¿Está la circulación de vuelco meridional (AMOC) del Atlántico acercándose a un punto de inflexión?

Resumen

La Circulación de Vuelco Meridional del Atlántico (AMOC) tiene un gran impacto en el clima, no solo en el Atlántico Norte, sino a nivel global. Los datos paleoclimáticos muestran que ha sido inestable en el pasado, conduciendo a algunos de los cambios climáticos más dramáticos y abruptos conocidos. Estas inestabilidades se deben a dos tipos diferentes de puntos de inflexión, uno vinculado a retroalimentaciones amplificadoras en el transporte de sal a gran escala y el otro en la mezcla convectiva que impulsa el flujo. Estos puntos de inflexión presentan un gran riesgo de cambios abruptos en la circulación oceánica y el clima a medida que llevamos a nuestro planeta más allá del clima estable del Holoceno hacia terreno desconocido.

Antecedentes

En 1751, el capitán de un barco inglés dedicado al comercio de esclavos hizo un descubrimiento histórico. Mientras navegaba a 25°N en el Atlántico Norte subtropical, el Capitán Henry Ellis bajó un "medidor de mar de cubo", ideado y proporcionado por el clérigo británico Reverendo Stephen Hales, a través de las cálidas aguas superficiales hasta las profundidades. Mediante una cuerda larga y un sistema de válvulas, se podía subir agua de diversas profundidades a la cubierta, donde su temperatura se leía de un termómetro incorporado. Para su sorpresa, el Capitán Ellis descubrió que el agua profunda estaba muy fria.

Informó sus hallazgos al Reverendo Hales en una carta: "El frío aumentaba regularmente, en proporción a las profundidades, hasta descender a 1188 metros: desde donde el mercurio en el termómetro bajó a 11,7 grados Celsius; y aunque después lo hundí a la profundidad de 1629 metros, no bajó más."

Estas fueron las primeras mediciones de temperatura del océano profundo registradas. Revelaron lo que ahora se sabe que es una característica física fundamental e impresionante del océano mundial: el agua profunda siempre está fría. Las aguas cálidas de los trópicos y subtrópicos están confinadas a una capa delgada en la superficie; el calor del sol no calienta lentamente las profundidades durante siglos o milenios como podría esperarse.

La carta de Ellis a Hales sugiere que no tenía idea del significado de gran alcance de su descubrimiento. Escribió: "Este experimento, que al principio parecía mera curiosidad, se volvió muy útil para nosotros. Mediante él, suministramos nuestro baño frío y enfriamos nuestros vinos o agua a placer; lo cual es enormemente agradable para nosotros en este clima ardiente".

De hecho, Ellis había descubierto la primera indicación de la circulación de vuelco del océano, el sistema de corrientes oceánicas profundas que circula aguas frías de origen polar alrededor del planeta.

Pero no fue hasta varias décadas después, en 1797, que otro inglés, el Conde Rumford, publicó una explicación correcta para el "útil" descubrimiento de Ellis: "Parece extremadamente difícil, si no del todo imposible, explicar este grado de frío en el fondo del mar en la zona tórrida, bajo cualquier otra suposición que no sea la de corrientes frías desde los polos; y la utilidad de estas corrientes para templar los calores excesivos de estos climas es demasiado evidente para requerir ilustración".

Ahora, más de 200 años después, tenemos una comprensión razonable del complejo sistema de circulación oceánica profunda y, lo que Rumford encontró tan evidente, el papel que juega en el clima. Sin embargo, algunos enigmas importantes permanece que pueden ser de fundamental importancia para nuestro futuro.

Cincuenta veces el uso de energía humana

Se llama AMOC (por sus siglas en inglés: Circulación de Vuelco Meridional del Atlántico, [Atlantic Meridional Overtuning Circulation]). Su flujo hacia el norte de aguas superficiales cálidas y el flujo de retorno profundo y frío hacia el Atlántico Sur, una curiosidad: transporta calor desde las latitudes altas del sur hacia el ecuador, de frío a cálido (Figura 1).

 

FIGURA 1. Este gráfico muestra un esquema altamente simplificado de la Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico (AMOC) con un fondo de la tendencia de la temperatura de la superficie del mar desde 1993, proporcionada por el Servicio de Cambio Climático de Copernicus. 

Todos los demás océanos se comportan "normalmente", moviendo el exceso de calor lejos de los trópicos bañados por el sol.

