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CAMBIO CLIMÁTICO. La circulación oceánica es clave en el impacto del cambio climático

 

Corrientes oceánicas. Fuente: NASA / Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

La precisión de las predicciones climáticas depende fundamentalmente de cómo se incorpora la circulación oceánica del Atlántico norte en los modelos climáticos, según muestra un estudio.

Treinta modelos climáticos del IPCC de última generación predicen climas dramáticamente diferentes para el hemisferio norte, especialmente Europa. Un análisis de la gama de respuestas ahora revela que las diferencias se deben principalmente a las simulaciones de cambios en las corrientes del océano Atlántico norte del modelo individual y no solo, como se supone normalmente, a los cambios atmosféricos. 

El trabajo, de Katinka Bellomo, Consejo Nacional de Investigación de Italia, Instituto de Ciencias Atmosféricas y Clima, y ​​sus colegas se publica hoy en Nature Communications  y es parte de la colaboración científica europea, TiPES, coordinada por la Universidad de Copenhague.

Todos los modelos climáticos varían en la precisión de los parámetros de ajuste fundamentales. Variables como la presión atmosférica, la nubosidad, los gradientes de temperatura, las temperaturas de la superficie del mar y muchas más están ajustadas para interactuar de manera ligeramente diferente para cada modelo. Esto significa que las predicciones de muchos modelos también varían.

Variaciones pronosticadas en el clima de Europa según ajustes paramétricos en los modelos climáticos. Fuente: TiPES / HP

Los centros internacionales de modelado ejecutan un conjunto coordinado de simulaciones de modelos climáticos, que luego son evaluados por el IPCC y resumidos en un informe equilibrado. Pero, naturalmente, permanece una incertidumbre, lo que refleja las diferentes afinaciones de los modelos.

“Queremos comprender las diferencias entre estos modelos. ¿Por qué un modelo proyecta un cambio de temperatura global global de dos grados mientras que otro de cuatro grados? Nuestro objetivo es reducir esta incertidumbre entre modelos. También queremos comprender las diferencias en estos modelos en términos de cambio climático regional ”, explica la Dra. Katinka Bellomo.

Dos tipos de escenarios climáticos

Bellomo y sus colegas analizaron simulaciones de treinta modelos climáticos diferentes y encontraron una diferencia importante. Existe un desacuerdo entre los modelos sobre la tasa de disminución de la circulación de vuelco meridional del Atlántico (AMOC), un gran sistema de corrientes oceánicas en el Atlántico norte que gira el agua superficial en una corriente oceánica profunda y juega un papel crucial en la distribución de calor de los trópicos al hemisferio norte.

“Para ver cómo esta diferencia se reflejaba en las proyecciones del clima futuro, agrupamos los diez mejores modelos (de un total de treinta) en los que la disminución de AMOC es menor. Luego comparamos el grupo con la media de los 10 modelos que tienen el mayor descenso ”, explica Bellomo.

El análisis reveló dos tipos distintos de escenarios climáticos. En modelos donde la disminución de AMOC es grande, Europa se calienta solo ligeramente, pero los patrones de viento en Europa y los patrones de precipitación en los trópicos cambian drásticamente. Sin embargo, en modelos en los que la disminución de AMOC es menor, el hemisferio norte se calienta considerablemente y surge un patrón bien conocido de regiones húmedas que se vuelven más húmedas y secas y secas.


Mapa topográfico de los mares nórdicos y cuencas subpolares con circulación esquemática de corrientes superficiales (curvas sólidas) y corrientes profundas (curvas discontinuas) que forman una porción de la circulación de vuelco meridional del Atlántico (AMOC). Los colores de las curvas indican temperaturas aproximadas.


Separar los mecanismos

Esto significa que las incertidumbres en las predicciones del clima futuro pueden depender en gran medida de cómo los modelos climáticos predicen cambios en el vuelco de la circulación en el Atlántico Norte. Por lo tanto, el resultado desafía la comprensión previa de los mecanismos que controlan el cambio climático en el Atlántico Norte, en los que se sospechaba que las parametrizaciones de la atmósfera causan la mayor parte de la incertidumbre.

