Evidence the ocean is losing less heat in the northern Atlantic and the AMOC has started to slowly weaken
Este estudio proporciona evidencia robusta de que la Circulación Meridional de Retorno del Atlántico (AMOC) se ha debilitado aproximadamente un 14% durante los últimos 30 años, un cambio impulsado por una reducción significativa en la pérdida de calor oceánico en el Atlántico norte que se atribuye al cambio climático forzado.
Autores originales:Michael Bell, Richard Allan, Jonathan Baker, Helene Hewitt, Laura Jackson, Helen Johnson, William Kay, Chunlei Liu, Michael Mayer, Rowan Sutton, Richard Wood, Ke Yang
Autores originales: Michael Bell, Richard Allan, Jonathan Baker, Helene Hewitt, Laura Jackson, Helen Johnson, William Kay, Chunlei Liu, Michael Mayer, Rowan Sutton, Richard Wood, Ke Yang
El Océano Atlántico es el hogar de una enorme y lenta cinta transportadora de agua conocida como la Circulación Meridional de Retorno del Atlántico. Este sistema actúa como un motor térmico global, atrayendo agua cálida desde los trópicos hacia el norte y transportando agua fría y profunda de regreso al sur. A medida que esta agua cálida viaja hacia el norte, libera calor a la atmósfera, un proceso que mantiene el clima de Europa significamente más templado de lo que sería a tales latitudes elevadas. Los científicos han comprendido durante mucho tiempo que si esta circulación se ralentizara o se detuviera, las consecuencias para los patrones meteorológicos y el nivel del mar podrían ser profundas. Sin embargo, medir la fuerza de esta corriente submarina es difícil porque fluctúa naturalmente de un año a otro, lo que dificulta distinguir si un descenso temporal es solo ruido o el comienzo de un declive a largo plazo.
Un nuevo estudio liderado por investigadores de la Oficina Meteorológica del Reino Unido (UK Met Office) y otras instituciones ofrece una nueva forma de abordar este problema. En lugar de intentar medir la corriente directamente, lo que requiere décadas de observación continua para separar la señal del ruido, el equipo analizó el calor que el océano pierde hacia la atmósfera. La lógica es sencilla: la fuerza del flujo hacia el norte del océano está estrechamente vinculada a la cantidad de calor que desprende en el camino. Si la circulación se debilita, llega menos agua cálida al norte y el océano pierde menos calor hacia el aire. Al analizar datos satelitales y registros atmosféricos de 1985 a 2023, los investigadores descubrieron que la cantidad de calor perdido por el Atlántico norte ha disminuido significativamente. Calcularon que el océano en esta región está perdiendo aproximadamente un 18 por ciento menos de calor de lo que perdía al inicio de su periodo de estudio. Esta reducción es tan grande que es extremadamente raro ver un cambio de este tipo en las simulaciones climáticas computarizadas antes de que la influencia humana comenzara, lo que sugiere que el cambio es un resultado directo del calentamiento global.
Utilizando la fuerte relación entre la pérdida de calor y la fuerza de la corriente hallada en los modelos climáticos, los investigadores tradujeron esta caída en la pérdida de calor en una estimación de la velocidad de la corriente oceánica. Sus cálculos sugieren que la Circulación Meridional de Retorno del Atlántico se ha debilitado aproximadamente un 14 por ciento durante los últimos 30 años. Este hallazgo concuerda con, y ayuda a explicar, el declive más lento observado en las mediciones directas realizadas por una red de sensores anclados en el océano desde 2004. El estudio sostiene que observar la pérdida de calor es una forma más fiable de detectar tendencias a largo plazo que confiar únicamente en el registro corto y ruidoso de las mediciones directas o en pistas indirectas como las temperaturas de la superficie del mar, que pueden ser engañosas. Si bien la corriente no se ha colapsado, la evidencia apunta a una desaceleración constante y provocada por el hombre que ya ha comenzado, ofreciendo un panorama más claro de cómo el corazón oceánico del planeta está respondiendo a un mundo en calentamiento.
Resumen Técnico: Evidencia de la Reducción de la Pérdida de Calor Oceánico y el Debilitamiento de la AMOC en el Atlántico Norte
Planteamiento del Problema La Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico (AMOC, por sus siglas en inglés) es un componente crítico del sistema climático global, que transporta aguas superficiales cálidas hacia el norte y aguas profundas frías hacia el sur. Si bien los modelos climáticos proyectan de manera robusta un debilitamiento de la AMOC durante este siglo debido al forzamiento radiativo, el momento y la magnitud de este declive siguen siendo inciertos. Los registros observacionales directos del arreglo RAPID en 2.6.5°N, disponibles únicamente desde 2004, son demasiado cortos para distinguir las tendencias antropogénicas a largo plazo de la variabilidad interna de escala decadal. Además, los proxies existentes utilizados para extender el registro de la AMOC hacia el pasado —como la huella de la temperatura de la superficie del mar (SST), el nivel del mar y la salinidad— han arrojado resultados contradictorios respecto al inicio y la tasa de debilitamiento, a menudo debido a su sensibilidad al forzamiento externo o a las incertidumbres observacionales.
