Debilitamiento de la Corriente del Golfo observado en el estrecho de Florida durante las últimas cuatro décadas

Ya puse hace tiempo un artículo sobre el debilitamiento de la corriente del golfo, aquí el resumen de un nuevo estudio. Y el mes pasado otro sobre la probabilidad de cese completo bastante alarmante. 

La Corriente del Golfo es la corriente límite occidental del Océano Atlántico Norte subtropical. Fluye hacia el norte a través del Estrecho de Florida frente a Miami y a lo largo del talud continental de la Bahía del Atlántico Sur. Antes de separarse de la costa en Cabo Hatteras y serpentear libremente hacia mar abierto. En virtud de su volumen y transporte de calor, la Corriente del Golfo afecta el tiempo, el clima y las condiciones meteorológicas regionales  y a las condiciones costeras, incluida la temperatura del aire superficial en Europa y las precipitaciones, el nivel del mar costero a lo largo el sureste de Estados Unidos y la actividad de huracanes en el Atlántico norte. Por lo tanto, comprender los cambios pasados de la Corriente del Golfo es importante para interpretar los cambios observados. Predecir tendencias futuras en eventos extremos, incluidas sequías, inundaciones, olas de calor y tormentas. Determinar tendencias en el flujo de la Corriente del Golfo también es relevante para aclarar si hay cambios y determinar cómo el océano se está retroalimentando del clima. La diferencia entre el transporte hacia el norte por la Corriente del Golfo y el transporte hacia el sur debido a los vientos sobre el interior del océano define la fuerza de la circulación meridional de retorno del Atlántico (AMOC), a 26°N. Esta circulación es el principal medio por el cual el océano mueve el calor a través de latitudes, enfriando las regiones tropicales y calentando los polos. Los modelos climáticos simulan que la circulación meridional subtropical del Atlántico norte se debilitó en el pasado reciente. El máximo de la corriente a 26°N se debilitó 1,2 Sv ± 0,2 entre 1980 y 2010.  [Un Sv (Sverdrup) equivale a un flujo de un millón de metros cúbicos por segundo. 1 Sv = 1.000.000 m3/s]

 

figura 1. Área de estudio. El sombreado de color es la topografía/batimetría (m) de la cuadrícula. Las líneas naranjas marcan la ubicación de los cables de telecomunicaciones submarinos entre Jupiter Inlet (Florida) y Settlement Point (Bahamas), y entre West Palm Beach (Florida) y Eight Mile Rock (Bahamas). La línea amarilla a 27°N marca la ubicación nominal de las secciones in situ. Los puntos morados marcan las trayectorias terrestres del altímetro y los puntos negros más gruesos marcan la trayectoria descendente, para estimar el transporte de la Corriente del Golfo a través del Estrecho de Florida. Las flechas negras identifican la magnitud relativa y sentido de la circulación superficial a partir de datos de movimiento. El recuadro muestra el área de estudio en un contexto global.

Debido al forzamiento externo, a 1000 m de profundidad a 35°N la corriente  disminuyó 2,3 Sv entre 1985 y 2014. Sin embargo, las reconstrucciones derivadas de los escasos datos hidrográficos disponibles desde la década de 1980 no encuentran ningún debilitamiento significativo. 

No está claro si las discrepancias reflejan problemas con los modelos (incapacidad para resolver frentes, chorros, remolinos, etc.) o los datos, o si la señal de cambio forzado externamente está simplemente por debajo del umbral de detección establecido por la variabilidad natural. Las observaciones de la corriente son todavía demasiado breves para corroborar el debilitamiento simulado por modelos, las mediciones continuas del transporte de la Corriente del Golfo están disponibles desde hace ya cuarenta años. Hay una larga historia de observaciones de la Corriente del Golfo mediante sensores remotos y datos in situ a lo largo de la corriente. El registro más largo y continuo del transporte de la corriente del Golfo se realiza desde el Estrecho de Florida a 27°N (Figura 1). Estimaciones cuasi diarias de cables submarinos de telecomunicaciones Los estudios calibrados con sondas de caída y a bordo se remontan a 1982. La altimetría por satélite proporciona datos adicionales. Existen restricciones A pesar de esta extraordinaria densidad de datos, cada 10 días desde 1992 (Figuras 1 y 2a). Todavía no hay consenso en que el transporte de la Corriente del Golfo se esté debilitando con el cambio climático. Se reunieron datos de sondas y cables hasta 2009, junto con mediciones anteriores de flotación aguas arriba desde el sur del noroeste Canal de Providence cerca de 26°N. Argumentaron que los datos no respaldaban un cambio en el transporte de la Corriente del Golfo a lo largo de 1964-2009, pero no cuantificaron la tasa de cambio a largo plazo ni proporcionaron estimaciones de error. En cambio,  se informó una tendencia equivalente a 1,1 ± 0,1 Sv de debilitamiento a partir de datos de cable durante el período 1982-2014. Los errores formales se perciben como demasiado pequeños y los resultados han sido cuestionados. Se sospecha que una tendencia reciente descubierta aguas abajo en la Corriente del Golfo también podría ser equívoca. Se utilizó altimetría satelital para inferir un debilitamiento de la Corriente del Golfo al este de 65°W durante 1993-2016, pero no encontraron cambios al oeste de 70°W, mientras que otros estudios  argumentaron que el registro del altímetro es demasiado corto para identificar tendencias significativas de la Corriente del Golfo, no se encontró evidencia de una disminución en el Transporte de la corriente del Golfo de 1993 a 2012 en 20 años de datos de velocidad del perfilador de corriente Doppler acústico. En resumen, ha habido muchos intentos de estimar las tendencias recientes de la Corriente del Golfo a partir de una variedad de conjuntos de datos. En diferentes lugares, pero sigue siendo difícil encontrar una respuesta definitiva. Para hacer una estimación sólida de cambio a largo plazo con barras de error significativas, los datos disponibles deben asimilarse conjuntamente de manera que tengan en cuenta para las propiedades de las series temporales del transporte y las incertidumbres que caracterizan los diferentes flujos de datos. Aquí se aplica un modelado bayesiano   jerárquico para combinar formalmente cables, in situ y altimétricos. Datos a 27°N, y formar una nueva estimación, con incertidumbre, del transporte a través del Estrecho de Florida desde 1982.

