El Niño e La Niña

O El Niño é um fenômeno atmosférico-oceânico caracterizado por um aquecimento anormal das águas superficiais no oceano Pacífico Tropical. O La Niña é quase o oposto, caracterizado por um resfriamento dessas águas. Ambos costumam afetar o clima regional e global, mudando os padrões de vento a nível mundial. Desse modo, são alterados os regimes de chuva em regiões tropicais e de latitudes médias.

Durante um ano “normal” (sem El Niño ou La Niña), os ventos alísios sopram no sentido leste-oeste através do Oceano Pacífico tropical. Isso gera um “excesso” de água no Pacífico oriental: a superfície do mar é cerca de meio metro mais alta nas costas da Indonésia que no Equador. Uma das consequências disso é a ressurgência de águas profundas, mais frias e carregadas de nutrientes na costa ocidental da América do Sul, que alimentam o ecossistema marinho e promovendo imensas populações de peixes.

O El Niño ocorre irregularmente em intervalos de 2 a 7 anos, com uma média de 3 a 4 anos, e dura de 15 a 18 meses. Nele, os ventos sopram com menos força em todo o centro do Oceano Pacífico, resultando numa diminuição da ressurgência de águas profundas e no aumento da temperatura da superfície do mar na costa oeste da América do Sul. Nesse ponto, aumenta a evaporação, formação de nuvens e excesso de chuvas nessa região e secas na Indonésia e Austrália como consequência.

Esse desequilíbrio na região acaba influenciando a atmosfera em outros lugares. No Brasil, temos:

  • Região Norte e Nordeste – diminuição de chuvas, causando secas no sertão nordestino e incêndios florestais na Amazônia (principalmente no verão);
  • Região Sudeste – aumento da temperatura média;
  • Região Sul – aumento da temperatura média e da precipitação (principalmente na primavera e no período entre maio e julho).

O La Niña é basicamente o contrário. O afloramento de água fria aumenta e a termoclina (camada de variação de temperatura em uma determinada profundidade do mar) se torna mais rasa a leste do Pacífico, ao mesmo tempo em que as águas quentes são represadas mais a oeste que o norma.

Veja os impactos do La Niña em difrentes regiões do Brasil:

  • Passagens rápidas de frentes frias sobre a Região Sul (menos chuvas nessa região), podendo alcançar litoral da Bahia, Sergipe e Alagoas, ou mesmo Rondônia e Acre;
  • Inverno árido nas regiões Sul e Sudeste do Brasil
  • Em alguns episódios, chuva volumosa e frio na Região Sudeste do Brasil;
  • Temperaturas próximas da média climatológica ou ligeiramente abaixo da média sobre a Região Sudeste.

Sendo um pouco mais técnico: a célula de circulação atmosférica de Walker é causada pela força do gradiente de pressão que resulta de um sistema de alta pressão sobre o Oceano Pacífico oriental e um sistema de baixa pressão sobre a Indonésia. Quando a circulação de Walker enfraquece ou reverte, resulta um El Niño, fazendo com que a superfície do oceano seja mais quente do que a média, pois o afloramento de água fria ocorre com menor intensidade (ou nem ocorre). Uma circulação de Walker especialmente forte causa uma La Niña, resultando em temperaturas menores do oceano devido ao aumento da ressurgência.

Por ser caracterizado por um sistema de flutuação das temperaturas do Oceano Pacífico, é chamado de ENSO (sigla para “El Niño – Oscilação Sul” em inglês): a fase de aquecimento é conhecida como El Niño e a fase de resfriamento como La Niña. A força da Oscilação do Sul é medida pelo Índice de Oscilação do Sul (SOI), calculado a partir da diferença de pressão do ar ao nível do mar entre Tahiti (no Pacífico) e Darwin, Austrália (no Oceano Índico). El Niño tem valores negativos (baixa pressão sobre Tahiti) e La Niña tem valores positivos.

Regiões de referência para estudo da ENSO. Adaptado de Wikipedia

Além desse índice envolvendo anomalias de pressão, existem os valores observados de temperatura da superfície do mar (TSM) em diferentes regiões do Pacífico: niño 1+2, niño 3, niño 4 e niño 3+4. A anomalia á calculada com relação à média climatológica das temperaturas nessas regiões. Os valores podem ser consultados no site da NOAA (“National Oceanic and Atmospheric Administration” dos EUA).

Outro índice para quantificar o ENSO é o Multivariate ENSO Index (MEI), calculado nas seis principais variáveis ​​observadas sobre o Pacífico tropical: pressão ao nível do mar (P), componentes zonal (U) e meridional (V) do vento de superfície, temperatura da superfície do mar (S), temperatura do ar da superfície (A) e fração total de nebulosidade do céu (C). Essas observações foram coletadas e publicadas no COADS por muitos anos.

