Investigadores atmosféricos del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina AWI han desarrollado un modelo climático que puede representar con precisión el curso sinuoso observado frecuentemente de la corriente en chorro, una importante corriente de aire sobre el hemisferio norte.El avance se produjo cuando los científicos combinaron su modelo climático global con un nuevo algoritmo de aprendizaje automático sobre la química del ozono.Al usar su nuevo modelo combinado, ahora pueden mostrar que el curso ondulado de la corriente en chorro en invierno y las condiciones climáticas extremas posteriores brotes de aire frío en Europa Centraly Norteamérica son el resultado directo del cambio climático. Sus hallazgos fueron publicados en el portal en línea Nature Informes científicos el 28 de mayo de 2019.
Durante años, los investigadores climáticos de todo el mundo han estado investigando la cuestión de si el curso sinuoso de la corriente en chorro sobre el hemisferio norte, observado con frecuencia cada vez mayor en los últimos años, es producto del cambio climático o de un fenómeno aleatorio quese remonta a variaciones naturales en el sistema climático. El término "corriente en chorro" se refiere a una poderosa banda de vientos del oeste sobre las latitudes medias, que empujan los principales sistemas climáticos de oeste a este. Estos vientos azotan el planeta a una altitudde aproximadamente 10 kilómetros, son impulsadas por las diferencias de temperatura entre los trópicos y el Ártico, y en el pasado, a menudo alcanzaban velocidades máximas de hasta 500 kilómetros por hora.
Pero en estos días, como lo confirman las observaciones, los vientos están cada vez más vacilantes. Con menos frecuencia soplan a lo largo de un curso recto paralelo al Ecuador; en cambio, barren a través del hemisferio norte en olas masivas. A su vez, durante el invierno estas olas producenintrusiones inusuales de aire frío desde el Ártico hacia las latitudes medias, como el frío extremo que azotó el medio oeste de los EE. UU. a fines de enero de 2019. En el verano, una corriente de chorro debilitada provoca olas de calor prolongadas y condiciones secas, como las experimentadasen Europa, por ejemplo, 2003, 2006, 2015 y 2018.
El aprendizaje automático permite que el modelo climático comprenda el papel del ozono
Estas conexiones fundamentales se conocen desde hace algún tiempo. Sin embargo, los investigadores no lograron retratar de manera realista el curso vacilante de la corriente en chorro en modelos climáticos o demostrar una conexión entre los vientos vacilantes y el cambio climático global. Investigadores atmosféricos en el AWI en Potsdamahora hemos superado ese obstáculo al complementar su modelo climático global con un componente innovador para la química del ozono ". Hemos desarrollado un algoritmo de aprendizaje automático que nos permite representar la capa de ozono como un elemento interactivo en el modelo, y al hacerlo, parareflejan las interacciones de la estratosfera y la capa de ozono ", dice el primer autor e investigador atmosférico de AWI Erik Romanowsky." Con el nuevo sistema modelo ahora podemos reproducir de manera realista los cambios observados en la corriente en chorro ".
Según los hallazgos del equipo, la retirada del hielo marino y el aumento de la actividad de las olas atmosféricas están creando un calentamiento significativo, amplificado con ozono, de la estratosfera polar. Dado que las bajas temperaturas polares forman el motor de la corriente en chorro, el aumento de las temperaturas en ella estratosfera hace que se tambalee. A su vez, este debilitamiento de la corriente en chorro ahora se está extendiendo hacia abajo desde la estratosfera, produciendo condiciones climáticas extremas.
La corriente en chorro debilitada se debe al cambio climático
Además, con el nuevo modelo, los investigadores también pueden analizar más de cerca las causas de la corriente en chorro serpenteante ". Nuestro estudio muestra que los cambios en la corriente en chorro se deben al menos en parte a la pérdida de hielo marino del Ártico. Si ella capa de hielo continúa disminuyendo, creemos que tanto la frecuencia como la intensidad de los eventos climáticos extremos previamente observados en las latitudes medias aumentarán ", dice el profesor Markus Rex, Jefe de Investigación Atmosférica de la AWI." Además, nuestros hallazgos confirman quelas fases frías más frecuentes en invierno en los EE. UU., Europa y Asia de ninguna manera son una contradicción con el calentamiento global; más bien, son parte del cambio climático antropogénico ".
Los esfuerzos del equipo también representan un avance tecnológico significativo: "Después del uso exitoso del aprendizaje automático en este estudio, ahora estamos empleando inteligencia artificial en el modelado climático por primera vez, lo que nos ayuda a llegar a sistemas de modelos climáticos más realistas.tremendo potencial para futuros modelos climáticos, que creemos que ofrecerán proyecciones climáticas más confiables y, por lo tanto, una base más sólida para la toma de decisiones políticas ", dice Markus Rex.
Durante la expedición ártica MOSAiC, que comenzará en septiembre y durante la cual el rompehielos de investigación alemán Polarstern se desplazará por el Ártico central junto con el hielo marino durante todo un año, los investigadores planean recopilar los últimos datos de hielo y atmosféricos.les ayudará a aplicar el nuevo modelo climático al futuro, para simular el desarrollo futuro del clima ártico y el hielo marino. Como explica Markus Rex, "Nuestro objetivo es comprender en detalle cómo progresará el retiro del hielo marino ártico -- porque solo entonces podremos evaluar cómo y en qué escala los cambios en el Ártico conducirán a condiciones climáticas extremas en las latitudes medias ".
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Materiales proporcionado por Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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