#ShowAllYourStripes (segunda parte)

Reproducción del artículo de nuestro compañero Benito Fuentes López, publicado en la revista NAUKAS

001_V3c_EarthEn la primera parte de #ShowAllYourStripes se explicó la causa física de que la troposfera se esté calentando y la estratosfera enfriando. En este segunda parte se mostrarán las líneas o stripes de algunas regiones del planeta. [Se recomienda ampliar todas las imágenes mostradas para apreciar con más claridad los distintos stripes.]

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Imagen 001_V3c_Earth

Las observaciones indican que el planeta Tierra en su conjunto lleva aumentando su concentración de gases de efecto invernadero aproximadamente desde la Revolución Industrial. La Física, la Meteorología y la Climatología predicen que las dos principales consecuencias son un calentamiento de la troposfera y un enfriamiento de la estratosfera. El calentamiento/enfriamiento observado es más acusado desde finales del siglo XX y totalmente síncrono: el aumento en la estratosfera es simultáneo al enfriamiento en la estratosfera.

En la imagen anterior [1] se han trazado 2160 líneas verticales correspondientes a los meses comprendidos entre 1836 y 2015. Cada línea o stripe no tiene un único color porque la anomalía de temperatura no es la misma en todos los niveles. Por ejemplo, puede ser que un mes concreto experimente una fuerte anomalía positiva en la estratosfera (tonos rojizos), más leve en la troposfera media (tonos amarillos) y una anomalía fría en superficie (tonos azules). Si las anomalías son muy marcadas y cambian rápidamente de un mes a otro se observarán multitud de líneas y colores. En ese caso la variabilidad es alta. Si las anomalías no cambian de un mes a otro se observarán áreas del mismo color. En ese caso la variabilidad es baja. La variabilidad del planeta en su conjunto es menor que la de sus diferentes partes, de ahí que la escala de colores sea diferente en las siguientes imágenes (±4.5 ⁰C frente a ±2.5 ⁰C).

Trópicos o latitudes bajas

La región intertropical cubre aproximadamente la mitad de la superficie del planeta. Meteorológicamente existen varias maneras de delimitar esta zona y aquí se ha utilizado aquella comprendida entre el Trópico de Cáncer y el de Capricornio. En la troposfera las líneas son poco evidentes y más bien se debería hablar de áreas o décadas en las cuales las anomalías de temperatura permanecen constantes y son muy pequeñas. En efecto, en el Quinto Informe de Evaluación del IPCC [2] se señala que esta región es, en conjunto, la que menos ascenso de temperatura en superficie ha experimentado desde comienzos del siglo XX. Parte de la explicación puede residir en el hecho de que la mayoría de la superficie es oceánica y su inercia térmica es mayor que la de las grandes masas continentales. Los mecanismos de transporte de energía del ecuador a los polos y las realimentaciones negativas en niveles bajos seguramente también sean factores a tener en cuenta.

La sucesión de líneas en la estratosfera es la señal térmica de la Oscilación Cuasibienal o QBO. Es un cambio en el régimen de vientos que tiene lugar aproximadamente cada dos años en esta capa entre las latitudes 10 ⁰N y 10 ⁰S. Su equivalente térmico es una sucesión de anomalías positivas con un máximo en la estratosfera baja (entre 2 y 4 ⁰C) y otro máximo secundario en la estratosfera alta [3].

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Imagen 002_V3c_Tropics

Gran parte del continente africano se ubica en latitudes bajas y su gráfica es similar a la anterior. Muestra un poquito más de variabilidad en superficie.

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Imagen 003_V3c_Africa

La región Niño 3.4 abarca la zona del Pacífico Ecuatorial comprendida entre las latitudes 5 ⁰N y 5 ⁰S y las longitudes 170 ⁰W y 120 ⁰W. Es la región primaria para la predicción y monitorización del ENSO (El Niño – Southern Oscillation). Las sucesivas alternancias de colores en superficie indican los diferentes episodios de Niño (tonos amarillos) y Niña (tonos azules). Esos eventos enmascaran la tendencia general al calentamiento en la troposfera si bien se aprecia con más claridad el enfriamiento de la estratosfera.

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Imagen 004_V3c_Nino34

Latitudes medias

Es la región ubicada entre las latitudes 30 y 60 (norte y sur). La variabilidad en superficie es mayor que en los trópicos porque sufre irrupciones de masas de aire muy frías o muy cálidas procedentes de latitudes altas o bajas, respectivamente. En la estratosfera también puede distinguirse una señal débil de la QBO. Aunque la alternancia del régimen de vientos afecta solamente a una estrecha franja alrededor del ecuador, térmicamente existe una componente en latitudes medias que no está en fase con la ecuatorial pero sí está sincronizada con el invierno y la primavera de cada hemisferio. El enfriamiento en la baja estratosfera es mayor en los meses de verano (0.5 ⁰C por década): de junio a octubre en el hemisferio norte y desde mediados de octubre hasta abril en el sur [3].