Datos 

Se utilizaron datos de transporte de la Corriente del Golfo desde el Estrecho de Florida proporcionados por el National Oceanic and Atmospheric (Figura 1). Se usaron 13.105 estimaciones diarias de transporte de corriente de Florida a partir de voltajes medidos por cables de telecomunicaciones submarinas abandonados, cables entre Florida y Las Bahamas. El principio se basa en la teoría electromagnética: El transportes de partículas cargadas en presencia del campo geomagnético de la Tierra dan como resultado voltajes variables a través del cable. Los datos del 18 de marzo de 1982 al 22 de octubre de 1998 provienen de un cable entre Júpiter Inlet y Settlement Point, mientras que los datos desde el 9 de junio de 2000 hasta el presente provienen de un cable de West Palm Beach a Roca de ocho millas. No se realizaron mediciones entre octubre de 1998 y junio de 2000. Si bien las observaciones se dan con una resolución diaria, la frecuencia de muestreo efectiva es cada tres días, ya que los datos llevan un filtrado de paso bajo para suprimir los efectos geomagnéticos y otros ruidos. Las estimaciones de cable se calibran con estimaciones de transporte independientes. Desde boyas de sonda de caída libre y perfilador acústico de corriente Doppler (LADCP) compararon los datos del cable con los des secciones de la sonda  y se encontraron errores estándar en los datos del cable de 2,8 Sv para 1993–1998, 2,0 Sv para 2000–2005 y 1,3 Sv para 2006 en adelante. Los errores mayores durante 1993-1998 y 2000-2005 se deben a que los cables estaban en telecomunicaciones activas.

Datos in situ 

También se utilizaron secciones de transporte de la Corriente del Golfo desde una variedad de plataformas in situ a través del Estrecho de Florida. De estas, 247 son secciones de sondas de boya de caída libre, las mediciones se realizaron entre 1982 y la actualizad, como parte del programa de Estudios del Clima del Atlántico Subtropical.

Datos de altimetría 

Finalmente, se utilizaron 979 estimaciones de transporte de la corriente de Florida a partir de altimetría satelital. Los altímetros satelitales observan el campo global de altura de la superficie del mar cada 10 días. En virtud de la geostrofia, los gradientes en la altura de la superficie del mar están acoplados

 

Figura 2. (a) Transporte observado de la Corriente del Golfo desde cable submarino (naranja), in situ (azul) y altimetría satelital (amarillo). Coeficientes de correlación de Pearson entre cable e in situ, cable y altimetría, e in situ y altimetría en sus puntos de tiempo comunes son 0,76, 0,63 y 0,58, respectivamente. (b) Medianas posteriores (línea negra) e intervalos de credibilidad puntual del 95 % (sombreado en gris) de transporte diario del modelo bayesiano junto con la tendencia mediana estimada y el intervalo de credibilidad puntual del 95 % (línea morada y sombreado). (c) Detalle del transporte observado (puntos naranja, azul y amarillo) y modelado (línea negra y sombreado gris) durante 2019. Dos extraídos al azar, Los miembros posteriores del conjunto se muestran para comparar (líneas violeta y verde). (d) Errores estándar en los datos del cable (puntos azules) y desviaciones estándar en la parte posterior soluciones (línea negra).

a las corrientes geostróficas superficiales. Se utilizaron altimétricos a lo largo de la trayectoria descendente 178 (puntos negros en la Figura 1) para calcular las diferencias de altura de la superficie del mar en el estrecho de Florida, lo que da como resultado las estimaciones de transporte de la Corriente de Florida de 10 días a partir de enero de 1993 que se utilizan aquí. se compararon las estimaciones de transporte basadas en altimetría con datos de cables,  y se derivó un error estándar en los transportes altimétricos de 10 días de ~2 Sv.

Resultados 

Los tres conjuntos de datos independientes (de observaciones por cable, in situ y altimétricas) captan claramente datos similares del Golfo. Transportes de corriente (Figura 2a), sin embargo, la amplitud y la fase de la variabilidad del transporte varían debido a las diferentes resoluciones y calidades de cada conjunto de datos. Este modelo bayesiano produce un conjunto de soluciones posteriores que proporcionan una serie temporal probabilística y totalmente congruente del transporte de la Corriente del Golfo a través de Estrecho de Florida basado en estos conjuntos de datos muy diferentes (Figura 2b). Se obtienen transportes diarios de la Corriente del Golfo desde el 18 de marzo de 1982 hasta el 6 de diciembre de 2021 y se encuentra un transporte medio de 31,8 ± 0,27 Sv. El rango ± es el intervalo de credibilidad del 95%, que es el análogo bayesiano del más familiar intervalo de confianza del 95% a partir de estadísticas. Esta estimación del transporte medio es algo más ajustada y restringida que el valor de 32,1 ± 0,4 Sv , e inferior al valor de 32,2 Sv basado en un registro de cable más corto (1982-1998). Incertidumbres diarias en el transporte (desviaciones estándar posteriores) son ~0,9 Sv en promedio, que es menor que los errores estándar en el diario datos de cable, pero los errores varían en el tiempo dependiendo de la calidad y disponibilidad de los datos (Figuras 2c y 2d). Por ejemplo, Las incertidumbres del transporte diario son relativamente mayores en julio de 2019 en comparación con el resto de ese año debido a un mes de duración. Hay una brecha en los datos del cable (Figura 2c). La solución del modelo bayesiano ofrece evidencia clara de un cambio significativo a largo plazo. Se encuentra que el transporte de la Corriente del Golfo en el Estrecho de Florida disminuyó 1,2 ± 1,0 Sv en los últimos 40 años (Figuras 2b y 3), lo que equivale a un cambio de 4,0 ± 3,2% con respecto al transporte medio. Esto significa que la probabilidad P de que la Corriente del Golfo transporte debilitado más de lo esperado por el azar es P > 99%. Este debilitamiento es consistente con la media El transporte de todo el registro fue menor que el estimado hasta 1998. Un análisis más detallado muestra que esta tendencia surgió recientemente de los datos. Se realizó una serie de experimentos de sensibilidad,  en los que al modelo solo se le proporcionaron los datos hasta 2005, 2009, 2013 y 2017, y estos experimentos arrojaron probabilidades respectivas de debilitamiento del transporte de P = 51%, P = 79%, P = 96% y P = 97% (Figura 3a). 

Esto demuestra que una disminución significativa en el transporte de la Corriente del Golfo sólo se ha vuelto detectable durante la última década, pero también que la inferencia de un debilitamiento significativo es insensible al punto final del periodo de análisis, siempre que caiga dentro de la última década. La disminución del transporte de la Corriente del Golfo desde el modelo bayesiano es también robusto a la elección de los datos analizados. Se realizó una serie de experimentos de sensibilidad, omitiendo del análisis los datos de cable, in situ o altimétricos, y se encontró debilitamiento en los respectivos experimentos de 0,8 ± 1,0, 1,1 ± 1,0 y 1,2 ± 0,9 Sv (Figura 3b). Esto muestra que es muy probable (P > 94%) El debilitamiento del transporte sea una señal común y no dependa de ningún conjunto de datos.

