Fenómenos Atmosféricos y Oceánicos Clave: El Niño, La Niña, DANA y Smog Explicados

El Niño

El Niño es una fluctuación acoplada a gran escala entre la atmósfera y el océano Pacífico ecuatorial y austral. Se caracteriza fundamentalmente por un calentamiento superficial anómalo y persistente (generalmente más de 0,5 °C por encima del promedio durante varios meses) de las aguas del Pacífico oriental, especialmente junto a las costas de Perú y Ecuador. Este fenómeno ocurre, en promedio, cada 3 a 5 años, aunque su periodicidad es irregular.

El fenómeno más amplio, conocido como ENSO (El Niño-Oscilación del Sur), se desencadena cuando los vientos alisios, que normalmente soplan de este a oeste a lo largo del ecuador, se debilitan significativamente o incluso invierten su dirección. Esta alteración impide el arrastre normal del agua superficial cálida hacia el oeste y reduce el afloramiento (surgencia) de aguas frías y ricas en nutrientes desde las profundidades en la costa sudamericana. Como consecuencia, el agua superficial en el Pacífico oriental se calienta progresivamente, y la termoclina (la capa de transición abrupta de temperatura en el océano) se profundiza.

Este calentamiento provoca cambios en los patrones de circulación atmosférica: se forma una extensa área de baja presión (borrasca) sobre el Pacífico central y oriental, desplazando las zonas de convección y precipitación. Esto resulta en intensas lluvias en regiones normalmente secas de Sudamérica y sequías en el Pacífico occidental.

Simultáneamente, sobre la zona occidental del Pacífico (como Indonesia y Australia) se establece un anticiclón (alta presión), lo que da lugar a severas sequías. El Niño suele durar aproximadamente un año, aunque episodios más largos son posibles. Existe un consenso científico creciente de que la frecuencia e intensidad de los eventos de El Niño pueden verse influenciadas por el calentamiento climático global. Algunas investigaciones también han explorado posibles vínculos con un aumento de la actividad volcánica en dorsales oceánicas próximas, aunque esta conexión es menos establecida.

La Niña

La Niña es la fase fría del ENSO y representa una intensificación de las condiciones oceánicas y atmosféricas normales en el Pacífico ecuatorial. Ocurre cuando los vientos alisios soplan con una fuerza superior a la habitual, arrastrando más agua superficial cálida hacia el oeste y provocando un afloramiento más intenso de aguas frías en el Pacífico oriental.

Se caracteriza por descensos significativos y persistentes de la temperatura media superficial del océano Pacífico oriental-central (generalmente más de 0,5 °C por debajo del promedio, pudiendo alcanzar -1,5 °C o más en eventos fuertes). Aunque su ciclo de aparición puede ser similar al de El Niño (cada 3 a 5 años, a menudo siguiendo a un evento de El Niño), su duración suele ser de 1 a 3 años.

Los impactos de La Niña son, en muchos casos, opuestos a los de El Niño. Mientras que El Niño se asocia con una reducción de la actividad de huracanes en el Atlántico tropical y un aumento en el Pacífico tropical del norte, La Niña tiende a generar:

• Lluvias torrenciales y un aumento de tifones en el sudeste asiático (Indonesia, Filipinas) y Australia.
• Un incremento en el número y la intensidad de los ciclones tropicales en la cuenca del Atlántico.
• Condiciones más secas de lo normal en partes de Sudamérica (Perú, Ecuador) y el sur de Estados Unidos.

Gota Fría o DANA (Depresión Aislada en Niveles Altos)

La Gota Fría, técnicamente conocida en meteorología como DANA (Depresión Aislada en Niveles Altos), es una situación atmosférica singular que puede generar fenómenos meteorológicos adversos. Es particularmente frecuente en la región mediterránea, incluyendo España, especialmente durante el otoño (finales de verano y principios de otoño), cuando el mar Mediterráneo aún conserva una temperatura elevada.

Se origina por el desprendimiento y aislamiento de una masa de aire muy frío en los niveles altos de la troposfera (típicamente entre 5000 y 9000 metros de altitud), procedente de latitudes más altas y frías. Este embolsamiento de aire frío se produce cuando la corriente en chorro polar (un fuerte flujo de vientos del oeste en altura) experimenta una marcada ondulación o incluso una ruptura, dejando una porción de aire frío aislada al sur de su flujo principal.

Este aire frío en altura, al ser más denso que el aire circundante más cálido, tiende a descender lentamente. Si en superficie existe aire cálido y húmedo (como el proveniente del mar Mediterráneo a finales de verano), el aire frío en altura provoca una gran inestabilidad atmosférica. El aire cálido y húmedo de las capas inferiores es forzado a ascender bruscamente (convección profunda), enfriándose y condensando su vapor de agua. Esto puede originar una borrasca en superficie o intensificar una existente.

