Reportajes

Cambio climático

XXI. Drástico aumento de la temperatura en el Ártico

Juan Carlos Tellechea
lunes, 28 de marzo de 2022
Llegada de la primavera a Ny-Ålesund, Spitsbergen © 2016 by Rene Bürgi Llegada de la primavera a Ny-Ålesund, Spitsbergen © 2016 by Rene Bürgi
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A mediados de marzo se produjo una afluencia masiva de aire cálido en el Ártico, con varios fenómenos inusuales como fuertes lluvias sobre el hielo marino y nubes masivas que alcanzaron casi la misma altura que en los trópicos. La campaña internacional de investigación HALO-(AC)3 está estudiando con gran detenimiento los procesos que conducen al aumento de la temperatura por encima de la media en el Ártico en las últimas décadas, informa el Instituto Alfred Wegener – Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI).

De dos a tres grados centígrados en los últimos 50 años, es mucho más fuerte que el calentamiento en otras regiones de la Tierra. Este fenómeno se denomina "amplificación del Ártico". El aumento de la temperatura no solo afecta al sistema climático regional del Ártico. El clima doméstico en las latitudes medias también puede verse afectado por el aumento de la temperatura en el Ártico. La campaña HALO-(AC)3 ayudará a comprender mejor los procesos que subyacen a los drásticos cambios climáticos que se producen actualmente en el Ártico. Se prestará especial atención a las entradas de aire cálido hacia el norte en el Ártico central, así como a las salidas de aire frío del Ártico hacia el sur. Se utilizarán tres aviones de investigación alemanes, y también participarán científicos de Gran Bretaña y Francia en vuelos conjuntos con otros dos aviones.

HALO llegando al aeropuerto de  Kiruna, Suecia en marzo de 2022 al inicio de la campaña HALO-(AC)³. © 2022 by Marlen Brückner / University Leipzig.HALO llegando al aeropuerto de Kiruna, Suecia en marzo de 2022 al inicio de la campaña HALO-(AC)³. © 2022 by Marlen Brückner / University Leipzig.

El Prof. Dr. Manfred Wendisch, del Instituto de Meteorología de la Universidad de Leipzig, es el coordinador científico de la campaña de medición HALO-(AC)³, de cinco semanas de duración, que investigará los cambios en las masas de aire en su entrada y salida del Ártico. Lo que ocurre exactamente con las masas de aire durante este proceso, especialmente en lo que respecta a la formación de nubes, se observará en detalle y se medirá con instrumentos de última generación. Estos cambios en la masa de aire no pueden caracterizarse mediante mediciones locales en tierra, ya que solo hay unas pocas estaciones de medición meteorológica en el Ártico central. Por ello, en el marco de HALO-(AC)³, se utilizarán tres aviones de medición alemanes para observar las masas de aire en su entrada y salida del Ártico.

El largo alcance del avión se utiliza para caracterizar los cambios en las masas de aire con la ayuda del llamado método de observación cuasi-lagrangiano. En este tipo de medición, la trayectoria de vuelo se adapta a la dirección de migración de la masa de aire para medir directamente los cambios en las nubes, la humedad, la temperatura y muchos otros parámetros. Los datos así obtenidos servirán para estimar la precisión de los modelos numéricos de predicción meteorológica, necesarios para pronosticar los futuros cambios en el clima del Ártico.

La campaña contribuirá así a llenar una importante laguna de conocimientos en la investigación climática, que el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) también señala en la segunda parte de su actual Informe de Evaluación. Como explica el profesor Wendisch:

Predecir el futuro del clima del Ártico sigue siendo difícil. Para ayudar a aclarar las principales incertidumbres en la proyección de la futura evolución del clima en el Ártico, queremos llevar a cabo una amplia campaña aérea, la campaña HALO-(AC)³, utilizando un novedoso método de observación.

Vuelos de medición coordinados con tres aviones de investigación

Para las mediciones de HALO (AC) se utilizan tres aviones de investigación alemanes: Uno de ellos es el HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft), un moderno avión de investigación operado por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR). 

HALO funcionará a mayor altura como plataforma de teledetección, ya que es capaz de cubrir largas distancias de hasta 10.000 kilómetros a una altura de hasta 15 kilómetros, 

explica el Dr. Andreas Minikin, de las instalaciones de experimentos en vuelo del DLR. Por otra parte, en combinación con HALO, los dos aviones polares Polar 5 y Polar 6 medirán con detalle las masas de aire a menor altura. Los dos aviones polares llevan ya más de diez años funcionando en el Ártico bajo la dirección del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI).