Discusión 

Este estudio se ha basado en muchos estudios previos que han buscado cuantificar el cambio a largo plazo en el transporte de la Corriente del Golfo. Utilizando datos de cable y otras mediciones del Estrecho de Florida. El debilitamiento que se encuentra desde 1982 es consistente con muchos de estos estudios y se distingue por los múltiples conjuntos de datos que utilizamos, así como la rigurosa cuantificación de la incertidumbre y el modelado de series de tiempo que aplicamos que prestan confianza en estos resultados. Si ponemos este trabajo en un contexto más amplio, es probable que el reciente debilitamiento del transporte a través del Estrecho de Florida parta de un declive que dura un siglo y puede estar asociado con un debilitamiento en la Corriente del Golfo

 

Figura 3. (a) Histogramas del cambio de transporte modelado estimado en diferentes períodos de tiempo, todos a partir de 1982. (b) Histogramas del cambio de transporte modelado durante 1982-2021 estimados a partir de experimentos que excluyen cada conjunto de datos del análisis.

Aún no está claro si existe un debilitamiento asociado a la corriente del Golfo que transporta el calor hacia los polos. Se han utilizado registros de mareógrafos de ambos lados del Estrecho de Florida, junto con registros de cable promediados anualmente. Los datos para concluir que el transporte a través del Estrecho de Florida probablemente ha disminuido constantemente desde 1909. El debilitamiento que se encuentra aquí es independiente de los registros de mareógrafos, ya que estos registros contienen señales de múltiples zonas costeras y abiertas. Procesos oceánicos, además del transporte, que añaden ruido al modelo bayesiano. Los métodos bayesianos tienen en cuenta estas dinámicas extrañas. Los modelos oceánicos y climáticos simulan consistentemente que el transporte de la Corriente del Golfo es fuertemente coherente con la fuerza de la corriente en escalas de tiempo decenales y más largas. Pero a los modelos climáticos les resulta difícil simular las corrientes estrechas. Hay sesgos comunes en la fuerza, profundidad, variabilidad y latitudes de separación de los océanos simulados cuando se comparan con las corrientes observadas. Además, la variabilidad y las tendencias de las puede ser diferente corriente arriba que corriente abajo, porque los remolinos oceánicos (frecuencia y crecimiento) cambian con la latitud y la topografía. Por observaciones y teorías sabemos que la mayor parte del flujo de la Corriente del Golfo es parte de la circulación de giro del Atlántico Norte subtropical con sólo una fracción asociada con el retorno. ¿Cómo podemos estar seguros de si la disminución en el Estrecho de Florida está relacionada con una disminución en la circulación de retorno? Validar los modelos requiere observaciones a largo plazo. Disponibles aguas arriba y mar adentro del estrecho de Florida Las observaciones sobre la corriente del Golfo y la disminución de la circulación siguen siendo equívocas.  Se utilizaron 25 años de datos del perfilador de corriente Doppler acústico para concluir que el transporte de la Corriente del Golfo se ha mantenido estable a 36°N, sin disminución. Al mismo tiempo, se combinaron posteriormente sus datos con perfiles hidrográficos de 1930 a 2020 para estimar una evolución a largo plazo. Un debilitamiento de 2,0 ± 0,8 Sv del transporte en la capa superior del océano entre la vertiente de Nueva Inglaterra y las Bermudas, una región que incluye la Corriente del Golfo y sus recirculaciones. Utiliza datos de mareógrafos de Atlantic City, Nueva Jersey y Bermudas para inferir un debilitamiento similar de la circulación oceánica. Se atribuye 0,4 Sv de su debilitamiento a la circulación de retorno (cinta trasportadora del océano), pero con baja confianza. El sistema de monitoreo ha estado midiendo el retorno del Atlántico en toda la cuenca a 26°N desde 2004. De hecho, los datos del cable del Estrecho de Florida utilizados aquí forman parte de este conjunto de monitoreo. Estos datos extraordinarios ayudan a  nuestra comprensión de cómo se revierte y sobre la variabilidad de la circulación en escalas de tiempo subdecenales , pero el registro es, hasta ahora, demasiado corto para arrojar luz sobre las consecuencias de un cambio a largo plazo. En cuanto a la fuerza de la corriente, se amplió el transporte en la parte superior del océano medio en tiempo utilizando altimetría satelital para estimar que la circulación del giro del Atlántico subtropical se ha mantenido estable durante 1993-2014. Por otro lado, los nuevos análisis de los océanos muestran un debilitamiento marginalmente significativo del giro. durante 1993-2016. Sin embargo, esta tendencia depende de qué producto eólico observado se utilizase para conducir el modelo. Diferentes productos impulsan tendencias opuestas en la curvatura del viento y, por tanto, en el transporte a 26°N desde 1980. Resolver estas diferencias y lograr coherencia entre diferentes estimaciones de fuerza del viento son necesarias para determinar las tendencias a largo plazo en los transportes de la corriente. 

También hay debate en torno a si las reconstrucciones indirectas basadas en archivos naturales respaldan un declive en la circulación del Atlántico Norte  desde la Revolución Industrial. De manera más general, la relación entre el transporte de la corriente, el transporte por giro y el retorno la circulación depende de la escala de tiempo y el forzamiento. Por ejemplo, Los datos   muestran que, si bien los transportes de la Corriente del Golfo y los giros se compensan entre sí en escalas de tiempo subanuales, Los cambios decenales en la circulación profunda se equilibran en gran medida con cambios iguales y opuestos en transportes de las aguas superiores del medio océano. El La relación entre ellos también podría estar cambiando a largo plazo, ya que las propiedades termohalinas del océano se ajustan en un mundo en calentamiento. En última instancia, no está claro si la disminución del transporte actual de Florida que encontramos aquí presagia un debilitamiento de la circulación de retorno. Esta pregunta abierta subraya el valor de las observaciones estratégicamente ubicadas y del monitoreo sostenido a largo plazo del océano, así como la urgencia de encontrar mejores formas de asimilar todas las observaciones existentes en un marco congruente, como el modelo bayesiano que se desarrolla aquí, que puede cuantificar rigurosamente la incertidumbre y cambiar. Las aguas que forman parte de la circulación de retorno, originarias del otro lado del ecuador en el Atlántico Sur, tienen propiedades distintas dentro del Estrecho. Si se ha descubierto que el flujo de estas aguas del Atlántico Sur varía junto con el transporte de la corriente de Florida. 

