El cambio climático en curso impulsado por las emisiones de gases de efecto invernadero a menudo se analiza en términos de calentamiento global promedio.
por la Institución Oceanográfica Woods Hole
Por ejemplo, el histórico Acuerdo de París busca limitar el calentamiento global a 1,5 ⁰C, en relación con los niveles preindustriales. Sin embargo, el alcance del calentamiento futuro no será el mismo en todo el planeta. Una de las diferencias regionales más claras en el cambio climático es el calentamiento más rápido sobre la tierra que sobre el mar. Esta «amplificación terrestre» del calentamiento futuro tiene implicaciones en el mundo real para comprender y abordar el cambio climático.
Un nuevo artículo que estudia la amplificación terrestre se centra en cómo los registros geoquímicos del clima pasado en la tierra y en la superficie del mar permiten a los científicos predecir mejor hasta qué punto la tierra se calentará más que los océanos, y también se secará más, debido a los gases de efecto invernadero actuales y futuros. emisiones
«La idea central de nuestro estudio era mirar al pasado para predecir mejor cómo se desarrollará el calentamiento futuro de manera diferente sobre la tierra y el mar», dice Alan Seltzer, científico asistente en el Departamento de Química y Geoquímica Marina de la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI). ) y el autor principal del artículo.
«Una de las razones por las que es importante comprender la amplificación terrestre es que, bajo el futuro calentamiento global, la magnitud del calentamiento que experimentará el planeta no será la misma en todas partes», dice Seltzer. «Agregar una base firme a las simulaciones de modelos climáticos , que se basa en observaciones del clima pasado y la física básica, puede decirnos cómo las diferencias regionales en el calentamiento actual y futuro». Seltzer señala que la amplificación terrestre (TA) es análoga a la «amplificación polar», una predicción de los modelos climáticos de que las latitudes más altas experimentarán más calentamiento que las latitudes bajas.
Aunque los registros de observación modernos son ruidosos debido a las grandes variaciones de un año a otro impulsadas por otras partes del sistema climático, la predicción de un mayor calentamiento en las superficies terrestres ahora es evidente en los datos climáticos desde la década de 1980 . Los impulsores de esta amplificación terrestre se han relacionado con cambios en la humedad sobre la tierra y el mar, a través de una teoría desarrollada por científicos del clima durante la última década . Este nuevo estudio, publicado el miércoles en la revista Science Advances , «utiliza datos del paleoclima por primera vez para evaluar la teoría de cómo las superficies terrestres y marinas se verán afectadas por el calentamiento futuro», dice Seltzer. «La investigación nos da más certeza en la forma en que los modelos predicen los cambios regionales en el calentamiento futuro».
El documento investiga la amplificación terrestre durante el Último Máximo Glacial (LGM), que ocurrió hace unos 20 000 años, en las latitudes bajas, que definen como 30⁰S–30⁰N. Es en esas latitudes, dicen los autores, donde la base teórica del AT es más aplicable. Los autores se basaron en nuevas compilaciones de registros paleoclimaticos en tierra y de la superficie del mar para estimar la magnitud de TA en el LGM, para comparar con simulaciones de modelos climáticos y expectativas teóricas. Los esfuerzos para comprender mejor qué tan fríos estaban los continentes en el LGM son un enfoque continuo de la investigación de Seltzer en WHOI, y este nuevo artículo se basa en un estudio reciente que utilizó información de gases disueltos atrapados en aguas subterráneas antiguas como un termómetro para la superficie terrestre pasada.
Los autores ampliaron una teoría termodinámica para la amplificación terrestre que se basa en cambios acoplados en la energía estática húmeda (la energía potencial representada por la temperatura, el contenido de humedad y la elevación de una porción de aire) entre la tierra y el mar. En el LGM, cuando el nivel del mar era 120 metros más bajo que hoy debido al crecimiento de grandes capas de hielo en la tierra, la superficie del mar era ligeramente más cálida y húmeda de lo que hubiera sido sin un cambio en el nivel del mar. Al tener en cuenta este efecto y basarse en los registros del paleoclima, los autores pudieron comparar directamente la amplificación terrestre pasada con las predicciones futuras.
El documento señala que, si bien se entiende bien que los mecanismos subyacentes a la TA surgen de las diferencias termodinámicas fundamentales entre el aire húmedo sobre el océano y el aire más seco sobre la tierra, una serie de factores (variabilidad natural, limitaciones de observación, retrasos térmicos y forzamientos distintos del CO 2 ) — han impedido previamente una estimación precisa de TA a partir del calentamiento del siglo XX. «Reducir el rango de amplificación terrestre ayudará en las predicciones futuras del cambio climático en latitudes bajas, con relevancia tanto para el estrés por calor como para la disponibilidad de agua», afirma el documento.
El coautor Pierre-Henri Blard dice que el artículo es un «paso adelante para la ciencia del clima» y será significativo para otros campos científicos y el público en general. «Mostramos que un modelo simple, que involucra cambios en la humedad y el nivel del mar, describe sólidamente la amplificación de los cambios de temperatura sobre el continente, en latitudes bajas a medias en cualquier escala de tiempo, como un 40% más grande que sobre el océano. Este resultado es importante porque, si bien la mayoría de los archivos paleoclimáticos se encuentran en el océano, el presente y el futuro de la humanidad dependen de manera crucial de nuestro conocimiento de los climas continentales».
La investigación es importante «porque nos ayuda a dar sentido al registro climático pasado de la Tierra y cómo relacionarlo con nuestros modelos y expectativas para el futuro», dice el coautor Steven Sherwood. «[El documento] debería aclarar cualquier concepto erróneo de que la tierra y el océano se calientan o se enfrían al mismo ritmo en diferentes climas; sabemos lo contrario y debemos usar ese conocimiento. Las implicaciones para el futuro son que los continentes de la Tierra continuarán calentándose más rápido que el océanos a medida que continúa el calentamiento global , hasta que, con suerte, alcancemos el cero neto y detengamos esto».
La coautora Masa Kageyama dice que considera importante el artículo «porque toca una característica que es omnipresente en las proyecciones del cambio climático, producidas por modelos climáticos complejos: los continentes se calientan más que los océanos. En este artículo, analizamos esta característica para un cambio climático , desde el último máximo glacial hasta el presente, cuya amplitud es del mismo orden de magnitud que el calentamiento esperado en los próximos siglos».
«Es notable que las reconstrucciones de temperatura tropical, los modelos climáticos de última generación y una teoría simple que se basa en los cambios acoplados de humedad y calor en los continentes y océanos convergen para proporcionar una estimación sólida de la amplificación terrestre», dice Kageyama. . «Desde mi punto de vista, esto fortalece las proyecciones para el cambio climático futuro y, al mismo tiempo, brinda una nueva comprensión de los cambios climáticos pasados».
Más información: Alan M. Seltzer et al, Amplificación terrestre del cambio climático pasado, presente y futuro, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adf8119