Como complemento de HALO, el avión polar mide a altitudes inferiores a seis kilómetros y puede cubrir distancias de 1.500 a 2.000 kilómetros, según la descripción del Dr. Andreas Herber, científico del AWI y coordinador de Polar 5 y Polar 6, quien puntualiza que:

El alcance de los aviones polares es más corto, pero una de las principales ventajas de estos aviones de investigación es que pueden volar lentamente y a baja altura y, por tanto, captar una instantánea de procesos muy específicos en, bajo y sobre las nubes o en la capa límite planetaria mediante mediciones.

Los aviones están equipados con instrumentos de última generación que pueden caracterizar toda la atmósfera desde el suelo hasta una altura de diez kilómetros. Los parámetros de medición más importantes son las propiedades de las nubes, los perfiles de temperatura y humedad, los flujos de energía y las propiedades de las partículas de aerosol y los gases traza.

La Prof. Dra. Susanne Crewell, investigadora atmosférica de la Universidad de Colonia, explica: "Al coordinar los patrones de vuelo de los tres aviones, podemos seguir las masas de aire a medida que se desarrollan en el espacio y el tiempo", explica la Prof. Dra. Susanne Crewell, investigadora atmosférica de la Universidad de Colonia.

Las mediciones nos permiten observar más de cerca las estructuras más finas de las nubes, hasta las partículas individuales, y explorar la influencia del hielo marino del Ártico en las propiedades de las nubes. La combinación de las distintas mediciones permite obtener una imagen casi completa de la masa de aire investigada. 

Una ayuda importante son las llamadas sondas de caída, que se lanzan desde el avión y planean hasta el suelo en pequeños paracaídas. En su recorrido por la atmósfera, proporcionan mediciones de temperatura, presión atmosférica y humedad.

El globo cautivo BELUGA se usa para medir la turbulencia, la radiación y las propiedades de los aerosoles durante la fase de transición a la noche polar. © 2022 by TROPOS / Holger Siebert.El globo cautivo BELUGA se usa para medir la turbulencia, la radiación y las propiedades de los aerosoles durante la fase de transición a la noche polar. © 2022 by TROPOS / Holger Siebert.

Paralelamente a las mediciones aéreas, se realizan mediciones de perfiles con un globo cautivo en la estación de investigación AWIPEV del AWI, cerca de Ny-Ålesund, en Spitsbergen, por el Instituto Leibniz de Investigación Troposférica (TROPOS) y la Universidad de Leipzig. Además de los parámetros meteorológicos, también se estudian los procesos de intercambio a pequeña escala, la radiación y los parámetros de los aerosoles desde el suelo hasta una altura de un kilómetro.

Estas mediciones se llevaron a cabo por primera vez en otoño de 2021 durante la transición a la noche polar y ahora se repetirán durante la transición al día polar con el fin de vincular las mediciones continuas en tierra con las mediciones de los aviones. Las mediciones con instrumentos de teledetección terrestre en la estación de investigación AWIPEV, así como los últimos métodos de teledetección por satélite y los modelos climáticos numéricos más avanzados, completarán también el amplio conjunto de datos de la campaña HALO (AC).

El avión de investigación HALO tendrá su base en Kiruna (Suecia) del 11 de marzo al 15 de abril de 2022. Los aviones polares Polar 5 y Polar 6 operarán desde Longyearbyen (Spitsbergen) del 19 de marzo al 13 de abril de 2022. Las mediciones de la aeronave se centrarán en una zona del norte del Océano Ártico y el Estrecho de Fram y alrededor de Spitsbergen (78°N, 16°E). También está previsto realizar mediciones con globos en la estación AWIPEV cerca de Ny-Ålesund, Spitsbergen, durante un período complementario de unas ocho semanas entre mediados de marzo y mediados de mayo de 2022.

¿Qué entidades participan?

Base de investigación germano-francesa AWIPEV, Ny Alesund, observatorio con el sistema de laser lidar KARL, que se usa para examinar la atmósfera en busca de nubes delgadas y aerosoles, las partículas suspendidas más pequeñas en el aire. © 2016 by Rene Bürgi.Base de investigación germano-francesa AWIPEV, Ny Alesund, observatorio con el sistema de laser lidar KARL, que se usa para examinar la atmósfera en busca de nubes delgadas y aerosoles, las partículas suspendidas más pequeñas en el aire. © 2016 by Rene Bürgi.

