Al igual que los 60.000 kilómetros de arterias y venas que recorren el cuerpo humano, las corrientes oceánicas son el alma de nuestro planeta: algunas fluyen distancias cortas, otras rodean el mundo, pero todas desempeñan un papel fundamental en la regulación del clima.
por Robert C. Jones Jr., Universidad de Miami
Uno de los sistemas de corrientes más complejos, la Circulación Meridional de Inversión del Atlántico, o AMOC, es una cinta transportadora global que distribuye el calor por todo el Atlántico transportando aguas más cálidas al norte y aguas más frías al sur.
«Para que el clima de la Tierra permanezca en equilibrio, tiene que haber un enorme transporte de calor desde latitudes bajas a altas mediante las circulaciones atmosférica y oceánica combinadas», dijo William Johns, profesor de ciencias oceánicas en la Escuela de Ciencias Oceánicas Rosenstiel de la Universidad de Miami. Ciencias Marinas, Atmosféricas y Terrestres, que utiliza instrumentación amarrada a largo plazo para estudiar la circulación oceánica.
«En el hemisferio norte , el AMOC representa casi el 25 por ciento de ese transporte de calor a nivel mundial. Es único en los océanos globales porque el Atlántico es el único lugar donde las aguas superficiales cálidas se mueven hacia el norte desde los trópicos hasta los polos. latitudes y se enfrían y se hunden a grandes profundidades».
Esas aguas profundas, explicó, luego se mueven hacia el sur debajo de la capa cálida, formando una circulación meridional de «vuelco» que los científicos llaman AMOC.
«La cantidad de calor que transporta es casi inimaginable para la mayoría de la gente», dijo Johns, señalando que el valor es un poco más de 10 a 15 vatios. «Eso es un 1 seguido de 15 ceros, o un billón de vatios, que es aproximadamente 100 veces la producción total de energía global en la Tierra a partir de todas las fuentes de energía».
Pero, ¿la AMOC, que afecta los patrones de sequía e inundaciones, se encamina hacia un colapso a mediados de este siglo? Un estudio reciente realizado por un equipo de científicos de la Universidad de Copenhague, publicado en la revista Nature Communications , advierte que, con el ritmo actual de emisiones de gases de efecto invernadero que calientan el planeta, el cierre del AMOC podría producirse en cualquier momento entre 2025 y 2095. , provocando rápidos cambios meteorológicos y climáticos en todo el mundo.
Johns, que ha estado estudiando el AMOC durante casi 20 años, saliendo al mar en expediciones de investigación que pueden durar hasta un mes, responde preguntas sobre el estudio de Copenhague y proporciona una actualización sobre su propia investigación relacionada con este sistema de vital importancia. corrientes oceánicas .
¿Cómo llegaron a sus conclusiones los científicos del estudio de Nature Communications ?
Hay varias suposiciones que se vinculan en ese estudio para llegar a la conclusión de que es probable que se produzca un colapso de AMOC este siglo. En primer lugar, utilizan un indicador de la fuerza de AMOC basado en los cambios de temperatura de la superficie del mar (SST) en el Atlántico norte subpolar, ya que nuestros registros medidos directamente de la fuerza de AMOC, disponibles desde 2004, no son lo suficientemente largos como para proporcionar una base para su análisis. Ese indicador de TSM involucra una llamada «parche fría» en el área al sur de Groenlandia, que es uno de los pocos lugares en el océano del mundo que no muestra un calentamiento continuo a medida que aumentan las concentraciones de CO 2 atmosférico .
¿Qué tan preciso es el estudio? ¿Hay algo de qué preocuparse en su metodología?
El problema es que todavía no sabemos con certeza si este proxy SST está definitivamente relacionado con la fuerza de AMOC. Los modelos climáticos acoplados respaldan que así sea, y el mecanismo tiene sentido: una reducción en la AMOC reduce el transporte de calor hacia el norte en el Atlántico y da como resultado un enfriamiento relativo del Atlántico Norte subpolar con respecto a la TSM promedio global.