En el Atlántico Norte, la circulación de vuelco mueve calor a una tasa de un petavatio (10^15 vatios), aproximadamente 50 veces el uso de energía de toda la humanidad, o 3,5 veces la tasa de absorción de calor del océano global del calor vertido en las últimas décadas debido al calentamiento global causado por el hombre. Libera el calor en la región al sur de Groenlandia e Islandia, e  incluso más al norte, hacia los mares nórdicos más allá de Islandia. Allí, entrega generosamente su calor a los vientos fríos hasta que el agua está tan fría y densa que se hunde en el abismo, a una profundidad entre 2000 y 3000 m. Allí "fluye como un gran río, a lo largo de todo el Atlántico". El calor liberado a la atmósfera hace que la región del Atlántico Norte sea mucho más cálida de lo que corresponde a su latitud, particularmente en la dirección del viento del océano (Figura 2). También es la razón principal por la que el hemisferio norte es en promedio ~1.4°C más cálido que el hemisferio sur, y por qué el ecuador térmico, la latitud donde la Tierra es más caliente, está a ~10° al norte del ecuador geográfico.

 

FIGURA 2 (arriba). Este mapa muestra cómo sería el mundo sin la Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico (AMOC). Casi todo el hemisferio norte sería más frío, especialmente Islandia, Escandinavia y Gran Bretaña. 

La temperatura no es el único ingrediente clave de la AMOC; el segundo factor es la salinidad: cuanto más salada es el agua, más densa es. Por lo tanto, la salinidad es un factor importante para el hundimiento descrito anteriormente. Así, esta circulación de vuelco también se llama circulación termohalina, es decir, una circulación impulsada por diferencias de temperatura y salinidad, en contraste con la circulación impulsada por el viento y las corrientes de marea. Mientras que la temperatura tiene una influencia estabilizadora en la AMOC, la salinidad tiene el poder de desestabilizaría.

 

FIGURA 3. (a) Diagrama de estabilidad de la AMOC en el modelo de cajas de Stommel, en función de la cantidad de agua dulce que ingresa al Atlántico norte. Las líneas verdes continuas muestran estados de equilibrio estables, la línea verde discontinua uno inestable. La curva azul muestra un camino que abandona las líneas de equilibrio durante un cambio climático rápido. (b) Aquí, la línea naranja traza los equilibrios de la AMOC en un modelo tridimensional de circulación oceánica global. La línea negra es el mismo experimento de trazado realizado con el modelo de cajas. Las líneas superiores naranja y negra se trazan de izquierda a derecha comenzando con la AMOC "encendida", las inferiores de derecha a izquierda comenzando con la AMOC "apagada". 

Una historia de dos inestabilidades

En 1961, el oceanógrafo estadounidense Henry Stommel reconoció cómo la salinidad de las aguas atlánticas lleva a un punto de inflexión de la AMOC, un fenómeno que volvió a ser noticia el año pasado y este año. El agua se hunde en el Atlántico norte porque es lo suficientemente salada (a diferencia del Pacífico Norte). El agua es salada porque la AMOC lleva agua salada de los subtrópicos, una región de evaporación neta, a las latitudes más altas, una región de precipitación neta. En otras palabras, la AMOC fluye porque el Atlántico norte es salado, y es salado porque la AMOC fluye. Es un caso de "el huevo y la gallina", o en términos más técnicos, un efecto de retroalimentación auto-sostenido.

Esto funciona también al revés: si el Atlántico norte se vuelve menos salado debido a una entrada de agua dulce (lluvia o agua de deshielo), el agua se vuelve menos densa y la AMOC se desacelera. Así, trae menos sal a la región, lo que desacelera aún más la AMOC. Este proceso se llama retroalimentación del transporte de sal. Más allá de un umbral crítico, se convierte en un círculo vicioso auto-amplificante, y la AMOC se detiene. Ese umbral es el punto de inflexión de la AMOC (llamado Bifurcación de Stommel en la Figura 3). Como escribió Stommel en 1961: "El sistema está inherentemente lleno de posibilidades para especular sobre el cambio climático."

El modelo de Stommel consistía solo en una caja en una latitud alta y una caja subtropical que estaban conectadas por un flujo de reversión proporcional a la diferencia de densidad entre ellas. El modelo predecía este flujo, la temperatura, salinidad y densidad en ambas cajas. La Figura 3 muestra la fuerza de la AMOC en equilibrio según lo calculado por el modelo de cajas de Stommel, y el punto de inflexión que encontró.

Para modelos de cajas como el de Stommel, las curvas de equilibrio pueden calcularse analíticamente; la solución para la curva verde es simplemente una parábola. Para rastrear los estados de equilibrio de un modelo complejo, se añade agua dulce al Atlántico norte a una tasa muy lenta en aumento (por ejemplo, subiendo 0.1 Sv en 2000 años; 1 Sv = 10^6 m³/s) para permanecer cerca del equilibrio y ver dónde comienzan a dominar el debilitamiento o las retroalimentaciones, lo que sucede más allá del punto de inflexión. Un equipo de investigación desarrolló métodos para calcular directamente los estados de equilibrio en modelos tridimensionales del océano, pero no funciona en modelos complejos acoplados océano-atmósfera, por lo que es necesario aplicar el enfoque de trazado de añadir agua dulce lentamente.

