmosfrica en
Tahit es mayor que la de Darwin y, por el contrario, los valores
son
negativos (color rojo), representan las situaciones en que los
valores de presin en Darwin son mayores que en Tahit. Es evidente
la alternabilidad, un vaivn entre ambos colores, si bien no
peridica, si claramente recurrente.
5. Que es el fenmeno ENOS (El Nio Oscilacin Sur)?
Anteriormente El Nio o La Nia haca referencia nicamente al
calentamiento o enfriamiento de las aguas del Pacfico Oriental,
desconociendo la fuerte interaccin ocano-atmsfera, pero hoy
en da, como resultado de diversas investigaciones (Ver Historia
del estudio del Fenmeno ENOS) que dieron como resultado un
conocimiento ms detallado del fenmeno, se denomina a
El Nio y La Nia como las fases extremas del ENOS, es decir que
estas fases cobijan tanto variaciones oceanogrficas como
climatolgicas.
Conforme a lo anterior el fenmeno ENOS es un ciclo de interaccin
ocenico-atmosfrico que se desarrolla en las aguas ecuatoriales del
Ocano Pacfico Tropical, esta determinado por una
serie de anomalas en los patrones climticos y atmosfricos
locales y regionales principalmente; este fenmeno consta de dos
fases (un ciclo): La fase clida, conocida hoy en da
popularmente
como El Nio y la fase fra conocida como La Nia. Las fases clidas
hacen referencia a los efectos del clima y del ocano ms
pronunciados, relacionados con temperaturas anormalmente
calientes de la superficie del mar en interaccin con el aire que
se encuentra por encima en la parte del Ocano Pacfico Oriental y
Central presentando valores negativos acentuados del IOS
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y las fases fras, por el contrario, presentan temperaturas de la
superficie del ocano anormalmente bajas y una interaccin con el
aire que genera grandes valores positivos del IOS.
La interaccin ocano-atmsfera es una relacin que est fuertemente
ligada, aunque no siempre sea directa ni proporcional, que en vez
de mantener un equilibrio presenta una
variabilidad continua entre estos 2 sistemas. La atmsfera es
rpida y gil, reacciona a los cambios de temperatura de la
superficie del mar en cuestin de das o semanas; por el
contrario,
el ocano, extenso, lento y con una gran inercia, tarda meses en
alcanzar un nuevo equilibrio con los cambios de los vientos. Por lo
tanto, el estado del ocano en un momento dado es ms
un reflejo de vientos ya pasados, en forma de olas por debajo de
la superficie del ocano, que de la accin de los vientos que se estn
produciendo en ese momento.
En definitiva, el ENOS acta como el modo ms importante y
fundamental de variabilidad interanual del sistema ocano-atmsfera
en el Pacfico Tropical, aunque no siempre las
componentes estn en simultneo, ni con la misma intensidad.
6. Zonas de estudio
Para facilitar el estudio y comprensin de los fenmenos que
desencadena El Nio, La Nia y La Oscilacin del Sur, los cientficos
han fraccionado el rea de estudio del Pacfico Tropical en
cuatro zonas, las cuales cubren las reas donde se desarrolla
principalmente el fenmeno. Estas zonas estn numeradas y son: Nio
1+2, Nio 3, Nio 3.4 y Nio 4.
Zonas de estudio del fenmeno ENOS Fuente: NOAA
Existen otras zonas que estn fuera de la cuenca del Pacfico que
se ven influenciadas por la presencia del fenmeno. A estas
alteraciones que se presentan fuera del rea de los trpicos se les
llama las teleconexiones del fenmeno ENOS, que pueden ocurrir a
miles de kilmetros de la
cuenca del Pacfico, llegando a sitios tan lejanos como la India,
el oriente y occidente del continente Norteamericano, el sur,
oriente y nororiente de Suramrica y la zona sur y centro del
oriente del continente Africano.
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7. Variaciones climticas y efectos del fenmeno ENOS en el
Pacfico Tropical
A continuacin se describirn los principales cambios ocurridos en
los componentes del clima del trpico.
7.1. Circulacin atmosfrica
La variacin del sistema de presin es invertida en un efecto
columpio, es decir, en las zonas de baja presin tradicional como el
norte de Oceana se ubican centros de alta presin y sobre las costas
suramericanas de Ecuador y Per, donde normalmente predominan altas
presiones, se posiciona un sistema de baja presin que es una causa
directa del aumento de precipitaciones
en esa zona. La circulacin de los vientos alisios disminuye,
llegando en casos extremos a soplar vientos del oeste, debido a que
los gradientes trmicos y de presin estn invertidos.
