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Cambio climático: ¿se ha producido una interrupción?

Artículo publicado por Kevin E. Trenberth el 14 de agosto de 2015 en Science Magazine

Cada década desde 1960 ha sido más cálida que la anterior, siendo el periodo 2000 a 2009, de lejos, el más cálido en los registros (ver figura). Sin embargo, el papel del cambio climático antropogénico ha sido menospreciado por algunos, debido a un aumento más reducido de la temperatura media global de superficie (GMST) desde 1998 a 2013, conocido como el hiato (1-3). La tendencia al alza ha vuelto en 2014, actualmente el año más cálido del que se tiene registro, estando las temperaturas de 2015 en camino de fijar otro récord de calor anual. Aunque el clima de la Tierra está, sin ninguna duda, calentándose, la variabilidad relacionada con el tiempo y el clima natural interno pueden, temporalmente, superar al calentamiento global en cualquier año, o incluso década, especialmente a nivel local.

Una escalera en el aumento de temperaturas

Una escalera en el aumento de temperaturas

Karl et al. recientemente defienden que no se ha producido un freno en el aumento de la GMST y, por tanto, no existe hiato (3). Los autores compararon unas estimaciones ligeramente revisadas y mejoradas de la GMST tras el 2000 contra el periodo 1950–1999, concluyendo que apenas había cambio en la tasa de incremento. Su fecha de inicio de 1950, sin embargo, es problemática. Un hiato anterior, que ahora algunos conocen como el gran hiato, duró desde 1943 a 1975 (ver la figura); incluyendo el periodo 1950–1975, reduciendo, por tanto, artificialmente la tasa de incremento para el intervalo de comparación 1950–1999. La percepción de si hubo o no hiato depende de cómo se realice la partición del registro de temperatura.

Otra razón para pensar que ha habido un hiato en el aumento de la GMST procede de la comparación de lo esperado a partir de los modelos, y las observaciones. Las actividades humanas están provocando un incremento en los gases invernadero, principalmente dióxido de carbono procedente de la quema de combustibles fósiles (4). Este incremento se esperaba que provocase un aumento de las temperaturas atmosféricas. El aerosol atmosférico, principalmente procedente de la combustión de combustible fósil, se esperaba que redujera este aumento en cierta medida. La discrepancia cada vez mayor entre las temperaturas esperadas a partir de los modelos y las observadas, proporciona mayor base para concluir que ha existido un hiato.

La GMST varía cada año (ver la figura) y de una década a otra, en gran parte, como resultado de la variabilidad natural interna. Las temperaturas han aumentado, mayormente, desde 1920 y la tasa reciente no discrepa de la del periodo 1950–1999 (3), pero existen dos intervalos con tasas de incremento mucho menores. Sólo la más reciente de estas dos interrupciones ha tenido lugar en presencia de un rápido incremento en las concentraciones de gases invernadero. Por tanto, es importante comprender su origen y si indica o no un fallo en las proyecciones de los modelos y, de este modo, en la teoría del cambio climático.

La variabilidad interanual en la GMST se debe, en parte, a la Oscilación del Sur-El Niño del Océano Pacífico. El año 1998 fue el registro más cálido del siglo XX debido a El Niño de 1998-1999, el mayor de tales eventos jamás registrado. Durante este El Niño, el calor oceánico que anteriormente se había acumulado en el Pacífico occidental tropical se extiende a lo largo de todo el Pacífico, y hacia la atmósfera, reforzando las tormentas y el calentamiento superficial, especialmente a través de la liberación del calor latente, mientras que el océano se enfría gracias al enfriamiento evaporativo (56). Ahora, en 2015, hay otro El Niño en curso; empezó en 2014 y no es poca su influencia en el reciente calentamiento.

También hay una fuerte variabilidad dentro de cada década en el Océano Pacífico, parte de la cual es la Oscilación Decenal del Pacífico (PDO) (ver la figura, panel B). La PDO está estrechamente relacionada con la Oscilación Interdecenal del Pacífico (IPO) pero tiene más de un foco en el hemisferio Norte. Las observaciones y modelos muestran que desempeña un papel principal en los dos periodos de hiato recientes (2). Los cambios principales en la transferencia de vientos, presión a nivel del mar, nivel del mar, precipitaciones y lugares de tormentas a lo largo de los países del Pacífico y del anillo del Pacífico, se extiende hacia los océanos del Sur y a lo largo del Ártico y el Atlántico (79). Los cambios en los vientos alteran las corrientes oceánicas, la convección, y la circulación termohalina afectando, por ejemplo, a la Circulación Termohalina Meridional del Atlántico (10). Como resultado, queda secuestrado más calor en las profundidades oceánicas durante la fase negativa de la PDO (1, 6, 9, 11, 12). Por tanto, la GMST aumenta durante la fase positiva de la PDO pero se estanca durante la fase negativa (ver la figura) (13).

La variabilidad decenal también aparece en el Atlántico (10, 13), pero el Pacífico ha dominado la variabilidad reciente (1, 2, 8, 914, 15). El Ártico también ha visto grandes cambios en los últimos años, en cierto modo desincronizado con el hiato. Sin embargo, esta región parece responder principalmente a todas las influencias, especialmente las del Pacífico (8, 16), con la retroalimentación del albedo del hielo y la nieve ayudando a amplificar los cambios en las temperaturas de superficie (17).