En el régimen monestable (a la izquierda del forzamiento de agua dulce cero en la Figura 3), un colapso de la AMOC aún puede ser forzado por una gran adición temporal de agua dulce, pero la AMOC se recuperará después de que el forzamiento termine. En el régimen biestable, el sistema puede estar permanentemente en uno de dos estados estables, con la AMOC "encendida" o "apagada", dependiendo de las condiciones iniciales. Así, el flujo de la AMOC terminado por un forzamiento temporal no se recuperará sino que permanecerá en el estado estable "apagado". Los experimentos con tal adición temporal de agua dulce muestran que muchos, si no la mayoría, de los modelos climáticos están en el régimen monestable y, por lo tanto, comparativamente lejos del punto de inflexión. Esto no implica que no tengan este punto de inflexión o que no tengan un régimen biestable; solo muestra que no están en él para el clima actual (probablemente de manera incorrecta, ver la sección "¿Se puede confiar en los modelos climáticos?" más abajo).

El cambio climático puede alejar la AMOC de la línea de equilibrio, siguiendo algo parecido al camino azul en la Figura 3a, porque el calentamiento global moderno avanza demasiado rápido para que el océano se ajuste completamente. Después de cruzar la línea discontinua, la AMOC será atraída hacia el estado "apagado" incluso sin más empujes. Cabe destacar que la AMOC es aún más vulnerable a forzamientos más rápidos. Eso significa que los experimentos de trazado de equilibrio muy lento mostrados en la Figura 3b subestiman cuán cerca está el punto de inflexión de la AMOC en una situación de cambio climático rápido, como en la que estamos hoy en día.

Que este punto de inflexión y el régimen biestable son reales, y no solo un artefacto del modelo simple de Stommel, ha sido confirmado en numerosos modelos de todo el espectro de modelos desde el artículo de Stommel de 1961, incluidos modelos sofisticados de circulación oceánica tridimensional, modelos del sistema terrestre de complejidad intermedia y modelos climáticos acoplados completamente desarrollados, por ejemplo, el Modelo del Sistema Terrestre Comunitario (CESM).

La comparación se encontró el régimen biestable en los 11 modelos participantes, y no existe conocimiento de ningún modelo que haya sido probado y no tenga esta propiedad. Aunque este tipo de experimento no puede realizarse con modelos que simulan explícitamente remolinos de mesoescala en el océano, no se espera que haya una diferencia significativa, dado que la retroalimentación relevante de advección de sal opera a una escala muy grande.

Un segundo tipo de punto de inflexión también puede afectar la AMOC. Una parte importante del proceso de hundimiento en el Atlántico norte (llamado "formación de agua profunda") es la mezcla vertical profunda (convección) cuando la columna de agua se vuelve verticalmente inestable, debido a que el agua más densa se sitúa sobre el agua menos densa. La convección también podría apagarse como un interruptor, nuevamente debido al efecto desestabilizador de la salinidad. En las regiones de alta latitud, el océano típicamente gana agua dulce de la lluvia en la superficie, por lo que una vez que la convección se detiene durante suficiente tiempo, el agua dulce puede acumularse y formar una capa superficial de baja densidad. Esto hace que sea cada vez más difícil reiniciar la convección, y en algún momento, se apaga permanentemente. Se puede ver que esto funciona incluso si la convección es intermitente en presencia de variabilidad climática aleatoria.

Hay dos regiones principales de convección dentro de la AMOC actual: una en la región del giro subpolar del Atlántico norte (incluyendo los mares de Labrador e Irminger) y otra más al norte en los mares nórdicos. En muchos experimentos de modelos, la convección del Mar de Labrador ha sido propensa a apagarse, ralentizando no solo la AMOC sino también el giro subpolar, un enorme flujo de rotación en sentido antihorario al sur de Groenlandia e Islandia (Figura 4). Una vez que la convección (que normalmente extrae el calor de la columna de agua por mezcla de agua más caliente hasta la superficie, donde el calor se pierde a la atmósfera) ha sido limitado de esta manera, menos calor se pierde a través de la superficie del mar, y toda la columna de agua se vuelve menos densa. Esto ralentiza la AMOC, que después de todo es impulsada por las aguas frías y de alta densidad que empujan hacia el sur desde las altas latitudes. Por lo tanto, un cierre de la convección puede ayudar a desencadenar un cierre de la AMOC. Y debido a que la convección es un proceso a pequeña escala, no se captura bien en la mayoría de los modelos actuales, añadiendo una capa de incertidumbre sobre el futuro.