Condiciones El Nio Fuente: Pontificia Universidad Catlica de
Chile
Algunos cientficos han detectado que hay un desplazamiento de
bajas presiones de la ZCIT hacia el sureste, lo que coincide con
abundantes lluvias que se presentan en Ecuador y norte de
Per, rea, esta ltima, que es tradicionalmente desrtica.
Las temperaturas del aire tambin sufren una variacin, ya que
aumenta en las zonas donde se produce la ausencia de precipitacin,
como en el norte de Oceana, donde en 1997 y 1998, a
causa de la sequa generada por El Nio 97-98, se presentaron
intensos incendios forestales en Indonesia (Sumatra y Borneo) y
Malasia, que cubrieron de una bruma txica permanente las
principales ciudades de la regin, causando graves afecciones
respiratorias a la poblacin.
7.1.1. Precipitacin
Las precipitaciones estn directamente relacionadas con aquellas
reas donde se sitan los centros de baja presin, donde tericamente
se generan procesos convectivos, los cuales se
favorecen por las condiciones trmicas que caracterizan al ocano
durante una fase clida (EL NIO). En las zonas que se encuentran en
el Pacfico Oriental como Ecuador, Per y sur de
Colombia se hacen frecuentes las precipitaciones intensas,
sufriendo muchas veces inundaciones, como sucedi en Per durante EL
NIO 97-98.
La fase fra del evento (La Nia), la cual viene despus de El Nio,
muestra la reubicacin de los centros de presin en todo el Pacfico
Tropical. Esto hace que en la bsqueda del
restablecimiento de las condiciones normales los vientos soplen
nuevamente con mayor fuerza del este, facilitando nuevamente el
ascenso de la termoclina en el Pacfico Oriental y la
inmersin en el Pacfico Occidental, se reorganizan las lluvias
generando fuertes y abundantes precipitaciones en Indonesia y el
norte de Oceana y la disminucin de las lluvias en Per y
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Ecuador. En el caso de Colombia, se registran precipitaciones
que sobrepasan los promedios histricos.
7.2. Corrientes ocenicas
Las corrientes marinas se ven influenciadas porque al disminuir
los vientos Alisios se debilita el desplazamiento de la corriente
ecuatorial, lo cual impide el afloramiento de las aguas
profundas
frente a las costas sudamericanas, facilitando el calentamiento
del Pacfico Oriental. Esto genera un desnivel en la termoclina del
Pacfico, ya que en las costas del continente suramericano
tiende a profundizarse, mientras que en el lado occidental del
Pacfico, debido al fortalecimiento de la contracorriente ecuatorial
(vientos en direccin Oeste-Este contrarios a los Alisios), hay
un
acercamiento de esta termoclina y un aumento en el enfriamiento
en el agua de esta zona.
Posicin Termoclina, NMM (Nivel Medio del Mar) Fuente: Adaptado
Pontificia Universidad Catlica de Chile
El aumento de temperaturas en las aguas ocenicas sobre costas
suramericanas genera un aumento del nivel medio del mar debido a la
expansin trmica, lo cual trae consigo tiempos de tormentas y
pleamares, hace que las construcciones costeras se vean seriamente
afectadas y algunas zonas tengan que ser evacuadas; pero el
enfriamiento de las aguas en el otro extremo del ocano occidental
produce el efecto contrario, una disminucin del nivel medio del mar
y de
las lluvias en esas costas.
8. Gnesis, desarrollo y recurrencia del fenmeno ENOS
-
Este evento macro climtico tiene una duracin en su fase clida de
aproximadamente 2 aos (18-22 meses) desde el inicio hasta la
finalizacin de condiciones inusuales en el Pacfico
Tropical, pasando por la fase de maduracin del fenmeno que es la
ms intensa y que puede tener una duracin de 8 a 12 meses. El
fenmeno ENOS ocurre, por lo general, en los meses de
Enero a Marzo del primer ao y va teniendo su evolucin, llegando
a su fase de desarrollo mximo en los meses de Diciembre a Marzo
(invierno boreal) del ao uno y dos
respectivamente. Posteriormente empieza un debilitamiento de su
comportamiento, con el cual regresan las condiciones climatolgicas
normales en los meses de Julio a Septiembre del ao 2,
dando paso al fenmeno de La Nia, el cual tiene su punto lgido al
10-12 mes del ao 2, es decir, en el invierno boreal del segundo ao
y puede tener una duracin aproximadamente de 6 a
8 meses ms, mientras vuelve a un estado de condiciones
normales.
