Efectos del cambio climático hoy I: Cambios en el océano Ártico y en el Jetstream (Cambio Climático: 2 de 4)

SEGUNDA PARTE

EFECTOS  DEL  CAMBIO  CLIMATICO  HOY- I

(Cambios en el océano Ártico y en el Jetstream)

 

La semana anterior constatamos que en el pasado se han producido múltiples cambios climáticos y vimos que ahora estamos inmersos en un calentamiento global, provocado por la acción del hombre. El aumento de CO2 atmosférico es la causa primaria del incremento medio de temperaturas de 1.55ºC a nivel global (de 1750 a 1900 se estima un incremento de 0.3ºC y de 1900 a 2020 un incremento de 1,25ºC). Este aumento de temperatura está desestabilizando el clima tal y como lo hemos conocido hasta ahora. En esta entrega vamos a hablar de los cambios que estamos ya experimentando en los sistemas climáticos a día de hoy. Son muchos y variados, normalmente interrelacionados entre sí, e incluso se retroalimentan unos a otros. Las grandes repercusiones que tienen, amenazan la estabilidad climática que hemos disfrutado en los últimos 12.000 años, desde el final de último periodo glacial. Hoy nos centraremos en los cambios sufridos en el hielo del océano Ártico y en el Jetstream.

1. Pérdida del hielo del Océano Ártico       

Océano Ártico. Fuente: Copernicus Climate Change Service

 

El hielo presente en las zonas polares juega un papel crucial en el mantenimiento de patrones climáticos estables. Las zonas polares actúan como los refrigeradores del planeta, ayudan a mantener las temperaturas medias del planeta tal y como las hemos conocido hasta ahora, unos 15ºC, y son claves en la generación de fenómenos atmosféricos.

El aumento medio de temperatura global de 1,55ºC no se distribuye de manera uniforme por la superficie terrestre. De hecho, es mucho más acusado en la zona polar ártica. Esto se debe a un fenómeno conocido con el nombre de Amplificación Polar, paso a explicarlo.

La zona polar ártica está ocupada principalmente por agua, el océano Ártico. Sus aguas están permanentemente heladas, produciéndose un deshielo parcial de las mismas en verano. El hielo refleja la radiación solar incidente en un 80-90%, actuando como un espejo. Por lo tanto, tan solo un 10-20% de esa radiación incidente llega a calentar la superficie de las zonas cubiertas por hielo. Esto asegura que se mantengan frías y estables. Al porcentaje de radiación incidente que cualquier superficie refleja se le llama albedo, por lo tanto, el albedo del hielo es de un 80-90.

Conforme la temperatura del planeta va subiendo, parte de ese hielo se funde. El agua que sustituye al hielo tiene un albedo mucho menor, tan solo refleja el 10% de la radiación solar, por lo que ahora un 90 % de esa radiación incidente es absorbida y calienta la superficie del agua. Como podemos ver, al pasar de hielo a agua, la cantidad de calor que se absorbe se multiplica casi por 9 (pasamos del 10% al 90%). Este incremento tan grande en la cantidad de calor absorbido hace que las temperaturas suban mucho más en la zona ártica que en zonas de latitud inferior. De hecho, en la siguiente gráfica de anomalías de temperaturas medias por latitudes, en el intervalo de septiembre a noviembre de 2020, y tomando como referencia la media de temperaturas de 1951 a 1980, se observan incrementos de hasta 6ºC en las zonas cercanas al polo norte, (cuatro veces más que en latitudes medias). 

