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May 05, 2024

RealClimate: La AMOC: ¿inclinando este siglo, o no?

25 de agosto de 2023 por Stefan 27 comentarios Hace unas semanas, un estudio realizado por los investigadores de la Universidad de Copenhague Peter y Susanne Ditlevsen concluyó que la Circulación Meridional de Inversión del Atlántico (AMOC) es

25 ago 2023 por Stefan 27 comentarios

Hace unas semanas, un estudio realizado por los investigadores Peter y Susanne Ditlevsen de la Universidad de Copenhague concluyó que es probable que la Circulación Meridional de Inversión del Atlántico (AMOC, por sus siglas en inglés) alcance un punto de inflexión ya este siglo, muy probablemente hacia mediados de siglo. Dadas las catastróficas consecuencias de una ruptura de AMOC, el estudio generó bastantes titulares, pero también generó cierto escepticismo. Ahora que el polvo se ha calmado, aquí algunas reflexiones sobre las críticas que se han planteado sobre este estudio.

He visto dos argumentos principales allí.

1. ¿Los datos utilizados realmente describen cambios en AMOC?

Disponemos de mediciones directas de AMOC sólo desde 2004, un lapso de tiempo demasiado corto para este tipo de estudio. Entonces, los Ditlevsen utilizaron como indicador la temperatura de la superficie del mar (SST) en una región entre la punta de Groenlandia y Gran Bretaña, basándose en Caesar et al. 2018 (PDF; soy coautor de ese artículo). La idea básica comienza con la observación de que esta región es mucho más cálida de lo normal para esa latitud, porque el AMOC entrega una enorme cantidad de calor al área. El siguiente cuadro que hice hace 25 años ilustra esto.

Si la AMOC se debilita, esta región se enfriará. Y, de hecho, se está enfriando: es la única región de la Tierra que se ha enfriado desde la época preindustrial. Esto se conoce comúnmente como "agujero de calentamiento" o "gota fría".

Argumentamos en Caesar et al. que la temperatura de la superficie del mar en invierno es un buen índice de la fuerza del AMOC, basado en un modelo climático de alta resolución. (No en verano, cuando el océano está cubierto por una capa mixta superficial poco profunda calentada por el sol y que depende en gran medida de las condiciones climáticas). Verificamos esto en otros modelos climáticos y descubrimos que nuestro índice AMOC (es decir, basado en la TSM en la 'mancha fría' ' región) y la desaceleración real de AMOC tuvo una alta correlación allí (coeficiente de correlación R = 0,95).

Hay algunos otros indicadores, ya sea utilizando salinidades oceánicas medidas o utilizando varios tipos de datos indirectos de núcleos de sedimentos, por ejemplo, tamaños de granos de sedimentos en el fondo del océano como indicadores de la velocidad del flujo de la rama AMOC profunda hacia el sur. El punto clave para mí es: estos diferentes indicadores proporcionan reconstrucciones AMOC bastante consistentes, como mostramos en Caesar et al. 2021. Los datos de sedimentos se remontan a más atrás en el tiempo, pero probablemente no sean tan confiables y no lleguen hasta el presente.

En las últimas décadas existen enfoques potencialmente mejores, como las estimaciones del estado de los océanos, que también son consistentes con la huella digital de la TSM, pero no se remontan lo suficiente en el tiempo para el estudio de tipo Ditlevsen. El siguiente gráfico muestra una comparación de diferentes reconstrucciones para el período de tiempo relevante utilizado en el estudio de Ditlevsen.

Las reconstrucciones basadas en la salinidad también pueden ser buenas, pero dependen de la precipitación, una cantidad notoriamente variable, por lo que es bastante dudoso que el análisis de la varianza de la salinidad funcione mejor que la señal de TSM.

Se ha argumentado que la "mancha fría" podría no ser causada por una disminución de AMOC sino por la pérdida de calor en la superficie del océano. Esto es fácil de comprobar: si ese fuera el caso, entonces el enfriamiento en el área estaría relacionado con una mayor pérdida de calor en la superficie. Pero si el AMOC es el culpable, entonces se debería perder menos calor, ya que una superficie oceánica más fría debido al menor transporte de calor del océano perderá menos calor. Los datos del nuevo análisis muestran que esto último es así.

Esto fue demostrado por Halldór Björnsson del servicio meteorológico islandés y presentado en la conferencia del Círculo Polar Ártico de 2016. Hablé de esto aquí en 2016 y también en mi artículo RealClimate de 2018 “Si dudas de que el AMOC se haya debilitado, lee esto”, junto con posibles otras explicaciones alternativas de la "gota fría". Recientemente repetimos el análisis de Halldór en PIK y obtuvimos los mismos resultados.

Mi conclusión: durante el último siglo, los datos de TSM son probablemente el mejor indicador AMOC que tenemos, y no veo evidencia concreta que sugiera que no sean confiables.

2. El estudio de Ditlevsen supone que el AMOC sigue una curva cuadrática cuando se acerca al punto de inflexión.

Esa es una crítica más técnica. Su suposición se deriva del modelo simple de Stommel de 1961 del punto de inflexión de AMOC. Resulta de la idea básica de que (a) los cambios de AMOC son proporcionales a los cambios de densidad, y (b) el cambio de densidad resulta de un equilibrio entre la entrada de agua dulce y el transporte de sal de AMOC a la región de formación de aguas profundas (es decir, 'mancha fría'). Combinados, estos dos supuestos conducen a una ecuación cuadrática.