Un avance importante ha sido el descubrimiento de su recurrencia
u oscilacin cuasi bienal (de dos aos de periodo), la de baja
frecuencia de entre 3-6 aos, que es la ms caracterstica del fenmeno
y la inter-decadal y secular, cuyo efecto reside en la modulacin de
las anteriores.
Esta escala de periodicidad es lo que los cientficos han tratado
de descifrar con miras a que se pueda tener una prediccin mas
acertada del fenmeno y as se puedan tomar las medidas de
seguridad en los diversos territorios afectados; este tipo de
frecuencia puede estar ligada a otras variables de fondo del
sistema climtico.
La diferencia en la intensidad del ENOS presenta periodos en los
cuales vara en magnitud y frecuencia. Histricamente, en los aos 20
el fenmeno tuvo bastante fuerza y frecuencia pero
en los aos 30, disminuye su magnitud y frecuencia; en los aos
40, muestra una reactivacin y a partir de 1975 hasta 1998 el ENOS
gana en frecuencia y los eventos son de gran magnitud.
Segn algunos cientficos el fenmeno empieza a gestarse en los
primeros meses del ao 1 en las aguas del Pacfico Occidental, cuando
ocurre una perturbacin en la direccin de los vientos,
generndose vientos en sentido contrario a los Alisios, los
cuales se debilitan. Este debilitamiento genera profundizacin de la
termoclina en el extremo oriental y es cuando las
aguas clidas del Pacfico Occidental empiezan a desplazarse a
travs de un ncleo clido hacia las costas de Suramrica, conectndose
con las aguas que han empezado a calentarse en esa
parte del ocano. Ese desplazamiento hacia el extremo oriental
del ocano es a travs de Ondas Kelvin ocenicas (en direccin
oeste-este) que acentan la profundizacin de la termoclina a
todo el Pacfico Oriental, ya que estas se dispersan hacia el
norte y el sur del continente americano en forma de Ondas Kelvin
que siguen las costas occidentales de Amrica. Mientras tanto, las
Ondas Rossby ocenicas (en direccin este-oeste) se propagan hacia el
continente asitico, donde generan la afloracin de la termoclina en
las costas del Pacfico Occidental,
generando un leve enfriamiento. Una vez llegan estas Ondas
Rossby, son nuevamente reflejadas hacia el este en forma de Ondas
Kelvin. Las aguas clidas que han llegado a las
costas de Colombia y el resto de Suramrica permanecen cerca de
12 meses produciendo las fuertes lluvias en las costas de este
sector del continente.
-
Mecanismo del oscilador de accin diferida. En los cuadros de la
izquierda las flechas indican anomalas del viento (intensidad
proporcional al grueso) y los contornos indican anomalas de
temperatura de superficie (positivas-contornos continuos/
negativos-contornos discontinuos). En los cuadros de la derecha,
los contornos indican
anomalas de profundidad de la termoclina (positiva:-termoclina
profunda-cuando los contornos son continuos y viceversa); las
flechas indican la direccin de propagacin de las ondas ocenicas
(grueso proporcional a la
intensidad) y las letras R y K se refieren a ondas Rossby y
Kelvin, respectivamente. Los nmeros que aparecen en el extremo
superior derecho de cada cuadro indican al mes a partir del
comienzo del ciclo.
Fuente: Fundacin MAPFRE y Universidad Complutense de Madrid, El
Nio: Climatologa, efectos y prediccin
As, el afloramiento que se propaga hacia el oeste en forma de
Ondas Rossby vuelve hacia el Pacfico Oriental en forma de Ondas
Kelvin, unos 7 u 8 meses despus del inicio del ciclo; a los 12-15
meses la termoclina en el extremo oriental del ocano vuelve a
aflorar, haciendo que las
aguas disminuyan la temperatura superficial y as, a los 20-22
meses, la termoclina se encuentra nuevamente cerca de la superficie
en las costas de Suramrica, quedando suprimida la actividad
convectiva en el extremo oriental e intensificada en el occidental,
coincidiendo con la reubicacin
de los centros de presin del Pacfico. Las Ondas Kelvin y Rossby
son las que permiten el desarrollo del fenmeno y determinan su
duracin.
