Un estudio de la Universidad de Duke identificó una relación estacional entre las grandes corrientes de humedad y el calentamiento extremo del Pacífico Norte y el Atlántico Norte
Redactor: Raúl Méndez C.
Editor: Eduardo Schmitz
Los ríos atmosféricos, extensos corredores de vapor de agua que se desplazan por el cielo, pueden influir en el desarrollo de las olas de calor marinas, según una investigación de la Escuela Nicholas de Medio Ambiente de la Universidad de Duke, en Estados Unidos.
El estudio, publicado en Nature Communications, es el primero que examina de manera sistemática la relación entre ambos fenómenos. Los resultados muestran que el efecto de estas corrientes de humedad sobre la superficie del océano cambia según la estación y la región.
Durante el invierno boreal, una actividad inusualmente elevada de ríos atmosféricos suele aparecer antes de que las olas de calor marinas alcancen su punto máximo. En verano, por el contrario, los episodios de calentamiento extremo están precedidos generalmente por una menor frecuencia de estos sistemas, salvo en determinadas franjas de latitudes medias.
El análisis abarcó más de cuatro décadas
Los investigadores Suqiong Hu y Shineng Hu analizaron los ríos atmosféricos y las olas de calor marinas registrados entre 1982 y 2023 en las regiones extratropicales del Pacífico Norte y el Atlántico Norte.
Para desarrollar el trabajo utilizaron observaciones satelitales, datos procedentes de barcos, instrumentos oceanográficos y conjuntos de reanálisis que combinan mediciones reales con modelos físicos del sistema climático.
El análisis se concentró principalmente entre los 30 y los 65 grados de latitud norte, una zona donde ambos fenómenos son particularmente activos. Los científicos compararon la frecuencia de los ríos atmosféricos durante los quince días anteriores y posteriores al máximo de cada ola de calor marina.
Las anomalías en la actividad atmosférica comenzaron a aparecer más de una semana antes del pico de calentamiento y alcanzaron su mayor intensidad aproximadamente dos días antes. Esa secuencia temporal respalda la posibilidad de que los ríos atmosféricos participen en el desarrollo de estos episodios oceánicos.
Las nubes enfrían mientras el aire húmedo aporta calor
Los ríos atmosféricos producen efectos opuestos sobre la temperatura del mar. Por una parte, aumentan la nubosidad y reducen la cantidad de radiación solar que alcanza la superficie oceánica, lo que favorece el enfriamiento.
Al mismo tiempo, transportan aire cálido y húmedo que limita la pérdida de calor desde el océano hacia la atmósfera. El vapor de agua y las nubes también refuerzan la radiación de onda larga dirigida hacia la superficie marina.
El resultado final depende del equilibrio entre estos procesos. En algunos lugares y estaciones domina la reducción de la radiación solar; en otros, el aire húmedo y cálido logra conservar o añadir más energía al océano.
Los investigadores determinaron que el intercambio neto de calor entre la superficie marina y la atmósfera fue el principal mecanismo asociado con los cambios de temperatura observados durante los eventos estudiados.
El invierno favorece el calentamiento del océano
Durante el invierno, los efectos de calentamiento vinculados con el aire cálido, la humedad y la radiación de onda larga fueron más intensos. Los ríos atmosféricos favorecieron entonces las olas de calor marinas en amplias zonas del Pacífico Norte y el Atlántico Norte.
En esta estación, los vientos de fondo y las diferencias de temperatura y humedad entre el aire y el mar son mayores. Estas condiciones aumentan la capacidad de los ríos atmosféricos para modificar los intercambios de calor en la superficie.
El estudio detectó que las olas de calor marinas invernales estuvieron precedidas, en términos generales, por una frecuencia superior a la habitual de estos corredores de humedad.
El patrón fue especialmente claro en el Pacífico Norte. En el Atlántico Norte también se identificó la relación, aunque con una intensidad comparativamente menor.
En verano predominó un patrón más complejo
Durante el verano, el aumento de las nubes bloquea una proporción mayor de radiación solar porque la energía entrante es más intensa. Este efecto tiende a enfriar la superficie y, en gran parte de las regiones analizadas, a limitar las olas de calor marinas.
La influencia no fue uniforme. Entre aproximadamente los 40 y 50 grados de latitud norte apareció una franja donde el aire cálido y húmedo compensó el enfriamiento provocado por las nubes y contribuyó al calentamiento del mar.
Esta combinación produjo en el Pacífico Norte un patrón geográfico semejante a una herradura: calentamiento en determinadas latitudes medias y enfriamiento en áreas subtropicales y subpolares.
Los resultados muestran que no puede atribuirse a todos los ríos atmosféricos un efecto único sobre el océano. Su influencia está determinada por la estación, la ubicación y el estado previo de la atmósfera y el mar.