Conclusiones

Los resultados no son concluyentes y no hay consenso sobre si se está debilitando con el cambio climático. El análisis bayesiano encuentra una  certeza (probabilidad P > 99%) que el volumen de transporte de la Corriente del Golfo a través del Estrecho de Florida ha disminuido en 1,2 ± 1,0 Sv en los pasados 40 años (intervalo de credibilidad del 95%). Se trata de la primera evidencia inequívoca de una reciente disminución relevante para el clima y la  circulación oceánica.

Artículo original: Robust Weakening of the Gulf Stream During the Past Four Decades Observed in the Florida Straits

Advertencia sobre un posible próximo colapso de la Circulación de inversión meridional del Atlántico (AMOC) “Corriente del Golfo”

La circulación meridional de inversión del Atlántico (AMOC) o popularmente conocida como corriente del Golfo es un elemento importante en el sistema climático y un futuro colapso tendría graves impactos sobre el clima en la región del Atlántico Norte. En los últimos años se ha informado sobre un debilitamiento de la circulación, pero las evaluaciones del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC),  basadas en la Intercomparación de Modelos Climáticos y simulaciones del modelo del Proyecto (CMIP)  sugieren que es poco probable que se produzca un colapso total dentro del siglo XXI. Sin embargo, nuevas estimaciones arrojan una preocupación adicional debido a las crecientes concentraciones de gases de efecto invernadero. Predicciones basadas en observaciones que dependen de la detección de Señales de Alerta Temprana (SAT), principalmente han sido reportados recientemente para la AMOC un aumento de la varianza y aumento de la autocorrelación (parada crítica), Se muestra una significancia estadística y estimadores basados en datos. Se estima que se producirá un colapso de la AMOC alrededor de mediados de siglo bajo el escenario actual de emisiones futuras.

Un próximo colapso de la circulación meridional del Atlántico (AMOC) es una gran preocupación ya que es uno de los puntos de inflexión más importantes en el sistema climático de la Tierra. En los últimos años, modelos y reconstrucciones paleoclimáticas indican que las más fuertes fluctuaciones climáticas abruptas conocidas, los eventos Dansgaard-Oeschger  están relacionados con la naturaleza bimodal de la AMOC. Numerosos modelos climáticos muestran un comportamiento de histéresis, donde el cambio de un parámetro de control, típicamente la entrada de agua dulce en el Atlántico Norte, hace que los modelos diverjan. Los modelos más modernos del sistema climático-oceánico terrestre pueden reproducir tal escenario, pero la divergencia entre modelos es grande y el punto crítico del umbral está mal restringido. 

Basado en el generador de modelos CMIP5, el informe AR6 IPCC  cita un colapso en el siglo XXI es muy improbable (confianza media). En los modelos CMIP6  , hay una mayor dispersión en la respuesta de la AMOC a escenarios de calentamiento, por lo tanto una mayor incertidumbre en la evaluación de un futuro colapso. Sin embargo, existen sesgos en los modelos hacia una sobreestimación de la estabilidad de la AMOC, tanto desde la sintonía con el clima histórico registrado, una mala representación de la formación de aguas profundas, salinidad y escorrentía glaciar. Cuando sistemas complejos, como la circulación de vuelco, sufren transiciones críticas al cambiar un parámetro de control a través un valor crítico, ocurre un cambio estructural en la dinámica. El estado previamente estadísticamente estable deja de existir y el sistema pasa a un estado estadísticamente estable diferente. El sistema sufre una divergencia, que para un valor suficientemente cerca del valor crítico puede ocurrir en un tiempo limitado. Además de un declive de la AMOC antes de una transición crítica, hay señales de alerta temprana, cantidades estadísticas, que también cambian antes de que ocurra este punto de inflexión. 

Estos puntos críticos son: un aumento de la varianza y un aumento de la autocorrelación (parada crítica). Este último también se denomina “pérdida de resiliencia”, especialmente en el contexto de la crisis ecológica. Estos dos conceptos de equilibrio estadístico se utilizan como predictores reales de una próxima transición que depende del supuesto de dinámica cuasiestacionaria. La AMOC sólo ha sido objeto de seguimiento continuo desde 2004. Mediante mediciones combinadas de instrumentos amarrados, corrientes eléctricas inducidas en cables submarinos y medidas de superficie a través de satélite.  

Se ha observado durante el período 2004-2012, una disminución en el AMOC, pero se necesitan registros más largos para evaluar su significado. Para ello se han utilizado técnicas cuidadosas de toma de registros. Aplicadas a registros más largos de temperatura de la superficie del mar (SST), respaldada por un estudio de un gran conjunto de simulaciones de modelos climáticos, se ha encontrado que la SST en la región del giro subpolar (SG) del norte Atlántico (área marcada con un contorno negro en la Fig. 1a) para contener un registro óptimo de la fuerza del AMOC. La Figura 1b muestra el SG y el GMSST Obtenidos de un conjunto de datos del Centro sobre hielo marino y temperatura de la superficie del mar (HadISST). La Figura 1c muestra la anomalía SG y la Figura 1d muestra la anomalía GM. Con una clara tendencia al calentamiento global en la última mitad del registro. El registro de la AMOC para el período 1870-2020 se muestra en la Fig. 1e. Esto es la base para el análisis. Se ha informado que este índice y otros similares al índice AMOC muestran tendencias significativas en la media, la varianza y la autocorrelación, que indica una alerta temprana de un cese de AMOC. 

Sin embargo, una tendencia en los sistemas de alerta temprana dentro de un período limitado de a observación podría ser una fluctuación aleatoria dentro de las estadísticas de estado estacionario. Por lo tanto, para una evaluación sólida de un posible cese, es necesario establecer un nivel de confianza estadística para un cambio por encima de las fluctuaciones naturales.  Esto no es fácil de hacer teniendo en cuenta sólo una cosa: la evolución observada  del enfoque de la transición. Aquí se establece tal medida de confianza para la varianza y la autocorrelación y se demuestra que la varianza es la más confiable de las dos. La contribución de la otra es un estimador no sólo de si una transición está cerca, aunque también es el momento en que se espera que se produzca la transición crítica. La estrategia es inferir la evolución de la AMOC únicamente en cambios observados en la media, la varianza y la autocorrelación. La elección típica del parámetro de control es el flujo de agua dulce hacia el Atlántico Norte.  La escorrentía de ríos, el deshielo de Groenlandia y exportación de esta agua desde el Ártico.  

Se supone que la temperatura media global T representa el parámetro de control. Aunque T ha aumentado desde ~1920 (Fig. 1d), el aumento no es del todo lineal con el tiempo. Todo lo que se asume que el AMOC está en un estado de equilibrio antes de un cambio hacia la transición. La suposición más simple es que el cambio es suficientemente lento y que el parámetro de control se acerca al valor crítico (desconocido) linealmente con el tiempo. Esta suposición se confirma por un ajuste cercano del modelo estimado la AMOC observado su registro.

