La Oscilación del Atlántico Norte  (OAN) se refiere a los vaivenes de las diferencias de la presión atmosférica a nivel del mar entre el Ártico y el Atlántico subtropical. Ejerce un fuerte control sobre el clima invernal en Europa, Norteamérica y el Norte de Asia.

El índice OAN es definido como la diferencia normalizada de presión entre las mediciones en las estaciones en las Azores e Islandia. Un índice OAN positivo indica un centro de presión subtropical mayor que lo normal y un centro de baja presión en Islandia, más profundo que lo normal. La aumentada diferencia de presión da por resultado tormentas invernales más abundantes y fuertes cruzando el Océano Atlántico, en una ruta más al norte. Esto provoca inviernos más cálidos y húmedos en Europa, y fríos y secos inviernos en Groenlandia y el Norte del Canadá, mientras que el este de los Estados Unidos experimenta condiciones invernales moderadas y húmedas. Un índice OAN negativo apunta a un subtropical alto débil y a un fuerte bajo en Islandia. El reducido gradiente de presión da por resultados menos y más débiles tormentas invernales que cruzan, en su mayoría, en una ruta oeste-este, trayendo aire húmedo al Mediterráneo y aire frío a la europa del Norte. la costa este de los Estados Unidos recibe más aire frío y nieve, mientras que Groenlandia goza de inviernos suaves.(Hurrell, 1995).

A pesar de estos signficativos impactos de la OAN, no se conocen todavía cuáles son los procesos climáticos que gobiernan la variabilidad de la OAN, cómo ha variado el fenómeno en el pasado histórico, y hasta que punto es predecible. Hurrel (2003) sostiene que las variaciones de la OAN son largamente ipredecibles ya que surgen de interacciones estocáticas internas entre las trmentas atmosféricas y el flujo medio atmosférico que roduce fluctuaciones al azar. Parece dar por aceptado que la OAN es una oscilación interna libre del sistema climátio no sujeta a forzamientos externos. Sin embargo, yo he demostrado (Landscheidt, 2001a) que la OAN está estrechamente relacionada a erupciones solares energéticas. Este forzamiento externo está corroborado por la evidencia de que otros modos dominantes de ka varibilidad climática gñobal como El Niño/Oscilación del Sur (ENOS) (Landscheidt, 2000a) y la Oscilación Decanual del Pacífico (ODP) (Landscheidt, 2001b) están tan estrechamente conectadas a la actividad eruptiva del Sol y fases especiales en los ciclos solares, que las predicciones a largo plazo pueden ser basadas en esta relación. Los últimos tres El Niños y el curso de la última La Niña fueron pronosticados correctamente sobre estas bases varios años antes de sus respectivos eventos. (Landscheidt, 2002). Más todavía, se ha demostrado que la fase más fría del actual régimen ODP es esperada para el 2007 y el próximo cambio del régimen, de frío a caliente, hacia el 2016. (Landscheidt, 2001b).

La predicción interanual de los eventos ENOS ha sido mientras tanto completada por un modelo que predice la actividad El Niño y La Niña a una escala decanual (Landscheidt, 2003c). Un modelo similar se presenta aquí para la OAN. Las predicciones cubren la priemra parte del siglo 20.

2.  Análisis del Índice Anual OAN y Predicción de la Tendencia de la OAN 

La curva azul de la Figura 1 muestra medias anuales del índice OAN cubriendo los períodos 1825 a 2002. Jones et al. (1997) usaron primitivos datos instrumentales para extender este índice hasta 1825. Datos con muchos valores faltantes van hasta 1821, pero han sido excluidos aquí. El índice está dsiponible en el Climate Research Unit de la University of East Anglia (2003). Para ver la tendencia, la serie de tiempo fue sujeta a un suavizado por ventana movible de kernel Gaussiano de 30 años. (Lorzcak).

