Un grupo de investigación dirigido por el profesor asociado Kohei Mizobata, de la Universidad de Ciencias Marinas y Tecnología de Tokio, que incluye investigadores del Instituto Nacional de Investigación Polar, la Agencia Japonesa de Ciencias Marinas y Terrestres y el Instituto de Ciencias de Bajas Temperaturas (Universidad de Hokkaido), ha descubierto que los vientos del oeste intensificados asociados con el calentamiento global fortalecerán las circulaciones en el sentido de las agujas del reloj y transportarán calor a la capa de hielo en la zona costera de la Antártida oriental.
por la Universidad de Hokkaido
La pérdida de la capa de hielo antártica se ha citado tradicionalmente como una de las principales causas del aumento global del nivel medio del mar. El derretimiento debido a la afluencia de agua marina cálida desde el océano abierto se ha destacado especialmente como un factor que contribuye a la pérdida de la capa de hielo antártica. Por otro lado, se ha buscado comprender la respuesta de la capa de hielo antártica al calentamiento global continuo.
Utilizando datos de topografía oceánica dinámica derivados de satélite y desarrollados originalmente, y datos de reanálisis atmosférico, este grupo de investigación no solo aclaró que las circulaciones en el sentido de las agujas del reloj que transportan agua de mar cálida a la capa de hielo antártica están dispersas en la región costera de la Antártida oriental, sino que también reveló que el fortalecimiento de los vientos del oeste mejora estas circulaciones oceánicas y el transporte de calor asociado a través del análisis estadístico.
Según los resultados de este estudio, se prevé que el calentamiento global aumente la circulación oceánica y el transporte de calor en la región costera de la Antártida Oriental, así como el derretimiento acelerado de la capa de hielo. También se espera que los hallazgos de este estudio contribuyan a mejorar la precisión de las futuras proyecciones del aumento del nivel del mar. Estos resultados se publicaron en Geophysical Research Letters .
Fondo de la capa de hielo de la Antártida
Aproximadamente el 90% del hielo de la Tierra se encuentra en la Antártida; si todo este hielo se derritiera, el nivel global del mar aumentaría más de 50 metros. Además, las capas de hielo de la Antártida Occidental y la Antártida Oriental podrían verse erosionadas por el agua de mar, lo que equivaldría a un aumento del nivel global del mar de 3,4 m y 19,2 m, respectivamente. El derretimiento de la capa de hielo antártica se ha reportado principalmente en la Antártida Occidental, pero recientemente se ha comenzado a observar el derretimiento del agua de mar cálida en el glaciar Totten, uno de los glaciares más grandes de la Antártida Oriental.
Las proyecciones futuras basadas en escenarios de calentamiento global indican que el nivel del mar aumentará 0,82 m para finales del siglo XXI en comparación con finales del siglo XX, con un aumento de entre 0,03 y 0,34 m debido al derretimiento de la capa de hielo antártica. La principal razón de la incertidumbre en esta proyección futura radica en las numerosas incógnitas sobre la respuesta de la capa de hielo antártica al calentamiento global.
El grupo de investigación ha realizado intensas observaciones in situ en la ensenada de Totten, centrándose especialmente en las vías de transporte de agua de mar cálida que provocan el derretimiento de la capa de hielo de la Antártida.
Como resultado, se ha evidenciado que el agua de mar cálida transportada hacia el sur (hacia la Antártida) por remolinos oceánicos semipermanentes en la distante cuenca oceánica abierta se transporta aún más por debajo del glaciar Totten mediante la circulación en sentido horario en la bahía de Totten (Fig. 1). Sin embargo, el mecanismo de variación temporal de la circulación oceánica, causante de la variación en la cantidad de derretimiento de la capa de hielo, aún se desconoce, y su elucidación ha sido una cuestión urgente.
Dadas estas circunstancias, hemos integrado datos de observación satelital, datos de reanálisis atmosférico y datos de observación in situ en el marco del Proyecto de Investigación y Observación Prioritaria de Fase X del Sistema de Observación Regional Antártica, y hemos intentado aclarar la circulación oceánica y su variabilidad en toda la región costera de la Antártida Oriental, donde no sólo existe el glaciar Totten sino también enormes capas de hielo.
Los vientos del oeste fortalecen la circulación en sentido horario
Uno de los datos más importantes para comprender la circulación oceánica es la distribución espacial de la altura de la superficie del mar, determinada por los satélites de observación terrestre. Normalmente, el hielo marino en los océanos Antártico y Ártico dificulta la estimación de la altura de la superficie del mar.
Los investigadores desarrollaron un método para obtener información sobre la altura de la superficie marina incluso en zonas con hielo marino, extrayendo únicamente la señal de la superficie marina y eliminando la señal del hielo marino basándose en la forma de onda del pulso de los datos del altímetro radar satelital. Posteriormente, mediante la síntesis de la información sobre la altura de la superficie marina en aguas sin hielo marino, se construyó un nuevo conjunto de datos dinámicos de topografía oceánica para el período comprendido entre enero de 2011 y diciembre de 2022.
Los datos de topografía oceánica dinámica revelaron la existencia de una circulación en sentido horario no solo en las aguas que rodean el glaciar Totten, sino también en la bahía de Prydz y la bahía de Vincennes, y que la altura dinámica de la superficie del mar fluctúa simultáneamente a pesar de la distancia espacial entre ambas áreas. Estos resultados sugieren que los cambios en el campo atmosférico dominan los cambios en los océanos.
Además, el equipo realizó un análisis de descomposición en valores singulares de los datos de topografía oceánica dinámica y de presión a nivel del mar proporcionados por el Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Medio Plazo. Este análisis estadístico permite extraer la estructura espacio-temporal de la alta correlación entre ambas magnitudes físicas (en este caso, la topografía oceánica dinámica y la presión a nivel del mar).
Los resultados muestran que el aumento de los vientos del oeste en la Antártida Oriental refuerza la circulación en sentido horario, no solo en las bahías mencionadas, sino también en muchas zonas costeras de la Antártida Oriental, como el Mar de Davis y la Depresión de Adelia (Fig. 2). Las variaciones en la intensidad de los vientos del oeste alteran no solo la circulación en sentido horario, sino también la cantidad de calor oceánico transportado a la capa de hielo de la Antártida Oriental.
La intensidad del viento del oeste se expresa mediante el Índice de Modo Anular del Sur (Índice SAM; Marshall, 2003). Se calculó el transporte de calor oceánico promedio en la ensenada de Totten para los períodos de índice SAM negativo y positivo, y se encontró una diferencia de 0,1 teravatios (10 gigatoneladas de fusión de la capa de hielo, o aproximadamente el 17 % de la fusión promedio).
Las proyecciones futuras basadas en escenarios de calentamiento global indican que los vientos del oeste se intensificarán hasta la segunda mitad del siglo XXI. Los resultados de este estudio apuntan a un mayor derretimiento de la capa de hielo en la región costera de la Antártida Oriental debido a una mayor circulación oceánica debido al calentamiento global. Los hallazgos de este estudio contribuirán no solo a una comprensión integral de las fluctuaciones de la capa de hielo de la Antártida Oriental, sino también a mejorar la precisión de las predicciones del aumento del nivel del mar.
Más información: K. Mizobata et al., Respuesta oceánica a lo largo del margen costero de la Antártida Oriental al modo anular sur, Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2024GL112914