El principal impulsor del cambio climático,  es el logaritmo de la concentración atmosférica de CO2, de hecho, aumenta casi linealmente con el tiempo en el período industrial. Los resultados son firmes al respecto de este parámetro como inductor de los cambios en la AMOC. En este trabajo, se indica que lo más probable es un cese de la AMOC que ocurrirá alrededor entre 2025-2095 (con un intervalo de confianza del 95%). 

Resultados 

Modelado y detección de la transición crítica. Denotemos el registro AMOC observado por x (t) (Fig. 1e). La modelamos por un proceso estocástico Xt, que, dependiendo de un parámetro de control λ<0, corre el riesgo de sufrir una transición crítica a través de una divergencia para λ = λc = 0. El sistema se encuentra inicialmente en una situación estadísticamente estable. Es decir, sigue alguna distribución estacionaria con constante λ = λ0. Estamos desinformados sobre la dinámica que rige la evolución de Xt pero puede asumir una dinámica efectiva, que, con λ suficientemente cerca del valor crítico.

La incertidumbre se expresa a través de las varianzas de los estimadores obtenidos de las observaciones dentro de una ventana de tiempo. Son estimadores y por tanto variables  estocásticas con variaciones alrededor de los valores verdaderos. Detección de un SAT en algún nivel de confianza elegido  (como 95 o 99%) requiere uno de los estimadores que para una ventana determinada es estadísticamente diferente de los valores de referencia, que también dependen del tamaño de la ventana como cuán diferentes son los SAT de sus valores de referencia. Escalas de tiempo en señales de alerta temprana La detección de una próxima transición mediante medidas estadísticas involucra varias escalas de tiempo. La escala de tiempo interna primaria es la tiempo de autocorrelación, en estado estacionario. 

 

Figura 1. a Registro de la circulación meridional atlántica (AMOC), temperatura superficial del mar (SST) y media global (GM). Región de giro subpolar (SG) (contorno negro) en la parte superior del hielo marino y temperatura de la superficie del mar del conjunto de datos del Centro Hadley (HadISST) Reconstrucción de SST para diciembre de 2020. La SST de la región SG ha sido identificada como una huella de la AMOC. b Registro mensual de la temperatura del agua del mar SST del SG y de la media global (GM). c, d anomalías SG y GM, a los registros se les ha restado la media mensual sobre el registro completo. e proxy AMOC, que aquí se define como la anomalía SG menos el doble de la anomalía GM, compensando el calentamiento global y la amplificación polar. 

Prediciendo un próximo colapso de la AMOC el registro de AMOC que se muestra en la Fig. 1e muestra una mayor varianza, γ autocorrelación, es decir, los sistemas de alerta temprana SAT obtenidos en 2020 se asignan al año 1995. Las estimaciones posteriores a 1970 se mantienen consistentemente por encima el límite superior del intervalo de confianza y muestran un aumento de la tendencia, y por lo que el sistema se está moviendo hacia un punto de inflexión con alta probabilidad. Se han utilizado dos métodos independientes  para comprobar la solidez de estos resultados:  un estimador de momentos  que utiliza las estimaciones de varianza y autocorrelación. La ventaja del primer método es que tiene menos supuestos; sin embargo, es sensible a la elección de tamaño de ventana. La ventaja del segundo método es que utiliza  la información de manera más eficiente y no necesita una ventana. El ajuste óptimo es el mismo que el método del momento, tc = 2057, con un intervalo de confianza del 95% entre 2025-2095.

Se simularon 1000 trayectorias del modelo original.  Con los parámetros estimados y repitiendo el procedimiento de estimación de cada conjunto de datos. La confianza depende de cómo de rápido se acerca el sistema al punto de inflexión. Con esto, la importancia de los SAT observados para la AMOC. 

Este es un resultado más fuerte que simplemente observando una tendencia significativa en los SAT. Se calcula cuando los SAT están significativamente por encima de las variaciones del nivel natural. Además, se ha proporcionado una estimación de cuando sucederá. Se predice con alta confianza que  se espera que suceda tan pronto como a mediados de siglo (2025-2095 con rango de un 95% de confianza). No se pueden descartar otros mecanismos en juego y, por tanto, una incertidumbre es mayor. Sin embargo, se ha reducido el análisis para tener tan pocos y sólidos supuestos como sea posible, y dada la importancia del AMOC para el sistema climático, no se deberían ignorar indicadores tan claros de un colapso inminente.

No se puede descartar la posibilidad de que un colapso sea sólo parcial y no conduzca a un colapso total de la AMOC como lo sugieren algunos modelos. Este resultado también se encuentra en un modelo oceánico más reciente. Se trata realmente de un resultado preocupante que debería llamar la atención por medidas rápidas y efectivas para reducir los gases de efecto invernadero a nivel global emisiones para evitar el cambio constante del control parámetro hacia el colapso de la AMOC (es decir, reducir el aumento de temperatura aumento y entrada de agua dulce a través del derretimiento del hielo en el Región del Atlántico Norte). Como un colapso de la AMOC tendría fuertes implicaciones sociales, es importante monitorear el flujo y los SAT a partir de mediciones directas. El calentamiento en la región SG es mayor que la media global debido a la amplificación polar. 

 

Figura 2.  Compensación del calentamiento global en registro de circulación de vuelco meridional del Atlántico (AMOC). En la temperatura de la superficie del mar (SST) registro AMOC, la compensación por el calentamiento global y la amplificación polar. Esto se hace restando la SST global (SSTGM) de la SST del giro subpolar (SG). (SSTSG). Al calibrar mediante el proxy AMOC (curvas rojas), el AMOC óptimo El proxy es SSTSG-2 SSTGM. Para garantizar la solidez de los resultados, se ha repetido el análisis restando 1x (púrpura) y 3x SSTGM (verde) y comparado con el óptimo 2x SSTGM restado (azul). Las estimaciones correspondientes para el momento del colapso se muestran en los mismos colores: La línea vertical media es la estimación máxima de probabilidad del momento de inflexión, el cuadro representa el 66,6% de confianza intervalo (definición de “probable” del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), mientras que la línea horizontal representa los intervalos de confianza del 99%.

Los resultados se dan en la Tabla 1.

Tabla 1  Estimaciones e intervalos de confianza para el punto de inflexión. Utilizando tres indicadores del vuelco meridional del Atlántico circulación (AMOC), donde la temperatura de la superficie del mar (SST) se resta 1, 2 o 3 veces la SST global Estimar IC del 95 % IC del 66 % 

Como conclusión, parece que la parada total de la corriente del golfo podría darse hacia 2057 con una probabilidad bastante alta, pero con un rango de años bastante extenso, es decir 2057 es el valor medio, podría producirse entre 2025 y 2095.