Sin embargo, si bien la mayoría de esos modelos muestran una correlación entre la zona fría y el AMOC, esa correlación está dominada por las tendencias a largo plazo en cada uno, y no hay evidencia de que las variaciones a corto plazo en la zona fría en términos interanuales a decenales Las escalas de tiempo están estrechamente vinculadas a los cambios en la AMOC. De hecho, en los estudios modelo publicados hasta ahora sobre esto, parece que hay muy poca correlación entre el índice de parche frío y los cambios de AMOC en estas escalas de tiempo más cortas.
Sin embargo, esa es una suposición crítica en el estudio, ya que basan su advertencia de un cierre de AMOC en los cambios en la cantidad de variabilidad de ese proxy de SST en esas mismas escalas de tiempo. Hasta donde yo sé, este análisis de los vínculos a corto plazo entre la ola de frío y los cambios de AMOC en los modelos acoplados no se ha realizado ni fue considerado por los autores. Esto, en mi opinión, es un defecto lógico de su modelo.
En segundo lugar, su estudio se basa en los fundamentos de la teoría de la transición en sistemas no lineales, donde la inestabilidad del sistema se indica, en parte, por una varianza creciente (es decir, volatilidad) que puede conducir a un punto de inflexión hacia una nueva cuasi- estado estable, en este caso, un apagado completo del AMOC. Sin embargo, no hay física en su modelo; es simplemente un modelado matemático basado en la historia temporal de una cantidad particular; en este caso, la historia temporal del índice SST del parche frío.
Para hacer una analogía con algo que puede resultar más familiar para la gente, es algo similar a ciertos tipos de análisis técnicos en los mercados de valores, donde el aumento de la volatilidad a menudo presagia una transición importante o una caída importante del mercado. Pero esos modelos obviamente están lejos de ser perfectos; de lo contrario, todos los que los hicieran serían increíblemente ricos a estas alturas. Personalmente, me cuesta creer que un análisis basado simplemente en el comportamiento pasado de una cantidad pueda proporcionar una predicción tan sólida de su comportamiento futuro.
¿Qué importancia tiene el estudio como señal de alerta sobre los peligros del cambio climático?
Tenemos mucho de qué preocuparnos con respecto al futuro de la AMOC, ya que sabemos que tanto el calentamiento global como una de sus principales consecuencias (el aumento del derretimiento del hielo marino y terrestre en el Ártico) tenderán a desacelerar la AMOC y podrían conducir a hasta un eventual punto de inflexión. La amenaza a la AMOC es sólo uno de los muchos resultados altamente indeseables de nuestra continua dependencia de los combustibles fósiles, por ejemplo, la acidificación de los océanos, la desoxigenación de los océanos y las olas de calor globales, por nombrar sólo algunos. Este estudio es sólo una advertencia más de que necesitamos cambiar rápidamente nuestro comportamiento como raza humana para evitar consecuencias potencialmente catastróficas.
De hecho, la AMOC se está debilitando. ¿Qué está causando que se debilite y cuál sería el resultado de su colapso? ¿Veríamos el tipo de clima y condiciones climáticas rápidamente catastróficas retratadas en la película El día después de mañana?
No exactamente en esa escala de tiempo. Es probable que los cambios se produzcan a lo largo de muchos años o décadas, en lugar de sólo unas pocas semanas. El océano tiene mucho calor almacenado y eso ayuda a amortiguar el sistema climático. Sin embargo, los impactos de un colapso o una desaceleración importante de AMOC son ampliamente conocidos y, en general, son resultados sólidos de los modelos de proyección climática. Incluyen un enfriamiento significativo en el Atlántico norte y en todo el hemisferio norte, y una acumulación de calor en el Atlántico tropical y sur, que podría provocar tormentas tropicales más intensas.