9. Teleconexiones
Como se mencion anteriormente, las teleconexiones del fenmeno
ENOS son las anomalas climatolgicas que se presentan fuera de la
cuenca del Pacfico Tropical, ocurriendo muchas
veces a miles de kilmetros y en otros continentes. Los
resultados de los modelos de simulacin que los cientficos han
desarrollado dan como resultado que las teleconexiones se
originan
-
debido a que los cambios en el trpico afectan el patrn de ondas
Rossby atmosfricas, las cuales a gran escala determinan la posicin
de la corriente en chorro que gua las borrascas de
escala sinptica en las latitudes medias (Horel y Wallace, 1981 y
Wallace y Gutzler, 1981).
Anomalas de geopotencial debida a las ondas Rossby a gran escala
cuando la actividad convectiva aumenta cerca de la lnea de cambio
de fecha durante un suceso ENSO
Fuente: Fundacin MAPFRE y Universidad Complutense de Madrid, El
Nio: Climatologa, efectos y prediccin
Durante El Nio 97-98 se presentaron variaciones climticas en
todo el mundo. Para ese evento en particular la presin atmosfrica
disminuyo cerca de Tahit (1) y aument cerca de Australia (2). Los
vientos alisios se debilitaron (3), permitiendo que la superficie
del Pacfico se calentara
por el sol y se extendiera hacia el este, creando una banda de
aguas calidas que recorri el Pacfico Ecuatorial (4), sobre la cual
la formacin de nubes fue intensa (5). Atrada hacia el sur por la
baja presin atmosfrica inferior, la corriente en chorro subtropical
acarre las nubes del
Pacfico hacia el este, aumentando la frecuencia de tormentas que
se convirtieron en huracanes en esa regin (6). Siguiendo su curso
hacia el sur de Norteamrica, la corriente en chorro (7)
cort la capa superior de las tormentas del Atlntico que van al
oeste, reduciendo la formacin de huracanes que se presentaron en
ese ocano.
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El NIO 97-98, Punto lgido Diciembre de 1997. Las zonas afectadas
sufrieron efectos desde Diciembre a Febrero Fuente: NOAA-NGS
En Septiembre de 1997, durante El Nio 97-98, el huracn Linda
afecto la costa oeste de Mxico y EE.UU. con vientos de 300 Km/h, lo
que lo convirti en una de las tormentas ms fuertes registradas en
el Pacfico Oriental
Fuente: NASA-NOAA-NGS
Los cambios en las condiciones climticas generaron un aumento de
precipitaciones en Uruguay, sur de Brasil y norte de Argentina y la
reduccin drstica de lluvias por debajo de lo
normal en el nororiente de Suramrica, sector que incluye el
centro y noreste de Colombia. En el continente africano pases de la
zona centro oriental como Sudan, Kenia y Tanzania sufrieron
inundaciones, ocasionando perdidas de cosechas lo cual genero
situaciones de hambruna en la poblacin extremadamente pobre.
En Indonesia se registraron fuertes incendios que cubrieron de
una bruma txica las principales ciudades de la regin, donde los
hospitales y clnicas se atestaban por las graves infecciones
respiratorias que el humo caus a la poblacin. El nororiente de
Brasil, por la gran sequa que se present, se generaron numerosos
incendios en los estados amaznicos, el principal de ellos en
el estado de Roraima, incendios que generaron una prdida de
cerca de 50000 Km2 de selva amaznica. En Europa se produjeron
inundaciones sin precedentes en Polonia y Republica
Checa, dejando 55 y 60 muertos respectivamente. En Mongolia las
temperaturas descendieron a 42 C bajo cero. En el Tibet se
presentaron las peores tormentas de nieve de que se tenga
memoria, llegando a temperaturas de hasta 40 C bajo cero, que
produjeron la prdida de ms de 10000 cabezas de ganado.
-
Fenmeno El Nio 97-98, Bruma txica de gases generadas por
incendios forestales cubre las ciudades en Borneo-Indonesia.
Incendio en la selva amaznica en el estado de Roraima-Brasil.