Artículo original de Nature

Serie clima centro peninsular

Finalizo aquí la serie de artículos sobre el clima en centro de la península ibérica. La serie completa de artículos se puede consultar al final.

Comencé a escribir esta serie de artículos sobre el clima del centro peninsular pensando descubrir las características principales y los posibles cambios del clima durante los diferentes periodos históricos o prehistóricos. Al analizar estas fases del clima he observado algunos aspectos que no esperaba. Así por ejemplo me ha sorprendido la gran variabilidad dentro de cualquier escala de tiempo, pero siempre dentro de unos rangos muy definidos de temperatura y precipitaciones.

Es decir, esperaba encontrar épocas cálidas y épocas frías así como épocas húmedas y otras secas, sin embargo todos los estudios que he revisado han puesto de manifiesto que tanto las temperaturas como las precipitaciones han permanecido miles de años dentro de los mismos rangos, y sin embargo variando ampliamente dentro de los rangos establecidos, y haciéndolo para cualquier escala de tiempo. 

Por ejemplo, en el artículo de los datos dendroclimáticos y de los sedimentos de la laguna cimera, se aprecia que para un periodo de unos 2000 años, las variaciones cálido-frío o húmedo-seco oscilan de forma más o menos aleatoria ya sea a nivel de siglos, décadas, años o meses, pero siempre dentro de los límites que caracterizan el clima del centro peninsular. Por lo que no es del todo correcto decir que dentro de estos últimos 2000 hubiera épocas frías, cálidas o secas y húmedas, salvo tal vez las descripciones de dos o tres siglos que abarcan lo que hemos dado en llamar la pequeña edad del hielo  PEH y tal vez el óptimo climático medieval OCM, pero el resto de periodos, aunque se han caracterizado, el periodo romano (0-500) (cálido y seco) la época oscura (501-900) (variable tendiendo a frío húmedo) el óptimo climático medieval (901-1300) la pequeña edad del hielo (frío y húmedo) y la época actual(1851-Hoy). (cálido y seco). Parece ser que estas caracterizaciones son bastante relativas, pudiendo encontrar épocas de signo opuesto dentro de las mismas.

Sólo la pequeña edad del hielo pareció tener temperaturas ligeramente por debajo del promedio (1-2 ºC) aún así con numerosas oscilaciones dentro de dicha época, incluso con veranos cálidos similares a los actuales. La mejor prueba de este descenso de temperaturas,  fue el avance de las nieves y hielos en las sierras de Gredos y Guadarrama pero sobre todo (aunque fuera del ámbito de estudio) el avance de los glaciares pirenaicos. 

También hay que destacar que actualmente los valores de temperaturas registrados están saliendo claramente de cualquier valor registrado en cualquier época histórica y prehistórica lo que nos debe advertir de un cambio climático real y bastante fuerte. Teniendo que remontarnos a épocas anteriores a los 100.000 años, cuando las condiciones ambientales (insolación) eran muy diferentes de las actuales para encontrar temperaturas similares. Y posiblemente a tiempos muy anteriores 2-3 millones de años para encontrar condiciones similares con niveles de CO2 similares a los actuales. Poniendo el foco en que el clima pliocénico era natural (cambios por procesos geológicos de miles de años) y con tiempo suficiente para que los seres vivos se adaptasen a las nuevas circunstancias, mientras  que los cambios actuales se están produciendo en un lapso de tiempo de décadas y son claramente inducidos por el ser humano. Sin dejar tiempo (ni espacio físico) al medio natural para su adaptación. 

Y como muestra, estos datos históricos de la estación de Madrid-Retiro, muestran la temperatura media anual ponderada de los últimos 30 años para cada década. Podemos apreciar cómo hasta 1990 el clima de Madrid se puede considerar que se mantuvo oscilando dentro de un rango “normal” siempre por debajo de 14,5ºC. Sin embargo se aprecia claramente como en las últimas tres décadas la temperatura se dispara. La temperatura media de los últimos 30 años es la que suele utilizarse para caracterizar el clima de una zona y para establecer los valores "normales" o habituales de las temperaturas y precipitaciones, por ejemplo lo por encima o por debajo de la media que se encuentra un dato anómalo o excepcional.

Pero más que las temperaturas en sí mismas, lo que más asusta es la tasa de cambio, en este histograma podemos apreciar claramente como la tasa de cambio más rápida se da precisamente en las últimas dos décadas, aunque afortunadamente parece que no se trata de una subida exponencial. Hasta 1990 oscilaban aleatoriamente, después suben claramente y con fuerza.

En cuanto a las precipitaciones, en el centro peninsular no se han apreciado de momento cambios respecto a valores anteriores, lo cual no significa que con este cambio climático que estamos experimentando y que continuará durante cientos de años no se vaya a producir. De momento todo apunta a una reducción de las precipitaciones, aunque como he indicado anteriormente dada la enorme variabilidad de este parámetro todavía no se ha registrado ninguna tendencia clara.

Otra cosa que se ha puesto de manifiesto en esta serie de artículos, es la influencia sobre todo para las precipitaciones, de los patrones atmosféricos de gran escala, sobre todo de la OAN (Oscilación del Atlántico Norte).  Que por otra parte no deja de ser un patrón descriptivo (la OAN se observa, pero no se predice) de un índice de presiones y una disposición atmosférica.

Por otro lado, siempre me ha sorprendido mucho y no acabo de comprender, es el papel de las situaciones sinópticas. Pues, da la impresión que prácticamente todo el calentamiento experimentado se debe a un cambio en las situaciones sinópticas, más que a un mantenimiento de las antiguas pero con temperaturas más altas. Me explico:

Por ejemplo los veranos de los años 70 en el centro peninsular se caracterizaban por un potente anticiclón en las Azores que provocaba vientos flojos del norte con temperaturas altas pero bastante llevaderas (30-35ºC) y frecuentes tormentas cada vez que se colaba una baja por el Noroeste peninsular. Pues las situaciones sinópticas influyen fuertemente en las condiciones (temperatura y precipitaciones) si cabe, mucho más que el cambio climático.

Sin embargo los veranos actuales se caracterizan por entradas de aire africano tórrido y cargado de polvo del desierto con un anticiclón de las Azores debilitado que permite borrascas muchas veces estacionarias en el Atlántico central que inyectan aire del Sur a toda la península o incluso la formación de pequeñas altas en el mediterráneo que contribuyen a la inyección de aire cálido del Sur.

Situación sinóptica típica para vientos del Sur en la península ibérica, esta situación hace subir las temperaturas muy por encima de lo que corresponde al cambio climático, sin embargo y posiblemente debido al cambio climático, estas situaciones sinópticas son mucho más frecuentes que antes.

