Desde tiempos preindustriales, los océanos del mundo han absorbido el 41 por ciento del dióxido de carbono que los humanos han liberado a la atmósfera. El resto permanece en el aire, calentando el planeta.
La relación entre nuestras futuras emisiones de dióxido de carbono y el cambio climático futuro depende en gran medida de la capacidad del sumidero de carbono del océano. ¿Qué tan eficientemente continuará absorbiendo lo que emitimos?
Esa es una pregunta que los científicos climáticos hasta ahora no han podido responder debido a las limitadas oportunidades para tomar mediciones robustas de la atmósfera oceánica en todo el planeta y debido a los desafíos inherentes a los modelos informáticos existentes.
en un nuevo artículo publicado en Naturaleza 25 de febrero de 2016, un equipo de investigación dirigido por Galen McKinley, profesor del Departamento de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas de la Universidad de Wisconsin-Madison, describe el mejor enfoque de modelado hasta la fecha para llegar a una respuesta a esta y otras preguntas climáticas cruciales.
"Es una evolución en nuestra capacidad de usar modelos climáticos para hacer predicciones, particularmente en escalas de tiempo de unas pocas décadas", dice McKinley, también afiliado del Centro de Investigación Climática del Instituto Nelson de Estudios Ambientales de la UW-Madison.
Esta capacidad predictiva mejorada podría permitir a los científicos comprender mejor qué cambios esperar, dónde esperarlos y su magnitud. También podría conducir a una mejor asignación de recursos limitados para mejorar los esfuerzos de monitoreo, o para la creación de políticas específicas para mitigarcambio.
McKinley presentará los resultados del Modelo del Sistema Terrestre Comunitario el 23 de febrero, en la Reunión de Ciencias del Océano 2016, que es copatrocinada por la Asociación de Ciencias de Limnología y Oceanografía, la Sociedad de Oceanografía y la Unión Geofísica Americana.
Una variedad de factores naturales influyen en el clima global, desde la variación solar hasta los volcanes, pero las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero también cambian la naturaleza del planeta. Los investigadores quieren distinguir la diferencia, especialmente en el contexto de grandes fluctuaciones en el clima anual. Quierenpara discernir el papel que juegan los humanos en un clima cambiante.
"En Wisconsin, podríamos tener un invierno muy frío, a pesar de que el clima general se calienta lenta y constantemente", explica McKinley. "El cambio hacia un año muy frío es la variabilidad natural, y lo que queremos poderdescubrir y comprender es la magnitud de la tendencia lenta y constante que ocurre al mismo tiempo que estos grandes cambios ".
Los modelos climáticos anteriores carecían de la potencia informática fundamental necesaria para encontrar la señal humana por encima del ruido de un sistema climático variable, dice McKinley. Esto ha sido particularmente cierto en el sumidero de carbono oceánico.
El nuevo estudio empleó recursos informáticos masivos en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica NCAR, financiado por la National Science Foundation NSF, para realizar una gran cantidad de simulaciones usando un solo modelo. Esto significaba que cualquier variabilidad detectada sería inherenteal sistema climático modelado en sí y no debido a las diferencias entre los modelos.
"Lo que esto hace es permitirnos determinar qué tan grande es esa variabilidad y cómo cambia a medida que se alargan las escalas de tiempo. Podemos ver mejor cuándo la actividad humana comienza a afectar el sumidero de carbono del océano", explica. "Esto es realmenteun primer paso en el uso de esta nueva técnica para comprender una serie de problemas en términos de cambio climático, y no se limita al carbono oceánico, la biogeoquímica o la física. La gente también lo está usando para observar los cambios de precipitación y temperatura ".
Para evaluar el sumidero global de carbono oceánico, McKinley y sus coautores del Laboratorio Ambiental Marino del Pacífico de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica NOAA, NCAR y la Universidad de Colorado Boulder usaron el modelo para establecer un escenario climático de larga duracióna partir de datos históricos. Luego, en la fecha del modelo el 1 de enero de 1920, los investigadores crearon una "leve perturbación" dentro del sistema: un ligero redondeo de los cálculos de temperatura del aire. Luego, observaron lo que sucedió.
