El aumento del calentamiento del océano subtropical está expandiendo los trópicos

sequias

Son generados por la dinámica de los giros oceánicos subtropicales

Las severas sequías en los EE. UU. y Australia son la primera señal de que aparentemente los trópicos y sus temperaturas cálidas se están expandiendo a raíz del cambio climático. Pero hasta ahora, los científicos no han podido explicar de manera concluyente las razones de esto, porque se centraban principalmente en los procesos atmosféricos.

Ahora, los expertos del Alfred Wegener Institute (AWI) han resuelto el rompecabezas: la alarmante expansión de los trópicos no es causada por procesos en la atmósfera, sino simplemente por el calentamiento del océano subtropical.

Los incendios forestales en Australia y California, las sequías y la escasez de agua en el Mediterráneo - en los últimos años, eventos como estos se han vuelto más frecuentes. Los investigadores atribuyen esto al hecho de que los trópicos, la región cálida que rodea el Ecuador, parecen estar expandiéndose. Y eso hace que las áreas afectadas se vuelvan más calientes y secas.

Según la definición oficial, los trópicos se extienden a través del Ecuador entre las latitudes de 23 grados norte y 23 grados sur. La zona central es húmeda, con mucha precipitación, mientras que las regiones marginales del norte y sur son cálidas y secas. Sin embargo, como resultado del cambio climático, desde hace algún tiempo las regiones secas se han expandido hacia el norte en el hemisferio norte —hasta el sur de California— y hacia el sur en el hemisferio sur.

anomalías en la temperatura del océano

Imagen: Anomalía observacional de la temperatura de la superficie del mar por satélite durante los últimos cinco años (2015-2019), referencia a los primeros cinco años (1982-1986).

Pero hasta ahora, los investigadores del clima han tenido un problema. No pudieron explicar de manera concluyente esta obvia expansión de los trópicos utilizando sus modelos climáticos. Los modelos simplemente no mostraron la magnitud y la característica regional de la expansión observada.

Un equipo que trabaja con los físicos Hu Yang y Gerrit Lohmann en el Instituto Alfred Wegner, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina en Bremerhaven (AWI) ha descubierto ahora la probable causa. La razón de la expansión parece ser un calentamiento alterado del océano.

patrón de la climatología

Imagen: Patrón de climatología de la precipitación global. El centro de los trópicos es húmedo y exuberante, mientras que los límites de los trópicos son secos y áridos.

Hasta la fecha, los expertos suponían que los procesos en la atmósfera desempeñaban un papel importante, por ejemplo, un cambio en la concentración de ozono o los aerosoles. También se pensó posible que las fluctuaciones climáticas naturales que ocurren cada pocas décadas fueran responsables de la expansión de los trópicos. Durante muchos años, los investigadores habían estado buscando, por así decirlo, en el lugar equivocado.

"Nuestras simulaciones muestran que un mayor calentamiento sobre el océano subtropical en los hemisferios norte y sur son los principales impulsores", dice Hu Yang, autor principal del estudio. Estos patrones de calentamiento subtropical son generados por la dinámica de los giros oceánicos subtropicales, que miden varios cientos de kilómetros de diámetro, que giran lentamente. Estas corrientes son especialmente conocidas en el Pacífico, porque en ellas se concentra la mayor parte de la basura marina flotante.

mecanismo de expansión tropical

Imagen: Diagrama esquemático que explica el mecanismo de expansión tropical. El sombreado indica la temperatura de la superficie del mar, las flechas punteadas negras ilustran los vientos cercanos a la superficie, las manchas blancas son las zonas de convergencia subtropical y las líneas discontinuas grises gruesas representan los frentes subtropicales.

"Debido a que las corrientes en la región unen las masas de agua que se calientan en la superficie de manera particularmente intensa, es más fácil para la superficie del océano subtropical acumular calor que en otras regiones, y lo mismo se aplica al plástico", dice Lohmann. Como resultado de este calentamiento del océano subtropical, las regiones oceánicas cálidas tropicales se están expandiendo. Según sus cálculos, este fenómeno es el catalizador de la expansión de los trópicos hacia el norte y el sur. "Investigadores anteriores habían adoptado un enfoque demasiado complicado del problema y asumieron que se debía a cambios complejos en la atmósfera. En realidad, se debe a un mecanismo relativamente simple que involucra las corrientes oceánicas".

Lo que llevó a los expertos a explorar esta vía: datos sobre giros oceánicos con los que se encontraron hace cinco años - datos sobre temperaturas oceánicas y datos satelitales, disponibles gratuitamente en bases de datos. Ambas fuentes indicaron que los giros se estaban volviendo más cálidos y poderosos. "Eso es lo que nos llevó a creer que podrían ser un factor decisivo en la expansión de los trópicos", explica Hu Yang.

cambios en la precipitación

Imagen: Cambios proyectados en la precipitación para fines de este siglo bajo el curso del escenario RCP4.5. La creciente sequía en el Mediterráneo, California, Australia y Brasil está relacionada con la expansión tropical. En estas regiones, se ha informado con frecuencia de incendios forestales en los últimos años, muy probablemente debido a la expansión de los trópicos bajo el calentamiento global.

Los expertos de AWI tenían razón: sus hallazgos corresponden perfectamente a las observaciones reales y los últimos datos de campo sobre la expansión tropical. Al igual que en la realidad, su modelo climático muestra que los trópicos se están extendiendo ahora más hacia el norte y el sur por igual. En el hemisferio sur, el efecto es aún más pronunciado, porque el océano ocupa allí más del área total que en el hemisferio norte.

Sin embargo, cuando se trata de la pregunta de si las sequías en Australia, California y el Mediterráneo se deben a la expansión de los trópicos, Gerrit Lohmann no puede dar una respuesta definitiva. "Cuando se habla de cambio climático, siempre es difícil cuantificar los parámetros respectivos con absoluta certeza", dice. "Sin embargo, podemos asumir con seguridad que las corrientes oceánicas y la expansión de los trópicos aumentan la probabilidad de que ocurran sequías y huracanes".

Los resultados de la investigación se ha publicado en el Journal of Geophysical Research Atmospheres: Tropical Expansion Driven by Poleward Advancing Midlatitude Meridional Temperature Gradients

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