Fuente: Michael Yamashita y John
Maier-NGS
Inundaciones en aldeas de Sudan, en el continente Africano
Fuente: G.Griiffiths y Cristian Aid-NGS
Durante La Nia 98-99, fase posterior a El Nio 97-98, la presin
atmosfrica aument en Tahit (1) y disminuy en Australia (2); los
vientos alisios se fortalecieron soplando fuertemente hacia el
oeste (3), impulsando las aguas clidas de la superficie del mar ms
hacia el oeste de lo normal (4). La alta presin que volvi sobre
Tahit separ las formaciones de nubes ecuatoriales (5) y la
corriente en chorro subtropical se debilito por las mismas causas
(6), dejando que las tormentas
del Atlntico se desplazaran al oeste, tomando fuerza y
convirtindose en huracanes (7).
LA NIA 98-99, Punto lgido Diciembre de 1998. Fuente:
NOAA-NGS
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Durante las fases La Nia, se produce sequa en zonas donde cay
abundante precipitacin y hay lluvias en las reas que padecieron
sequa (en contraste con El Nio). Esta fase del ENOS
(La Nia) en su punto lgido (invierno del ao 2) trajo condiciones
contrarias como lluvias al nororiente de Brasil y temperaturas fras
a sus costas medias; en los estados del sur y oriente de EE.UU. se
present escasez de lluvia, acompaada de altas temperaturas; y en el
noroeste de Norteamrica y nororiente de Asia se presentaron
inviernos ms fros de lo normal. En frica se presentaron intensas
lluvias y bajas temperaturas en Madagascar y sur oriente del
continente y
la sequa afecto el rea centro oriental.
Pareciera encontrarse una linealidad entre el ENOS y el clima,
porque los efectos que trae la fase clida son contrarios a los que
trae la fase fra, pero no es as, porque la respuesta del
sistema climtico es no-lneal frente a perturbaciones en la
temperatura superficial del ocano, ya que sta es la que controla la
conveccin. Debido a las asimetras zonales de temperatura
superficial del ocano, pequeas desviaciones de temperatura en el
oeste del Pacfico pueden
disparar la conveccin mientras que se necesitan fuertes cambios
positivos en el este para impulsar la generacin de lluvias. Por
eso, bien es sabido que los efectos que trae consigo cada fenmeno
son totalmente diferentes, ya que la variabilidad del ENOS y de sus
fases extremas es
una de sus principales caractersticas.
10. Registros de eventos ENOS
Como se mencion anteriormente, el ENOS ha ocurrido desde mucho
tiempo atrs, tanto as que los Incas en Per ya conocan su aparicin y
condicionaban a l sus hbitos. Los cientficos hoy
en da han tratado de establecer la frecuencia y variabilidad del
ENOS en periodos pre-instrumentales, es decir periodos anteriores
al siglo 20, en los cuales no se cuenta con datos
climatolgicos que permitan hacer una sntesis de su magnitud, ya
que solo a partir de la dcada del 50 se tienen datos de variables
necesarias para el complejo entendimiento, como son las
temperaturas de la superficie del ocano y tan solo se tiene
registros de un poco ms de un siglo para la presin atmosfrica. Si
bien los cientficos han descubierto con ese corto registro de
datos, importantes variaciones de distintas frecuencias, se
necesita una serie mucho ms larga, que permita complementar la
frecuencia de variabilidades y poder determinar de qu factores
depende las variabilidades de baja y muy baja frecuencia, cosa que
los modelos actuales no
pueden hacer. Estas variabilidades solo pueden ser observadas en
series que abarquen un gran periodo de tiempo. Un gran aporte a
esas ausencias de informacin han sido los trabajos de
recuperacin de informacin de viejos textos y escritos coloniales
como los de Victor Eguigueren. Aunque hoy en da la ciencia ha
encontrado tcnicos que se basan en las evidencias y registros
naturales que estos fenmenos dejan en cada aparicin; estas tcnicas
se llaman obtencin de
datos Proxy o tcnicas paleo climticas y pueden ser de tres
formas diferentes que son:
Dendroclimatolgicas, tcnica que evala las condiciones climticas
pasadas a travs de los anillos de crecimiento de los rboles,
principalmente ubicadas en latitudes medias.
Corales, tcnica que evala las condiciones climticas pasadas a
travs del contenido del istopo 18O en los corales (ubicados en las
Islas Galpagos y en el oriente del Ocano
Pacfico), el cual es un indicador paleo climtico. Testigos de
hielo, tcnica que evala las condiciones climticas pasadas
(principalmente en los
-
glaciares de los Andes y del Himalaya) a travs de la cantidad de
hielo acumulado y en el contenido del istopo 18O.
