La expansión de las zonas tropicales empuja a las nubes de gran altitud hacia los polos

Un nuevo análisis de la NASA usando 30 años de datos de satélite sugiere que la tendencia observada previamente de las nubes de gran altitud en las latitudes medias que se desplazan hacia los polos es causado principalmente por la expansión de los trópicos.

Las nubes son algunas de los mediadores más importantes del calor que llega a la superficie terrestre. Donde las nubes están ausentes, las superficies más oscuras como el océano o las tierras con vegetación absorben el calor, pero donde se producen y están las nubes sus topes blancos reflejan la luz solar entrante, lo que puede causar un efecto de enfriamiento en la superficie de la Tierra. ¿Dónde y cómo la distribución de los patrones de nubes cambia fuertemente el clima de la Tierra? La comprensión de las causas subyacentes de la migración de las nubes permitirá a los investigadores predecir mejor cómo pueden afectar al clima de la Tierra en el futuro.

George Tselioudis, científico del clima en el Instituto Goddard de Estudios Espaciales y la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York, estaba interesado en analizar las corrientes de aire que desplazan a las nubes a gran altura - entre aproximadamente 5-10 km de altura - hacia los polos.

La razón sugerida anteriormente era que el cambio climático estaba cambiando las borrascas y las corrientes de aire de gran alcance conocidas como las corrientes en chorro - incluyendo las que atraviesan a los Estados Unidos - hacia los polos, que a su vez estaban impulsando el desplazamiento de las nubes.

Para ver si ese era el caso, Tselioudis y sus colegas analizaron el conjunto de datos Proyecto Internacional de Climatología de Nubes por satélite, que combina los datos de las nubes de los satélites meteorológicos operacionales, incluidos los administrados por la NOAA, para proporcionar un registro de 30 años de observaciones detalladas de nubes. Se combinaron y analizaron los datos de las nubes con un ordenador para la recreación de las corrientes de aire de la Tierra para el mismo período impulsado por múltiples observaciones de superficie y conjuntos de datos por satélite.

Lo que descubrieron fue que el desplazamiento hacia los polos de las nubes, que se produce tanto en el hemisferio norte y sur, conectaba con más fuerza con la expansión de los trópicos, que se define por la célula de Hadley de la circulación general, que con el desplazamiento de los chorros.

La célula Hadley es una de los principales sistemas de aire que se mueven alrededor del planeta. Existentes en ambos hemisferios, se inicia cuando el aire en los trópicos, que se calienta en la superficie por la intensa luz solar, se calienta y se eleva. A grandes altitudes, el aire es empujado lejos del ecuador hacia las latitudes medias del norte y del sur, entonces comienza a hundirse de nuevo a la superficie de la Tierra, cerrando el bucle.

"Lo que encontramos, y otras personas han encontrado que es así, es que la rama que se hunde de la célula de Hadley, mientra que el clima se calienta, tiende a moverse hacia los polos", dijo Tselioudis. "Es como si se estuviera haciendo la región tropical más grande." Y la expansión provoca que las corrientes de aire tropical que soplan en las nubes de gran altitud, sean empujadas hacia los polos, dijo. Los resultados fueron publicados en la revista Geophysical Research Letters, una revista de la American Geophysical Union.

Los científicos están trabajando para entender exactamente por qué los trópicos se están expandiendo, y lo que ellos creen que está relacionado con el calentamiento global.

El desplazamiento hacia el polo de las nubes de gran altitud afecta a la cantidad de luz solar que llega a la superficie de la Tierra, porque cuando se mueven, revelan lo que hay debajo.

"Es como tirar de una cortina", dijo Tselioudis. Y lo que tiende a ser revelado debajo depende de la ubicación - que a su vez afecta si la superficie se calienta a continuación o no.

"A veces, cuando se tira de la cortina, como en el caso sobre el océano Atlántico Norte en los meses de invierno, esto reduce la nubosidad global" en latitudes medias más bajas, las regiones templadas fuera de los trópicos, dijo Tselioudis. Las nubes de gran altitud se clarean para revelar un océano oscuro abajo - que absorbe la luz solar entrante y provoca un efecto de calentamiento.

Sin embargo, en el Océano Austral alrededor de la Antártida, las nubes de gran altitud generalmente se clarean fuera del camino para revelar las nubes más bajas de altitud que hay por debajo - que siguen reflejando la luz solar desde sus cimas blancas, siendo poco el efecto sobre la radiación solar que llega a la superficie.

Cuando los resultados se combinan juntos, la conclusión es que las interacciones de nubes con la circulación atmosférica y la radiación solar son complicadas, y la circulación tropical parece desempeñar un papel dominante, dijo Tselioudis.

Esa información es una nueva idea de que probablemente será utilizada por la comunidad de la modelización del clima, incluyendo los científicos que contribuyen como expertos de modelización con el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático, dijo Lazaros Oreopoulos, investigador de balance nube-radiación del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que no participó en el estudio.

"Si el comportamiento actual no está bien simulado, entonces la confianza en el comportamiento futuro predicho será menor", dijo Oreopoulos.

Texto de NASA/Goddard Space Flight Center.

Referencia:

George Tselioudis, Bernard R. Lipat, Dimitra Konsta, Kevin M. Grise, Lorenzo M. Polvani. Midlatitude cloud shifts, their primary link to the Hadley cell, and their diverse radiative effects. Geophysical Research Letters, 2016; DOI: 10.1002/2016GL068242