Una de las características robustas del calentamiento global bajo concentraciones crecientes de gases de efecto invernadero es que diferentes lugares se calientan a diferentes ritmos. Resulta que el calentamiento rápido en cada región tiene su propia causa. El transporte de calor del océano vincula el calentamiento subpolar y el ártico, pero esoNo es toda la historia.
El transporte de calor oceánico vincula el calentamiento subpolar y el ártico, pero esa no es toda la historia, escribe Aleksi Nummelin. Lea su relato de cómo él, Camille Li y Paul Hezel trabajaron para resolver un enigma climático.
El transporte de calor del océano une el calentamiento subpolar y el ártico, pero no es toda la historia. Hace aproximadamente un año, Camille, Paul y yo nos dimos cuenta de que faltaba algo en nuestra comprensión del papel del océano para el calentamiento del Ártico, y era horapara descubrir! Aquí está nuestra historia :
Una de las características robustas del calentamiento global bajo concentraciones crecientes de gases de efecto invernadero es que diferentes lugares se calientan a diferentes ritmos.
Las observaciones ya habían demostrado que la superficie de la Tierra se calienta más rápido en las regiones polares y más lenta en los trópicos. Por otro lado, las observaciones y los resultados del modelo revelaron que el océano se calienta más rápido en las latitudes medias y el Ártico Levitus et al. 2012, Wuet al. 2012, Armor et al. 2016.
De hecho, el patrón de calentamiento del océano no es exactamente el mismo que el patrón del calentamiento atmosférico. ¿Qué está causando que el calentamiento del océano siga un patrón diferente al calentamiento atmosférico, y cómo se relacionan los dos?
Nos propusimos responder a estas preguntas explorando simulaciones de modelos climáticos durante el siglo en curso. Comenzamos construyendo un presupuesto de calor para el océano global en el modelo del Sistema Noruego de la Tierra NorESM, un modelo de atmósfera oceánica totalmente acoplado utilizado enNoruega. Los resultados del modelo coincidieron claramente con los datos de observación; el océano se estaba calentando más rápido en las latitudes medias y en el Ártico.
Entonces, ¿por qué ese patrón? El siguiente paso fue analizar el intercambio de energía a través de la superficie del océano en NorESM y en otros modelos climáticos.
Resulta que el calentamiento rápido en cada región tuvo su propia causa.
En las latitudes medias del norte, el océano se calienta rápidamente porque más luz solar llega a la superficie del océano. Esto sucede porque la región subtropical de alta presión hacia el sur se expande hacia el norte y empuja los cielos nublados.
Esta expansión hacia el norte de la región subtropical de alta presión es realmente otra historia algo compleja, pero una versión corta es más o menos así: normalmente el aire sube en los trópicos y desciende en los subtropicales, pero el calentamiento global generalmente empuja el aire hacia arriba el aire caliente esluz y actúa contra el movimiento descendente en los subtropicales. Dado que el aire tiene que descender en algún lugar, la rama descendente de la circulación simplemente se mueve más al norte. Las simulaciones NorESM también revelaron que, como respuesta a los cambios circulatorios en la atmósfera, todo el subtropicalel giro del océano también se mueve ligeramente hacia el norte.
El Océano Ártico se está calentando porque recibe más calor de los océanos subpolares, que se están calentando porque están perdiendo menos calor a la atmósfera de calentamiento anterior. Este fue uno de los resultados importantes de nuestro estudio, ya que notamos que el calentamiento del océano Árticoestaba relacionado con el calentamiento atmosférico subpolar, y no con el calentamiento del océano en latitudes medias.
Para comprender en detalle el vínculo subpolar al Ártico, es útil considerar primero la imagen media anual de la interacción océano-atmósfera en estas latitudes del norte. En la media, el océano relativamente cálido pierde calor a la atmósfera relativamente fría de arriba. Sin embargo,Con el calentamiento global, la atmósfera se calienta mucho más rápido que la superficie del océano y, como resultado, la pérdida de calor del océano se debilita. En cierto modo, la atmósfera no necesita tanto calor del océano como antes y el océano está feliz de mantener el calor.El calor adicional no permanece en los océanos subpolares, sino que se transporta al Ártico por la circulación oceánica, no muy diferente de la forma en que el océano meridional de latitud media, que se está calentando rápidamente, ha estado ganando su calor adicional.
De hecho, el año pasado, Armor et al. Mostraron que una señal de calentamiento atmosférico en el océano meridional subpolar se mueve hacia las latitudes medias meridionales que se calientan rápidamente con la circulación oceánica ecuatorial. Nuestro análisis de los resultados del modelo climático muestra que localmente en las latitudes medias meridionales que se calientan rápidamente, la atmósfera incluso actúa contra el calentamiento del océano ya que la superficie del océano pierde una cantidad creciente de calor hacia la atmósfera.
Con estos resultados a mano, nos entusiasmamos. Hubo un enlace oceánico desde la región subpolar hasta el Ártico que potencialmente también podría vincular el calentamiento atmosférico en estas dos regiones.
Como se señaló al principio, una de las características robustas del calentamiento global es el calentamiento relativamente lento en los trópicos y el calentamiento relativamente rápido en el Ártico. Este fenómeno se conoce como amplificación ártica, y es causado por varios bien entendidosmecanismos, aunque su importancia relativa todavía se discute.
Sin embargo, lo que se entiende menos es por qué los modelos no están de acuerdo con la cantidad de amplificación del Ártico que ocurre bajo el calentamiento global. Las estimaciones más recientes del modelo climático abarcan un rango de 2 a 5 veces más de calentamiento en el Ártico que en los trópicos.
Dado que una de las causas de la amplificación del Ártico es la reducción de la cubierta de hielo marino, planteamos la hipótesis de que el mecanismo que conecta la región subpolar y el Ártico podría ser el siguiente: a medida que el océano pierde menos calor en la atmósfera en la región subpolar,permanece relativamente cálido a medida que las aguas fluyen hacia el Ártico. Las aguas más cálidas fluyen hacia el norte y, en consecuencia, el océano también se congela mucho más al norte, empujando el borde del hielo marino hacia el norte.
Debido a que la atmósfera recibe más calor del agua abierta que del océano cubierto de hielo, el calentamiento atmosférico se amplifica en las áreas de pérdida de hielo marino. Con esta posibilidad en mente, volvimos a los resultados del modelo climático y notamos que un calor subpolar reducidola pérdida fue indicativa de un aumento en la pérdida de calor del océano en el Ártico, lo que condujo a una fuerte amplificación del Ártico.
¡El océano conectó el Ártico con la región subpolar! Después de esta comprensión, las piezas de la historia comenzaron a encajar.
A medida que la atmósfera se calienta sobre la región subpolar, el océano deja más calor para transportar al Ártico. Parte del calor adicional transportado por el océano se devuelve a la atmósfera dentro del Ártico, lo que explica algunas de las diferencias en la amplificación del Árticoentre los modelos.
Sin embargo, surgió una pregunta sin respuesta. Cuando realizamos el análisis del modelo, nos dimos cuenta de que el calentamiento atmosférico en el Ártico estaba más estrechamente conectado al calentamiento atmosférico en la región subpolar de lo que sugería nuestra conexión oceánica. Si bien el enlace oceánico era claramente viable,algo más parecía estar en juego.
Si bien no pudimos identificar una razón para la fuerte conexión, esperamos que sirva de inspiración para futuros estudios.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bergen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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