Los modelos climáticos globales predicen que el océano alrededor de la Antártida debería estar calentándose, pero en realidad, esas aguas se han enfriado durante la mayor parte de las últimas cuatro décadas.

por Josie Garthwaite, Universidad de Stanford

La discrepancia entre los resultados del modelo y el enfriamiento observado, según han descubierto ahora los científicos de la Universidad de Stanford, se debe principalmente a la falta de agua de deshielo y a una subestimación de las precipitaciones.

«Encontramos que la tendencia de enfriamiento del Océano Austral es en realidad una respuesta al calentamiento global , que acelera el derretimiento de la capa de hielo y las precipitaciones locales», dijo Earle Wilson, profesor adjunto de ciencias del sistema terrestre en la Escuela de Sustentabilidad Doerr de Stanford y autor principal de un nuevo estudio en Geophysical Research Letters .

A medida que el aumento de las temperaturas derrite la capa de hielo de la Antártida y provoca más precipitaciones, la capa superior del Océano Antártico se vuelve menos salada y, por lo tanto, menos densa. Esto crea una capa que limita el intercambio de aguas superficiales frías con aguas más cálidas en el fondo.

«Cuanto más fresca sea la capa superficial , más difícil será mezclar el agua tibia», explicó Wilson.

Pero esta renovación no está plenamente representada en los modelos climáticos de última generación, una falla que los científicos han reconocido desde hace tiempo como una fuente importante de incertidumbre en las proyecciones del aumento futuro del nivel del mar.

«El impacto del deshielo glacial en la circulación oceánica está completamente ausente en la mayoría de los modelos climáticos», afirmó Wilson.

Reconciliar las discrepancias globales

La discrepancia entre las temperaturas superficiales del mar observadas y simuladas en la Antártida forma parte de un desafío mayor para los científicos y los gobiernos que buscan prepararse para los impactos climáticos. Los modelos climáticos globales generalmente no simulan con precisión el enfriamiento observado durante los últimos 40 años en el Océano Antártico y el Pacífico oriental alrededor del ecuador, ni la intensidad del calentamiento observado en los océanos Índico y Pacífico occidental.

También existe una discrepancia entre las simulaciones y la frecuencia observada de las condiciones climáticas de La Niña, definida por el hecho de que el Pacífico oriental es más frío que el promedio.

Los eventos de calentamiento en el Océano Antártico durante aproximadamente los últimos ocho años han atenuado en cierta medida la tendencia de enfriamiento de 40 años. Sin embargo, si las tendencias de la temperatura superficial del mar en todo el mundo siguen asemejándose a los patrones que han surgido en las últimas décadas, en lugar de acercarse a los patrones predichos en las simulaciones, esto cambiaría las expectativas de los científicos sobre algunos impactos a corto plazo del cambio climático .

«Nuestros resultados pueden ayudar a conciliar estas discrepancias globales», dijo Wilson.

Los océanos del mundo han absorbido más de una cuarta parte del dióxido de carbono emitido por las actividades humanas y más del 90% del exceso de calor atrapado en nuestro sistema climático por los gases de efecto invernadero.

«El Océano Austral es uno de los principales lugares donde esto ocurre», dijo el autor principal del estudio, Zachary Kaufman, investigador postdoctoral en ciencias del sistema terrestre.

Como resultado, el Océano Antártico tiene una influencia descomunal en el aumento global del nivel del mar, la absorción de calor oceánico y el secuestro de carbono. Sus temperaturas superficiales afectan los patrones climáticos de El Niño y La Niña, que influyen en las precipitaciones en lugares tan lejanos como California.

Un descubrimiento sorprendente

Para entender el mecanismo físico del enfriamiento del Océano Austral —y permitir proyecciones más confiables de sus impactos futuros en el sistema climático de la Tierra— Wilson y Kaufman se propusieron determinar cuánto se han enfriado las temperaturas de la superficie del mar alrededor de la Antártida en simulaciones en respuesta al enfriamiento.

«Pensamos ingenuamente que no importaría exactamente dónde pusiéramos el agua dulce», dijo Wilson.

Los investigadores se sorprendieron al descubrir que las temperaturas de la superficie son mucho más sensibles a los flujos de agua dulce concentrados a lo largo de la costa que a los que se extienden más ampliamente por el océano en forma de lluvia.

«La aplicación de agua dulce cerca del margen antártico tiene una mayor influencia en la formación de hielo marino y en el ciclo estacional de su extensión, lo que a su vez repercute aguas abajo en la temperatura superficial del mar», afirmó Wilson. «Este fue un resultado sorprendente que estamos deseando explorar más a fondo en futuras investigaciones».

Cuantificación del efecto de la falta de agua de deshielo

Estudios previos han buscado cuantificar cómo el agua de deshielo antártica afecta al sistema climático global añadiendo cierta cantidad de agua dulce a una simulación de un solo modelo climático, en lo que los científicos han denominado experimentos de «manguera». «Se obtienen resultados muy divergentes, porque los experimentos se configuran de forma ligeramente distinta, y los modelos son ligeramente distintos, y no está claro si se trata de comparaciones equivalentes», explicó Wilson.

Para el nuevo estudio, los investigadores buscaron evitar este problema trabajando con un conjunto de simulaciones. Utilizando un nuevo conjunto de modelos climáticos y oceánicos acoplados de la recientemente lanzada Iniciativa de Aporte de Agua Dulce del Océano Austral desde la Antártida (SOFIA) , así como un conjunto anterior de modelos que simulan cambios en la densidad y la circulación oceánica, los autores analizaron cuánto cambiaron las temperaturas superficiales del mar simuladas en respuesta a los aportes reales de agua dulce entre 1990 y 2021.

«Se ha debatido si esa agua de deshielo es suficiente a lo largo del período histórico como para ser realmente importante», dijo Kaufman. «Hemos demostrado que sí lo es».

Con el nuevo método, que incorpora simulaciones de 17 modelos climáticos diferentes, los investigadores descubrieron que la falta de agua dulce explica hasta el 60% del desajuste en las temperaturas superficiales observadas y previstas del Océano Austral entre 1990 y 2021.

«Sabemos desde hace tiempo que el derretimiento de las capas de hielo afectará la circulación oceánica durante el próximo siglo y más allá», afirmó Wilson. «Nuestros resultados aportan nueva evidencia de que estas tendencias del deshielo ya están alterando la dinámica oceánica y, posiblemente, el clima global».

Otros coautores incluyen a Yuchen Li, estudiante de pregrado del Departamento de Física de la Escuela de Humanidades y Ciencias de Stanford, Ariaan Purich de la Universidad de Monash y Rebecca Beadling de la Universidad de Temple.

Más información: El impacto de la subestimación del endulzamiento del océano Antártico en las tendencias históricas simuladas de la temperatura superficial del mar, Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2024GL112639