Olas de calor veraniegas

Se ha publicado hace unos días un estudio que llega a la conclusión que las olas de calor veraniegas serán más frecuentes y más intensas. Su título es Historic and future increase in the global land area affected by monthly heat extremes.

El aumento de 0,5 ºC en la temperatura media global desde el año 1970 ya ha aumentado fuertemente la posibilidad de que haya temperaturas cálidas extremas durante el verano, tanto si se miden mensualmente como si se miden estacionalmente. Los autores han creado un modelo climático (Coupled Model Intercomparison Project o CMIP5) que les ha permitido predecir que, en un plazo medio, por ejemplo hasta el año 2040, cualesquiera que sean las emisiones de CO₂, la ocurrencia de temperaturas extremas durante el verano seguirá aumentando. Sólo a partir de esta fecha aproximada, si las emisiones de CO₂ se reducen drásticamente, estos episodios de calores extremos podrían empezar a reducirse (escenario RCP2.6). En caso contrario (escenario RCP8.5, en el que las emisiones siguen aumentando al ritmo actual) los episodios de calores extremos seguirán aumentando hasta un 80 % en el año 2100.

Porcentaje de superficie terrestre afectada por calores extremos durante el verano boreal, a diferentes desviaciones tipo: datos históricos y resultados de la modelización.

En el año 1960, prácticamente no se encuentran temperaturas veraniegas extremas de más de tres desviaciones tipo respecto a la climatología habitual, y cubrían un 1 % de la superficie terrestre. Ahora, estas temperaturas extremas son cada vez más frecuentes y se dan aproximadamente en un 5 % de la superficie terrestre. A la vez, el número de meses en que se han roto récords de temperatura ha aumentado fuertemente.

Ejemplos de olas de calor recientes los encontramos en Europa en 2003, en Grecia en 2007, en Australia en 2009, en Rusia en 2010, en Texas en 2011 o en los Estados Unidos en 2012.

La corriente de chorro polar, el clima y el calentamiento global

Ya hemos hablado de las corrientes en chorro. Estas corrientes son unos canales de vientos fuertes, entre 90 y 400 km/h, que circulan de oeste a este, a una altura entre 9 y 14 km, y que separan las grandes masas de aire del planeta. Hay dos en cada hemisferio: la corriente en chorro tropical, que circula entre la masa de aire tropical y la templada, y la corriente en chorro polar, que circula entra la masa de aire templada y la polar.

 De las dos corrientes en chorro del hemisferio norte, la que tiene más influencia en España es, sin duda, la polar. Aunque circula de oeste a este, a manudo presenta ondulaciones orientadas hacia el norte y hacia el sur, provocadas por el hecho de circular por orografías distintas, al pasar de océanos a continentes y viceversa. Estas ondulaciones, que también se van desplazando hacia el este, dirigen el movimiento de los anticiclones, la formación de las borrascas y el desplazamiento de las masas de aire.

Por regla general, la corriente en chorro es más fuerte cuanto mayor sea el contraste de temperaturas entre la masa de aire polar y la masa de aire templado. A su vez, cuanto más fuerte sea la corriente, tiene menos tendencia a ondularse (y las ondulaciones se mueven más aprisa) y, viceversa, cuanto más débil sea, más se ondula, y estas ondulaciones tienen tendencia a desplazarse más despacio.

Cuando la corriente en chorro polar se debilita, tiende a llevar aire polar más hacia el sur y aire templado más hacia el norte, lo que provoca períodos de frío en el sur y de elevación de temperatura en el norte. Como las ondulaciones se desplazan más lentamente, estos períodos “anómalos” se prolongan más de lo habitual. Al llevar aire templado hacia el norte, tienden a retroalimentar positivamente el aumento de temperatura de las zonas circumpolares.

Desde hace tres años se vienen observando ondulaciones excesivas en la corriente de chorro polar del hemisferio norte, lo que indica que esta corriente se ha debilitado. Una de las causas podría ser que las regiones polares del hemisferio norte se han calentado más que el resto del planeta, por lo que la diferencia de temperatura entre la masa de aire polar y la masa de aire templada se han reducido. Por tanto, es posible que este tiempo más o menos loco que estamos experimentando sea debido al calentamiento global. Sin embargo, aún es pronto para poder afirmarlo.

A Rough Guide tothe Jet Stream: what it is, how it works and how it is responding to enhancedArctic warming

¿Por qué el Ártico es más sensible que el Antártico al calentamiento global?

Los océanos polares son sensibles al aumento de la temperatura global y el aumento de las concentraciones de CO₂ atmosférico. Los impactos del cambio climático son particularmente importantes en las regiones cubiertas de hielo.