Mi pregunta es: en caso de situaciones sinópticas idénticas a las de los años 70 ¿tendríamos temperaturas más altas que en los años 70? ¿cuanto más altas? La respuesta no es fácil, pero sospecho que sería sí a la primera pregunta, en cuanto al calentamiento observado con esas mismas situaciones, seguramente sería mucho menos extremo que los vividos en los últimos años (2022 y 2023).

No cabe duda que el cambio climático ha trastocado la circulación general atmosférica, pero se da el agravante que en la península ibérica el cambio de situaciones sinópticas ha provocado un calentamiento adicional. Dicho sea de paso,  si el cambio observado en la península fuese exclusivamente por las condiciones sinópticas, debería por necesidad haber otras regiones en las que este cambio de condiciones haya contribuido a un enfriamiento equivalente, cosa que parece que no se observa. Como mucho parece que hay regiones donde el cambio climático apenas se nota.

Como conclusión final de toda la serie, podemos decir que el clima en el centro peninsular ha estado al menos los últimos 2000 años oscilando de forma natural dentro de los parámetros que lo caracterizan, pero desde hace pocas décadas, el cambio climático ha trastocado las situaciones sinópticas, de modo que el clima del centro peninsular, y está saliendo claramente de sus límites históricos y se desplaza hacia situaciones totalmente desconocidas, pues hay que tener muy claro que el cambio climático que estamos experimentando en todo el mundo está muy lejos de concluir, no ha hecho más que comenzar, y no parará  hasta unas décadas (o tal vez siglos) después de que  estabilicen los forzadores climáticos (gases de efecto invernadero) que lo han sacado de su zona de equilibrio.

Esta es la serie de artículos sobre el clima en el centro peninsular.

El Plioceno en el centro de la península Ibérica

Calendario climático 2018

Calendario climático de Madrid

Calentamiento en Madrid.  Temperaturas de Madrid-Retiro, registro 1838-2020

Calentamiento en Madrid

Gran ascenso de la temperatura en Madrid en las últimas décadas

Reconstrucción dendroclimática de la temperatura de verano de Madrid-Retiro basada en datos de la sierra de Guadarrama 1679-2022

El clima de los últimos 2000 años en el centro de la península ibérica

Historia climática de las montañas del centro de la península ibérica

Precipitaciones de Madrid (Retiro) registro del periodo 1859-2010

Precipitación en Madrid. Carácter y evolución desde 1936

Magnitud y frecuencia de las inundaciones en la cuenca del  Tajo  durante el último milenio

Estudio sobre los vientos de Madrid

Estudio de los vientos en Madrid: NW y W

Estudio de los vientos de Madrid: SW y S

Estudio de los vientos de Madrid; SE, E y NE

Estudio de los vientos. Rosas de los vientos

Estudio de los vientos. Rosas de los vientos por estaciones

Estudio de los vientos: conclusiones

Comparativa de nieve en la sierra de Guadarrama

La oscilación del Atlántico este: mecanismo e impacto en el clima europeo en invierno

Calor y humedad demasiado severos para la tolerancia humana

La locomoción bípeda, la piel desnuda y las glándulas sudoríparas de los humanos son componentes de un sofisticado sistema de refrigeración. A pesar de estas adaptaciones termorreguladoras, el calor extremo sigue siendo uno de los peligros naturales más peligrosos, con decenas de miles de muertes en los eventos más mortíferos en lo que va del siglo. Los impactos aditivos del calor y la humedad se extienden más allá de los resultados directos en la salud, incluyendo rendimiento individual reducido en una variedad de actividades, como así como impactos económicos a gran escala. Para este estudio se considera la temperatura de bulbo húmedo (TW).  La temperatura de bulbo húmedo es la temperatura más baja que se puede alcanzar evaporando solo agua. Es la temperatura que siente cuando la piel está húmeda y expuesta al movimiento del aire.

Si bien algunos impactos de calor y humedad se pueden evitar mediante aclimatación y adaptación conductual, existe un nivel superior límite de supervivencia bajo exposición sostenida, incluso con  condiciones idealizadas de perfecta salud, inactividad total, plena sombra, ausencia de ropa y agua potable ilimitada. La temperatura normal del cuerpo humano es de 36,8° ± 0,5°C y se requieren temperaturas de la piel de alrededor de 35 °C para mantener un gradiente que dirija el calor hacia el exterior. Una vez que la temperatura del aire (bulbo seco) (T) sube por encima de este umbral, el calor metabólico sólo se puede disipar a través de calor latente basado en enfriamiento por sudor, y con una  TW superior a unos 35°C, este mecanismo de enfriamiento pierde por completo su eficacia. Como el ideal fisiológico y las suposiciones de comportamiento casi nunca se cumplen, se produce una  mortalidad severa e impactos de morbilidad generalmente en valores mucho más bajos, por ejemplo, en regiones afectadas por el calor mortal de 2003 en Europa y en 2010 en Rusia en estas olas de calor se experimentaron valores de TW no superiores a 28°C (fig. 1). Hasta la fecha, no ha habido informes de observación de TW superior a 35°C y hay pocos informes superiores a 33°C. La conciencia de que existe un límite fisiológico ha impulsado estudios de modelado para responder cuando se puede cruzar dicho límite. Los resultados sugieren que, bajo el escenario de emisiones RCP8.5 del informe del IPCC, la  TW podría superar regularmente los 35 °C en partes del sur de Asia y Oriente Medio entre los años 2050 y 2075.

Las incertidumbres en TW de los datos de las estaciones debidos a la instrumentación y los procedimientos están en el orden de 0,5° a 1,0°C en todas las regiones consideradas, una consideración importante para una correcta interpretación de los resultados. Se han utilizado observaciones de TW y temperatura de la superficie del mar (SST) como guía para futuras proyecciones de la TW.

 

Fig. 1. Calor húmedo extremo global observado. Los símbolos de color representan el percentil 99.9% de TW máximo diario observado para 1979–2017 para estaciones con al menos un 50% de disponibilidad de datos durante este período. El tamaño del marcador es inversamente proporcional a la densidad de estaciones.

