The original concept of El Niño consisted of anomalously high sea surface temperature and heavy rainfall along the arid northern coast of Peru (Carranza 1891; Carrillo 1893). The concept evolved into the El Niño–Southern Oscillation (ENSO; Bjerknes 1969), although the original El Niño and the Southern Oscillation do not necessarily have the same variability (Deser and Wallace 1987), and the strong El Niño episode in early 1925 coincided with cold-to-neutral ENSO conditions (Takahashi and Martínez 2017). To distinguish the near-coastal El Niño from the warm ENSO phase, Peru operationally defines the “coastal El Niño” based on the seasonal Niño 1+2 SST anomaly (ENFEN 2012; L’Heureux et al. 2017). While recent attention has been brought to the concept of ENSO diversity (e.g., “central Pacific” vs “eastern Pacific” events; Capotondi et al. 2015), the coastal El Niño ...

The diurnal cycle in the oceanic surface winds in the trop-cal eastern Pacific is shown, through numerical experiments with a regional atmospheric model, to be associated with the migrating diurnal atmospheric thermal tide, forced by absorption of solar near-IR radiation by tropospheric water vapor, and a topographically-modified extended sea-breeze, forced by diurnal land heating. Idealized experiments prove capable of discriminating the effects of both processes, showing that beyond 2000 km from the coast, the thermal tide is dominant, while closer to the coast both processes are of the same order. The shortwave forcing due to water vapor is also found to produce a diurnal cycle in precipitation, but the process appears to be independent from the thermal tide and it is proposed that this effect is mediated by the radiatively-forced changes in the column stability.

“El Niño” es un concepto confuso y generalmente ambiguo, ya que se refiere a un fenómeno multi-dimensional que cada vez se presenta en distinta manera. Si bien lograr una definición objetiva que satisfaga a todos parece casi imposible, es importante aclarar en lo posible los términos que se vienen usando para evitar malas interpretaciones. Con ese objetivo, este artículo es una actualización del escrito hace unos años (Takahashi, 2014) considerando algunos avances recientes en el conocimiento científico. Las ideas presentadas no reflejan necesariamente la posición oficial de la Comisión ENFEN.

Un pronóstico de El Niño o La Niña y fenómenos asociados solo será bueno si se puede observar adecuadamente las condiciones océano-atmósfera que son esenciales para este fenómeno. En el presente artículo se describen algunas fuentes clave de datos in situ y de sensoramiento remoto usados en el IGP para monitorizar estas condiciones.

1. Los eventos El Niño con mayor impacto en el Perú, particularmente asociados a lluvias intensas, inundaciones y huaicos, son de dos tipos: global y costero, y se prevé que el cambio climático exacerbará dichos impactos. 2. El Niño extremo de escala global (p. ej., 1878, 1983, 1998) se debe a una amplificación de los mecanismos océano atmósfera típicos de ENOS. La capacidad internacional para su predicción ha avanzado sustancialmente, aunque se subestiman los impactos en nuestra costa. 3. El Niño costero (p. ej., 1891, 1925, 2017) está asociado a mecanismos océano-atmósfera locales y se conoce relativamente poco. La capacidad de predicción es limitada aún, por lo que el IGP está desarrollando un modelo océano-atmósfera de alta resolución y modelos de inteligencia artificial para la predicción de El Niño costero con mayor tiempo de anticipación y exactitud.

En: Report of the Tropical Pacific Observing System 2020 Workshop (TPOS 2020), Volume II – White Papers, n. 8a, San Diego, United States, January 27-30, 2014, Scripps Institution of Oceanography, p. 171-205. OOPS (Ocean Observations Panel for Climate)

Constantemente realizamos predicciones, desde las más sencillas, como que el sol saldrá cada mañana, hasta las más sofisticadas, como decidir si conviene tomar un préstamo bancario. Independientemente de cómo se hagan estas predicciones, se pueden distinguir entre sí por nuestro grado de certeza, que depende de nuestros conocimientos y experiencia previos. Claramente, la complejidad del fenómeno a predecirse tiene un rol dominante en la confiabilidad de los pronósticos. Para el pronóstico de El Niño contamos con varios modelos climáticos (aunque no son tan independientes como quisiéramos), así como una variedad de teorías, pero también un registro histórico demasiado corto y una gran diversidad entre eventos El Niño, además de la variabilidad decadal y el cambio climático. La diversidad de El Niño plantea un serio problema, por lo cual métodos puramente empíricos e...