Un equipo de científicos ha encontrado datos que pueden explicar porqué el Océano Ártico es más vulnerable al calentamiento global que el Antártico. Estos resultados han sido publicados en Nature’s Scientific Reports de esta semana, con el título de Vulnerability of Polar Oceans to Antrhropogenic Acidification: Comparison of Arctic andAntarctic Seasonal Cycles.

El equipo comparó dos conjuntos de datos de observación de alta resolución de los ciclos anuales completos en diversas zonas de los océanos Ártico y Antártico (el Golfo Amundsen y la bahía de Prydz, respectivamente). Hasta este proyecto, el Ártico y el Antártico solamente permanecieron bajo estudio en una escala anual, y la mayoría de las observaciones estaban limitadas al verano sin hielo y al otoño.

El Golfo Amundsen en el Ártico y la Bahía de Prydz en el Antártico

Encontraron que la zona del Ártico estudiada experimentó un mayor calentamiento de temporada (10 ºC frente a 3 ºC), y una mayor salinidad (3 contra 2 unidades de salinidad), tenía una alcalinidad inferior (2.220 contra 2.320 mmol / kg), y un menor pH en verano (8,15 por 8,5), que la zona estudiada de la Antártida.

El sistema de carbono del Ártico mostró cambios estacionales más pequeñas que el sistema antártico. La salinidad en el Ártico es menor que en el Antártico. En ambos casos, el máximo de salinidad (y el mínimo de temperatura) ocurre al final del invierno. La primavera introduce agua dulce, siendo la disminución de la salinidad mayor en el golfo Amundsen (~ 3) que en la bahía Prydz (~ 2). En el golfo Amundsen se producen dos picos de entrada de agua dulce, el primero a finales de mayo, debido al agua dulce de los ríos, y el segundo a finales de setiembre, en el que se alcanza el mínimo de salinidad (S = 29). También hay contrastes significativos en la temperatura: en la bahía Ptydz la temperatura aumenta desde -1,8 ºC hasta un máximo de 0 ºC, mientras que en el golfo Amundsen el agua se calienta más de 8 ºC en verano. Este calentamiento veraniego dura un mes más en el Ártico que en el Antártico.

La formación y la fusión del hielo controlan los cambios estacionales del sistema inorgánico de carbono, como se puede ver observando las evoluciones anuales de salinidad, DIC (carbono inorgánico disuelto) y TA (alcalinidad total). Al igual que con la temperatura y la salinidad, hay otras diferencias importantes entre las zonas árticas y antárticas estudiadas: las aguas árticas tienen un menor pH y una menor saturación de carbonatos como resultado de su salinidad y de su TA menores. En invierno, el incremento de salinidad coincide con un incremento del DIC y de la TA. Parte del incremento del DIC en otoño es debido a la remineralización respiratoria de la materia orgánica, que es independiente de los cambios en la salinidad. En primavera, se observa en ambas zonas una disminución del DIC superficial, debido a que las algas que se encuentran bajo el hielo absorben carbono inorgánico, lo que contribuye de manera significativa a la NCP (net community production). La producción biológica continúa hasta agosto en el golfo Amundsen, a pesar de la disminución de nutrientes  al final de junio, y hasta febrero en la bahía Prydz.

El sistema ártico tiene una menor capacidad para amortiguar la disminución de pH y carbono inorgánico de la absorción de CO₂ antropogénico debido a su baja alcalinidad y al fuerte calentamiento estacional, que impiden que la producción primaria de verano pueda elevar significativamente el pH y el nivel de saturación de carbonato. El sistema antártico tiene una mayor capacidad de amortiguación por un mayor aumento de la alcalinidad (en relación con el sistema del Ártico) y exhibe un calentamiento estacional mucho más pequeño, que permite grandes aumentos de verano en tanto el pH como en carbono inorgánico. Estas diferencias explican porque la respuesta del sistema de carbono al CO₂ antropogénico forzando es específica para cada región, y porqué la respuesta del Ártico es mayor que la del Antártico.

La extensión total del hielo marino

Mientras el hielo marino del hemisferio norte disminuye, el del hemisferio sur aumenta. Pero, ¿y el hielo marino total?

En la década de los 80 (1980-1989), la extensión media anual del hielo marino ártico fue de 12,22 millones de km² y la del antártico de 11,87, lo que hace un total de 24,09 millones de km².

En la década de los 90 (1990-1999), la extensión media anual del hielo marino ártico fue de 11,95 millones de km² y la del antártico de 11,97, lo que hace un total de 23,93 millones de km².

En la década de los 2000 (2000-2009), la extensión media anual del hielo marino ártico fue de 11,31 millones de km² y la del antártico de 12,13, lo que hace un total de 23,44 millones de km².

En las figuras vemos los valores anuales: el Ártico ha perdido 51.100 km² anuales, el Antártico ha ganado 13.600 y, en el cómputo total, se han perdido 37.500 km² anuales de hielo marino.