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El forzamiento antropogénico y la respuesta dan lugar a la tendencia positiva observada en el desequilibrio energético de la Tierra
Resumen
La tendencia observada en el desequilibrio energético de la Tierra (TEEI), una medida de la aceleración de la absorción de calor por el planeta, es un indicador fundamental de las perturbaciones del clima. Las observaciones por satélite (2001-2020) revelan un significativo TEEI positivo de 0,38 ± 0,24 Wm-2década-1, pero aún no se conocen los factores que contribuyen a ello. Utilizando simulaciones de modelos climáticos, mostramos que es excepcionalmente improbable (<1% de probabilidad) que esta tendencia pueda explicarse por la variabilidad interna. En su lugar, el TEEI sólo se alcanza si se tiene en cuenta el aumento del forzamiento radiativo antropogénico y la respuesta climática asociada. El TEEI está impulsado por una gran disminución de la radiación solar reflejada y un pequeño aumento de la radiación infrarroja emitida. Esto se debe a que los cambios recientes en el forzamiento y las retroalimentaciones son aditivos en el espectro solar, mientras que están casi compensados entre sí en el infrarrojo. Concluimos que el registro de los satélites proporciona pruebas claras de un sistema climático con influencia humana.
La luz del sol entra, la energía reflejada y emitida sale. Ese es el balance energético fundamental de nuestro planeta. Si las nubes, los océanos, los casquetes de hielo y las superficies terrestres de la Tierra devuelven al espacio tanta energía como la que nos llega del sol, nuestro planeta mantiene el equilibrio.
Pero desde hace décadas, ese sistema está desequilibrado. La luz del sol sigue entrando y la Tierra no libera suficiente, ni en forma de radiación solar reflejada ni de radiación infrarroja emitida. El calor extra atrapado en nuestro planeta -un 90% del cual está almacenado en el océano- añade energía a los sistemas climáticos mundiales y se manifiesta de muchas maneras: Temperaturas más altas, aumento del nivel del mar, inundaciones, sequías, ventiscas y huracanes más potentes y fenómenos extremos más mortíferos.
Mientras que los científicos del clima han advertido durante medio siglo que esto era el resultado inevitable de añadir demasiado dióxido de carbono a la atmósfera, los llamados negacionistas del clima han seguido sugiriendo que los cambios observados podrían ser una casualidad, simplemente una variación natural.
"Hasta ahora, los científicos creían que, debido a la brevedad del registro de observaciones, no podíamos deducir si el aumento del desequilibrio se debía a los seres humanos o al 'ruido' climático", afirma Shiv Priyam Raghuraman, estudiante de posgrado en ciencias atmosféricas y oceánicas (AOS) de Princeton. "Nuestro estudio demuestra que, incluso con el registro observacional dado, es casi imposible que se produzca un aumento tan grande del desequilibrio sólo por el hecho de que la Tierra haga sus propias oscilaciones y variaciones".
Él y sus coautores utilizaron observaciones por satélite desde 2001 hasta 2020 y descubrieron que el "desequilibrio energético" de la Tierra está creciendo. Raghuraman trabajó con David Paynter, del Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos (GFDL), un laboratorio nacional financiado por la NOAA y situado en el Campus Forrestal de Princeton, y con V. "Ram" Ramaswamy, director del GFDL y profesor con rango de catedrático de geociencias y AOS en la Universidad de Princeton. Su artículo aparece hoy en Nature Communications.
"Es excepcionalmente improbable -menos del 1% de probabilidad- que esta tendencia pueda explicarse por variaciones naturales del sistema climático", dijo Raghuraman.
Entonces, ¿qué ha causado el creciente desequilibrio energético?
"Siempre pensamos que el aumento de los gases de efecto invernadero implica atrapar más calor infrarrojo, es decir, que el efecto invernadero clásico aumenta", explica Raghuraman. "Esto es correcto, pero la otra cara de la moneda es que el planeta resultante, más cálido, también irradia ahora más calor infrarrojo al espacio, por lo que el impacto de calentamiento de los gases de efecto invernadero se anula. En cambio, gran parte del aumento del desequilibrio proviene del hecho de que estamos recibiendo la misma cantidad de luz solar pero reflejando menos, porque el aumento de los gases de efecto invernadero provoca cambios en la cubierta de nubes, menos aerosoles en el aire para reflejar la luz solar -es decir, un aire más limpio sobre Estados Unidos y Europa- y la disminución del hielo marino". (El hielo marino, de color blanco brillante, refleja mucha más luz solar que el agua del mar, por lo que, a medida que el hielo marino se derrite, la Tierra se vuelve menos reflectante).
Además, los investigadores de Princeton y del GFDL señalaron que los océanos almacenan el 90% de este exceso de calor. Debido a esta estrecha relación entre el creciente desequilibrio energético y el calentamiento de los océanos, el desequilibrio energético de la Tierra tiene importantes conexiones con la salud marina, el aumento del nivel del mar y el calentamiento del sistema climático global. Los investigadores esperan que el seguimiento de las tendencias históricas de este desequilibrio energético y la comprensión de sus componentes mejoren los modelos de cambio climático futuro que impulsan las políticas y los esfuerzos de mitigación.
"El registro de los satélites proporciona pruebas claras de la influencia del hombre en el sistema climático", afirman. "Saber que la actividad humana es responsable de la aceleración de la captación de calor planetario implica la necesidad de una política y una acción social significativas para reducir las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero con el fin de frenar nuevos aumentos del desequilibrio energético de la Tierra".
Fuentes, créditos y referencias:
Shiv Priyam Raghuraman et al, Anthropogenic forcing and response yield observed positive trend in Earth's energy imbalance, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-24544-4
Créditos a PhysOrg