El Perú es uno de los pocos países en el mundo que requiere dos índices para el monitoreo de El Niño debido a que tiene tanto impactos locales (lluvias en la costa, perturbaciones al ecosistema marino, etc.), como remotos a través de teleconexiones atmosféricas (tendencia a menores precipitaciones en los Andes y Amazonía). Para los efectos remotos, la mayoría de centros internacionales realizan el monitoreo del Pacífíco central (ej. Niño 3.4) y de índices asociados como el Oceanic Niño Index (ONI), el Multivariate El Niño Index (MEI) o incluso el Índice de Oscilación Sur (SOI en inglés). Sin embargo, para los efectos locales, el Estudio Nacional del Fenómeno El Niño (ENFEN) siempre ha deseado tener un índice más relevante a la costa sudamericana que permita determinar en forma objetiva la presencia de El Niño o La Niña y sus magnitudes. El principal problema con es...

It has been previously proposed that two El Niño (EN) regimes, strong and moderate, exist but the historical observational record is too short to establish this conclusively. Here, 1200 years of simulations with the GFDL CM2.1 model allowed us to demonstrate their existence in this model and, by showing that the relevant dynamics are also evident in observations, we present a stronger case for their existence in nature. In CM2.1, the robust bimodal probability distribution of equatorial Pacific sea surface temperature (SST) indices during EN peaks provides evidence for the existence of the regimes, which is also supported by a cluster analysis of these same indices. The observations agree with this distribution, with the EN of 1982–1983 and 1997–1998 corresponding to the strong EN regime and all the other observed EN to the moderate regime. The temporal evolution of various indices ...

Los manglares de Tumbes se encuentran bajo la influencia de los ríos Tumbes y Zarumilla y cubren una pequeña parte del territorio peruano sin embargo, por lo mismo, son un elemento valioso de nuestra biodiversidad. Además, juegan un rol clave en sostener actividades socioeconómicas en la región, tanto como fuente directa de recursos (como la concha negra, o Anadara tuberculosa, que en el Perú solo se produce ahí), como a través de la provisión de servicios ecosistémicos cuales, por ejemplo, el abastecimiento de agua para la industria langostinera. Existen presiones diversas que amenazan a este ecosistema, tanto de origen antrópico como natural. Como ejemplos de lo primero, tenemos la contaminación y la deforestación asociadas a las actividades de acuicultura y otros, así como la sobreexplotación de la concha negra, la cual ha llevado a una reducción de las capturas de apr...

El Niño-Oscilación Sur (ENOS) es un fenómeno que depende en forma fundamental del acoplamiento entre el océano y la atmósfera. En particular, el crecimiento de su fase cálida se desarrolla mediante el proceso de retroalimentación positiva de Bjerknes (1969), el cual consiste en una amplificación mutua entre la lluvia, los vientos del oeste y el calentamiento superficial en el Pacífico Ecuatorial (ver Dewitte et al., 2014). Por otro lado, el proceso de amplificación no actúa indefinidamente, ya que al mismo tiempo que un evento cálido crece, el contenido de calor oceánico es descargado de la zona ecuatorial y esto lleva al fin del evento cálido (ej. modelo carga-descarga; Dewitte et al., 2014). Para la fase fría los procesos son similares, pero en la dirección opuesta.

Desde el punto de vista de impactos, la capacidad de pronóstico de largo plazo de El Niño extraordinario es claramente de gran importancia para el Perú. Afortunadamente, en los últimos años se ha iniciado una línea de investigación a nivel internacional enfocada en estos eventos, empujada por la posibilidad que la frecuencia de ellos aumente con el calentamiento global (Cai et al., 2014). Sin embargo, hay que recordar que las manifestaciones de El Niño en el Perú pueden ser particulares. Un ejemplo de esto es que El Niño 1972-73, que tuvo bastante menos impactos por lluvias en el Perú que los dos extraordinarios, tuvo un calentamiento en el Pacífico Central máximo casi igual que los de 1982-93 y 1997-98 (anomalía de TSM en la región Niño 3.4 ≈ 2°C). Claramente, es necesario poder distinguir entre estas posibilidades. Lamentablemente los modelos climáticos usados para ...

La gran preocupación de muchos peruanos en relación a El Niño en este momento es si el verano será como el de los años 1982-1983 o 1997 1998, es decir, eventos El Niño extraordinarios. El peor escenario concebible sería que ocurra un evento de esa magnitud y que el Perú no esté preparado. Ante la incertidumbre, el ENFEN dio el aviso de la posibilidad de tal evento y se están tomando medidas. De todas formas, es claro que es importante tener información más concreta sobre la probabilidad de estos intensos eventos, lo cual implica entender sus mecanismos y ser capaces de modelarlos correctamente. De gran urgencia el presente año, ¿son nuestra comprensión y los modelos científicos lo suficientemente buenos para la predicción de un El Niño extraordinario?

