La Corriente en Chorro del Caribe: Observaciones, modelado multifísica, interacciones multiescala e impacto regional

Abstract

El tema central de la propuesta es el estudio de la Corriente en Chorro del Caribe (CLLJ por sus siglas en inglés). El CLLJ es uno de los mecanismos físicos más importantes para entender el clima, la variabilidad climática y el cambio climático en la región de los Mares Intra-Americanos desde su hallazgo en 1998. El descubrimiento de este fenómeno es atribuido por la comunidad científica internacional al Investigador Principal de esta iniciativa. El CLLJ está relacionado con mecanismos físicos regionales como las piscinas de agua cálida en el Pacífico tropical del este y el Caribe, el transporte de humedad a Centro, Norte y Sur América, la migración latitudinal de la Zona de Convergencia Intertropical (ITCZ, por sus siglas en inglés), el veranillo de medio año y con la distribución regional de precipitación en toda la región, incluyendo la parte central-este de Norte América, entre otros. El grupo de investigadores asociado a esta propuesta ha realizado un aporte seminal al entendimiento de este fenómeno, al cual se han sumado importantes investigadores y centros de investigación a nivel global. A pesar del desarrollo conceptual, analítico, numérico y observacional realizado por estos investigadores, se está lejos de comprender muchas de sus características y el papel que juega el CLLJ en la estabilidad dinámica regional. Por esta razón, el objetivo principal de esta propuesta es generar un análisis completo e integral del CLLJ en varias escalas de movimiento para investigar su estructura media, su evolución e interacción con escalas de alta frecuencia como la interrelación tierra-atmósfera, la Oscilación de Madden-Julian, las escalas intraestacionales, las interanuales como el ENOS y el cambio climático. El fin último del proyecto es desarrollar un modelo conceptual del CLLJ y sus interacciones basado en observaciones in situ, datos de reanálisis y modelado numérico multifísica con el propósito de mejorar la respuesta social ante los fenómenos climáticos y eventos extremos. La propuesta tiene siete componentes con tareas y actividades específicas (cinco de ellas lideradas por científicos y científicas jóvenes), todas entrelazadas entre sí por ejes transversales de investigación y colaboración. Una de estas finalidades es entender el origen y estructura del CLLJ, los mecanismos que controlan su variabilidad espacial y temporal y sus interacciones con otros procesos físicos como el de la frecuencia de huracanes en el Caribe y Pacífico tropical del este, las sequías hidrometeorológicas, la ITCZ, las piscinas de agua cálida del Hemisferio Occidental, la variabilidad espacio-temporal de la distribución de las lluvias y los eventos extremos. Otro objetivo específico importante es la integración de los resultados de procedimientos novedosos (por ejemplo, el “hindcast” y el análisis de datos históricos in situ como los de SIWÁ (aire en bribri, una base de datos meteorológicos en altura) para identificar la configuración óptima de algunos modelos numéricos dinámicos para la generación de escenarios de cambio climático a varios horizontes de tiempo futuros. Otra tarea específica es investigar el papel de la CLLJ en el transporte de propiedades (humedad, por ejemplo) en la activación de procesos turbulentos y de advección horizontal de propiedades en superficie (interacción mar-atmósfera) sobre el Mar Caribe y hacia América Central, en especial sobre Costa Rica (interacción tierra-atmósfera), su relevancia en los procesos convectivos y su interacción con sistemas locales como brisa de tierra-mar y valle-montaña. Otro propósito particular es cuantificar las propiedades del CLLJ sobre Costa Rica utilizando el radar del CIGEFI instalado en Guanacaste para comparar su estructura, evolución y alcance zonal y contrastar estas propiedades con las observadas sobre el Mar Caribe usando datos de SIWÁ y simulación numérica para integrar esta visión al modelo conceptual del CLLJ. Otro objetivo específico notable es el uso de la paleoclimatología (mediante un índice vinculado a la inversión de los alisios no estudiado hasta el momento en la región) utilizando datos históricos de perfiles de temperatura sobre la Cordillera de Talamanca, además de datos paleoglaciológicos para el estudio del clima pasado en esa región y su relación con el tipo de plantas a diferentes alturas. El estudio del CLLJ está basado en los principios y métodos del análisis sinóptico, de los modelos teóricos y numéricos (por ejemplo, modelación teórica y reducciones de escala dinámica), la estadística multiparamétrica, el análisis satelital y la percepción remota. Se planean varias publicaciones específicas para revistas indexadas, la postulación de un modelo conceptual cuatridimensional del CLLJ, la creación de bases de datos y la generación de escenarios climáticos dinámicos con resoluciones adecuadas para Costa Rica y la Isla del Coco para el 2025, 2030 y 2035. La formación profesional de varios estudiantes (en equidad de género) ligados a algunas de sus componentes será parte integral de la ejecución del proyecto y de su evaluación posterior. El grupo de investigación cuenta con recursos básicos de infraestructura para cursos, reuniones y talleres, con laboratorios computacionales, con instrumental meteorológico, con un radar y con el cluster “Tsaheva” (oscura en bribri) de alto rendimiento con alrededor de mil núcleos para procesamiento lineal y en paralelo de los modelos dinámicos e hidrológicos, entre otros elementos de investigación. El recurso humano es de muy alto nivel en dónde todos los investigadores tienen doctorados académicos de universidades de reconocido prestigio con amplia experiencia previa en investigación, en difusión y divulgación de resultados a nivel local e internacional (por ejemplo como para la creación de una aplicación de nivel social sobre clima y cambio climático regional).