El patrón cíclico de la curva está estrechamente ligado a un movimiento solar bien investigado. he demostrado que la Oscilación del Atlántico Norte (OAN), la Oscilación Decanual del pacífico (ODP), El Niño y La Niña, los extremos en las anomalías de la temperatura global, sequías en África y los EEUU, como también las inundaciones en Europa están ligadas a ciclos en el movimiento orbitla irregualr del Sol alrededor del centro de masas del sistema solar (Landscheidt, 1983-2003). La tasa de cambio del momento angula orbital del Sol - la fuerza rotativa dL/dt que impulsa al movimiento orbital del Sol (torque, o par) - forma un ciclo par con un largo medio de 16 años (Landscheidt, 2001a,b). Las perturbaciones en el curso sinusoidal de este ciclo recurren a intervalos casi periódicos y marcan fases cero de un ciclo de perturbación (CP) con un largo medio de 35,8 años. Estas fases cero son llamadas instancias de mayores perturbaciones en el ciclo par (MPCP, marcadas como GPTC en el gráfico, por "Greater Perturbation Torque Cycle"). En cuanto a los detalles, refiero al lector a la Fig. 2 de mi estudio “Solar eruptions linked to North Atlantic Oscillation” (Erupciones solares ligadas a la Oscilación del Atlántico Norte) (Landscheidt, 2001 a).

Las fases GPTC juegan un rol importante en la predicción a largo plazo de diversos fenómenos climáticos. Ellas indican, por ejemplo, los picos de regímenes cálidos de la ODP y las fases más frías de los regímenes ODP (Landscheidt, 2001b) y están estrechamente ligadas a extensas ocurrencias secas y húmedas medidas en el índice de sequías de los EEUU (Landscheidt, 2003 a). Para ver los detalles y las implicaciones físicas del movimiento orbital irregualr del Sol, refiero al lector a mis estudios “¿Nueva Edad de Hielo en Vez de Calentamiento Global?” (en Español, en este mismo sitio) (Landscheidt, 2003b) y “Extrema in Sunspot Cycle Linked to Sun’s Motion" (Landscheidt, 1999).

Otro aceramiento al ciclo de 38,5 años ha sido presentado en Fig. 3 de mi estudio “Trends in Pacific Decadal Oscillation Subjected to Solar Forcing” (Tendencias en la Oscilación Decanual del Pacífico Sujetas a Forzamiento Solar) (Landscheidt, 2001b). Se ha demostrado que los valores absolutos del ciclo par (|dL/dt|) forman un ciclo más corto que juega un rol mayor en el forzamiento solar de la Oscilación del Atlántico Norte (Landscheidt, 2001a) y en las descargas en las áreas de captación de los ríos (Landscheidt, 2000c,d). Cuando a |dL/dt| se le aplica un filtro Gaussiano de paso bajo que suprime las longitudes de onda menores a 9 años, emergen nuevas oscilaciones como se muestra en la Fig. 3 del mencionado estudio para los años 1721 - 2077. Los mínimos en la curva suavizada de |dL/dt| son idénticas a las fases iniciales GPTC del ciclo de perturbación. De manera que es muy fácil computar las fechas precisas de estas fases para cualquier período. Dentro del rango del índice OAN investigado, los GPTC caen en 1829.5, 1867.2, 1901.8, 1933,6, 1968.9, y más allá de ese rango, en 2007.2, 2044.9., y 2080.7.

En casi todos mis estudios he podido mostrar que existen inversiones de fase en la serie de teimpos del clima tralcionada con los ciclos de movimientos solares (Landscheidt 1983-2003). Estas no son invenciones ad hoc, sno fases computables de inestabilidad que ocurren cuando la fase cero de un ciclo solar más largo coincide con una fase cero de un ciclo solar más corto. La flecha en la Fig. 1 indica una fase cero en el ciclo de 179 años, descrito en mi estudio "Decadal-scale variations in El Niño intensity” ("Variaciones a escala decanual en la intensidad de El Niño", en Español en este mismo sitio) (Landscheidt, 2003c), que coincide con la fase GPTC 1901.8.

Después de la inversión de fase hacia 1902, todos los profundos mínimos en la curva de la OAN coinciden con los GPTCs indicados por los triángulos rojos. Antes de 1902 la relación se invierte. Los GPTC siguen con sobresalientes máximos en la curva. Sólo el GPTC de 1829.5 no se ajusta al esquema. Esto puede deberse a un efecto de la calidad deteriorada de los datos primitivos en la reconstrucción del índice. Los triángulos verdes apuntan a las fases cero de la segunda armónica del ciclo de perturbación (SHPC) entre los GPTCs. Después de la inversión de fase ellas coinciden de manera consistente con los máximos en la curva OAN, y con los mínimos después de 1902.