 

Aumento de Temperatura por latitud entre Septiembre y Noviembre de 2020. Fuente: NASA Goddard Institute for Space Studies, Gráfica de Zachary Labe (@ZLabe)

 

En este proceso también hay que tener en cuenta que el calor latente de fusión del hielo es de 80 calorías. Esto quiere decir que para pasar de 1 gramo de hielo a 0ºC a 1 gramo de agua a 0ºC se necesitan 80 calorías.  Ahora bien, una vez que se ha fundido, para incrementar un grado centígrado ese gramo de agua, tan solo hay que aplicarle una caloría. Vemos, por tanto, que el hielo además de actuar como un espejo reflejando la radiación, también actúa como un escudo, que retrasa el calentamiento. Fundir el hielo requiere mucha energía. Una vez que se ha fundido, el calentamiento del agua se produce mucho más rápidamente. Por lo tanto, cuanto más calor hace, más hielo se funde y esto resulta en más absorción de calor todavía. Es un ciclo de retroalimentación positiva.

El hielo ártico alcanza su máxima extensión en marzo, justo después del invierno polar, y llega a su mínima extensión en septiembre, al final del verano. Según datos del National Snow and Ice Data Center (University of Boulder Colorado) y del Polar Science Center (University of Washington), en los últimos 50 años, la cantidad de hielo en verano ha disminuido un 50%, a un ritmo de 13.4% cada década desde 1979. En 2020 en invierno, la extensión de hielo fue de 18 millones de km2 y en verano de 3.7 millones de km2. El hielo que va quedando es cada año más delgado y más frágil, lo que lo hace más vulnerable a fundirse al año siguiente. De hecho, hace unos años, grosores de hielo de unos 5 metros eran muy comunes, este era hielo que se conservaba durante varios años. Este último verano de 2020, el grosor más frecuentemente observado ha sido menor a un metro, siendo casi todo este hielo formado el mismo año. En dicho verano, se alcanzó el segundo record de mínima extensión de hielo (3.7 millones de km2), tan solo superado el verano de 2012, y también se logró el tercer record histórico en menor volumen de hielo.

Extensión del hielo del océano Ártico en verano por años. Fuente: National Snow and Ice Data Center, Universidad de Boulder Colorado

 

Con esta progresiva pérdida de hielo, la comunidad científica nos avisa de que cada vez estamos más cerca de tener un verano sin hielo en el océano ártico. A esto se le denomina Blue Ocean Event (BOE) o Evento de Océano Azul, o sea, sin hielo. En realidad, se considera BOE cuando la extensión de hielo en verano llegue a ser inferior a 1 millón de kms2. Se estima que faltan muy pocos años para que ocurra este evento, probablemente menos de 10. Cuando esto ocurra, el calentamiento de las aguas del océano ártico se acelerará grandemente, lo que dificultará su posterior congelamiento en invierno. Conformen pasen los años después del primer verano sin hielo, la cantidad de meses en los que no habrá hielo en el océano se irá incrementando, y en un plazo de unas pocas décadas, no habrá hielo a lo largo del todo el año en el océano ártico, debido al enorme calentamiento que habrán sufrido sus aguas.

La llegada del primer verano sin hielo es un punto de inflexión de primer orden en el clima del planeta con consecuencias de gran impacto a nivel global. Podemos destacar las siguientes:

-Calentamiento rápido del océano ártico y aceleración en el calentamiento global.

-Cambios drásticos en la Corriente en Chorro o “Jetstream” que producirán climas más extremos (se explica en el siguiente apartado).

-Aceleración del deshielo en Groenlandia (con un grosor medio de hielo de unos 3 kms.) por el calentamiento generalizado del océano y aire que lo rodea.

-Incremento de vapor de agua en la zona ártica (subida de 7% por cada grado centígrado de calentamiento). El vapor de agua es un potente gas de efecto invernadero que acelerará aún más el calentamiento. Este supondrá un aumento de energía disponible en la atmosfera que favorecerá los fenómenos atmosféricos extremos.

-Este incremento de fenómenos meteorológicos extremos no será solo a nivel ártico sino a nivel global. Intensificación de olas de calor, sequías, tormentas e inundaciones. Temperaturas extremas en muchas zonas del planeta.

-Pérdida de normalidad y predictibilidad climática con un grave impacto en la producción agrícola global.