O MEI é calculado separadamente para cada uma das doze temporadas bimensais deslizantes (dez/jan, jan/fev, …, nov/dez). Depois de filtrar espacialmente os campos individuais em clusters, o MEI é calculado como o primeiro componente principal não rotacionado (PC) de todos os seis campos observados combinados. Isto é conseguido normalizando primeiro a variância total de cada campo, e depois realizando a extração do primeiro PC na matriz de co-variância dos campos combinados. Mais informações no site ESRL/NOAA.

Os valores negativos do MEI representam a fase fria do ENSO, enquanto os valores positivos do MEI representam a fase quente do ENSO (El Niño) – tem que atingir mais de 1,4 para contar como um El Niño significativo e para o La Niña tem que cair abaixo de -1,2. Os valores podem ser consultados nessa tabela de MEI atualizada mensalmente.

Veja a força dos últimos eventos (fonte: CPTEC/INPE):

  • 2002-2003 – El Niño moderado
  • 2004-2005 – El Niño fraco
  • 2006-2007 – El Niño fraco
  • 2007–2008 – La Niña forte
  • 2009-2010 – El Niño moderado
  • 2015-2016 – El Niño forte
  • 2017-2018 – La Niña fraco

Nem sempre a elevação da temperatura ocorre de maneira uniforme. Dependendo que como acontece a distribuição do aquecimento da água, o El Niño é chamado de Canônico ou de Modoki (palavra japonesa que significa “parecido, mas não igual”). Com El Niño Modoki, os efeitos são mais brandos em grande parte do globo. Por exemplo: em um El Niño canônico, a Região Sul e os estados de São Paulo e de Mato Grosso do Sul costumam ter um retorno da chuva de primavera de forma mais antecipada, intensa e persistente que o normal. Já com o El Niño Modoki, a chuva desloca-se mais para sul, ficando concentrada sobre a Argentina, Uruguai e oeste e sul do Rio Grande do Sul; Paraná, Mato Grosso do Sul e São Paulo passam a registrar chuva mais irregular e abaixo da média.

Oscilação Madden–Julian

A oscilação Madden-Julian (MJO) é o maior elemento da variabilidade intra-sazonal na atmosfera tropical, e foi descoberta por Roland Madden e Paul Julian do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR) em 1971. É um acoplamento em larga escala entre a circulação atmosférica e a convecção profunda tropical. Ao invés de ser um padrão “fixo” como a “Oscilação Sul – El Niño” (ENSO), o MJO é um padrão que se propaga para o leste em aproximadamente 4 a 8 m/s, através da atmosfera acima das partes quentes dos Oceanos Índico e Pacífico. Este padrão de circulação geral se manifesta de várias maneiras, mais claramente como chuvas anômalas seguida por uma fase seca. Cada ciclo dura aproximadamente 30-60 dias.

Existe uma forte variabilidade ano-a-ano (interanual) na atividade MJO, com longos períodos de forte atividade seguida de períodos em que a oscilação é fraca ou ausente. Esta variabilidade está parcialmente ligada ao ciclo ENSO. No Pacífico, muitas vezes observa-se uma forte atividade de MJO 6 a 12 meses antes do início de um episódio de El Niño, mas está praticamente ausente durante o maximo de alguns episódios de El Niño, enquanto a atividade MJO geralmente é maior durante um episódio de La Niña. Eventos fortes na oscilação de Madden-Julian durante uma série de meses no Pacífico ocidental podem acelerar o desenvolvimento de um El Niño ou La Niña, mas geralmente não levam ao início de um evento ENSO quente ou frio.

Mapas e Hovmöllers com o acompanhamento e previsão da MJO podem ser vistos na página CICS-NC: Tropical Monitoring.

Oscilação Decadal do Pacífico

Outro fenômeno com ocorrência no Oceano Pacífico mas de influência global é a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP): uma flutuação da temperatura da superfície do mar (TSM) do Pacífico em uma escala de tempo entre décadas. Sua fase positiva (ou quente) caracteriza-se por águas quentes na região tropical e na costa do continente norte-americano, enquanto que sua região extratropical torna-se mais fria; já na fase negativa (ou fria), é o oposto.

Assim, com ODP positiva, existe a tendência de maior número de episódios de El Niños bem intensos, com menor número de La Niñas e que são menos intensas, já que o Pacífico está mais aquecido. Na fase fria, existe uma tendência maior número de episódios de La Niñas, que tendem a ser mais intensas, e menor frequência de El Niños, que tendem a ser curtos e rápidos.

Cada oscilação pode pode permanecer de 10 a 40 anos; frequentemente há curtos períodos de 1-5 anos quentes durante a fase fria (PDO abaixo de -0,5) e vice-versa (PDO acima de 0,5). Os valores do índice ODP podem ser vistos na página do Joint Institute for the Study of the Atmosphere and Ocean (JISAO). Pelos valores disponíveis no site (e ilustrados no gráfico da OSS Foundation), é possível observar que uma fase quente iniciou-se em 2014 e começou a inverter para negativa no final de 2018.