Los científicos muestran cómo los seres humanos están afectando los patrones de viento del hemisferio norte
Los sistemas de circulación del aire de la Tierra, que ayudan a distribuir y dispersar la humedad y el calor por todo el mundo, se han ido debilitando con el paso de los años y los científicos tratan de encontrar las causas de este debilitamiento.
El verano de 2024 fue el más caluroso registrado y, lamentablemente, esto no fue una sorpresa. Los veranos se han vuelto más cálidos y secos en todo el mundo, incluido el hemisferio norte, lo que ha provocado intensas sequías y olas de calor en América del Norte y Europa y plantea graves riesgos para la sociedad, como incendios forestales, pérdidas de cosechas y peligros para la salud.
Parte del problema es que los sistemas de circulación del aire de la Tierra, que ayudan a distribuir y dispersar la humedad y el calor por todo el mundo, se han ido debilitando con el paso de los años. Sin embargo, los investigadores no han podido determinar las razones exactas de este debilitamiento.
Ahora, en dos estudios dirigidos por el Dr. Rei Chemke del Instituto de Ciencias Weizmann, los investigadores han logrado resolver este misterio: la actividad humana es lo que ha estado debilitando los sistemas de circulación del aire.
Ambos estudios se centraron en los patrones de viento que, en conjunto, actúan como una red vital a través de la cual el calor y la humedad transportados por el viento fluyen por todo el mundo. Una parte importante de esta red son las trayectorias de las borrascas y los sistemas meteorológicos de alta y baja presión que fluyen de oeste a este.
En conjunto, estas borrascas y ciclones tienen un impacto significativo en la transferencia de calor, humedad y momento del flujo de aire dentro de la atmósfera, lo que a su vez afecta las distintas zonas climáticas de la Tierra.
La segunda parte es la circulación de Hadley, en la que el aire cálido se acumula en el ecuador y fluye hacia los polos, descendiendo a la superficie en los subtrópicos y regresando al ecuador, continuando el ciclo.
Si bien tanto las trayectorias de las borrascas como la circulación de Hadley se han ido debilitando desde al menos 1980, sólo el debilitamiento de la circulación de Hadley se había vinculado a las emisiones inducidas por el hombre.
Borrascas más débiles, más calor
En un estudio realizado con el profesor Dim Coumou del Instituto de Estudios Medioambientales de Ámsterdam (Vrije Universiteit Amsterdam), Chemke demostró por primera vez que el debilitamiento de las trayectorias de las borrascas se debe a las emisiones de gases de efecto invernadero, como el CO2, y los aerosoles, de origen humano.
"Estas emisiones calientan más el aire en las latitudes altas que en las bajas", afirma Chemke. Como resultado, la diferencia de temperatura entre las latitudes norte y sur, que es la que origina las trayectorias de las borrascas, se ha reducido, y esta reducción ha provocado un debilitamiento de las trayectorias de las tormentas.
Para llegar a esta conclusión, los científicos analizaron cantidades masivas de datos climáticos, tanto de observación como de modelos climáticos avanzados. Solo cuando se incluyeron las emisiones históricas en los cálculos de los modelos climáticos se pudo explicar el debilitamiento observado. Estos hallazgos fueron publicados en npj Climate and Atmospheric Science.
"Las borrascas de verano desempeñan un papel importante al llevar aire frío del océano a la tierra", dijo Chemke. "Si se reduce la intensidad de estas borrascas, se trae menos aire frío. Esto conduce a una acumulación de temperaturas cálidas en el continente, lo que puede dar lugar a episodios de calor cada vez más extremos".
El efecto Hadley ¿fortalecimiento o debilitamiento?
Las emisiones provocadas por el hombre también están afectando a la circulación de Hadley de una manera históricamente sin precedentes: en comparación con el impacto de los factores naturales en el pasado, su efecto es de mayor magnitud y actúa en dirección opuesta, es decir, debilitando esta circulación en lugar de fortalecerla.
Ésta es la conclusión del segundo estudio, publicado en Nature Communications, que Chemke, que trabaja en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de Weizmann, realizó con su estudiante Or Hess.
"No tenemos registros de vientos del último milenio, por lo que no podemos simplemente observar los patrones de vientos pasados y compararlos con los actuales, pero hay una buena reconstrucción de los factores que impulsan los sistemas climáticos", dijo Chemke. "Esos factores se utilizan para simular el clima del pasado en modelos que encapsulan toda la física, biología y química del sistema climático".
Utilizando estas simulaciones de modelos, Chemke y Hess pudieron investigar cómo factores naturales, como las erupciones volcánicas y los flujos solares, modificaron la circulación de Hadley en siglos pasados.
Descubrieron que estos factores naturales actuaron para fortalecer la circulación de Hadley durante el último milenio, en marcado contraste con el debilitamiento actual de esta circulación. Estos resultados sugieren que las emisiones provocadas por el hombre han revertido un fortalecimiento del flujo inducido naturalmente.
"En el milenio anterior, los factores naturales eran dominantes, mientras que ahora, las emisiones provocadas por el hombre desempeñan un papel más importante", dijo Hess. "En el pasado, teníamos un clima que se enfriaba y que actuaba para fortalecer la circulación de Hadley. Hoy, tenemos un clima que se calienta y actúa para debilitar esta circulación".
Las fuerzas naturales merecen nuestra atención
Los científicos del clima tienden a centrarse principalmente en el impacto de la actividad humana sobre el clima, mientras que los factores naturales suelen pasarse por alto. Los nuevos hallazgos muestran lo importantes que fueron y siguen siendo estos factores naturales. La conclusión es que los científicos deben tenerlos mejor en cuenta en los modelos climáticos.
"Nuestro campo de investigación se centra principalmente en las emisiones provocadas por el hombre y el calentamiento del clima. Se presta menos atención al impacto de los factores naturales como las erupciones volcánicas, las fluctuaciones solares o las fuentes naturales de gases de efecto invernadero", señaló Chemke.
"Sin embargo, hemos descubierto que los factores naturales pueden tener un efecto importante en el clima, aunque de menor magnitud en relación con el impacto de las emisiones provocadas por el hombre. En particular, parecen afectar a la circulación de Hadley de una manera opuesta a la de la actividad humana. Esto fue realmente sorprendente para nosotros y es algo que se debe tener en cuenta".
Referencia
Rei Chemke et al, Human influence on the recent weakening of storm tracks in boreal summer, npj Climate and Atmospheric Science (2024). DOI: 10.1038/s41612-024-00640-2
Or Hess et al, Anthropogenic forcings reverse a simulated multi-century naturally-forced Northern Hemisphere Hadley cell intensification, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48316-y