Reportajes

Cambio climático

CXXV Efectos de las nubes y las masas de aire caliente sobre el Ártico

Juan Carlos Tellechea
lunes, 13 de mayo de 2024
Nubes sobre Ny Alesund © 2024 by Felix Pithan Nubes sobre Ny Alesund © 2024 by Felix Pithan
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El papel que desempeñan las nubes y las masas de aire caliente del océano abierto en el rápido calentamiento del Ártico es el tema central de un proyecto de investigación en curso en la dependencia del Instituto Alfred Wegener en la isla de Spitsbergen, la única habitada del archipiélago noruego de Svalbard.

Los científicos están adoptando una nueva perspectiva y rastreando cómo las masas de aire individuales se enfrían sobre el hielo marino, forman nubes y pierden humedad a través de las precipitaciones. Para ello, utilizan globos meteorológicos especiales que miden continuamente la temperatura y la humedad dentro de una masa de aire.

Spitsbergen es la más occidental de las islas principales del referido archipiélago noruego. Está separada de Nordaustlandet por el estrecho de Hinlopen y de Barentsøya y Edgeøya por el Storfjord. Tiene una superficie de 37.673 km2, lo que la hace mayor que todas las demás islas del archipiélago juntas. Se extiende unos 380 km de norte a sur y unos 220 km de oeste a este.

Situación

Las costas de Spitsbergen están muy recortadas y forman numerosos fiordos. El mayor y más famoso, el fiordo Isfjorden, se adentra en el centro de la isla y ofrece las condiciones más favorables para los asentamientos humanos por su ubicación protegida. El fiordo Wijdefjord, que se abre al norte, tiene una longitud comparable.

Las mayores elevaciones de la isla son Newtontoppen (1713 m), Perriertoppen (1712 m), Ceresfjellet (1675 m), Chadwickryggen (1640 m) y Galileotoppen (1637 m). Se encuentran en el sur de Ny-Friesland.

El clima de la isla de Spitsbergen es ártico. La temperatura media anual en Longyearbyen, su centro administrativo, es de -7 °C, en las montañas hasta -15 °C. El mes más cálido es julio, con una temperatura de unos 6 °C, y el más frío febrero, con unos -16 °C. En las zonas costeras, la temperatura del aire viene determinada en gran medida por la temperatura superficial del agua del mar. En la costa occidental de Spitsbergen, la corriente del Golfo ejerce su influencia, por lo que los fiordos no suelen helarse ni siquiera en invierno. El clima de Spitsbergen es aún más seco que el de las islas orientales de Svalbard.

Spitsbergen se encuentra al norte del límite del permafrost. El suelo está constantemente helado a una profundidad de 10 a 40 metros en las costas y a varios cientos de metros en las tierras altas del interior de la isla.

Pronósticos

Fieke Rader lanza un globo meteorológico normal poco después del globo CMET que se ve al fondo. © 2024 by Felix Pithan.Fieke Rader lanza un globo meteorológico normal poco después del globo CMET que se ve al fondo. © 2024 by Felix Pithan.

La previsión meteorológica para la región alrededor de Spitsbergen ha tenido un significado muy especial para el Dr Felix Pithan en los últimos días: ha estado buscando una afluencia de masas de aire húmedo para investigar el papel de las nubes y el enfriamiento radiante en el cielo despejado para los cambios en los perfiles de temperatura y humedad.

Para ello utiliza globos meteorológicos especiales, conocidos como globos CMET. Se lanzan en masas de aire que proceden del océano abierto y fluyen hacia el Ártico central.

El Dr Felix Pithan, físico de la atmósfera que dirige desde 2023 el grupo de investigación junior “A3M-transform”, financiado pro el Consejo Europeo de Investigación (ERC), en el Instituto Alfred Wegener del Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI), explica que:

Se trata de las primeras observaciones lagrangianas reales de cambios en la masa de aire, tras una entrada de humedad en el Ártico.

Observación

En el enfoque lagrangiano, los investigadores observan cómo se desarrolla una masa de aire en movimiento en lugar de fijarse en los cambios que se producen en la atmósfera por encima de un punto fijo.