HALO-(AC)³ es una campaña de investigación conjunta de la Universidad de Leipzig, el Instituto Alfred Wegener, el Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina, el Centro Aeroespacial Alemán, el Instituto Leibniz de Investigación Troposférica, los Institutos Max Planck de Meteorología y Química, así como las Universidades de Bremen, Hamburgo, Colonia, Maguncia y la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich, y socios internacionales. Más de 100 científicos de 12 países participarán en el proyecto de investigación. HALO-(AC)³ combina la investigación sobre "Amplificación del Ártico" dentro del Programa de Prioridad de Infraestructura para el Uso Científico de HALO y el Centro de Investigación Colaborativa/Transregio Cambio Climático del Ártico (AC)³ (Amplificación del Ártico: Procesos Atmosféricos y de SurfaCe relevantes para el clima, y Mecanismos de Retroalimentación). Ambos grandes proyectos están financiados por la Fundación Alemana de Investigación.

Alarmantes observaciones de los actuales vuelos de medición de HALO

Desde el 12 de marzo de 2022, HALO ya ha realizado con gran éxito varios vuelos de investigación desde Kiruna sobre los mares de Noruega y Groenlandia y el estrecho de Fram hasta el Polo Norte. Estos vuelos han investigado una afluencia masiva de aire cálido en el Ártico, durante la cual se han observado varios fenómenos inusuales, como lluvias intensas sobre el hielo marino. Esta lluvia podría tener serias implicaciones para un posible derretimiento temprano del hielo marino, ya a mediados de marzo.

También se registraron nubes masivas, casi tan altas como en los trópicos. Las temperaturas de la superficie del Estrecho de Fram durante los primeros vuelos fueron más de 20 grados centígrados superiores a las previstas en los registros a largo plazo. No solo la intensidad de la afluencia de aire cálido observada, sino también la duración parece inusual. El martes 15 y el miércoles 16 de marzo se observó otro transporte de humedad hacia el Ártico, denominado "río atmosférico", que probablemente provoque precipitaciones récord y un calentamiento aún mayor en todo el Ártico.

Los productos de previsión indican que el hielo marino se verá gravemente afectado por este calentamiento masivo. Los científicos sobre el terreno aguardan con expectación la posibilidad de que se produzcan más acontecimientos importantes y esperan poder seguirlos en los próximos días. Con la llegada de los aviones Polar 5 y Polar 6 a Svalbard a partir del 18 de marzo de 2022, se podrán realizar los vuelos de medición coordinados previstos para comprender mejor la complejidad de estos eventos.

Acerca de HALO

El avión de investigación HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) es una iniciativa conjunta de instituciones alemanas de investigación medioambiental y climática. HALO está financiado por subvenciones del Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF), la Fundación Alemana de Investigación (DFG), la Asociación Helmholtz, la Sociedad Max Planck (MPG), la Asociación Leibniz, el Estado Libre de Baviera, el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT), el Centro de Investigación Jülich (FZJ) y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR).

Acerca de Polar 5 y Polar 6

Aviones Polar5 y Polar6 en el aeropuerto de Inuvik, Canadá. © 2022 by Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz para la Investigación Polar y Marina.Aviones Polar5 y Polar6 en el aeropuerto de Inuvik, Canadá. © 2022 by Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz para la Investigación Polar y Marina.

El Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz para la Investigación Polar y Marina (AWI) realiza investigaciones en regiones del Ártico y el Antártico, a menudo inaccesibles y cubiertas de hielo. El uso de aviones de investigación es indispensable en este caso. Las dos aeronaves Polar 5 y Polar 6 del tipo Basler BT-67 están especialmente equipadas para volar en las condiciones ambientales extremas de las regiones polares. La aeronave puede despegar y aterrizar en pistas de hormigón, grava y nieve con la ayuda de un tren de aterrizaje combinado de esquí y ruedas. Los sistemas de deshielo, las alfombras térmicas para las baterías y los motores, así como los avanzados sistemas de navegación, permiten incluso volar a ciegas y aterrizar en condiciones meteorológicas muy difíciles y a temperaturas de hasta -54 grados Celsius.

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