Estas son suposiciones básicas muy plausibles, aunque utilicen una ecuación de estado lineal, pero todos sabemos que se pueden linealizar cosas alrededor de un punto determinado para obtener una estimación de primer orden. El argumento de que esto es “demasiado simple” no significa que esté mal; más bien esto es correcto al menos en primer orden.

En un estudio de 1996, comparé los resultados de la respuesta de un modelo de caja cuadrática con un modelo de circulación oceánica de ecuación primitiva en 3D completo con una ecuación de estado no lineal, el modelo MOM del Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos en Princeton. Se parece a esto.

No se puede conseguir un ajuste mucho mejor que ese. El grupo de Henk Dijkstra de la Universidad de Utrecht también ha encontrado una forma cuadrática similar en un modelo climático global de última generación, el modelo CESM (aún por publicar). No he visto ninguna evidencia concreta por parte de los críticos que sugieran que la forma puede no ser cuadrática; Esta parece ser una posibilidad puramente hipotética. Además, si no es exactamente cuadrático, el rango de incertidumbre indicado será mayor pero no cambia fundamentalmente el resultado.

Que significa todo esto?

Un colapso de AMOC sería un desastre masivo a escala planetaria. Algunas de las consecuencias: enfriamiento y aumento de las tormentas en el noroeste de Europa, importante aumento adicional del nivel del mar, especialmente a lo largo de la costa atlántica estadounidense, un desplazamiento hacia el sur de los cinturones de lluvias tropicales (que causa sequía en algunas regiones e inundaciones en otras), reducción de la absorción de dióxido de carbono en los océanos, suministro de oxígeno muy reducido a las profundidades del océano, probable colapso del ecosistema en el Atlántico norte, y otros. Consulte el informe de la OCDE Puntos de inflexión climática, que vale la pena leer, y los mapas a continuación. Realmente quieres evitar que esto suceda.

Sabemos por datos paleoclimáticos que ha habido una serie de cambios climáticos rápidos y drásticos con un punto focal en el Atlántico Norte debido a cambios abruptos en el AMOC, aparentemente después de que el AMOC pasó un punto de inflexión. Se conocen como eventos de Heinrich y eventos de Dansgaard-Oeschger, consulte mi reseña en Nature (pdf).

El punto: es un riesgo que deberíamos mantener al mínimo absoluto.

En otras palabras: estamos hablando de análisis de riesgos y prevención de desastres. No se trata de estar 100% seguro de que la AMOC superará su punto de inflexión este siglo; es que nos gustaría estar 100% seguros de que no será así. Incluso si hubiera solo (digamos) un 40% de posibilidades de que el estudio de Ditlevsen sea correcto en cuanto al punto de inflexión que se alcanzará entre 2025 y 2095, ese es un cambio importante con respecto a la evaluación anterior del IPCC de que el riesgo es inferior al 10%. Incluso una probabilidad <10% según el IPCC (para el cual sólo existe una “confianza media” de que sea tan pequeña) es, en mi opinión, una enorme preocupación. Esa preocupación ha aumentado enormemente con el estudio de Ditlevsen; de eso se trata, y no de si es 100% correcto y seguro.

¿Viviría usted en una aldea debajo de un lago represado si le dijeran que hay una probabilidad entre diez de que un día la represa se rompa y gran parte de la aldea sea arrasada? ¿Diría usted: “No te preocupes, hay un 90 % de posibilidades de que no suceda?” ¿O exigiría a las autoridades que tomaran medidas para reducir el riesgo? ¿Qué pasa si aparece un nuevo estudio, de científicos experimentados, de una revista de renombre, que diga que es casi seguro que la presa se romperá, la pregunta sólo es cuándo? ¿Exigiría atención inmediata para mitigar este peligro, o diría: “Bueno, algunos han cuestionado si las suposiciones de este estudio son completamente correctas? ¿Supongamos que está mal”?

Para la AMOC (y otros puntos de inflexión climática), la única acción que podemos tomar para minimizar el riesgo es abandonar los combustibles fósiles y detener la deforestación lo más rápido posible. Una de las principales suposiciones del estudio de Ditlevsen es que el calentamiento global continúa como en décadas pasadas. Eso está en nuestras manos –o más precisamente, en las de nuestros gobiernos y corporaciones poderosas. En 2022, solo los gobiernos del G20 subsidiaron el uso de combustibles fósiles con 1,4 billones de dólares, un 475% más que el año anterior. No están intentando acabar con los combustibles fósiles.

Sin embargo, tan pronto como alcancemos cero emisiones, el calentamiento global se detendrá en unos años, y cuanto antes suceda, menor será el riesgo de sobrepasar puntos de inflexión. También minimiza muchas otras pérdidas, daños y sufrimiento humano causados ​​por los impactos “regulares” del calentamiento global, que ya están ocurriendo a nuestro alrededor incluso sin superar importantes puntos de inflexión climáticos.

Enlaces

Para obtener más información sobre esto, consulte mi largo hilo de TwiX con muchas imágenes de estudios relevantes.

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