Muy satisfecho con la marcha de los estudios, el Dr Felix Pithan afirma que:

Los globos CMET se desplazan con la masa de aire durante varios días y nos proporcionan datos sobre la humedad, la temperatura y el viento. Podemos controlar la altitud de los globos mediante comunicación por satélite y registrar así perfiles específicos desde unos cientos de metros hasta varios kilómetros sobre el suelo. El primer globo lanzado en el marco del proyecto pudo realizar mediciones durante 17 horas seguidas, cubriendo una distancia de 642 kilómetros. Cruzó gran parte del estrecho de Fram, al oeste de Spitsbergen, y derivó sobre el hielo marino durante varias horas.

Simulaciones

En los próximos meses, el equipo analizará cómo se ha enfriado la masa de aire que rodea al globo en su camino desde el océano abierto hasta el Ártico central. Los investigadores también utilizarán modelos de alta resolución que, a diferencia de los modelos climáticos y meteorológicos globales, pueden simular nubes individuales.

A lo largo de los cinco años que durará el proyecto, Felix Pithan y su equipo quieren utilizar estos resultados para comprender mejor el creciente cambio climático en el Ártico: los modelos climáticos prevén un calentamiento de hasta 20 grados en invierno y una duplicación de las precipitaciones en este siglo en comparación con finales del siglo XX. Al mismo tiempo, los modelos climáticos tienen grandes dificultades para simular procesos importantes en el Ártico, como la transición de partículas de nubes líquidas a heladas.

Proceso

El Dr Felix Pithan añade que:

La transición de nubes líquidas a heladas es un paso crucial en el enfriamiento de las masas de aire originalmente cálidas sobre el Ártico. Si comprendemos mejor este proceso, podremos predecir con mayor exactitud cuánto se calentará el clima con una determinada concentración de CO2, ya que reduciremos una importante incertidumbre en la sensibilidad climática.

El equipo también quiere entender por qué se transportará más vapor de agua al Ártico en el futuro: ¿cambiará en particular el contenido de agua de las masas de aire importadas? ¿O cambiará la circulación atmosférica y transportará más masas de aire cálido y húmedo al Polo Norte? Al mismo tiempo, el equipo quiere investigar cómo afectan los cambios en el Ártico a la circulación atmosférica.

En su investigación, el equipo se centra en las masas de aire relativamente cálidas y húmedas que son transportadas al Ártico. Allí se enfrían y se secan mediante la formación de nubes y precipitaciones. A continuación, las masas de aire frío y seco vuelven a ser transportadas hacia el sur y absorben calor y humedad sobre el océano abierto. Esta perspectiva explica dos estados diferentes de la atmósfera que se han observado en invierno en expediciones al Ártico como MOSAiC: Por un lado, un estado nuboso en el que las gotas de agua líquida de las nubes protegen la superficie del hielo marino de un mayor enfriamiento. Por otro lado, un estado despejado en el que la superficie del hielo marino irradia calor al espacio relativamente sin obstáculos.

Más humedad

Cuando la capa de hielo marino en el Ártico se reduce en invierno, se evapora más agua sobre el océano abierto. Parecía lógico considerar que esta agua era la fuente y la razón por la que el Ártico se vuelve más húmedo en invierno.

El físico Dr Felix Pithan subraya que:

Sin embargo, un equipo de investigación finlandés ha demostrado que la mayor parte del agua adicional evaporada de este modo se exporta rápidamente del Ártico, mientras que la humedad adicional en el Ártico tiende a importarse de latitudes más bajas si se siguen las masas de aire. Por eso ahora utilizamos los lanzamientos de globos para ofrecer una perspectiva de seguimiento de las masas de aire, lo que nos da nuevas perspectivas.

A continuación, combinará estos datos con las mediciones atmosféricas estándar de la estación AWIPEV y los resultados de una campaña con el avión de investigación Polar 6 de AWI, en la que participará desde Longyearbyen, Spitsbergen, tras su estancia en la estación.

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