La consecuencia es la formación de potentes nubes de gran desarrollo vertical (cumulonimbos), capaces de generar fuertes aguaceros, tormentas eléctricas severas, granizadas e incluso nevadas intensas y copiosas, a menudo concentradas en áreas geográficas reducidas y con un alto potencial de causar inundaciones repentinas y daños significativos.

Smog: Contaminación Atmosférica Urbana

El smog (un acrónimo derivado de las palabras inglesas smoke -humo- y fog -niebla-) es un tipo de contaminación atmosférica muy visible, característica de las grandes ciudades y áreas industriales. Se manifiesta como una neblina densa, de color variable, que reduce la visibilidad y tiene efectos perjudiciales para la salud y el medio ambiente. Es un fenómeno de impacto principalmente local, aunque sus componentes pueden ser transportados a distancia. Se distinguen principalmente dos tipos:

Smog Sulfuroso (o Clásico)

También conocido como smog industrial o smog húmedo, este tipo de smog se caracteriza por una elevada concentración en la atmósfera urbana de:

• Partículas en suspensión (polvo, cenizas, hollín).
• Humo.
• Dióxido de azufre (SO₂) y otros compuestos de azufre, emitidos principalmente por la combustión de carbón y otros combustibles fósiles con alto contenido de azufre en centrales térmicas, industrias y sistemas de calefacción antiguos.

Su formación se ve favorecida por la combinación de estos contaminantes primarios con nieblas preexistentes, en condiciones de elevada humedad atmosférica (superior al 85%), temperaturas bajas, vientos en calma y situaciones de inversión térmica asociadas a un anticiclón, que atrapan los contaminantes cerca del suelo. Produce una neblina densa de color pardo-grisáceo y puede causar graves alteraciones respiratorias (bronquitis, asma) y otros problemas de salud.

Smog Fotoquímico

Este tipo de smog, también llamado smog oxidante o smog de verano, es más común en ciudades con mucho tráfico, clima soleado, cálido y seco. Se origina por la presencia en la atmósfera de oxidantes fotoquímicos, que son contaminantes secundarios formados por reacciones químicas complejas en la atmósfera. Los principales componentes incluyen:

• Ozono troposférico (O₃): A nivel del suelo, el ozono es un contaminante perjudicial.
• Nitrato de peroxiacetilo (PAN).
• Aldehídos (como el formaldehído).

Estos compuestos se forman a partir de reacciones químicas entre contaminantes primarios, principalmente óxidos de nitrógeno (NO_x) (NO y NO₂) e hidrocarburos volátiles (COV) o Compuestos Orgánicos Volátiles, procedentes en su mayoría de las emisiones de vehículos de combustión interna, disolventes industriales y algunas fuentes naturales. Estas reacciones son impulsadas por la luz solar intensa (radiación ultravioleta).

El proceso de formación del smog fotoquímico es favorecido por:

• Situaciones anticiclónicas que provocan estabilidad atmosférica e inversión térmica.
• Fuerte insolación y altas temperaturas.
• Vientos débiles que dificultan la dispersión de los contaminantes primarios y secundarios.

Se caracteriza por:

• Presencia de una bruma de color amarillento o pardo-rojizo que reduce la visibilidad.
• Elevadas concentraciones de ozono (O₃) a nivel del suelo.
• Irritación ocular, de nariz y garganta, problemas respiratorios (agravamiento del asma), dolores de cabeza y otros efectos sobre la salud humana.
• Daños en la vegetación (necrosis foliar, reducción del crecimiento) y materiales (corrosión de caucho y tejidos).

Las reacciones fotoquímicas clave en su formación incluyen:

1. Ciclo fotolítico del NO₂ y formación de ozono (O₃):

   NO₂ + luz solar (UV) → NO + O (oxígeno atómico)

   O + O₂ → O₃ (ozono)

   En una atmósfera limpia, el ozono reaccionaría con el NO para regenerar NO₂ (O₃ + NO → NO₂ + O₂), estableciendo un equilibrio. Sin embargo, la presencia de COV altera este ciclo.

2. Oxidación de COV y formación de radicales libres: Los COV reaccionan con radicales hidroxilo (OH·) y otros oxidantes, formando radicales peroxi (RO₂·). Estos radicales son muy reactivos y oxidan el NO a NO₂ sin consumir ozono:

   COV + OH· → ... → RO₂·

   RO₂· + NO → NO₂ + RO·

   Esta reacción incrementa la concentración de NO₂, que a su vez produce más ozono, rompiendo el equilibrio natural y llevando a una acumulación de O₃.

3. Formación de PAN y otros compuestos: Los radicales orgánicos y el NO₂ también reaccionan para formar nitrato de peroxiacetilo (PAN) y otros compuestos orgánicos oxidados (aldehídos, cetonas), que son componentes tóxicos del smog fotoquímico.

   Ejemplo: Radical acilo + NO₂ → PAN