Diferentes mecanismos por los cuales el nivel del mar cambia en diferentes regiones oceánicas
El Profesor Asociado Yoshi N. Sasaki, especialista en Oceanografía Física de la Universidad de Hokkaido, está involucrado en la investigación de la subida del nivel del mar, particularmente en las áreas costeras de Japón. En este artículo habla sobre lo que ha aprendido hasta ahora sobre la relación entre las corrientes oceánicas, el nivel del mar y el cambio climático, en qué investigación se está enfocando actualmente y el atractivo de la investigación que utiliza modelos numéricos para descubrir fenómenos naturales.
Es una opinión común entre los investigadores que está subiendo el nivel medio global del mar. La única pregunta ahora es, ¿Cuánto subirá?
El siguiente gráfico muestra el nivel medio global del mar, con datos de mareógrafos desde 1880 y datos satelitales desde 1993. Muestra que en el siglo XX el nivel del agua subió a un ritmo de aproximadamente 1,5 a 2 milímetros por año, pero ha subido a un ritmo más rápido de aproximadamente 3 milímetros por año en el siglo XXI. Se espera que esta velocidad aumente aún más en el futuro a medida que continúa el calentamiento global.
Imagen: Nivel medio global del mar (1880-2014). Crédito: Copyright CSIRO Australia
De hecho, en la costa de los EE. UU., por ejemplo en Florida, muchas personas viven en tierras bajas y el nivel del mar está subiendo más rápido que en otras áreas del océano. En tales áreas, ya se está considerando la construcción de diques y la migración.
Los investigadores se están enfocando ahora en predicciones detalladas de qué causará los cambios en el nivel del mar, cuándo, en qué áreas y en qué medida.
Como este gráfico es un "promedio global", la situación real en diferentes lugares es mucho más matizada de lo que esto revela por sí solo. Para aclarar esto, se están realizando simulaciones utilizando modelos numéricos.
El nivel del mar es la suma de múltiples factores
La subida del nivel del mar no se produce de manera uniforme en todo el mundo, sino que varía mucho de una región oceánica a otra. Las causas también varían entre cambios globales y cambios en algunas regiones oceánicas.
Hay dos causas principales de la subida media del nivel del mar en todo el mundo. La primera es la expansión térmica del agua de mar debido al calentamiento provocado por el calentamiento global. La segunda es el derretimiento de glaciares y capas de hielo debido al calentamiento global. El agua que antes estaba atrapada en la tierra en forma de hielo fluye hacia el mar, lo que aumenta la masa de agua marina y hace que suba el nivel del mar.
Vídeo: 15 preguntas para el investigador del cambio climático Dr. Yoshi N. Sasaki. Crédito: Space Time para la Universidad de Hokkaido
Hay muchos diferentes mecanismos por los cuales el nivel del mar cambia en diferentes regiones oceánicas. Para dar algunos ejemplos: Uno, variaciones en la circulación oceánica. Debido a la física de las corrientes geostróficas, el nivel del mar en el hemisferio norte es más alto en el lado derecho y más bajo en el lado izquierdo en relación con la dirección de las corrientes oceánicas. Dos, cambios en la presión atmosférica. Tres, cambios en el suelo: el suelo también se hunde y sube, lo que cambia la altura del nivel freático costero.
En otras palabras, para predecir el nivel del mar en un área, se debe tener en cuenta una combinación de estos factores. Específicamente, los efectos de cada uno de estos factores se pueden sumar para estimar la subida real del nivel del mar, hasta cierto punto.
Entender los mecanismos naturales usando modelos numéricos
La investigación de Sasaki involucra simulaciones por computadora, utilizando modelos oceánicos regionales de los EE. UU. En principio, el modelo puede reproducir el estado del océano alimentándolo con datos observados, como vientos atmosféricos y temperaturas.
Por ejemplo, si sabemos que un cambio en los niveles del agua es causado por las fluctuaciones del viento, podemos hacer predicciones de futuros cambios en los niveles del agua sabiendo cómo serán los vientos en el futuro.
Aunque simplemente Sasaki dice "Por las fluctuaciones del viento", se trata de comprender los mecanismos de la naturaleza.
