Un nuevo modelo climático predice los cambios en el sumidero oceánico de carbono

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Las regiones subpolar y ecuatorial del océano Atlántico están experimentando cambios por la emisión humana de CO2 a la atmósfera que ya se pueden detectar, con una mayor absorción de dióxido de carbono; pero las variaciones en las regiones subtropicales del Pacífico y el Índico no se detectarán hasta 2050, según concluye una nueva investigación que se publica este jueves en 'Nature'.

Desde los tiempos pre-industriales, los océanos del mundo han absorbido el 41 por ciento del dióxido de carbono que los seres humanos han liberado a la atmósfera y el resto se queda en el aire, calentando el planeta. La relación entre las emisiones de dióxido de carbono futuras y el cambio climático depende en gran medida de la capacidad de absorción de carbono del océano, por lo que se plantea la cuestión de con qué eficiencia los sumideros oceánicos absorberán el CO2 que emite el hombre.

Ésa es una pregunta climática que hasta el momento los científicos no han sido capaces de responder a causa de las limitadas oportunidades para tomar importantes mediciones del océano y la atmósfera de todo el planeta y debido a los retos inherentes en los modelos informáticos existentes. Un equipo de investigación dirigido por Galen McKinley, profesor del Departamento de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas de la Universidad de Wisconsin-Madison, Estados Unidos, describe un enfoque de modelado para responder a esta y otras preguntas cruciales sobre el clima.

Las regiones subpolar y ecuatorial del océano Atlántico están experimentando cambios por la emisión humana de CO2 a la atmósfera

"Es una evolución en nuestra capacidad de utilizar modelos climáticos para hacer predicciones, especialmente en escalas de tiempo de unas pocas décadas", explica McKinley, también miembro del Centro de Investigación sobre el Clima en el Instituto Nelson de la Universidad de Wisconsin-Madison para los estudios ambientales.

Esta mejorada capacidad predictiva podría permitir a los científicos entender mejor qué cambios esperar, dónde se producirán y su magnitud, además de que podría llevar a una mejor asignación de los recursos limitados para mejorar los esfuerzos de vigilancia o para la creación de políticas específicas para mitigar el cambio climático. McKinley presentó este martes los resultados de 'Community Earth System Model' en la Reunión de Ciencias Oceánicas 2016, co-patrocinada por la Asociación para las Ciencias de Limnología y Oceanografía, la Sociedad de Oceanografía y la Unión Americana de Geofísica.

Una variedad de factores naturales influyen en el clima global, desde la variación solar a los volcanes, pero las emisiones de gases de efecto invernadero antropogénico también cambian la naturaleza del planeta. Los investigadores quieren distinguir la diferencia, especialmente en el contexto de grandes fluctuaciones en el clima anual, y discernir el papel de los humanos en un clima cambiante.

Los modelos climáticos anteriores han carecido de la potencia de cálculo necesaria fundamental para encontrar la señal humana por encima del ruido de un sistema de clima variado, especialmente en el sumidero oceánico de carbono, según McKinley.

El nuevo estudio empleó recursos informáticos masivos del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR, por sus siglas en inglés), financiado por la Fundación Nacional de Ciencia (NSF), para realizar un gran número de simulaciones utilizando un modelo único. Esto significa que cualquier variabilidad detectada debería ser inherente al sistema climático tomado como modelo y no a causa de las diferencias entre los modelos.

Revela el impacto humano en el sumidero oceánico de CO2

 "Esto permite que determinemos cómo de grande es la variabilidad y cómo cambia a medida que se alargan los plazos. Podemos ver mejor cuándo la actividad humana comienza a afectar al sumidero oceánico de carbono", explica. "Éste es realmente un primer paso en el uso de esta nueva técnica para comprender una serie de problemas en términos de cambio climático y no se limita al carbono oceánico o la biogeoquímica o la física. Se puede emplear también para observar los cambios de precipitación y temperatura", añade.

Para evaluar el sumidero global del océano de carbono, McKinley y sus co-autores de la Administración Nacional Oceánica y Atmosfértica (NOAA, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos y el Laboratorio del Medio Ambiente Marino del Pacífico, NCAR y la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos, usaron el modelo para establecer un escenario de larga duración climático a partir datos históricos.

Entonces, con el modelo a fecha de 1 de enero de 1920, los investigadores crearon una "ligera perturbación" dentro del sistema: un pequeño redondeo de los cálculos de la temperatura del aire, lo que reveló cambios en la temperatura atmosférica. Con este cambio sencillo, los investigadores provocaron 32 simulaciones diferentes -construidas sobre las mismas suposiciones- que representaban algunas de las diferentes formas en las que el mismo sistema climático podría seguir su evolución.

Al emplear el modelo para analizar el sumidero oceánico de carbono, los científicos asumieron una trayectoria de las emisiones de dióxido de carbono igual que siempre, el escenario 'Representative Concentration Pathway 8.5' en el que se fundamenta el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático para el periodo 2006-2010, donde las emisiones siguen aumentando a lo largo del siglo XXI.

El modelo también representó los conductores naturales de cambio, incluyendo la influencia directa del aumento de dióxido de carbono en la absorción de carbono del océano y el efecto indirecto que el cambio climático tiene sobre el estado físico del océano y su relación con el dióxido de carbono atmosférico. Por ejemplo, el dióxido de carbono es menos soluble en agua en un clima más cálido.

Los investigadores también comprobaron el modelo con las observaciones reales del océano. "Lo que encontramos es que las observaciones actuales no son suficientes para poder ver el cambio en el sumidero oceánico de carbono", explica McKinley. "Podemos ver que hay un sumidero, pero no tenemos suficientes datos de cualquier lugar para decir si el sumidoer está aumentando o disminuyendo", añade.

La capacidad de cualquier océano o una región particular de un océano para absorber el dióxido de carbono depende en parte de las características locales, como la cantidad de cambio que hay entre las aguas superficiales y las aguas profundas. Tomar mediciones en algunas de estas áreas puede ser complicado, por lo que este sistema puede ayudar a guiar los esfuerzos para centrarse en determinadas regiones y dedicar recursos a estas áreas.

"Lo que estamos tratado de hacer es representar toda la complejidad del planeta tierra con un ordenador, por lo que se pueden imaginar lo complicado que es", subraya McKinley.

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