Análisis de las recientes olas de calor marinas

Olas de calor marinas en 2023

Como apunta el investigador suizo Nicolas Gruber , durante este año han sido noticias y han acaparado titulares las temperaturas récord en el Mediterráneo, la enorme ola de calor en el Atlántico Norte y las temperaturas de los océanos han en su punto más alto. La fiebre del océano ha sido objeto de cobertura en los medios de comunicación desde principios del verano. Si bien esta fue probablemente la primera vez que muchas personas en Suiza, y en otras partes del mundo, oyeron hablar de las olas de calor marinas, "estos informes no me sorprendieron mucho".

Como científicos del clima, entendemos muy bien cómo el calentamiento global inducido por el hombre también está elevando la temperatura de los océanos. El océano es el principal amortiguador térmico del sistema climático de la Tierra y absorbe más del 90% del calor adicional resultante de los gases de efecto invernadero como el CO2.

Entonces, en sí mismo, no sorprende que las olas de calor marinas sean cada vez más frecuentes e intensas. Pero debo admitir que no estaba preparado para lo que está sucediendo actualmente en los océanos: la intensidad y magnitud de las olas de calor es enorme, y la rapidez del calentamiento me llena de preocupación.

En territorio inexplorado

En las últimas semanas, la temperatura media mundial de la superficie del mar ha alcanzado los 21,1° C, la más alta jamás registrada. Eso es 0,3° más cálido que el récord anterior de temperatura en esta época del año. Desde la primavera, la curva de temperatura para 2023 ha estado aproximadamente 1° por encima del promedio de 1982-2011.

Todavía no entendemos completamente los factores que han causado que las temperaturas del océano salten a estos nuevos máximos. Sin duda, el fenómeno emergente de El Niño es un factor importante. Sabemos por experiencias pasadas que El Niño aumenta la temperatura media global de la superficie del mar entre 0,1 y 0,2° C. Sin embargo, este efecto tiende a producirse más adelante en el año, cuando El Niño alcanza su punto máximo hacia el cambio de año.

Además, hemos asistido a dos enormes olas de calor en el Pacífico Norte y en el Atlántico Norte, que comenzaron a principios de año y se han intensificado y extendido en los últimos meses. Esta combinación de El Niño y olas de calor extratropicales está elevando enormemente las temperaturas oceánicas globales, especialmente porque casi ninguna región oceánica es significativamente más fría de lo normal en la actualidad.

Una tormenta perfecta

La pregunta es: ¿esta combinación de factores se produjo por coincidencia o hay algo que la impulsa? En mi opinión, gran parte de esto es, de hecho, una coincidencia. Es posible que El Niño haya amplificado la ola de calor del Pacífico Norte, similar a lo que ocurrió durante la monstruosa ola de calor del Pacífico Norte conocida como "la Mancha" de 2013 a 2015. Pero no hay evidencia que vincule a El Niño con la ola de calor del Atlántico Norte.

Por lo tanto, sostengo que estamos ante una tormenta perfecta: una situación extraordinaria en la que varios factores se juntan de tal manera que se refuerzan entre sí. Sin embargo, también es importante señalar que sin el calentamiento global inducido por el hombre, esta tormenta perfecta nunca podría haber generado temperaturas tan altas.

Las condiciones estables de alta presión promueven olas de calor

Entonces, si bien el momento en que ocurre una ola de calor marina es en gran medida aleatorio, existen condiciones que favorecen su formación. Estos incluyen sistemas estables de alta presión: extensas regiones de buen tiempo que pueden persistir durante largos períodos de tiempo y, por lo tanto, promover olas de calor, tanto en tierra como en el mar.

La circulación atmosférica y oceánica fuera de los trópicos juega aquí un papel importante. "Circulación" se refiere a corrientes a gran escala, como la corriente en chorro en la atmósfera o la circulación meridional en el Atlántico Norte.

En un mundo ideal, podríamos modelar patrones de circulación futuros para identificar condiciones favorables para las olas de calor desde el principio. Desafortunadamente, los patrones de circulación subyacentes a los sistemas estables de alta presión no se pueden predecir mucho más allá de unos pocos días o unas pocas semanas como máximo.

Esto se debe principalmente a turbulencias a pequeña escala, que es la razón por la que dos posibles fenómenos meteorológicos con sólo pequeñas diferencias en las condiciones iniciales o límite pueden alejarse rápidamente; el fenómeno a menudo se denomina efecto mariposa.

Por lo tanto, si no podemos determinar los sucesos individuales, al menos deberíamos poder predecir si un clima más cálido provocará que esos patrones de circulación estables se produzcan con mayor frecuencia y durante períodos más prolongados; en otras palabras, si las condiciones que podrían promover olas de calor se producirán con mayor frecuencia y duración, entonces se podrían volver más frecuentes. Pero ahí radica el problema.

Circulación con incertidumbre y "borrosa"

Hay poco consenso entre los científicos del clima sobre esta cuestión, del mismo modo que no podemos predecir si El Niño será más frecuente o menos frecuente en el futuro. Tampoco estamos realmente de acuerdo sobre si La Circulación de Vuelco Meridional en el Atlántico Norte (AMOC por sus siglas en inglés) se debilitará mucho o no. O si se alterará la corriente en chorro en la atmósfera. Todas estas son preguntas relevantes que tienen un fuerte impacto en exactamente cómo afectará el cambio climático a las diferentes regiones del mundo.

Un desafío común que subyace a todas estas preguntas es que tanto la circulación atmosférica como la oceánica no sólo están determinadas por procesos a gran escala, sino que también se modifican sustancialmente por procesos a pequeña escala. Se trata de procesos meteorológicos como la convección, la formación de nubes, las tormentas o tormentas, procesos que tienen lugar en escalas de uno a unos pocos kilómetros. En otras palabras, la circulación es un fenómeno determinado por interacciones entre todas las escalas espaciales.

Pero son precisamente estas interacciones de escala las que los modelos climáticos que utilizamos habitualmente hoy en día no simulan. Esto se debe principalmente a que la resolución de los modelos es demasiado baja.

Con el espaciado actual de las cuadrículas de alrededor de cien kilómetros, los modelos no son lo suficientemente finos como para representar correctamente muchos procesos elementales del clima en la atmósfera o el océano. Y, sin embargo, son exactamente estos tipos de procesos climáticos de pequeña escala los que influyen fuertemente en las situaciones climáticas de gran escala (y viceversa). En la actualidad, generalmente tenemos que estimarlos o modelarlos utilizando métodos muy simplificados, lo que genera incertidumbres considerables.

Esto significa que los investigadores del clima y del tiempo aún tienen el desafío de desarrollar más sus modelos, especialmente en lo que respecta a la resolución y precisión con las que podemos mapear los cambios en la circulación y, por lo tanto, los cambios en los patrones climáticos. En ETH Zurich trabajamos en esto junto con MeteoSwiss en el proyecto EXCLAIM y a nivel internacional con EVE.

Esperamos que esto conduzca a una comprensión más detallada de la circulación y, en última instancia, a un mayor consenso sobre las grandes cuestiones de la investigación climática . Y lo más importante, necesitamos aumentar la precisión de las evaluaciones locales y regionales del cambio climático para que podamos encontrar la mejor manera de adaptarnos.

Dr. Nicolas Gruber, ETH Zurich