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Imagen 005_V3c_Midlatitudes_N

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Imagen 006_V3c_Midlatitudes_S

En el caso de Europa, por ejemplo, las líneas rojas y azules se van alternando en la troposfera pero, a medida que transcurren los años, predominan los tonos cálidos. La variabilidad es mayor que a escala global porque las irrupciones de aire muy frío o muy cálido sobre el continente provocan que un mes concreto quede muy por debajo o muy por encima de la media. A escala global, sin embargo, esa entrada fría (cálida) por lo general está compensada por una entrada cálida (fría) en otras zonas del mundo y en conjunto ese mes no muestra una anomalía de temperatura tan acusada como en Europa.

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Imagen 007_V3c_Europe

Las gráficas de América del Norte y Australia son similares a las de Europa, cada una con sus peculiaridades.

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Imagen 008_V3c_North_America

009_V3c_Australia

Imagen 009_V3c_Australia

En el océano Atlántico Norte existen largos periodos en los que las anomalías en superficie son cálidas o frías. La mayor inercia térmica suaviza la variabilidad, tanto en tiempo como en espacio. El patrón en los últimos cincuenta años es el mismo que en las anteriores gráficas mostradas.

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Imagen 010_V3c_North_Atlantic_Ocean

El negacionismo recurre a menudo al famoso “efecto isla de calor” por el cual el aumento de temperatura registrado en superficie se debe única y exclusivamente al crecimiento de las ciudades que acaban engullendo observatorios que anteriormente se encontraban fuera de ellas. Este argumento resulta difícil de sostener si tenemos en cuenta que la mayoría de las estaciones meteorológicas se encuentran en campo abierto y que el calentamiento también es observado a escalas continentales y a escala global, tal y como puede apreciarse en las gráficas mostradas.

Latitudes altas

Las anomalías en estas regiones son más acentuadas que en el resto del planeta. La escala de colores tuvo que ser ampliada (rango de ±8 ⁰C) porque las gráficas resultantes únicamente mostraban tonos muy rojizos o muy azulados, sin término medio, perdiendo información y riqueza visuales.

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Imagen 011_V3c_Antarctica

Existe controversia acerca de si el continente antártico se está calentando o enfriando. La mayoría de las observaciones y reanálisis apuntan a ambas cosas: la Península Antártica y el área que apunta hacia el Pacífico se están calentando aceleradamente mientras que el Polo Sur y el área que apunta a África y Asia se están enfriando. Las observaciones presentadas en el Quinto Informe del IPCC indican que, en el periodo 1979-2011, la extensión del hielo marino creció casi medio millón de km2 y, a su vez, el casquete polar perdió más de 3500  gigatoneladas de hielo, es decir, ha habido una absorción neta de energía. La figura 11 representa un promedio de todos los puntos antárticos y todas sus anomalías asociadas según este reanálisis particular.

En la estratosfera el pico del enfriamiento se alcanza durante la primavera (4-5 ⁰C por década) y está estrechamente vinculado a la disminución en la concentración de ozono [3].

012_V3c_Greenland

Imagen 012_V3c_Greenland

 

“En términos numéricos el Ártico se ha calentado [en superficie] […] más rápido que el resto del hemisferio norte […]. Ha quedado fuera de la variabilidad natural en los últimos cinco o diez años y ha alcanzado un estado persistente y multianual, suficientemente alejado del estado o tendencia media previos. En ese sentido en el caso del Ártico ya no se habla tanto de un cambio progresivo sino de un probable salto a un nuevo estado climático del que no se tiene conocimiento previo. Si el establecimiento de un nuevo estado se mantiene en los próximos años o décadas es probable que el aumento de la temperatura media en el Ártico alcance los 4 ⁰C antes de mediados de siglo resultando en un entorno completamente diferente al conocido hasta ahora.” [4].

En la estratosfera ya no hay señal alguna de la QBO pero sí pueden distinguirse algunas líneas muy rojizas en torno a 30-50 hPa. Son calentamientos súbitos estratosféricos, en los cuales la temperatura aumenta asciende hasta 20-30 ⁰C por encima de la media. Ocurren en invierno, la duración aproximada es de un mes y los mayores episodios suelen repetirse cada cuatro o cinco años. [Para distinguirlos se necesita ampliar mucho la imagen. Hay que tener en cuenta que cada gráfica consta de 2160 líneas y un calentamiento súbito estratosférico ocupa una línea o dos a lo sumo].

