El papel de las células de Hadley con el cambio climático en curso

¿Qué es la célula de Hadley y su importancia en el tiempo de España?

En los trópicos, por encima de las selvas tropicales y los océanos ecuatoriales, la fuerte radiación solar que golpea la Tierra impulsa una corriente de aire cálido y húmedo hacia arriba.

Una vez alcanzada la atmósfera superior, esta corriente se desplaza en ambos hemisferios hacia los polos; luego desciende en las regiones subtropicales a alrededor de 20 a 30 º de latitud, lo que contribuye a la creación de desiertos masivos como el Sahara en el norte de África y anticiclones de subsidencia. A partir de ahí, la corriente, conocida como la celda o célula de Hadley, regresa al ecuador, donde se calienta y vuelve a subir, y se embarca de nuevo en su viaje circular, como se muestra en las siguientes figuras.

Las dos celdas de Hadley, la del norte y la del sur, hacen circular la mayor parte del calor y la humedad a través de latitudes bajas, lo que afecta en gran medida la distribución global de las regiones climáticas. Cuando el aire cálido y húmedo asciende, se enfría, lo que permite que el vapor de agua se condense, lo que provoca fuertes lluvias en las profundidades de los trópicos.

En cambio, las corrientes de aire que descienden hacia la Tierra en las regiones subtropicales van acompañadas de vientos cálidos y secos que reducen las precipitaciones, como ocurre en zonas de Canarias y la Península. En esencia, las celdas de Hadley determinan qué regiones de los trópicos y subtrópicos tendrán desiertos áridos y cuáles serán bendecidas con abundantes lluvias.

Evolución de la célula de Hadley en un mundo cada vez más cálido

Debido a su gran importancia, las células de Hadley son de gran interés para los científicos del clima. Sin embargo, si bien hay muchos datos globales sobre las precipitaciones y la temperatura, medir el flujo de aire en la atmósfera es casi imposible. Además del dilema, se ha descubierto que los diversos modelos que buscan dar sentido a las células de Hadley se contradicen entre sí.

Observaciones y predicciones de la célula del norte

Los modelos climáticos globales, que se utilizan para las proyecciones climáticas, indican que la celda de Hadley del norte se ha debilitado en las últimas décadas, mientras que los análisis basados en la observación sugieren exactamente lo contrario.

La incertidumbre sobre un sistema que es tan esencial para el clima de la Tierra resta valor a la capacidad de los investigadores para evaluar cuánto han contribuido los humanos al cambio climático reciente. Esto, a su vez, socava la credibilidad de las proyecciones climáticas, lo que dificulta aún más la formulación de políticas necesarias para hacer frente a la crisis climática. El último informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, el documento más importante en la materia, hace especial hincapié en este tema.

En un artículo publicado en Nature , la Dra. Rei Chemke, del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra del Instituto de Ciencias Weizmann, y la Dra. Janni Yuval, del Instituto de Tecnología de Massachusetts, abordan la incertidumbre que ha afectado a los modelos existentes para la últimas dos décadas. Proponen un método basado en la observación para medir la intensidad del flujo de aire en las células de Hadley.

Para enfrentar el desafío, Chemke y Yuval buscaron datos fácilmente disponibles que pudieran usar para formular una nueva forma de medir la intensidad de las células. Después de examinar las ecuaciones físicas que describen el flujo de aire, identificaron una relación entre la intensidad de la celda de Hadley y un parámetro constantemente monitoreado: la presión del aire al nivel del mar.

Luego examinaron los datos de observación recopilados durante varias décadas y llegaron a la conclusión de que la intensidad de la celda de Hadley del norte se ha debilitado, tal como lo sugieren los modelos climáticos globales. Además, pudieron demostrar con un alto nivel de certeza que este debilitamiento ha sido el resultado de la actividad humana y probablemente continuará en el futuro.

Incertidumbres en la célula del norte

Entonces, ¿qué es de esperar? En las próximas décadas, es probable que el debilitamiento de la celda de Hadley del norte mitigue los cambios de precipitación proyectados en latitudes bajas. Actuará para moderar tanto el aumento de las precipitaciones en las regiones ecuatoriales como la reducción de las precipitaciones en las regiones subtropicales. Sin embargo, esta moderación sólo podría reducir, pero no superar, la aridez y la desertificación proyectadas, por ejemplo, de Israel.

"Nuestro estudio muestra que la actividad humana ya está afectando fenómenos climáticos globales clave", concluye Chemke.

"Esta investigación también mejora la confianza que se puede depositar en las proyecciones del modelo climático y nos ayuda a lidiar con el cambio climático con mayor precisión. En nuestro estudio de seguimiento, examinaremos si se ha producido un debilitamiento similar en la celda de Hadley en los últimos mil años. debido a fenómenos naturales, y eso nos permitirá evaluar cuán sin precedentes son estos cambios inducidos por el hombre".

Referencia

Rei Chemke et al, Rei Chemke et al, Human-induced weakening of the Northern Hemisphere tropical circulation / Debilitamiento inducido por humanos de la circulación tropical del hemisferio norte, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05903-1