Nuevos conductores locales del calentamiento amplificado del Ártico

También se han realizado estudios recientes que indican que la masa de glaciares árticos ha disminuido significativamente desde la década de 1980 en más del 70%. Estos cambios climáticos repentinos afectaron no solo a las regiones árticas, sino también al nexo entre la seguridad del agua, los alimentos y la energía en todo el mundo. Esta es la razón por la que los científicos del clima de todo el mundo prestan cada vez más atención a este patrón de calentamiento acelerado, comúnmente denominado "Amplificación del Ártico" o Amplificación ártica / 'Arctic Amplification'.

Un equipo internacional de investigadores, entre ellos la profesora Sarah Kang y DoYeon Kim en la Escuela de Ingeniería Urbana y Ambiental en UNIST, reveló que las concentraciones locales de gases de efecto invernadero parecen ser atribuibles a la Amplificación Ártica.

Publicado en la edición de noviembre de 2018 de Nature Climate Change, su estudio sobre la causa de la Amplificación del Ártico muestra que las concentraciones locales de gases de efecto invernadero y los procesoso de retroalimentación sobre el clima del Ártico superan a otros procesos.

Este estudio ha sido dirigido por la Líder Asistente de Proyectos Malte F. Stuecker del Centro IBS para Física del Clima (IBS Center for Climate Physics, ICCP) en Busan, Corea del Sur, y ha participado investigadores de todo el mundo, incluidos Estados Unidos, Austrailia y China.

Las observaciones a largo plazo de las temperaturas de la superficie muestran un calentamiento de la superficie intensificado en Canadá, Siberia, Alaska y en el Océano Ártico en relación con el aumento de la temperatura media mundial.

La Amplificación Ártica es consistente con los modelos de numéricos, simulando la respuesta al aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, los procesos físicos subyacentes para el calentamiento intensificado siguen siendo difíciles de alcanzar.

Utilizando complejas simulaciones, los científicos pudieron refutar las hipótesis sugeridas previamente, que enfatizaban el papel del transporte de calor desde los trópicos a los polos como uno de los contribuyentes clave al calentamiento amplificado en el Ártico.

"Nuestro estudio muestra claramente que el forzamiento de dióxido de carbono local y las retroalimentaciones polares son más efectivos en la amplificación del Ártico en comparación con otros procesos", dice la Asistente del Líder del Proyecto Malte F. Stuecker, el autor correspondiente del estudio.

Las crecientes concentraciones de dióxido de carbono antropogénico (CO2) atrapan el calor en la atmósfera, lo que conduce al calentamiento de la superficie. Los procesos regionales pueden amplificar o atenuar aún más este efecto, creando así el patrón típico de calentamiento global.

En la región ártica, el calentamiento de la superficie reduce la extensión de la nieve y el hielo marino, lo que a su vez disminuye la reflectividad de la superficie. Como resultado, más luz solar puede alcanzar la parte superior de las capas del suelo y el océano, lo que lleva a un calentamiento acelerado. Además, los cambios en las nubes árticas y en el perfil de temperatura atmosférica vertical pueden mejorar el calentamiento en las regiones polares. Además de estos factores, el calor puede ser transportado al Ártico por los vientos.

"Vemos este proceso, por ejemplo, durante los eventos de El Niño. El calentamiento tropical, causado por El Niño o por las emisiones de gases de efecto invernadero antropogénicos, puede causar cambios globales en los patrones climáticos atmosféricos, que pueden conducir a cambios en las temperaturas de la superficie en regiones remotas, como el Ártico. ", dijo Kyle Armor, coautor del estudio y profesor de Ciencias Atmosféricas y Oceanografía en la Universidad de Washington.

Además, el calentamiento global fuera de la región ártica también conducirá a un aumento en las temperaturas del Océano Atlántico. Las corrientes oceánicas, como la Corriente del Golfo y la deriva del Atlántico Norte, pueden transportar las aguas más cálidas al Océano Ártico, donde podrían derretir el hielo marino y experimentar una mayor amplificación debido a los procesos locales.

Para determinar si los cambios en el calentamiento tropical, el viento atmosférico y la corriente oceánica contribuyen a la futura amplificación del Ártico, el equipo diseñó una serie de simulaciones de modelos de computadora.

"Al comparar simulaciones con solo cambios de CO2 en el Ártico con simulaciones que aplican CO2 a nivel mundial, encontramos patrones de calentamiento del Ártico similares. Estos hallazgos demuestran que los procesos físicos remotos desde fuera de las regiones polares no juegan un papel importante, en contraste con las sugerencias anteriores", dice co-autora Cecilia Bitz, profesora de Ciencias Atmosféricas en la Universidad de Washington.

En los trópicos, alimentados por altas temperaturas y humedad, el aire puede subir fácilmente a grandes alturas, lo que significa que la atmósfera es inestable. En contraste, la atmósfera ártica es mucho más estable con respecto al movimiento vertical del aire. Esta condición mejora el calentamiento inducido por CO2 en el Ártico cerca de la superficie.

En los trópicos, debido a la atmósfera inestable, el CO2 en su mayoría calienta la atmósfera superior y la energía se pierde fácilmente en el espacio. Esto es opuesto a lo que sucede en el Ártico: la radiación infrarroja saliente escapa a la atmósfera, lo que amplifica aún más el calentamiento de la superficie atrapada.

"Nuestras simulaciones por computadora muestran que estos cambios en el perfil de temperatura atmosférica vertical en la región ártica superan a otros factores regionales de retroalimentación, como la retroalimentación del albedo de hielo a menudo citada", dice Malte Stuecker.

Los hallazgos de este estudio resaltan la importancia de los procesos árticos para controlar el ritmo al que se retirará el hielo marino en el Océano Ártico. Los resultados también son importantes para comprender cómo los ecosistemas polares sensibles, el permafrost ártico y la capa de hielo de Groenlandia responderán al calentamiento global.

Referencia

Stuecker, M. F., C. M. Bitz, K. C. Armour, C. Proistosescu, S. M. Kang, S.-P. Xie, D. Kim, S. McGregor, W. Zhang, S. Zhao, W. Cai, Y. Dong, and F.-F. Jin, "Polar amplification dominated by local forcing and feedbacks", Nature Climate Change (2018), doi:10.1038/s41558-018-0339-y