Con estas tcnicas se han hecho reconstrucciones de los sucesos
hasta el ao 1525, tratando de establecer el periodo de ocurrencia y
la magnitud de cada fenmeno, con un buen grado de
confiabilidad.
En la actualidad se han creado una gran cantidad de modelos
acoplados (ocanos-atmsfera) que intentan simular las condiciones
reales a travs de leyes fsicas de la atmsfera y del
ocano; estos modelos an no son suficientemente precisos por lo
complejo del funcionamiento del sistema climtico y la dificultad de
integrar en un solo modelo todos los factores conocidos. Debido a
esto los modelos se encuentran en constante evolucin, tratando cada
vez de ajustar
ms su precisin.
Los fenmenos ENOS mejor documentados y analizados han sido los
de los ltimos 50 aos, en especial ENOS 82-83, 91-92 y 97-98, los
cuales fueron los sucesos con un mejor seguimiento.
Del ltimo se tiene un amplio registro de su gnesis, desarrollo,
efectos e impactos.
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Desarrollo del ndice Multivariado del ENOS para las fases
extremas (El Nia y La Nia) mas fuertes presentados desde la segunda
mitad del siglo pasado Fuente: NOAA-CIRES, Climate Diagnostics
Center
En El Nio 82-83 se produjo en el sur de frica y en todo el
Pacfico Occidental una larga sequa y en la parte oriental de
Australia se sufri la peor sequa de los ltimos 200 aos, tambin hubo
sequas en Panam, Costa Rica y el nordeste de Brasil. A la par de
estas situaciones, en otras reas del globo se presentaron fuertes
lluvias, como en Per y Ecuador (pases directamente
afectados por el fenmeno), el sur de Brasil, la parte
septentrional de Argentina y el suroeste de EE. UU.
El ENOS 82-83 tom por sorpresa a los cientficos del mundo y
oblig a poner en marcha el programa de monitoreo del Pacfico TOGA,
el cual culmin en 1994. Con la informacin obtenida
a travs del monitoreo y su posterior anlisis, se disearon
mejores modelos climticos del Pacfico que permitieron que El Nio
97-98 fuera el primer evento que se pudo predecir con
suficiente tiempo de antelacin para que los gobiernos de los
pases que se veran afectados tomaran acciones de mitigacin. Per fue
uno de los pases ms afectados por ese fenmeno, sufriendo las
intensas lluvias. All se form el segundo lago ms grande del pas
despus del
Titicaca, el cual se form en pleno Desierto de Piura, alcanz una
longitud de 150 Km y 3 m de profundidad; las intensas lluvias en
Per desbordaron numerosos ros que descienden de la
sierra, arrasando aldeas enteras.
Lago La Nia formado por las intensas lluvias en el Desierto de
Sechura-Piura, norte del Per. Fuente: Joanna B. Pinneo-NGS
El aumento de la temperatura superficial del ocano (las
temperaturas llegaron a casi 30 C) gener que el nivel medio del mar
superara en 25 cm el promedio en las costas, lo que
-
combinado con las fuertes lluvias trajo poblaciones evacuadas
por el avance del mar en tierra firme.
Referencias
Bibliografa Fundacin MAPFRE y Universidad Complutense de Madrid,
El Nio: Climatologa, efectos y
prediccin NGS-National Geographic Society, Curt Suplee, El Nio,
La Nia; el ciclo vicioso de la
naturaleza Universidad de La Salle, Alvarez Melo, Jorge Antonio
Anlisis de la variacin de caudales en la
cuenca del Ro Magdalena durante las fases extremas del ENSO
Universidad de La Salle-Fajardo Barreto Germn Daro y Franco Ovalle
Francisco, Anlisis estadstico de la relacin del fenmeno ENOS en las
variables de caudal y temperatura en la
Cuenca Alta del Ro Magdalena, 2004.
Paginas electrnicas
Academia Nacional de Ciencias, Ingeniera y Medicina de EE.UU.
Laboratorio Ambiental Marino del Pacfico PMEL-NOAA.
NOAA-Administracin Nacional del Oceano y la Atmsfera, EE.UU.
NOAA-CIRES Climate Diagnostics Center Programa Hidrolgico
Internacional PHI-UNESCO, Consecuencias climticas e hidrolgicas del
evento El Nio a escala regional y local. Incidencia en Amrica del
Sur Satlite Topex del Laboratorio de Propulsin Jet de la NASA.
Universidad Catlica de Chile, Curso Geografa del Mar,.