Estudio de la salinidad del océano encuentra una amplificación sustancial del ciclo global del agua

ciclo del agua amplificado

Se evapora más agua del océano y, en consecuencia, las precipitaciones también aumentan

El agua y sus movimientos dentro o entre la atmósfera, la tierra y el océano define el ciclo global del agua y es fundamental para el sistema climático. Casi todos los fenómenos meteorológicos y climáticos están relacionados de alguna manera con el ciclo del agua. Los ejemplos incluyen lluvias extremas durante tormentas eléctricas, huracanes y ciclones tropicales, inundaciones, sequías y subida del nivel del mar.

Ahora, el ciclo del agua está cambiando de manera importante a medida que cambia el clima. La teoría y los modelos sugieren que a medida que la Tierra se calienta, el ciclo global del agua se amplifica, es decir, se evapora más agua del océano y, en consecuencia, las precipitaciones también aumentan.

Sin embargo, ha sido difícil la confirmación observacional de esta predicción, ya que los cambios pasados del ciclo del agua se observaron deficientemente debido a la dificultad de medir la evaporación y precipitación a escala global y la complejidad de su variabilidad espacial y temporal.

El nuevo estudio supera muchas de las limitaciones anteriores y deriva una nueva estimación del cambio del ciclo del agua basada en datos de salinidad desde 1960. A partir de esto, proporcionaron nuevas pruebas sólidas de que el ciclo global del agua se ha amplificado sustancialmente en los últimos 50 años, lo que confirma la teoría y los modelos.

"El cambio de salinidad de los océanos se puede utilizar para estimar el cambio del ciclo del agua porque revela la modificación de los intercambios globales de agua dulce superficial: La evaporación lleva agua dulce del océano a la atmósfera y aumenta la salinidad del océano; la precipitación pone más agua dulce en el océano y reduce la salinidad. En consecuencia, los cambios de salinidad integran efectos en amplias áreas y proporcionan un excelente indicador del cambio del ciclo del agua", dijo Lijing Cheng del Instituto Atmosférico de la Academia China de Ciencias.

salinidad media

Imagen: 0-2.000 La climatología de salinidad media (arriba) muestra el Pacífico relativamente fresco frente al Atlántico salado del norte del Océano Índico. Su tendencia a largo plazo (medio) tiene un patrón notablemente similar. Las tendencias de salinidad media zonal del océano (abajo) desde 1960 en cada cuenca oceánica, organizadas alrededor del Océano Austral en el centro, representan la penetración de anomalías superficiales en el subsuelo oceánico.

"Sin embargo, como los conjuntos de datos de salinidad anteriores muestran graves sesgos o deficiencias, necesitábamos mejores datos de salinidad. Este estudio proporciona nuevos campos de salinidad cuadriculados mensuales para los 2.000 metros superiores desde 1960", dijo John Abraham. "Para realizar la interpolación a través de intervalos y regiones de datos dispersos, el método utiliza información sobre la covariabilidad espacio-temporal de la salinidad tomada de las simulaciones históricas de modelos climáticos acoplados. El método luego se verifica rigurosamente".

"El nuevo producto es claramente más confiable para examinar los cambios de salinidad a largo plazo, ya que mostramos que esta nueva reconstrucción de salinidad tiene una continuidad mucho mejor a través de cambios en el sistema de observación (desde altímetros en satélites y flotadores de perfiles (Argo) en el océano", dijo el coautor Kevin Trenberth de NCAR.

“Los nuevos datos demuestran que se ha amplificado el patrón de salinidad existente. En otras palabras, 'lo fresco se vuelve más fresco y lo salado se vuelve más salado' en gran parte del océano. Además, mostramos, por primera vez, que la tendencia de la salinidad promedio de la profundidad del océano de cero a 2.000 metros indica un renacimiento en casi todo el Océano Pacífico, amplia salinificación en las latitudes bajas y medias del Atlántico, pronunciada renovación en el Atlántico norte y contrastes entre el norte y el sur del océano Índico".

contraste de salinidad

Imagen: Series de tiempo de contraste de salinidad de 1960 a 2017 en los 2.000 m superiores.

El cambio de salinidad es espacialmente complicado. Este estudio utiliza un índice simple para sintetizar estos cambios, denominado índice de contraste de salinidad (SC), que se define como la diferencia entre la salinidad promediada en las regiones de alta y baja salinidad. "Esta métrica proporciona un medio simple pero poderoso de sintetizar los cambios observados en el patrón de salinidad", dijo Nicolas Gruber, coautor de este estudio de ETH.

"Demostramos que el patrón de salinidad de cero a 2.000 metros se ha amplificado en un 1,6% y la salinidad de la superficie se ha amplificado en un 7,5%". También mostramos que este aumento se debe a la influencia humana, y esta señal antropogénica ha superado la variabilidad natural de fondo".

Se ha compilado una estimación mejorada del cambio del ciclo global del agua basada en los nuevos datos de salinidad, métricas de contraste de salinidad y simulaciones de modelos. Muestra que el ciclo del agua ya se ha amplificado de un 2 a un 4% por grado Celsius desde 1960 (Figura de más arriba). "Nuestro resultado basado en el océano es ampliamente consistente con muchas estimaciones recientes basadas en la atmósfera y refuerza la evidencia de que el ciclo global del agua se ha intensificado con el calentamiento global", dijo John Fasullo de NCAR, EE. UU.

Este resultado tiene importantes implicaciones para el clima futuro. En un mundo calentado por + 2°C (el límite superior del objetivo del Acuerdo de París), el ciclo del agua se amplificará en un 4 ~ 8%. Esta amplificación será aún mayor si los impactos de los aerosoles son más pequeños en el futuro que en la actualidad (es decir, si se puede controlar la contaminación del aire). En consecuencia, habrá una evaporación más fuerte: Las regiones más secas se volverán aún más secas y aumentarán aún más las probabilidades de que la sequía empeore.

Las sequías afectan al ganado y los cultivos y aumentan el riesgo de incendios forestales a veces mortales en muchas regiones, incluidos los EE. UU., China, Australia, Brasil y otros países, lo que representa graves riesgos para la seguridad alimentaria y la salud humana. También habrá un riesgo mucho mayor de lluvias intensas y extremas. Las tormentas de lluvia más intensas causan importantes problemas como inundaciones extremas en todo el mundo. La lluvia asociada con ciclones tropicales y huracanes continuará creciendo y aumentando los daños no solo a las comunidades costeras y pequeñas islas, sino también tierra adentro (como en el huracán Isaías).

"Este estudio es un avance significativo en el campo", dijo Michael Mann de la Universidad Estatal de Pensilvania, EE. UU .: "Primero, las estimaciones nuevas y más precisas de los cambios de salinidad proporcionan una mejor base para la comparación con las simulaciones de modelos climáticos. En segundo lugar, el índice de contraste de salinidad proporciona una medida clave del impacto del cambio climático en el ciclo hidrológico global del agua y ayuda a distinguir la señal. Descubrimos que se necesita un poco más de una década para aislar la señal del cambio climático del ruido de fondo en esta métrica en particular, lo que sugiere que la comunidad de investigación climática debería usarla más ampliamente".

La investigación ha sido publicada en la revista Journal of Climate: Improved estimates of changes in upper ocean salinity and the hydrological cycle

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