¿Cuánto se calentarán nuestros océanos y harán que el nivel del mar aumente este siglo?


Crédito: Jakob Weis, Universidad de Tasmania, Autor proporcionado

Saber cuánto es probable que aumente el nivel del mar durante este siglo es vital para nuestra comprensión del cambio climático futuro, pero las estimaciones anteriores han generado amplios rangos de incertidumbre. En nuestra investigación, publicada hoy en Nature Climate Change,proporcionamos una estimación mejorada de cuánto se van a calentar nuestros océanos y su contribución al aumento del nivel del mar, con la ayuda de 15 años de mediciones recopiladas por una serie global de flotadores de muestreo submarino autónomos.

Nuestro análisis muestra que sin reducciones dramáticas en las emisiones de gases de efecto invernadero, para fines de este siglo es probable que los 2.000 metros superiores del océano se calienten entre 11 y 15 veces la cantidad de calentamiento observado durante 2005-19. El agua se expande a medida que se calienta, por lo que este calentamiento hará que los niveles del mar aumenten entre 17 y 26 centímetros. Esto es aproximadamente un tercio del aumento total proyectado, junto con las contribuciones del calentamiento de los océanos profundos y el derretimiento de los glaciares y las capas de hielo polar.

El calentamiento de los océanos es una consecuencia directa del aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera como resultado de nuestra quema de combustibles fósiles. Esto resulta en un desequilibrio entre la energía que llega del Sol y la energía irradiada hacia el espacio. Alrededor del 90% del exceso de energía térmica en el sistema climático en los últimos 50 años se almacena en el océano, y solo alrededor del 1% en la atmósfera cálida.

El calentamiento de los océanos hace que los niveles del mar aumenten, tanto directamente a través de la expansión del calor como indirectamente a través del derretimiento de las plataformas de hielo. El calentamiento de los océanos también afecta a los ecosistemas marinos, por ejemplo a través del blanqueamiento de los corales, y desempeña un papel en eventos climáticos como la formación de ciclones tropicales.

Las observaciones sistemáticas de las temperaturas oceánicas comenzaron en el siglo 19, pero fue solo en la segunda mitad del siglo 20 que se hicieron suficientes observaciones para medir el contenido de calor del océano de manera consistente en todo el mundo.

Desde la década de 1970, estas observaciones indican un aumento en el contenido de calor del océano. Pero estas mediciones tienen incertidumbres significativas porque las observaciones han sido relativamente escasas, particularmente en el hemisferio sur y a profundidades inferiores a 700 m.

Para mejorar esta situación, el proyecto Argo ha desplegado una flota de flotadores de perfiles autónomos para recopilar datos de todo el mundo. Desde principios de la década de 2000, han medido las temperaturas en los 2.000 metros superiores de los océanos y han enviado los datos vía satélite a centros de análisis de todo el mundo.
Distribución global de flotadores Argo. Crédito: Proyecto Argo

Estos datos son de alta calidad uniforme y cubren la gran mayoría de los océanos abiertos. Como resultado, hemos podido calcular una estimación mucho mejor de la cantidad de calor que se acumula en los océanos del mundo.

El contenido global de calor oceánico continuó aumentando sin cesar durante la desaceleración temporal del calentamiento de la superficie global a principios de este siglo. Esto se debe a que el calentamiento del océano se ve menos afectado que el calentamiento de la superficie por las fluctuaciones anuales naturales en el clima.

Observaciones actuales, calentamiento futuro

Para estimar el calentamiento futuro del océano, debemos tomar las observaciones de Argo como base y luego usar modelos climáticos para proyectarlos hacia el futuro. Pero para hacer eso, necesitamos saber qué modelos están más de acuerdo con las nuevas mediciones directas más precisas del calor oceánico proporcionadas por los datos de Argo.

Los últimos modelos climáticos, utilizadosen el informe histórico del mes pasado del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, muestran el calentamiento del océano durante el período de observaciones disponibles de Argo, y proyectan que el calentamiento continuará en el futuro, aunque con una amplia gama de incertidumbres.

Al comparar los datos de temperatura de Argo para 2005-19 con las simulaciones generadas por los modelos para ese período, utilizamos un enfoque estadístico llamado "restricción emergente" para reducir las incertidumbres en las proyecciones futuras del modelo, basadas en información sobre el calentamiento del océano que sabemos que ya ha ocurrido. Estas proyecciones restringidas proporcionaron una estimación mejorada de cuánta energía térmica se acumulará en los océanos para fines de siglo.

Para 2081-2100, bajo un escenario en el que las emisiones globales de efecto invernadero continúan en su trayectoria alta actual, encontramos que es probable que los 2.000 m superiores del océano se calienten entre 11 y 15 veces la cantidad de calentamiento observado durante 2005-19. Esto corresponde a 17-26 cm de aumento del nivel del mar por la expansión térmica del océano.
Magnitudes de calentamiento oceánico de las últimas simulaciones de modelos climáticos y observaciones de Argo.

Los modelos climáticos también pueden hacer predicciones basadas en una gama de diferentes emisiones futuras de gases de efecto invernadero. Las fuertes reducciones de emisiones, consistentes con llevar el calentamiento global superficial a aproximadamente 2 ° C de las temperaturas preindustriales, reducirían el calentamiento proyectado en los 2.000 m superiores del océano en aproximadamente la mitad, es decir, entre cinco y nueve veces el calentamiento oceánico ya visto en 2005-19.

Esto equivaldría a 8-14 cm de aumento del nivel del mar debido a la expansión térmica. Por supuesto, reducir las emisiones para alcanzar el objetivo más ambicioso de París de calentamiento de la superficie a 1,5 ° C reduciría aún más estos impactos.

Otros factores relacionados con el nivel del mar

Hay varios otros factores que también elevarán el nivel del mar, además de la afluencia de calor a los océanos superiores investigados por nuestra investigación. También hay un calentamiento del océano profundo por debajo de los 2.000 m, que todavía no se muestrea en el sistema de observación actual, así como los efectos del derretimiento de los glaciares y las capas de hielo polar.

Esto indica que incluso con una fuerte acción política para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, los océanos continuarán calentándose y los niveles del mar continuarán aumentando mucho después de que se estabilice el calentamiento de la superficie, pero a un ritmo mucho más reducido, lo que facilitará la adaptación a los cambios restantes. Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero más temprano que tarde será más efectivo para frenar el calentamiento de los océanos y el aumento del nivel del mar.

Nuestra proyección mejorada se basa en una red de observaciones oceánicas que son mucho más extensas y confiables que cualquier cosa disponible antes. Mantener el sistema de observación oceánica en el futuro, y extenderlo a las profundidades oceánicas y a áreas no cubiertas por el presente programa Argo, nos permitirá hacer proyecciones climáticas más confiables en el futuro.

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