L’efecte papallona
La meteorologia que tenim a Catalunya depèn de la circulació atmosfèrica al bell mig de l’Atlàntic Nord, a milers de quilometres de distància. Qualsevol lleu modificació de les condicions inicials allà, tindrà un resultat completament diferent. Aquest comportament propi de sistemes caòtics es coneix amb el nom d’efecte papallona i és el responsable que el temps sigui impredictible a llarg terme. Hi intervenen Ileana Bladé del departament d’Astronomia i Meteorologia de la Facultat de Física (UB), Santiago Giralt de l’Institut Jaume Almera (CSIC), Lluís Brotons d’InForest JRU (CSIC- CTFC- CREAF) i l’assessor fitosanitari Josep Maria Riba.
Habitualment sobre les illes Açores hi ha altes pressions, el famós anticicló de les Açores, mentre que sobre Islàndia acostuma a haver-hi una depressió. Aquests dos remolins es comporten com a portes giratòries que volten en sentit contrari, a causa de l’efecte Coriolis. I aquesta configuració variable, que es coneix com NAO (North Atlantic Oscillation), regula el pas i la direcció de la humitat que ve de l’Atlàntic. La tardor i l’hivern del període 2015-2016 van ser anormalment secs i càlids a Catalunya. Aquesta situació podria formar part d’una anomalia climàtica d’abast global, però malgrat la seva magnitud, va ser impossible de predir. La impredictibilitat és un tret característic d’alguns sistemes complexos, com la meteorologia. Qualsevol modificació de les condicions inicials pot canviar el curs dels esdeveniments. Un lleuger aleteig d’una papallona podria desencadenar un huracà a l’altra punta del món. Aquesta és la formulació del popular “efecte papallona”, descobert als anys seixanta pel matemàtic i meteoròleg nord-americà Eduard Norton Lorenz. A finals del 2015, imperceptibles modificacions atmosfèriques en algun indret de l’Atlàntic Nord podrien haver provocat la sequera que va debilitar els boscos catalans i va facilitar l’aparició d’una plaga de processionària. L’efecte papallona voleteja en les direccions més inesperades.
La teoria del caos
La teoria del caos és una branca de la matemàtica que estudia els fenòmens complexos molt sensibles a petites variacions i que en conseqüència són gairebé impredictibles. Un pèndul caòtic és un dels exemples més senzills dels fenòmens que pertanyen a la teoria del caos. En teoria el seu moviment es pot predir atès que el regeix un sistema d’equacions diferencials, però és tan inestable que, només que hi voli una papallona a prop, ja no hi hauria manera de calcular-lo amb exactitud. L’efecte papallona és un efecte que descriu com una mínima modificació de només un paràmetre pot fer canviar absolutament l’evolució de grans esdeveniments com, per exemple, les condicions atmosfèriques. Per això és tan difícil fer la previsió del temps.
L’efecte Coriolis
L’efecte Coriolis és un efecte que va ser descrit al segle XIX per un físic francès que es deia Coriolis. Va veure que en una situació on hi hagi una teòrica trajectòria radial d’algun fluid, aquest fluid, en cargolar la seva trajectòria, acabaria circulant en cercles. Aquest efecte el trobem sigui quina sigui la forma de l’objecte giratori, tant a petita escala com a escala planetària: és per Coriolis que els corrents marins i els vents de l’hemisferi nord tenen tendència a recargolar-se cap a la dreta. Igual que a l’hemisferi sud tenen tendència a fer-ho cap a l’esquerra.
LA NAO: North Atlantic Oscillation
La pressió atmosfèrica no és homogènia. Per diversos motius hi ha llocs on hi ha més pressió que en d’altres. Llocs on l’aire “pesa més”. Hi haurà llocs on tindrem altes pressions i altres on en tindrem de baixes. Com que l’aire és un fluid, aquest sempre es desplaça i intenta cercar l’equilibri. Així doncs, una alta pressió és una injecció d’aire cap avall per omplir o equilibrar les àrees de baixa pressió que s’escampa de forma radial. En un planeta que gira, com la Terra, s’ha de tenir present l’efecte Coriolis que recargola tots els moviments. Així, a l’hemisferi nord aquests vents s’aniran corbant en sentit horari: a mida que baixen van girant cap a la seva dreta. Igual que cargolem un tirafons cap a la dreta quan el collem. Per això, en els mapes de l’hemisferi nord l’alta pressió es representa sempre amb fletxes que van en sentit horari. A l’hemisferi sud, en canvi, es representa al revés. D’igual manera, les baixes pressions són com un aspirador gegantí, i el vent flueix cap el centre, però també fa com un tirafons, quan l’afluixes el fas girar en sentit antihorari. Per això la seva representació són anells que giren en sentit antihorari, al revés de l’altre anticicló. Habitualment en una situació estàndard de les pressions a l’Atlàntic, sobre les Açores hi ha altes pressions, el famós anticicló de les Açores, mentre que sobre Islàndia acostuma a haver-hi una depressió. Aquests dos remolins es comporten com a portes giratòries que volten en sentit contrari. I aquesta configuració regula el pas i la direcció de la humitat que ve de l’Atlàntic. Si la diferència de pressions és molt gran, la capacitat injectora del parell de portes giratòries serà molt gran i, si hi ha poca diferència, la injecció serà menor. Aquesta diferència s’avalua amb un factor que es diu NAO, “North Atlantic Oscillation” i les seves fluctuacions determinen els vents i les formacions turmentoses que s’internen a l’oest Europa. En ocasions l’anticicló, en lloc d’oscil·lar sobre les Açores, s’hi planta i s’hi pot estar setmanes. Quan això passa la pluja se’n va cap al nord d’Europa.
