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Cambio climático

XVI. Los remolinos oceánicos podrían explicar la paradoja del hielo marino antártico

Juan Carlos Tellechea
martes, 22 de febrero de 2022
Hielo antártico © 2022 by Lars Grübner Hielo antártico © 2022 by Lars Grübner
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Pese al calentamiento global y la pérdida de hielo marino en el Ártico, la extensión del hielo marino antártico se ha mantenido constante en promedio desde 1979. Sin embargo, las simulaciones de los modelos climáticos actuales muestran una fuerte disminución del hielo marino para el mismo periodo, en contraste con las observaciones reales.

Un nuevo estudio del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI) sienta las bases para una previsión más fiable de los efectos del cambio climático en la Antártida.

Simulación de los remolinos oceánicos en el Mar Austral. © 2022 by Thomas Rackow.Simulación de los remolinos oceánicos en el Mar Austral. © 2022 by Thomas Rackow.

Como demuestran ahora los investigadores del AWI, el océano podría amortiguar el calentamiento alrededor de la Antártida y retrasar la disminución de la capa de hielo. Dado que este factor y el papel de los remolinos oceánicos aún no pueden reproducirse adecuadamente en muchos modelos, el estudio que ahora se publica en la revista Nature Communications proporciona una base para mejorar las simulaciones y las previsiones de la evolución futura de la Antártida.

El calentamiento global avanza rápidamente y deja huellas claras en todo el mundo. Las consecuencias del cambio climático son especialmente dramáticas en el Ártico: desde que comenzaron las mediciones por satélite en 1979, el hielo marino ha retrocedido masivamente debido al aumento de las temperaturas. Los cálculos de los modelos actuales muestran que el Ártico podría estar completamente libre de hielo en verano antes de 2050, y en algunos años posiblemente incluso antes de 2030.

Sin embargo, al otro lado del mundo, en la Antártida, la capa de hielo parece desafiar una tendencia clara. Desde 2010, ha habido más fluctuaciones interanuales que en el periodo anterior. Sin embargo, aparte de una importante oscilación negativa en los años 2016 a 2019, la cobertura media de hielo marino a largo plazo alrededor del continente antártico ha permanecido estable desde 1979.

Hielo antártico. © 2022 by Lars Grübner.Hielo antártico. © 2022 by Lars Grübner.

Esto significa que la realidad medible es contraria a la mayoría de las simulaciones de los científicos, que muestran una disminución significativa de la superficie de hielo marino para el mismo periodo. Esta llamada paradoja del hielo marino antártico ha preocupado a la comunidad científica durante algún tiempo, afirma el primer autor del estudio, el Dr. Thomas Rackow, del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI), quien ha realizado numerosos trabajos sobre este y otros temas.

Los modelos actuales aún no pueden representar correctamente el comportamiento del hielo marino antártico, algo crucial parece faltar. Por eso, incluso el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) asume actualmente que el nivel de confianza de las previsiones de los modelos sobre la evolución del hielo marino antártico es bajo. (Rackow) 

En comparación, en el Ártico los modelos son ya tan buenos que el IPCC asigna un alto nivel de confianza a las previsiones, lo que proporciona a Rackow una firme esperanza:

Con nuestro estudio, proporcionamos ahora un nuevo punto de partida que podría hacer mucho más fiables las proyecciones futuras en la Antártida.

Como parte del estudio, el equipo utilizó el modelo climático AWI (AWI-CM). A diferencia de otros modelos climáticos conocidos, con el AWI-CM es posible simular ciertas regiones clave, como el Océano Antártico, con mucho más detalle o, en otras palabras, en alta resolución. De este modo, también se pueden tener en cuenta los procesos de mezcla provocados en el agua de mar por remolinos oceánicos más pequeños con diámetros de 10 a 20 kilómetros, los llamados Eddies.

En nuestras ejecuciones del modelo, aplicamos una amplia variedad de configuraciones. Resultó que solo las simulaciones con un Océano Austral de alta resolución alrededor de la Antártida conducen a una contracción del hielo marino con un retraso similar al que observamos en la realidad. Si dejamos que el modelo calcule más en el futuro, la cubierta de hielo marino de la Antártida se mantiene en gran medida estable hasta mediados de siglo, incluso en un escenario muy desfavorable de gases de efecto invernadero. Sin embargo, después de eso, el hielo retrocederá tan rápidamente como lo ha hecho en el Ártico durante décadas. (Thomas Rackow)

Así, el estudio del AWI ofrece también una posible explicación del inusual comportamiento del hielo marino antártico en contra de la tendencia al calentamiento global. 

La paradójica estabilidad de la capa de hielo marino puede tener varias razones. Una de las teorías que se barajan es que el agua de deshielo adicional de la Antártida estabiliza la columna de agua y, por tanto, el hielo, al proteger el agua fría de la superficie de las aguas profundas más cálidas. 
Otra teoría sospecha del aumento de los vientos del oeste alrededor de la Antártida como resultado del cambio climático. En última instancia, esto podría llevar a que el hielo se extienda de forma fina, como la masa de una pizza, y se extienda por una zona más amplia. El volumen de hielo podría estar ya disminuyendo y solo la superficie cubierta podría permanecer aparentemente constante. (Thomas Rackow)

La investigación del AWI se centra ahora en los remolinos oceánicos. Esto se debe a que podrían contribuir de manera decisiva a amortiguar y, por tanto, retrasar las consecuencias del cambio climático en el Océano Austral, transportando el calor adicional de la atmósfera hacia el norte, en dirección al ecuador.

El transporte de calor hacia el norte está estrechamente relacionado con la circulación subyacente en los 1.000 metros superiores del océano, que en el Océano Austral está impulsada por el viento, por un lado, pero también influida por los remolinos. Mientras que el componente norte de la circulación aumenta debido al fortalecimiento de los vientos del oeste, los remolinos simplificados en los modelos climáticos de resolución gruesa parecen compensar a menudo esto con una contribución hacia la Antártida.

Los remolinos simulados explícitamente en el modelo de alta resolución se comportan de forma bastante neutral. En resumen, se observó un mayor cambio hacia el norte en el transporte de calor en el modelo de alta resolución. De este modo, el mar que rodea la Antártida se calienta más lentamente en general y la capa de hielo se mantiene constante durante más tiempo.

Nuestro estudio apoya así la hipótesis de que los modelos climáticos y las predicciones sobre el hielo marino antártico son mucho más fiables cuando pueden simular de forma realista un océano de alta resolución con remolinos oceánicos", afirma Rackow. "Gracias a los superordenadores paralelos cada vez más rápidos y a los nuevos modelos eficientes, esto debería ser posible de forma rutinaria con los modelos climáticos de próxima generación. (Thomas Rackow)

El Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz para la Investigación Polar y Marina (AWI) realiza investigaciones en el Ártico, el Antártico y los océanos templados y de alta latitud. Coordina la investigación polar en Alemania y proporciona importantes infraestructuras, como el rompehielos de investigación Polarstern y estaciones en el Ártico y el Antártico para la ciencia internacional. El Instituto Alfred Wegener es uno de los 18 centros de investigación de la Asociación Helmholtz, la mayor organización científica de Alemania.

Publicación original

Rackow et al.: Delayed Antarctic sea-ice decline in high-resolution climate change simulations. Nature Communications.
(Rackow et al: Retraso en la disminución del hielo marino antártico en simulaciones de cambio climático de alta resolución. Comunicaciones de la Naturaleza).
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