Las herramientas más sofisticadas con las cuales cuentan los científicos para el estudio y pronóstico de El Niño son los llamados “modelos climáticos globales” (GCMs, por sus siglas en inglés). Estos consisten en programas computacionales que resuelven en forma aproximada las ecuaciones que gobiernan la dinámica de fluidos del sistema acoplado conformado por el océano y la atmósfera, lo cual permite contar con las variaciones temporales de la distribución 3D de variables básicas (temperatura, humedad, salinidad del mar, viento, corrientes, presión, etc.) sobre todo el planeta. Sin embargo, si bien varias de estas ecuaciones se pueden considerar como leyes fundamentales de la física (segunda ley de Newton, conservación de la masa y la energía, etc.), se deben hacer aproximaciones para que su solución sea computacionalmente posible. Estas aproximaciones son fuente impor...

Informe Técnico Final

Uno de los enfoques metodológicos más provechosos en la ciencia es el llamado “reduccionismo”, mediante el cual se intenta aislar el fenómeno que se estudia lo más posible de factores “externos” para poder establecer las reglas de su comportamiento en forma general. Esto nos ha llevado a grandes avances hacia establecer las leyes básicas de la física, desde las escalas más pequeñas (partículas elementales) hasta las más grandes (cosmología). Sin embargo, la aplicación de este enfoque en las ciencias del clima está limitada por una serie de consideraciones. Primero, se sabe a priori que las ecuaciones matemáticas que rigen el comportamiento de fluidos como el aire y el agua son “no-lineales”, por lo que existe interacción entre las diferentes escalas espacio-temporales, como la que hay entre la turbulencia cerca del suelo y el cambio climático global, así que ...

Una necesidad básica para la mejora de los pronósticos es una evaluación sistemática y objetiva de su desempeño (ver discusión en Takahashi, 2015). Una condición esencial, pero que para muchos no es obvia, es que los pronósticos deben ser verificables objetivamente. Por ejemplo, un pronóstico formulado como “se espera lluvia en la costa norte en los próximos días” no es verificable objetivamente, ya que no se especifica dónde, ni cuánto, ni cuándo. En contraste, decir “se espera que la lluvia exceda el percentil de 90 histórico en la ciudad de Piura en los próximos dos días” sí se puede verificar objetivamente. Si bien no todo pronóstico podrá ser igualmente verificable (por ej. para alguna región no existe un registro histórico de lluvias), es necesario que al menos parte de los pronósticos sean verificables objetivamente.

En el año 2015, la Comisión ENFEN inició la emisión periódica de pronósticos probabilísticos de la presencia de El Niño o La Niña, con sus diferentes intensidades, para el periodo de verano (diciembre-marzo), que aproximadamente coincide con la temporada de lluvias. La verificación de dichos pronósticos utiliza una adaptación del criterio definido por el ENFEN (2012, 2015) que considera umbrales para el Índice Costero El Niño (ICEN) y el Índice Oceánico Niño (ONI) para el Pacífico oriental y central, respectivamente, que deben ser excedidos al menos por tres meses, en este caso entre diciembre y marzo. Como se mostró anteriormente (Takahashi, 2017), la verificación de pronósticos oficiales del ENFEN realizados para los veranos 2015-2016 y 2016-2017, los cuales se basan en una evaluación experta de la información disponible, indicó resultados comparables a los pron...

The nature of the South Pacific convergence zone (SPCZ) is addressed by focusing on the dry (and cool) zone bounded by it and the coast of South America through numerical experiments. As shown in a companion paper, this dry zone is due, to a large extent, to orographically forced subsidence. Here it is shown that the northwestward expansion of this dry zone can be explained by advection of low moist static energy by the trade winds. These results provide an explanation of the geometry of the western edge of the dry zone and, therefore, of the eastern edge of the adjacent SPCZ. Sea surface temperature underneath the SPCZ is enhanced by relatively high near-surface humidity through evaporative processes, which feeds back into its organization. However, in this model, this feedback is not critical for the existence of the SPCZ. The subsidence associated with the ITCZ in the North Hemisphere...

We propose that the first two empirical orthogonal function (EOF) modes of tropical Pacific sea surface temperature (SST) anomalies do not describe different phenomena (i.e., El Niño‐Southern Oscillation (ENSO) and “El Niño Modoki”) but rather the nonlinear evolution of ENSO. We introduce two new uncorrelated indices (E and C), based on the leading EOFs, that respectively account for extreme warm events in the eastern and cold/moderate warm events in the central equatorial Pacific, corresponding to regimes with different evolution. Recent trends in ENSO can be described as an increase in the central Pacific (C) variability that is associated with stronger cold events, as well as a reduction in the eastern Pacific (E) variability within the cold/moderate warm regime, consistent with model projections. However, little can be said observationally with respect to the extreme warm reg...