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La atmósfera de la Tierra está en constante movimiento y actividad, aunque todavía no entendemos muchos de los fenómenos implicados. Una de estas fuerzas es la Oscilación de Madden-Julian (OMJ), descubierta a principios de los años setenta y que presenta un rompecabezas que, décadas más tarde, los científicos se esfuerzan por comprender completamente. El pulso rítmico del OMJ no solo orquesta a los patrones meteorológicos sobre el sur de Asia y el norte de Australia, sino que también juega un papel crítico en el fenómeno climático de El Niño, afectando a millones de vidas a su paso.

El OMJ tiene un ciclo que dura típicamente entre 30 a 60 días e influencia a los patrones meteorológicos globales alterando la distribución de las precipitaciones en los trópicos y subtrópicos, impactando así las temporadas de monzones. Sus efectos pueden extenderse más allá de los trópicos, influenciando a partes distantes del mundo como Norteamérica y Europa y modificando la circulación atmosférica. La presencia de la OMJ también mejora la previsibilidad del tiempo, convirtiéndolo en un elemento crucial en la previsión meteorológica a medio plazo.

La meteorología estudia desde hace tiempo a estos patrones dentro del caos de los fenómenos climáticos, identificándolos a través de modelos estadísticos como las distribuciones de ley de potencia. Estas distribuciones describen una relación entre dos cantidades en las que un cambio en una cantidad resulta en un cambio proporcional en la otra cantidad, elevado a una potencia específica. Esta relación se encuentra a menudo en fenómenos naturales, donde se observan unos pocos acontecimientos grandes y muchos pequeños, como los terremotos.

La investigación que llevamos a cabo dentro del proyecto CAFE (Climate Advanced Forecasting of subseasonal Extremes), financiado por la Comisión Europea, desde el Centro de Investigación Matemática (CRM), consorcio entre la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), el Institut d'Estudis Catalans (IEC) y la Generalitat de Catalunya, y centro CERCA, investiga la naturaleza de la OMJ para entenderlo no como fenómeno cíclico sino como pluses de actividad o 'eventos' empleando el índice RMM . Analizamos sus patrones centrándonos en la frecuencia e intensidad de éstos y encontramos una gran variabilidad en las magnitudes de los acontecimientos, que pueden abarcar desde pocos días hasta más de ciento cincuenta días.

Para poder interpretar estos datos, necesitamos introducir la ley de doble potencia. Este método nos ayudó a ver dos patrones diferenciados en los datos: uno para eventos de tamaño medio y otro para los eventos más grandes. Estos patrones se superponen y nos ofrecen una visión completa de cómo se pueden entender los tamaños de los eventos de la OMJ.

Los resultados para la magnitud de los eventos de la OMJ fueron bastante específicos: el cambio de patrón ocurre a 47 unidades de tamaño, con ciertos parámetros matemáticos definiendo el comportamiento antes y después de ese punto. De modo similar, cuando miramos la duración de los acontecimientos, el cambio ocurrió alrededor de veintisiete días. De hecho, el tamaño y duración de los eventos de la OMJ están estrechamente ligados, con un cambio significativo después de estos puntos.

¿Qué significa esto? Después de unos veintisiete días, la probabilidad de que un evento de la OMJ acabe, aumenta significativamente. Este cambio parece ser una parte natural del comportamiento de la OMJ, no influenciado por dónde ocurre geográficamente. Este hecho apunta a mecanismos subyacentes más profundos que impulsan el ciclo de vida de la OMJ, proponiendo que su final es más dependiente de sus procesos internos que de factores externos.

Entender la OMJ bajo el prisma de los fenómenos críticos nos ofrece un camino prometedor para mejorar la predicción meteorológica y mitigar el impacto de los desastres relacionados con el clima. Nos invita a considerar la atmósfera no sólo como un sistema de dinámicas caóticas, sino como una entidad en un equilibrio delicado al límite del cambio.