"Fue solo un efecto mariposa, un pequeño cambio en los campos de temperatura atmosférica", dice McKinley. "Lo perturbas muy ligeramente y el modelo toma distintos caminos de variación"
Con este pequeño cambio, los investigadores obtuvieron 32 simulaciones diferentes, basadas en los mismos supuestos, que representaban algunas de las diferentes formas en que el mismo sistema climático podría evolucionar.
"Es como un remolino de crema en su taza de café", dice McKinley. "Puede revolverlo hoy y se verá así, pero lo revuelve mañana y el patrón es diferente. Está usando la misma cuchara,la misma taza, el mismo café, la misma crema, pero los remolinos se ven diferentes. Así es como funciona nuestro sistema climático ".
Y, sin embargo, dice, independientemente de la forma que tome inicialmente el remolino, el café seguirá teniendo el mismo color más claro, a menos que cambie algo más, como verter crema adicional.
"Sabemos que si ponemos carbono en la atmósfera, obtendremos un efecto secundario, el clima se calentará", dice ella. "Pero cómo llegamos allí están esos remolinos ... ahora estamos comenzando a darnos cuenta de esa variabilidadtodavía es fuerte en escalas de tiempo de décadas y no tenemos tanta habilidad como nos gustaría predecirlo "
Al utilizar el modelo para evaluar el sumidero de carbono del océano, los investigadores asumieron una trayectoria de emisiones de dióxido de carbono "como siempre", el escenario Representativo de la Ruta de Concentración 8.5 que se encuentra en el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático para 2006-2010, donde las emisiones continúanpara elevarse a lo largo del siglo XXI.
El modelo también tuvo en cuenta los impulsores naturales del cambio, incluida la influencia directa del aumento de dióxido de carbono en la absorción de carbono en los océanos y el efecto indirecto que tiene un clima cambiante en el estado físico del océano y su relación con el dióxido de carbono atmosférico.ejemplo, el dióxido de carbono es menos soluble en agua en un clima más cálido.
El modelo mostró que las regiones del océano Atlántico subpolar y ecuatorial están experimentando cambios que ya pueden detectarse a través del ruido de la variabilidad. Aquí, el sumidero de carbono del océano ha aumentado, absorbiendo más dióxido de carbono. Sin embargo, los cambios en el sumidero enlas regiones subtropicales del Pacífico y el Océano Índico tendrán una resolución demasiado baja para detectar antes de al menos 2050.
Los investigadores también compararon el modelo con las observaciones oceánicas reales. "Lo que encontramos es que las observaciones de hoy no son suficientes para poder ver el cambio en el sumidero de carbono del océano", explica McKinley. "Podemos ver que hay un sumidero, pero en cualquier ubicación, no tenemos suficientes datos para decir que el sumidero está aumentando o disminuyendo "
La capacidad de cualquier océano o región particular de un océano para absorber dióxido de carbono depende en parte de las características locales, como la cantidad de intercambio que existe entre el agua superficial y profunda. Tomar medidas en algunas de estas áreas puede ser complicado. El modelo puedeayudar a guiar los esfuerzos para enfocarse en regiones particulares y dedicar recursos a estas áreas.
Pero los modelos en sí mismos no son fáciles de desarrollar, por eso son un paso más en el proceso y una mejora con respecto a las herramientas disponibles anteriormente.
"Si quieres calcular cómo se mueve todo el viento, cómo circula el océano, cómo ocurre la química en la atmósfera, la productividad en tierra, es mucho código de computadora y quieres hacerlo con la mayor resolución posible,"McKinley dice." Lo que realmente estamos tratando de hacer es representar toda la complejidad del planeta Tierra con una computadora, así que puedes imaginar lo complicado que sería ".
Los objetivos de McKinley son continuar construyendo sobre las capacidades del modelo. "¿Cómo se ve Wisconsin dentro de 10 años? Eso es realmente difícil de decir", dice. "Pero podemos proporcionar rangos de expectativas con una amplia variabilidad, yuse estas técnicas para cuantificarlo "
"Sabes que no puedes estar seguro en un día determinado de que va a hacer demasiado frío para esquiar, o habrá suficiente nieve", agrega. "Pero queremos saber: ¿Cuál es la probabilidad de que¿tendremos inviernos donde el esquí no sea factible o la pesca en el hielo en el lago sea mucho menos posible? "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Kelly April Tyrrell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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