Otras zonas

En esta sección se han encuadrado regiones que no pertenecen estrictamente a ninguna de las tres anteriores. Por ejemplo, una gran proporción de América del Sur está localizada en zonas tropicales y ecuatoriales pero el extremo del Cono Sur llega a rozar las latitudes polares. Por su parte, el medio-este asiático abarca la India, parte de Kazajistán, China, Mongolia, Indochina, Japón, Filipinas y la mitad norte de Indonesia. En ambas gráficas las señales de latitudes bajas y medias están mezcladas y no es posible una interpretación directa de los patrones de anomalías salvo uno (el más destacable): calentamiento troposférico y enfriamiento estratosférico.

013_V3c_South_America

Imagen 013_V3c_South_America

014_V3c_Middle_East_Asia

Imagen 014_V3c_Middle_East_Asia

Si se me permite un comentario personal acerca de estas figuras mostradas, hay algo que me preocupa mucho más que el calentamiento troposférico y el enfriamiento estratosférico: lo grave es que este hecho se está observando prácticamente en todas las regiones del planeta y de forma simultánea. Esta sincronía espacial y temporal no tiene precedentes en los últimos dos mil años como mínimo [5]. (Me atrevería a extender ese límite hasta los últimos diez mil años pero no puedo asegurarlo porque desconozco si existen estudios que confirmen o desmientan mi afirmación). El Óptimo Climático Medieval, por ejemplo, acaeció en unas áreas concretas del planeta y no todas se calentaron a la vez (unas lo hicieron décadas o siglos más tarde que otras). Lo mismo sucedió con el Periodo Cálido Romano, el Periodo Frío de la Baja Edad Media o la Pequeña Edad de Hielo. Sin embargo, el calentamiento troposférico observado desde el siglo XX afecta al 90% del planeta, es simultáneo y muy rápido en términos climáticos, lo cual escapa a la propia variabilidad natural. Además, si en primera aproximación se estudia el sistema climático como un todo (englobando todas las regiones y subsistemas) de esa enorme simplicidad emerge una consecuencia muy interesante: el sistema climático ha absorbido energía neta en las últimas décadas y esa energía no encaja si no se tienen en cuenta los gases de efecto invernadero emitidos por la humanidad [6].

En la próxima entrada podrás consultar las líneas o stripes de algunas ciudades.

Referencias:

[1] Twentieth Century Reanalysis Project. National Oceanic and Atmospheric Administration (USA).

https://psl.noaa.gov/data/20thC_Rean/

[2] IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp.

https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1

[3] Ramaswamy, V., et al. (2001), Stratospheric temperature trends: Observations and model simulations, Rev. Geophys., 39(1), 71–122.

doi: 10.1029/1999RG000065.

[4] ¿Un nuevo estado climático en el Ártico? Peio Oria Iriarte. Blog de la Agencia Estatal de Meteorología.
https://aemetblog.es/2018/12/29/un-nuevo-estado-climatico-en-el-artico/

[5] Neukom, R., Steiger, N., Gómez-Navarro, J.J. et al. No evidence for globally coherent warm and cold periods over the preindustrial Common Era. Nature 571, 550–554 (2019). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1401-2

[6] El Calentamiento global y la falacia negacionista. (Partes 1, 2 y 3). Benito Fuentes. Naukas
https://naukas.com/2020/02/10/el-calentamiento-global-y-la-falacia-negacionista/
https://naukas.com/2020/02/11/el-calentamiento-global-y-la-falacia-negacionista-parte-2/
https://naukas.com/2020/02/12/el-calentamiento-global-y-la-falacia-negacionista-parte-3/

 

#ShowAllYourStripes (primera parte)

Artículo original: 

https://naukas.com/2020/05/19/showallyourstripes-parte-2/

Acerca de aemetblog

La Agencia Estatal de Meteorología sucedió ya en 2008 a la entonces Dirección General del Instituto Nacional de Meteorología, con más de 150 años de historia. Actualmente está adscrita, según el artículo 4.4 del Real Decreto 864/2018, de 13 de julio, por el que se desarrolla la estructura orgánica básica del Ministerio para la Transición Ecológica, a ese departamento ministerial a través de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente. El objeto de AEMET, según el artículo 1.3 del Real Decreto 186/2008, de 8 de febrero por el que se aprueba su Estatuto, es el desarrollo, implantación, y prestación de los servicios meteorológicos de competencia del Estado y el apoyo al ejercicio de otras políticas públicas y actividades privadas, contribuyendo a la seguridad de personas y bienes, y al bienestar y desarrollo sostenible de la sociedad española". Como Servicio Meteorológico Nacional y Autoridad Meteorológica del Estado, el objetivo básico de AEMET es contribuir a la protección de vidas y bienes a través de la adecuada predicción y vigilancia de fenómenos meteorológicos adversos y como soporte a las actividades sociales y económicas en España mediante la prestación de servicios meteorológicos de calidad. Se responsabiliza de la planificación, dirección, desarrollo y coordinación de actividades meteorológicas de cualquier naturaleza en el ámbito estatal, así como la representación de éste en organismos y ámbitos internacionales relacionados con la Meteorología.
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