Naturalmente, no es un proceso sencillo. Los modelos son muy complejos, y para comprender el mecanismo, el modelo debe ser capaz primero de reproducir los fenómenos con precisión. Una vez hecho esto, se puede desarrollar un "modelo más simple" que reproduzca la misma situación, revelando nuevos principios ocultos en la naturaleza. Necesitamos mirar los resultados de los modelos complejos para encontrar la esencia de lo que es importante.
Cuando Sasaki estaba investigando en los EE. UU., descubrió un nuevo mecanismo que cambiaba la circulación oceánica. Para alguien fuera del campo, habría parecido solo un diagrama, pero después de trabajar en él durante mucho tiempo, de repente parecía información importante que nadie había visto antes. Esta es la mejor parte de la investigación.
Imagen: Las fluctuaciones del nivel del mar varían de una zona a otra. Crédito: Yoshi N. Sasaki
Fluctuaciones del nivel del agua a lo largo de la costa de Japón
Los niveles de agua a lo largo de la costa japonesa también están subiendo actualmente, pero se sabe que no subieron durante todo el siglo XX; alcanzaron su punto máximo una vez alrededor de 1950 y luego cayeron.
La investigación ha demostrado que el pico alrededor de 1950 estuvo dominado por los efectos del viento. En particular, parece haber sido causado por fluctuaciones en la circulación oceánica debido a las fluctuaciones del viento de un sistema de baja presión llamado Aleutian Low. Por otro lado, se ha descubierto que la subida en los últimos años se debe principalmente a los efectos del calor y otros factores en la superficie del mar.
Imagen: Anomalías del nivel medio del mar a lo largo de la costa de Japón (1906-2020). Fuente: sitio web de la Agencia Meteorológica de Japón. Crédito: Agencia Meteorológica de Japón
Evaluación del impacto de los tifones y las marejadas ciclónicas
En el futuro, se prevé que los tifones y los ciclones extratropicales se vuelvan más fuertes. Hasta ahora, se han realizado investigaciones sobre cómo cambia el nivel del mar en escalas de tiempo a largo plazo de una década o más, pero no se puede ignorar la posibilidad de que las fluctuaciones a corto plazo, como las marejadas ciclónicas, puedan causar importantes daños.
Para evaluar tales impactos, necesitamos saber exactamente cómo se fortalecerán los tifones y los ciclones extratropicales en el futuro y cómo afectará esto a los niveles del mar. Sasaki está trabajando en esto actualmente con los estudiantes, y espera que este proyecto despegue.
Imagen: El nivel del mar en el hemisferio norte es más alto en el lado derecho y más bajo en el lado izquierdo en relación con la dirección de las corrientes oceánicas. Crédito: Yoshi N. Sasaki
La subida del nivel del mar es un aspecto del océano más amplio
En este momento, la resolución de los modelos oceánicos para las simulaciones del calentamiento global es de aproximadamente 100 kilómetros y puede reducirse a 10 kilómetros como máximo. Esto puede ser suficiente para algunas regiones oceánicas, pero no es suficiente para algunas topografías, por lo que a Sasaki le gustaría crear modelos más detallados e incorporar métodos como estadísticas y aprendizaje automático para realizar estimaciones.
Por otro lado, también existe un conflicto entre las medidas efectivas y los aspectos económicos. Por ejemplo, en EE. UU. hubo discusiones muy específicas sobre el costo de la migración para evitar la influencia de la subida del nivel del mar y el costo de construir diques, y cuál es mejor. "Una vez que sabes ciertas cosas, el resto ya no está en el campo de la ciencia, sino en el campo de la política o en el campo de la sociedad. Se trata de cuánta precisión demanda la sociedad", dice Sasaki.
A Sasaki le gustaría volver al tema de las corrientes oceánicas y buscar fenómenos más interesantes e importantes causados por las corrientes oceánicas una vez que ha pasado por la subida del nivel del mar. Cree que todavía hay muchos interesantes fenómenos causados por las corrientes oceánicas, como la circulación oceánica. Su sueño para el futuro es dilucidar los mecanismos de estos fenómenos.