-Subida del nivel de los mares, por expansión térmica del agua (al calentarse ocupa más espacio) y por fusión del hielo de Groenlandia y Antártida.

-Pérdida de habitabilidad en zonas del planeta.

-Mayor liberación de metano del fondo oceánico, lo que hará subir las temperaturas aún más. (Se explicará más adelante).

Hay que añadir que la desaparición del manto de nieve en verano en las zonas terrestres del ártico como Siberia, Alaska y norte de Canadá, hace que están zonas absorban más radiación solar que cuando estaban cubiertas por nieve, acelerando el calentamiento.

A diferencia del ártico, la zona polar antártica, está ocupada por tierra, el continente de la Antártida. Éste se encuentra cubierto por una capa de hielo de un grosor medio de unos 2 kilómetros, con zonas que superan los 4 kilómetros. El deshielo en la Antártida ha sido mucho menos notable que en el Ártico, pero en los últimos años se ha estado acelerando, registrando pérdidas importantes de hielo en la península antártica y, de especial preocupación, en el glaciar Thwaites, de los más grande del mundo, del tamaño de Gran Bretaña, que ha comenzado una peligrosa trayectoria de deshielo.

2. Alteración en el Jetstream o Corriente en Chorro

El Jetstream es una corriente de aire en la atmósfera que se desplaza de oeste a este a gran velocidad. Se sitúa a unos 7-12 kms. de altura, en la tropopausa, en el límite entre la troposfera y la estratosfera. Tiene una anchura de varios centenares de kms. y un espesor vertical de varios kms., desplazándose a unos 160kms/hora. Juega un gran papel en la distribución de calor y generación de patrones meteorológicos a nivel global.  Su localización es muy útil para la predicción meteorológica. También se usa en aviación para reducir tiempos de vuelo, al volar los aviones con el viento a favor.

En el planeta hay cuatro jetstreams, dos polares y dos subtropicales. Los de mayor fuerza son los polares, ya que se originan por el mayor gradiente térmico que hay entre las zonas polares y las zonas de latitudes templadas. Al ser los polares los más fuertes, son los que juegan un papel mayor en la generación de fenómenos atmosféricos. También son los más susceptibles al rápido calentamiento de la zona ártica, lo que hace disminuir el gradiente térmico que lo origina.

Jetstreams en el planeta. Fuente: National Weather Service, NOAA

 

Como acabamos de decir, el Jetstream se genera por la diferencia de Temperatura o gradiente térmico que hay entre las zonas Polares y las zonas de latitudes templadas. A mayor gradiente térmico más fuerza adquiere esta corriente de aire y su desplazamiento hacia el este es más rápido y recto (con menos meandros o desviaciones hacia el norte o sur). El Jetstream en invierno se suele situar más al sur y se desplaza con más fuerza. En verano, sin embargo, se sitúa más al norte y es más débil, ya que el gradiente térmico entre zonas polares y templadas es menor. El Jetstream supone la frontera entre las masas de aire frío que se sitúan al norte del mismo y las masas de aire templado que se sitúan al sur.

Separación de aire frio y caliente por el Jetstream. Fuente: accuweather.com

 

Conforme la zona polar ártica se va calentando mucho más que las zonas templadas, por el fenómeno de amplificación polar explicado arriba, la diferencia de temperatura entre ambas zonas se hace menor. Ese menor gradiente térmico hace que el Jetstream pierda fuerza y se debilite (se estima que en las últimas 3 décadas se ha debilitado un 10%). En su desplazamiento hacia el este empieza a formar meandros, que se extienden hacia el norte y hacia el sur. De la misma manera, al tener menos fuerza, la velocidad con la que se desplaza hacia el este también disminuye, incluso estos meandros llegan a estancarse en ciertas localizaciones, generando en ellas fenómenos meteorológicos extremos y duraderos.  