También se producirían cambios importantes en los patrones de precipitación globales, lo que podría crear condiciones de sequía severa en ciertas áreas e inundaciones devastadoras en otras. Uno de los impactos más inmediatos y preocupantes sería un aumento sustancial del nivel del mar, de hasta un pie o más, a lo largo de la costa este de Estados Unidos si el AMOC colapsara repentinamente.
Entre en detalles sobre su propia investigación relacionada con AMOC y lo que ha descubierto.
He estado involucrado en el proyecto Rapid Climate Change-Meridional Overturning Circulation and Heat Flux Array (RAPID-MOCHA) desde que comenzó en 2004, y también con OSNAP (Overturning in the Subpolar North Atlantic Program) desde que comenzó en 2014. En ambos proyectos, colaboramos con investigadores de otras naciones para desplegar conjuntos de amarres en las profundidades del océano que nos permiten monitorear continuamente la fuerza del AMOC.
En RAPID-MOCHA, hemos observado una disminución general del AMOC durante los casi 20 años que llevamos realizando esas mediciones, pero aún no estamos seguros de cuánto de eso está relacionado con el calentamiento global versus la variabilidad natural en escalas de tiempo decenales.
Estos programas de observación están destinados a proporcionar puntos de referencia para los modelos climáticos globales, probar su capacidad para simular el AMOC y su variabilidad, y ayudar a validar sus predicciones. Las observaciones también ayudan a comprender la física de las variaciones naturales del AMOC para poder separarlas de las variaciones del AMOC a largo plazo asociadas con el cambio climático.
¿Qué próximos cruceros de investigación relacionados con AMOC realizará?
Iremos a Islandia para organizar el próximo crucero OSNAP en el verano de 2024, y luego regresaremos al área al este de las Bahamas para nuestro próximo crucero RAPID-MOCHA a principios de 2025. Normalmente rotamos nuestro equipo desplegado aproximadamente cada dos años, que es aproximadamente el tiempo que podemos mantener todo funcionando de manera confiable antes de que sea necesario restaurar y recalibrar los instrumentos.
¿Cuánto duran normalmente sus cruceros científicos y cuáles son algunos de los desafíos que usted y otros investigadores enfrentan durante sus cruceros de investigación?
Normalmente estamos en el mar durante varias semanas a un mes en barcos de investigación de unos 200 pies de largo, viviendo y trabajando en espacios relativamente pequeños. Por lo tanto, existe una estrecha relación entre la tripulación del barco y los científicos a bordo, y trabajamos las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Hay un viejo dicho irónico que dice que «ir al mar es como ir a la cárcel, pero con el riesgo añadido de ahogarse». Uno de los principales desafíos es mantener una buena camaradería entre todas las partes para que todos trabajen como un equipo para lograr los objetivos, incluso en circunstancias a veces estresantes, y utilizar la cantidad de tiempo disponible que tenemos en el barco de la manera más eficiente posible.
El clima también es un gran desafío en algunos cruceros, donde durante fuertes tormentas podemos estar cerrados por períodos de días seguidos sin poder trabajar. Por lo general, tomamos en cuenta algunos «días climáticos» para la contingencia, pero nunca se sabe lo que sucederá y, a veces, eso nos obliga a tomar decisiones difíciles sobre qué ciencia debemos priorizar y qué simplemente no logramos.
¿Qué tipo de instrumentos utiliza?
Nuestros amarres suelen ir desde cerca de la superficie hasta el fondo, algunos de ellos a más de 5.000 metros de profundidad. Los amarres en sí tienen hasta 3,5 millas de largo y les colocamos varios instrumentos (principalmente correntímetros, perfiladores de velocidad acústica y registradores de temperatura/salinidad/presión) que miden las condiciones del océano en un conjunto de profundidades predeterminadas en la columna de agua. . La seguridad es siempre una preocupación importante, especialmente en nuestros cruceros donde desplegamos equipo pesado por la borda, como enormes flotadores y anclas de amarre de 5,000 libras hechas de pilas de ruedas de ferrocarril.