Los máximos extendidos entre 1890 y 1920 se pueden explicar por la inversión de fase. Después del GPTC 1901.8, que va junto a un máximo, se esperaba un mínimo en el curso regular de la oscilación. En su lugar, otro máximo apareción causado por la inversión de fase. La situación es comparable con el Máximo Medieval de la actividad solar que también puede ser explicado por tal inversión de fase (Landscheidt, 2003b). No debe esperarse otro máximo extendido de esta clase de la OAN en un próximo futuro ya que la nueva inversión de fase relativa a la fase cero en el ciclo de 179 años no ocurrirá antes del 2080.

Del mismo modo, el patrón oscilatorio establecido después de la inversión de fase debería mantenerse estable. Una predicción de la tendencia de la OAN puede leerse a partir de la Fig. 1. Se deben esperar profundos mínimos en la curva de tendencias hacia los años 2007 y 2044, y un destacado máximo hacia el 2026.

3.  Análisis y Predicción de la Estación Invernal de la OAN

Los efectos de la OAN son más notorios en los meses invernales de Diciembre a Marzo (Jones et al, 1997). La curva azul de la Fig. 2 muestran estos valores estacionales que fueron sujetos a un suavizado de kernel Gaussiano (Lorzcak) con una ventana movible más estrecha de 15 años para obtener una perspectiva de la tendencia con mayor detalle. Como se puede ver en la figura, el patrón después de la inversión defase es casi la misma que en la Fig. 1, de modo que no hay necesidad de formular una predicción de tendencia más diferenciada. Hay, sin embargo, algunos cambios en el período antes de la inversión de fase. Los SHPCs (triángulos verdes) están relacionados con los máximos, como en después de 1902, y mínimos más frecuentes van junto con la cuarta armónica del ciclo de perturbación de 35.8 años (FHPC) indicatdo por triángulos más pequeños en color cyan. Teóricamente, esto es interesante, pero no tiene efecto en el desarrollo en un futuro cercano.

4.  Conexión Entre la OAN y las Erupciones Solares

He demostrado en varios estudios publicados que las enérgicas erupciones solares (ejecciones de masa de la corona, fulguraciones, y prominencias eruptivas) tienen un fuerte efecto sobre diversos fenómenos del clima incluyendo a El Niño y La Niña (Landscheidt, 1983-2003). De manera que esto sugiere investigar si las enérgicas erupciones solares también están conectadas con las variaciones de la OAN. No todas las fuertes erupciones solares tienen su impacto sobre el ambiente cercano a la Tierra. El efecto sobre la Tierra depende de la posición heliográfica de la erupción y las condiciones en el espacio interplanetario. Los índices de actividad geomagnética miden la respuesta a aquellas erupciones que realmente afectan a la Tierra. El índice aa de Mayaud (Mayaud, 1973; Coffey, 1958-1999) es homogéneo y cubre un largo período hacia atrás hasta 1868. De modo que yo comparé el índice aa con la información de la OAN de este período.

La Figura 3 muestra los resultados. La curva roja representa las medias anuales del índice aa, normalizadas a la desviaicón standard y sujetas a un suavizado de kernel Gaussiano de una ventana movible de 30 años. (Lorzcak). La curva azul muestra el índica anual OAN tratado de la misma forma. Entre 1940 y el presente, las dos series de tiempo muestran una clara coerrlación positiva. El coeficiente de correlación es tan elevado como r = 0.81 y explica el 66% de la variación. También desde 1868 hasta 1890 la correlacion es positiva y fuerte: r = 0.80. Entre 1890 y 1940, sin embargo, la correlación es negativa y alcanza r = -0.83. Un nuevo muestreo, haciendo uso de 500.000 muestras extraídas al azar del conjunto observado, muestra que hay menos de 1 probabilidad en 50.000 de rechazar falsamente la escéptica hipótesis nula de no correlación.

El cambio en el signo de la correlación no es tan extraño como parece a primera vista. Es una primera indicación de que la calidad del efecto solar sobre el clima depende del nivel de la actividad solar. La curva roja de la Fig. 3 muestra claramente que la actividad eruptiva del Sol fue mucho más débil antes de 1940 que después. Serán bastante difícil de explicar los diferentes efectos de la alta y baja actividad solar en estrictos términos físicos, pero por lo menos ahora existen indicaciones acerca de dónde buscar las explicaciones.