Resultados

El registro climático a partir de datos de estaciones revela muchas excedencias globales de TW de entre 31° y 33°C y existen dos estaciones que tienen ya múltiples valores máximos diarios de TW por encima de 35°C. Estas condiciones, se acercan o van incluso más allá de la tolerancia fisiológica prolongada humana, en su mayoría se han producido sólo durante 1 a 2 horas de duración. Se concentran en el sur de Asia, la costa de Oriente Medio y costa suroeste de América del Norte, se producen con extraordinariamente altas temperaturas de la superficie del mar SST e intenso calor continental que en conjunto favorecen la ocurrencia de calor húmedo extremo. A lo largo de las costas, la influencia marina se manifiesta a través de brisas anómalas en tierra durante el mediodía y la tarde, y estos cambios de viento pueden causar un aumento rápido de la temperatura del punto de rocío (Td) en zonas áridas y semiáridas en zonas costeras. La evidencia observacional regional sustenta estos valores intensos: De las estaciones a lo largo de la costa del golfo pérsico con al menos un 50 % de disponibilidad de datos entre 1979 y 2017, el valor de 31º C TW se excedió aproximadamente 14 veces en 39 años) (Fig. 1). Los valores más altos están ubicados sobre el Golfo Pérsico y áreas terrestres inmediatamente adyacentes, así como partes del valle del río Indo (fig. 2). 

 

Figura 2. Mayor calor húmedo extremo observado como máximo histórico en el periodo (1979-2017). Los valores por debajo de 27 °C no aparecen.

Emergen otros puntos calientes >31°C en el registro de las estaciones meteorológicas sobre la costa de la India, Pakistán, el noroeste de la India, y las costas del Mar Rojo, el Golfo de California y el sur del Golfo de México (Fig. 1). Todos están situados en los subtrópicos, a lo largo de las costas (típicamente en un golfo semicerrado o bahía de poca profundidad, que limita la circulación oceánica y promoviendo altas temperaturas de la superficie del mar, y en la proximidad de fuentes de agua continental (es decir regiones con alta humedad ambiental), que junto con el aire marítimo constituyen la combinación necesaria para una TW más excepcional. Las costas subtropicales son puntos críticos para el estrés por calor; Las áreas de selva tropical y oceánica generalmente experimentan TW no superiores a 31 ° a 32 ° C, quizás consecuencia del alto potencial de evapotranspiración y de la cubierta nubosa, junto con la mayor inestabilidad de la atmósfera tropical.

Se han detectado en las estaciones meteorológicas a nivel mundial tendencias ascendentes en la frecuencia y estadísticamente significativas en la  TW (superior a 27°, 29°, 31° y 33°C) (Fig. 3). 

 

Fig. 3. Tendencias globales en calor húmedo extremo. (de A a D) Conteos globales anuales de exceso de TW  por encima de los umbrales etiquetados en el panel respectivo, (negro, ejes a la derecha, con unidades de días por estación) El conjunto de datos en gris está representado en el eje de la izquierda. Hace referencia a la cantidad de días en los que la temperatura húmeda excedió los umbrales en los puntos de la malla o cuadrícula que cubre toda la Tierra.

En resumen, ambos conjuntos de datos (el negro y el gris) proporcionan información sobre cuántas veces la temperatura húmeda ha superado ciertos umbrales a lo largo del año en diferentes ubicaciones a nivel global. El conjunto de datos en negro mide esto en "días de estación" para estaciones climáticas específicas, mientras que el conjunto de datos en gris mide esto en "días de la rejilla" para puntos de una malla que cubre toda la Tierra.

Datos entre 1979 y 2017. Se anotan las correlaciones entre las series. en la parte superior izquierda de cada panel, y las líneas punteadas resaltan las tendencias lineales. (E) Anual  TW máximo global. (F) El gráfico de líneas muestra la anomalía de la media anual global (en relación con 1850-1879), para aproximar el calentamiento observado de cada año desde la era preindustrial; círculos indicar las ocurrencias de TW en la estación que exceden los 35°C, con un radio linealmente proporcional al cómputo anual global, medido en días por estación.

Cada tendencia representa una frecuencia de más del doble de ocurrencias del correspondiente  umbral entre 1979 y 2017. Se observa un fuerte pico en los extremos de TW = 27°C y TW = 29°C durante el intenso evento de El Niño de 1998 y también en el niño de 2016. 

Si bien el análisis de las estaciones meteorológicas indica que la TW ya ha superado los 35°C en áreas limitadas para periodos cortos, esto aún no ha ocurrido a escala regional. Al estimar la cantidad de calentamiento global desde el período preindustrial hasta que la TW excederá regularmente los 35°C. Esto permite cuantificar cuánto calentamiento global es requerido para que la TW máxima anual exceda los ≥ 35°C y pase a tener una frecuencia de al menos un evento en 30 años. El resultado arroja un valor de 1,3 °C sobre las aguas del Golfo Pérsico (90% intervalo de confianza) y de 2,3°C para celdas terrestres cercanas. Una fuerte influencia marina en estos valores evidente en la Fig. 1. En principio, 35 °C es la temperatura más baja de la temperatura del agua del mar que podría sostener el valor crítico de 35°C de TW en el aire situado por encima. En realidad, no se logrará el equilibrio si el tiempo que permanece la masa de aire encima del mar extremadamente caliente es demasiado corto, lo cual es más probable si el perfil vertical de la atmósfera permite un fuerte calentamiento de la superficie. En este contexto se observan medias mensuales de SST que superan el umbral de 35 °C por primera vez, alcanzado en el Golfo Pérsico en 2017 (Fig. 4). 

 

Fig. 4. Tendencias y máximos de temperatura del agua del mar SST observados. (A) Máximo anual mensual de SST; la línea discontinua naranja es un valor promedio de 30 años y la línea roja marca 35°C. (B) Máxima SST histórica alrededor del Golfo Pérsico y Mar Arábigo. Los puntos azules marcan ubicaciones donde la media mensual de SST superó los 35 °C en 2017.

Las ocurrencias reportadas de TW extrema han aumentado rápidamente en las estaciones meteorológicas durante las últimas cuatro décadas, partes de los subtrópicos están muy cerca del límite de supervivencia de 35°C, que probablemente ya se hayan alcanzado sobre mar y tierra. Estas tendencias resaltan la magnitud de los cambios que han tenido lugar como resultado del calentamiento global hasta la fecha. La TW superará regularmente los 35°C en los puntos de la red terrestre con menos de 2,5°C de calentamiento global desde la era preindustrial, un nivel que puede alcanzarse en las próximas décadas. La TW extrema a lo largo de las costas, tiende a ocurrir cuando las masas de aire marino son empujadas incluso ligeramente hacia tierra. La costa sur del Golfo Pérsico y del sur de Asia, son el hogar de millones de personas, situándolas en la primera línea de exposición a valores extremos de TW en el borde y  fuera del rango de variabilidad natural en el que nuestra fisiología ha evolucionado. Los eventos de calor mortal ya experimentados en las últimas décadas son indicativos de la tendencia continua hacia cada vez más calor húmedo extremo, los impactos crecientes representan un gran desafío social para las próximas décadas.

Resumen adaptado de:  The emergence of heat and humidity too severe

for human tolerance