Ha habido mucha especulación acerca del papel de las influencias externas al sistema climático en el hiato. Desde 1945 a 1970 (2, 14), el incremento de los aerosoles estratosféricos y troposféricos probablemente redujo la irradiación solar lo suficiente como para detener el calentamiento procedente del aumento de los gases invernadero. La Ley de Aire Limpio de la década de 1970 en los  países desarrollados certificó el final de dicha era. Las grandes erupciones volcánicas, especialmente las del Monte Agung (1963), El Chichón (1982), y Monte Pinatubo (1991), tuvieron un pronunciado efecto de enfriamiento a corto plazo y disminuyeron el contenido de calor de los océanos (5). Varias erupciones volcánicas menores (18) pueden haber desempeñado un papel en la década de 2000, pero no se incluyeron en los estudios modelo del IPCC (6, 18). La irradiación solar era ligeramente menor durante el último mínimo de manchas solares (2003 a 2009), y una menor cantidad de vapor de agua en la estratosfera después de 2000 puede también haber contribuido a las variaciones decenales, pero estos efectos probablemente pueden tener en cuenta sólo hasta un 20% del reciente frenado en el aumento de la GMST (6).

Debido al calentamiento global, numerosos estudios han hallado grandes tendencias regionales a lo largo de los últimos 40 años aproximadamente, el periodo para el cual tenemos mejores datos. No obstante, los cambios asociados a la circulación atmosférica no proceden, en su mayoría, del cambio climático antropogénico, sino que reflejan una gran variabilidad natural local a escalas de tiempo de décadas. Esta variabilidad natural es difícilmente predecible y puede estar subestimada en muchos modelos, pero tiene que aparecer en los planes de adaptación. Las fluctuaciones naturales son lo bastante grandes como para superar al regular calentamiento de fondo en cualquier momento.

El principal marcapasos de la variabilidad en el incremento de la tasa de GMST parece ser la PDO, con los aerosoles desempeñando, probablemente, un papel en el anterior gran hiato. Existe especulación sobre si el último evento de El Niño y un fuerte cambio en el signo de la PDO desde inicios de 2014 (ver la figura), significan que la GMST está aumentando de nuevo. La combinación de la variabilidad decenal y una tendencia procedente de un aumento en los gases invernadero hace que el registro de la GMST sea más parecida a una escalera ascendente que a un ascenso lineal. Cuando aumenta la concentración de los gases invernadero, se hace menos probable una tendencia decenal negativa en la GMST (13). Pero habrá fluctuaciones en la tasa de calentamiento y grandes variaciones regionales asociadas con la variabilidad natural. Es importante esperarlas y hacer planes teniéndolas en cuenta.

Referencias y Notas

1.- K. E. Trenberth, J. T. Fasullo Earth’s Future 1, 19 (2013)
2.- A. Clement, P. DiNezio Science 343, 976 (2014)
3.- T. R. Karl et al Science 348, 1469 (2015)
4.- IPCC Climate Change 2013: The Physical Science Basis T. F. Stocker et al, Eds. (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2013).
5.- M. A. Balmaseda, K. E. Trenberth, E. Källén Geophys. Res. Lett. 40, 1754 (2013)
6.- K. E. Trenberth, J. T. Fasullo, M. Balmaseda J. Clim. 27, 3129(2014)
7.- Y. Kosaka, S.-P. Xie Nature 501, 403 (2013)
8.- K. E. Trenberth, J. T. Fasullo, G. Branstator, A. S. Phillips, Nat. Clim. Change 4, 911 (2014).
9.- M. H. Englandet al., Nat. Clim. Change 4, 222 (2014).
10.- M. A. Srokosz, H. L. Bryden, Science 348, 1255575 (2015).
11.- X. Chen, K. K. Tung, Science 345, 897 (2014).
12.- V. Nieves, J. K. Willis, W. C. Patzert, Science 349, 532 (2015).
13.- G. A. Meehl, A. Hu, J. M. Arblaster, J. Fasullo, K. E. Trenberth, J. Clim. 26, 7298 (2013).
14.- B. A. Steinman, M. E. Mann, S. K. Miller, Science 347, 988 (2015).
15.- S. McGregoret al., Nat. Clim. Change 4, 888 (2014).
16.- D. Hartmann, Geophys. Res. Lett. 42, 1894 (2015).
17.- J. Cohenet al., Nat. Geosci. 7, 627 (2014).
18.- B. D. Santeret al., Nat. Geosci. 7, 185 (2014).
19.- Data from www.ncdc.noaa.gov/cag/time-series/global, downloaded on 30 June 2015.
20.- Agradecimientos: Gracias a J. Fasullo y A. Phillips por su ayuda con la imagen. Este trabajo está parcialmente patrocinado por una beca del Departamento de Energía de los Estado Unidos (DE-SC0012711). El Centro Nacional para Investigación Atmosférica está patrocinado por el NSF.

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