De manera reveladora, la correlación entre la OAN y el número de manchas solares R es mucho más débil que entre la OAn y aa. Entre 1868 y 1890 y desde 1940 hasta hoy, es menor que r = 0.5. Esto corrobora la hipótesis adelnatada en todos mis estudios publicados de que la actividad eruptiva del Sol es la fuerza generadora maás potente detrás del cambio climático, mucho más fuerte que lasrelativametne débiles de la irradiancia del Sol en el curso del ciclo de manchas solares de 11 años. Dado que los Modelos de circulación General (MCG) no toman en cuenta a las erupciomnes solares, no reflejan la realidad.

5.  Antecedentes y Visión General

Es de esperarse que los resultados presentados serán despreciados como una arteficio estadístico ya que no hay una explicación causal detallada para la relación entre la OAN y las erupciones solares, en estrictos términos físicos. Sin embargo, cómo podría desecharse esto ya que los climatólogos tampoco tienen una explicación física para la OAN. Los modos positivos y negativos de este fenómeno establecen covariaciones, pero no las explican (Leroux, 2003). Sólo unos pocos años atrás, Wanner (1999) comentó: "¿Cómo y por qué la OAN alterna de un modo al otro? ... A pesar de muchos estudios esta cuestión permanece abierta y el mecanismo de flip-flop sigue siendo bastante misterioso".  Muy recientemente Hurrell (2003), un especialista en la investigación de la OAN, concedió que "muchos asuntos permanecen abiertos sobre cuáles procesos climáticos gobiernan la variabilidad de la OAN..." Se espera que la dinámica Móvil Polar Alta (o MPH, por Mobile High Polar) descrita por Leroux (1993, 2003) contribuirá a la solución del problema.

Los proponentes del IPCC repiten el catecismo de que en las décadas recientes el efecto de la actividad solar sobre el clima ha desaparecido maravillosamente. Las Figuras 1 a 3 del análisis estadístico de la correlación entre el índice aa y la OAN, hasta el día de hoy, muestran claramente que, en relación a la Oscilación del Atlántico Norte esto no es cierto. Sólo en las décadas 1970 al presente las correlaciones entre aa y la OAN es estrecha y alcanza a r = 0.97. Investigaciones previas han demostrado que en las décadas recientes los otros modos dominantes de la varibilidad climática, ENOS y la ODP, han estado sujetas a un forzamiento solar tan potente que las predicciones pueden basarse en esta relación (Landscheidt, 2001b, 2002). De manera que la tesitura de los libros de texto de que la OAN, ENOS y la ODP son oscilaciones internas libres del sistema climático, y no están sujetas a forzamientos externos, ya no puede mantenerse, y la afirmación que el efecto solar no ha sido observado durante décadas es inconsistente con los hechos observados.

La figura 2 muestra que hubo fuertes variaciones en eñ índice OAN en las décadas recietnes. Hurrell(2003) piensa que ellas suministran "evidencia relativamente fuerte de que ... aumentos en la concentración de los gases de invernadero están influenciando el comportamiento reciente de la OAN."   Aquí, él parece suponer que el forzamiento solar es insignificante. Los resultados presentados demuestran que esta conclusión no está justificada.

Los proponentes del IPCC continúan afirmando que no existen modelos físicos profesionales que puedan explicar el efecto de las erupciones solares sobre el clima. En el Capítulo 4 de mi estudio, “Long-range forecast of U.S. drought based on solar activity” [Pronóstico a Largo Plazo de Sequías en EEUU, Basados en la Actividad Solar, en Español en este mismo sitio web] yo he proporcionado una visión general de tales modelos (Landscheidt, 2003a). Mientras tanto, Benestad (2002) ha escrito un libro sobre "Actividad Solar y el Clima", que revisa la rica literatura en explicaciones físicas de las ampliamente informadas correlaciones entre la actividad magnética en las capas externas del Sol y los cambios en el tiempo y el clima del planeta Tierra, hasta el 2001 (Tinsley, 2003). Es una valiosa actualización de la completa revisión de Herman y Goldberg (1978) propagada por la NASA antes de comenzar el debate sobre el calentamiento global. No soy tan optimist como para creer que los adherentes al IPCC leerán este libro, pero estoy convencido de que estimulará la investigación por parte de científicos independientes desprejuiciados de modo que, algún día, se encontrará una detallada explicación sobre la relación entre las erupciones solares y las variaciones de la Oscilación del Atlántico Norte.