Una nueva conexión entre extremos atmosféricos y oceánicos
Los ríos atmosféricos son conocidos principalmente por transportar grandes cantidades de humedad y provocar lluvias intensas, nevadas e inundaciones cuando alcanzan los continentes. Sin embargo, pasan la mayor parte de su ciclo de vida sobre los océanos.
Una explicación detallada sobre cómo se forman y desplazan los ríos atmosféricos permite comprender por qué estos sistemas pueden afectar tanto a las precipitaciones terrestres como a los intercambios de energía en el mar.
Investigaciones anteriores ya habían advertido que los ríos atmosféricos están aumentando su humedad e intensidad en un clima más cálido, lo que puede amplificar sus efectos sobre las lluvias, las inundaciones y ahora también sobre las temperaturas oceánicas.
La nueva investigación amplía esa perspectiva al mostrar que estos sistemas meteorológicos transitorios forman parte de la interacción entre fenómenos extremos atmosféricos y marinos.
Las olas de calor marinas pueden durar meses
Las olas de calor marinas son periodos durante los cuales la temperatura superficial del océano permanece anormalmente elevada respecto de los valores habituales para una región y época del año. Pueden prolongarse durante semanas o meses y extenderse por miles de kilómetros.
A diferencia de una temperatura simplemente cálida, estos episodios se definen en relación con el promedio estacional. Por ello, también pueden producirse durante el invierno y afectar a especies adaptadas a las condiciones normales de esa estación.
Los episodios intensos alteran la distribución de peces, reducen la productividad de algunos ecosistemas, favorecen mortalidades masivas y pueden afectar arrecifes, bosques de algas, acuicultura y pesquerías.
La magnitud alcanzada por estos fenómenos quedó reflejada cuando las olas de calor marinas de 2023 afectaron a una proporción excepcional de los océanos y permanecieron activas durante periodos muy superiores al promedio histórico.
El calentamiento global intensifica ambos fenómenos
Los océanos han absorbido más del 90 % del exceso de calor retenido en el sistema climático por el aumento de los gases de efecto invernadero, según los antecedentes científicos citados por los autores.
Esta acumulación energética ha elevado la frecuencia, duración e intensidad de las olas de calor marinas. El seguimiento reciente también ha mostrado que el contenido de calor oceánico continúa alcanzando niveles récord.
Al mismo tiempo, una atmósfera más cálida puede contener una mayor cantidad de vapor de agua. Esta condición tiende a intensificar los ríos atmosféricos y aumentar el volumen de humedad que transportan.
Los investigadores todavía no determinaron cómo evolucionará la interacción entre ambos fenómenos bajo distintos escenarios climáticos. El estudio identifica la relación histórica, pero señala que será necesario utilizar simulaciones específicas para proyectar sus cambios futuros.
Mejorar el pronóstico de los extremos marinos
Comprender los procesos que anteceden a las olas de calor marinas puede contribuir a mejorar su predicción. La señal detectada varios días antes de los picos de temperatura plantea la posibilidad de incorporar la actividad de los ríos atmosféricos a determinados sistemas de vigilancia oceánica.
Una mayor anticipación permitiría a pesquerías, criaderos marinos, administraciones costeras y organizaciones ambientales prepararse para posibles cambios de temperatura y reducir algunas pérdidas.
Los autores advierten, no obstante, que la relación observada no funciona de la misma forma en todas las estaciones ni regiones. Los pronósticos deberán considerar los efectos simultáneos de la nubosidad, los vientos, la humedad, la radiación y la circulación oceánica.
También queda pendiente cuantificar la influencia de las lluvias asociadas con los ríos atmosféricos. El aporte de agua dulce puede modificar la estratificación de las capas superficiales y alterar la mezcla vertical, pero separar ese efecto mediante observaciones continúa siendo difícil.
El océano y la atmósfera forman un sistema interdependiente
La investigación muestra que los extremos climáticos no siempre actúan de manera aislada. Un fenómeno conocido por sus efectos sobre lluvias e inundaciones terrestres puede modificar simultáneamente la temperatura de grandes regiones oceánicas.
Esta relación también puede funcionar en sentido contrario, porque las aguas anormalmente cálidas aportan energía y humedad a la atmósfera y pueden influir en tormentas, precipitaciones y otros patrones meteorológicos.
Los científicos consideran prioritario estudiar estos eventos compuestos, especialmente a medida que el calentamiento global modifica tanto la temperatura marina como la capacidad de la atmósfera para transportar humedad.
La identificación de esta conexión incorpora un nuevo elemento a la comprensión de las olas de calor marinas y abre una línea de investigación sobre su comportamiento en un planeta con océanos y aire progresivamente más cálidos.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Nature Communications