“Esto es importante porque apunta a la AMOC como una de las mayores fuentes de incertidumbre en la predicción del clima”, dice Katinka Bellomo.

Los científicos necesitan investigar más en detalle los procesos que conducen a las diferencias entre modelos en la respuesta de la circulación oceánica, el vínculo entre la respuesta de la circulación oceánica y el cambio de precipitación, y también poder comparar los resultados con las proyecciones de cambio climático en el futuro cercano.

Los dos gráficos siguientes muestran las variaciones en precipitación y temperatura previstas según la modelización que se haga del AMOC (vuelco en la circulación meridional de las corrientes oceánicas en el Atlántico Norte).


CAMBIOS EN LA PRECICIPTACIÓN ASOCIADOS CON AMOC. Los paneles a , b muestran el cambio medio anual normalizado de precipitación en el 4xCO 2 abrupto con respecto al control preindustrial para a el promedio del grupo de disminución de AMOC grande y b el promedio del grupo de disminución de AMOC pequeño. El panel c es su diferencia (a menos b). Para cada modelo, el cambio de precipitación (ΔP) se divide por el ΔGSAT respectivo, por lo que las unidades son mm / día por grado de calentamiento global. En los paneles a - c , los contornos superpuestos muestran la precipitación media climatológica calculada a partir de todos los modelos. Panel d muestra el cambio de precipitación media zonal en el sector del Atlántico norte en el grupo de disminución de AMOC grande (azul) y el grupo de disminución de AMOC pequeño (rojo). Las líneas gruesas son los promedios del grupo, mientras que las líneas finas muestran a cada miembro del grupo. Los marcadores redondos indican dónde la prueba t de Student entre las medias de los dos grupos es significativa al nivel del 90%. La línea negra es la climatología de precipitación media zonal calculada a partir del control preindustrial de todos los modelos: las unidades son de mm / día y la escala correspondiente se ubica en el eje y del lado derecho.


CAMBIOS EN LA TEMPERATURA SUPERFICIAL ASOCIADOS CON AMOC. Los paneles a , b muestran el cambio de temperatura superficial media anual normalizado en el 4xCO 2 abrupto con respecto al control preindustrial para a el promedio del grupo de disminución de AMOC grande y b el promedio del grupo de disminución de AMOC pequeño. El panel c es su diferencia (a menos b). Para cada modelo, el cambio de temperatura de la superficie se divide por el ΔGSAT respectivo, por lo que las unidades son ° C por grado de calentamiento global. En los paneles ( a ) y ( b ), los contornos superpuestos muestran la temperatura media climatológica de la superficie calculada a partir de todos los modelos. En el panel c, los contornos superpuestos muestran los valores numéricos asociados con las diferencias de temperatura superficial de los contornos coloreados. El panel d muestra el cambio en la TSM subpolar del Atlántico norte (ΔSPNA) dividido por ΔGSAT, frente al cambio de AMOC (ΔAMOC) en unidades de Sv. Los círculos representan los modelos CMIP5, mientras que los diamantes representan los modelos CMIP6. La línea negra discontinua es la regresión lineal (y= 0,13 x + 1,8) con R 2 : 0,63. Las líneas verticales azules y rojas representan los terciles inferior y superior de la distribución ΔAMOC. Los modelos a la izquierda de la línea azul pertenecen al grupo de declive AMOC grande, mientras que los modelos a la derecha de la línea roja pertenecen al grupo de declive AMOC pequeño.


NOTAEl proyecto TiPES es un proyecto interdisciplinario de ciencia del clima Horizonte 2020 de la UE sobre puntos de inflexión en el sistema terrestre. 18 instituciones asociadas trabajan juntas en más de 10 países. TiPES está coordinado y dirigido por el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, Dinamarca. El proyecto TiPES ha recibido financiación del programa europeo de investigación e innovación Horizonte 2020.

Fuente: 16 June 2021, Nature CommunicationsDOI: 10.1038/s41467-021-24015-w


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