Impacto del evento extremo ENOS 2015-2016 sobre la geometría de la superficie terrestre en la región ecuatorial de Sudamérica

Abstract

El fenómeno del Niño-Oscilación del Sur (ENOS) es un fenómeno oceánico-atmosférico que se origina en las aguas ecuatoriales del Océano Pacífico. Existen dos fases, la fase cálida o El Niño y la fase fría o La Niña, y se refieren respectivamente a un aumento o disminución considerable de la temperatura superficial del océano respecto de los valores normales. Una de las consecuencias de esta alteración es un impacto en el ciclo hidrológico de la región de Sudamérica y el Caribe. Dicho fenómeno provoca variaciones no periódicas tanto en los patrones de precipitaciones como en el almacenamiento de las masas hídricas, que se sitúan sobre la superficie o en regiones cercanas a ella. La consecuencia inmediata son cambios en la presión que dichas masas ejercen sobre la corteza terrestre, los que provocan movimientos geométricos de la corteza y cambios en las medidas de gravedad. El objetivo del presente trabajo es analizar el efecto geométrico que dicho fenómeno tiene sobre la posición de las estaciones GNSS que integran la red SIRGAS-CON. En este estudio se reconocen los períodos temporales en donde se produjeron fenómenos de El Niño o La Niña por medio del Índice Oceánico El Niño (ONI), y se analiza el impacto de los eventos más significativos, ocurridos en 2008-2012 y 2015-2016, sobre los patrones de precipitación y sobre el almacenamiento de agua total. Para el análisis de las precipitaciones se utilizaron grillas globales CMAP, encontrando que las mayores diferencias respecto a valores medios se producen entre los meses de diciembre de 2015 y marzo de 2016, en donde se observa una caída de hasta un 60% de las precipitaciones respecto a los valores esperados en la región norte del continente Sudamericano. A partir de la información provista por la misión satelital GRACE, se evaluaron anomalías del almacenamiento hídrico, obteniéndose disminuciones de hasta 60 cm en el norte y aumentos de 40 cm en el sur de Brasil respectivamente durante el evento El Niño 2015-2016. Finalmente, se investigó el efecto sobre la componente vertical de las coordenadas distinguiendo incrementos de la misma durante el evento 2015-2016 en la región norte de Sudamérica mientras, que en la región ecuatorial sur, se detectó un marcado efecto opuesto.

El Niño-Southern Oscillation (ENSO) is an atmospheric-oceanic phenomenon that originates in the equatorial Pacific Ocean. It is characterized by two phases: the warm or “El Niño” phase, and the cold or “La Niña” phase. They respectively refer to a significant increase or decrease of the surface temperature of the Pacific Ocean with respect to normal values.One of the main consequences of this abnormality is an alteration of the hydrological cycle in the rainfall patterns in South American and Caribbean region. Such disturbance can cause non-periodic variations in both the rainfall patterns and water body storages located on the surface or near it. The immediate consequence is the pressure that such bodies exert on the earth's crust change. They can cause geometric movements of the earth's crust and gravity measurement changes.This paper is focused on the geometric effects of this phenomenon on the GNSS station positions of SIRGAS-CON network. Time periods for whichEl Niño or La Niña occurred are recognized using the Oceanic Niño Index (ONI). The impact of the most significant events, occurred between 2008-2012 and 2015-2016, over rainfall patterns and on total water storage is analyzed. Regions of characteristic behaviour of each phase are recognized using global precipitation model CMAP. The greatest differences with respect to average values occur between December 2015 and March 2016. A decrease up to 60% in rainfall is observed in the northern region of the South American continent. In order to evaluate water storage anomalies GRACE satellite mission data is assessed. A decrease up to 60 cm in Brazil northern region and an increase up to 40 cm in the southern region is observed during 2015-2016 El Niño event. Furthermore, the effect on the vertical component of the coordinates is investigated. Positive anomalies are found in the northern region of South America during the 2015-2016 event, while a significant opposite effect is detected in the southern equatorial region.