Metodología Para abordar estas incertidumbres, este estudio utiliza un proxy basado en mecanismos: el Flujo de Calor Superficial Ascendente Neto (NUSHF, por sus siglas en inglés) en el Atlántico norte. Los autores argumentan que, bajo el calentamiento global, la reducción en la pérdida de calor del océano hacia la atmósfera es el motor fundamental del debilitamiento de la AMOC.
Fuentes de Datos: El estudio emplea datos de la versión 5.1 de DEEP-C (Diagnosing Earth's Energy Pathways in the Climate system). A diferencia de las estimaciones de NUSHF derivadas directamente de reanálisis atmosféricos (que son propensas a tendencias espurias y carecen de restricciones observacionales), los datos de DEEP-C están equilibrados energéticamente. Se derivan de mediciones satelitales de la radiación en la parte superior de la atmósfera (TOA) (ERBE y CERES) combinadas con datos de reanálisis atmosférico para calcular la divergencia de energía atmosférica y los cambios en el contenido de calor. Este método proporciona estimaciones de flujo superficial con restricciones observacionales.
Periodo y Región de Análisis: El análisis abarca el periodo de 1985 a 2023, centrándose en la cuenca del Atlántico entre 26.5°N y 70°N.
Enfoque Estadístico:
Se calcularon las tendencias lineales en NUSHF utilizando tres conjuntos de datos de reanálisis diferentes (ERA5, JRA55, MERRA2) procesados a través del marco de DEEP-C.
Para vincular las tendencias de NUSHF con la fuerza de la AMOC, los autores utilizaron simulaciones de modelos climáticos CMIP6, incluyendo experimentos de control preindustrial (piControl), históricos, SSP2-4.5, SSP5-8.5 y de CO2 abrupto de 4 veces (4xCO2).
Se establecieron correlaciones entre la AMOC en 26.5°N y el NUSHF promediado durante los 10 años precedentes, un desfase (lag) que mejora la fuerza de la correlación en las simulaciones de modelos.
Las tendencias observadas de NUSHF se compararon contra la distribución de tendencias de 40 años en las simulaciones piControl de CMIP6 para evaluar la significancia estadística con respecto a la variabilidad natural.
Resultos Clave
Reducción de la Pérdida de Calor Observada: El estudio encuentra que el calor perdido por el Océano Atlántico entre 26.5°N y 70°N se redujo aproximadamente un 18 ± 10% (intervalo de confianza del 95%) durante el periodo de 39 años de 1985 a 2023. La tasa de reducción se estima en 0.047 PW por década.
Significancia Estadística: Esta reducción observada se sitúa en el extremo exterior de la distribución de las tendencias de 40 años encontradas en las simulaciones piControl de CMIP6. Específicamente, solo una de las 324 tendencias de piControl fue tan negativa como la tendencia de ERA5 DEEP-C, y ninguna fue tan negativa como las de JRA55 y MERRA2. Esto sugiere que el cambio observado es improbable que sea impulsado únicamente por la variabilidad interna y es probablemente una consecuencia del cambio climático forzado.
Debilitamiento de la AMOC Inferido: Utilizando la fuerte correlación (r² = 0.93) entre las tendencias de NUSHF y la AMOC en las simulaciones de CMIP6, los autores infieren el cambio en la fuerza de la AMOC. Basándose en las tendencias de 30 años de NUSHF (promediadas sobre los 10 años precedentes), se estima que la AMOC en 26.5°N se ha debilitado un 14.2 ± 13.9% durante los últimos 30 años.
Consistencia con RAPID: La tendencia de la AMOC inferida de los datos DEEP-C (−0.63 Sv por década para 2005–2023 usando un desfase de 10 años) es consistente con, aunque ligeramente menos pronunciada que, la tendencia observada por el arreglo RAPID (−0.89 Sv por década). Los autores señalan que la incertidumbre en la tendencia de RAPID es significativamente mayor que la de la tendencia derivada de NUSHF.
Significancia y Reivindicaciones El artículo afirma que sus hallazgos proporcionan evidencia más robusta para el inicio del debilitamiento de la AMOC que estudios previos que dependen de proxies indirectos o mediciones directas de corta duración. La significancia se basa en tres puntos:
Base Mecanística: Al centrarse en la reducción de la pérdida de calor superficial, el estudio aborda el mecanismo físico fundamental que impulsa el debilitamiento de la AMO C bajo el calentamiento global, en lugar de depender de correlaciones secundarias (como la SST) que pueden estar confundidas por otros factores.
Robustez del Proxy: El uso de datos DEEP-C equilibrados energéticamente supera los problemas de fiabilidad asociados con las estimaciones de NUSHF derivadas directamente de modelos de reanálisis.
Detección de Tendencia: El estudio concluye que los flujos de calor en el Atlántico norte se han reducido en respuesta al aumento de los gases de efecto invernadero y que la AMOC probablemente ha comenzado una lenta tendencia de debilitamiento. Los autores sostienen que este trabajo añade sustancialmente confianza a que un declive a largo plazo ha comenzado y proporciona una cuantificación robusta de la tasa de cambio reciente, llenando el vacío dejado por la corta duración del registro observacional de RAPID.