 

Cambios en el Jetstream, se forman más meandros. Fuente: NASA/Trent L Schindler

Cuando un meandro del Jetstream se desplaza hacia el norte, esto hace que la masa de aire caliente que tiene justo al sur se desplace con él a latitudes altas, provocando un calentamiento muy inusual en estas zonas. De hecho, en los últimos inviernos árticos, meandros del Jetstream están llegando a zonas cercanas al polo norte permitiendo la llegada de aire mucho más templado y produciendo temperaturas en torno a 0ºC, cuando, en esa época de invierno y oscuridad polar, la temperatura habitual debería rondar los 30 o 40 º bajo cero. 

De la misma manera, cuando un meandro del Jetstream se desplaza hacia el sur, permite que la masa de aire frío que se sitúa al norte del mismo se desplace hacia el sur, provocando importantes olas de frío.

Hay que tener en cuenta que la agricultura, la floración de las plantas y las migraciones de las especies, han evolucionado dentro de unos parámetros de normalidad, estabilidad y predecibilidad climática y estacional. Los diferentes eventos en la naturaleza han ocurrido cuando tocaba, según los ciclos naturales. Sin embargo, ahora, el debilitamiento del Jetstream conduce a una pérdida de predecibilidad y normalidad en los fenómenos atmosféricos, trayendo en su lugar una variabilidad grande en los mismos, haciéndolos más extremos y menos predecibles. Estamos viendo cada vez con más frecuencia una alternancia entre estas fases frías y calientes, que cada vez son más extremas. Las implicaciones de esta variabilidad climática son muy grandes, veamos algunos ejemplos:

-En los últimos años es muy habitual tener en España una ola de frío con abundante nieve en las montañas, y tan solo una semana más tarde, tener un anticiclón con temperaturas cercanas a los 20 ºC, que hace que la mayoría de esa nieve desaparezca.

-Antes la nieve aguantaba en las cumbres hasta el mes de junio, lo que garantizaba más agua en los ríos en verano. Ahora se funde más rápidamente y, por tanto, el estiaje de los ríos es mucho más acusado, sus caudales son menores en verano.

-Las lluvias se producen de manera más explosiva aumentando las inundaciones.

-Las olas de calor se dan con más frecuencia en verano, permitiendo la entrada de aire caliente de África.

-La agricultura se está viendo afectada también. Aumenta la cantidad de heladas que se producen en primavera cuando las cosechas están en flor, disminuyendo su productividad.  Los patrones de lluvia se hacen menos predecibles.

 

Acabamos de ver el gran impacto que el deshielo del océano Ártico y el debilitamiento del Jetstream, están teniendo en la desestabilización del clima a nivel global. La semana que viene, seguiremos analizando otros sistemas que se están viendo fuertemente impactados por el cambio climático, como son los bosques, los océanos y los diferentes ecosistemas del planeta y su biodiversidad asociada.

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Autor: Alfonso Soria

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Dada la importancia del cambio climático y sus efectos sobre la Humanidad, la Naturaleza y la Madre Tierra y teniendo en cuenta el mucho desconocimiento y confusión que existen al respecto, este blog publica desde el jueves 18 de marzo y durante cuatro jueves consecutivos (18 de marzo a 8 de abril) un riguroso ensayo de Alfonso Soria, gran experto en la materia, divido en cuatro partes:

1ª Parte: Cambio climático en el pasado y gases de efecto invernadero (Cambio Climático: 1 de 4).

Jueves 18 de marzo de 2021

2ª Parte: Efectos del cambio climático hoy I: Cambios en el océano Ártico y en el Jetstream (Cambio Climático: 2 de 4).

Jueves 25 de marzo de 2021

3ª Parte: Efectos del cambio climático hoy II: Alteraciones en bosques, océanos, y ecosistemas (Cambio Climático: 3 de 4).

Jueves 1 de abril de 2021

4ª Parte: Soluciones (Cambio Climático: 4 de 4).

Jueves 8 de abril de 2021

Esperamos que su lectura sea de tu utilidad para aportar luz y discernimiento acerca de un tema tan transcendente.

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