FIGURA 4. Se muestran los flujos superficiales actuales (líneas continuas) y los flujos profundos (líneas discontinuas) para el Atlántico norte y los mares nórdicos. 

Cambios drásticos de la AMOC en el pasado

Basándonos en este entendimiento de los mecanismos de inestabilidad de la AMOC, podemos examinar algunos cambios climáticos dramáticos que han ocurrido en el pasado reciente—"reciente," es decir, desde una perspectiva del paleoclima, en los últimos 100.000 años.

En 1987, Wally Broecker publicó un artículo ahora famoso en la revista Nature titulado "¿Sorpresas desagradables en el invernadero?". En él, discutía datos de núcleos de sedimentos profundos del mar y agujeros perforados en la capa de hielo de Groenlandia, señalando que estos datos revelan que "el clima cambió frecuentemente y en grandes saltos" en lugar de manera suave y gradual. Dados los patrones regionales de estos cambios, identificó a la AMOC (en ese momento conocida como la "cinta transportadora del Atlántico") como la culpable. Advirtió que al liberar gases de efecto invernadero, "jugamos a la ruleta rusa con el clima [y] nadie sabe qué hay en la recámara activa del arma."

En las décadas desde entonces, hemos llegado a distinguir dos tipos de eventos climáticos abruptos que ocurrieron repetidamente durante la última Edad de Hielo, centrados alrededor del Atlántico norte pero con repercusiones globales.

El primer tipo son los eventos Dansgaard-Oeschger (DO), nombrados en honor al investigador danés de núcleos de hielo Willy Dansgaard y su colega suizo Hans Oeschger. Más de 20 eventos se muestran prominentemente como picos de calentamiento abrupto de 10°–15°C en una o dos décadas en los datos de núcleos de hielo de Groenlandia. Se pueden explicar como arranques súbitos de la convección oceánica en los mares nórdicos cuando la convección de la Edad de Hielo ocurría mayormente solo en el Atlántico abierto al sur de Islandia (Figura 5). La configuración de la circulación oceánica cálida que alcanzó el extremo norte aparentemente no era estable bajo las condiciones de la Edad de Hielo: se debilitó gradualmente, hasta que después de algunos cientos de años, la convección y el evento cálido terminaron nuevamente. Es, por lo tanto, un ejemplo de un cambio convectivo de encendido-apagado como se ha visto anteriormente, con la convección de los mares nórdicos encendiéndose y apagándose.

El segundo tipo son los eventos Heinrich, nombrados en honor al científico alemán Hartmut Heinrich. Involucran enormes masas de hielo que episódicamente se deslizaron hacia el mar desde la capa de hielo Laurentida de varios miles de metros de espesor que cubría América del Norte en ese momento. Estos icebergs derivaron a través del Atlántico, dejando capas distintivas de detritos arrastrados por el hielo en el fondo del océano y añadiendo agua de deshielo fresca a la superficie del océano. Esto llevó a cambios climáticos aún más dramáticos, vinculados a un colapso completo de la AMOC. Tanto hielo entró en el océano que los niveles del mar aumentaron varios metros. La evidencia de que esta cantidad de agua dulce ingresando al Atlántico norte cerró la AMOC se encuentra en el hecho de que la Antártida se calentó mientras que el hemisferio norte se enfrió, lo que indica que el enorme transporte de calor de la AMOC desde el extremo sur a través del ecuador hasta el extremo norte esencialmente se detuvo.

Tanto los eventos Dansgaard-Oeschger como los eventos Heinrich, aunque más fuertes alrededor del Atlántico norte, tuvieron grandes repercusiones climáticas globales incluso lejos del Atlántico, ya que afectaron las bandas de lluvia tropicales que resultan del movimiento ascendente de aire cálido sobre el "ecuador térmico." Durante los eventos cálidos de Dansgaard-Oeschger, estas bandas de lluvia se desplazaron hacia el norte, llevando a condiciones cálidas y húmedas en los trópicos del norte hasta Asia. Pero durante los eventos Heinrich, las bandas de lluvia se desplazaron hacia el sur, llevando a sequías catastróficas en la región del monzón afro-asiático. ¿Podrían cambios similares en las bandas de lluvia tropicales estar en nuestro futuro?

 

FIGURA 5. La AMOC durante la última Edad de Hielo. (a) El estado frío (stadial) prevalente. (b) El estado más cálido (interestadial) durante los eventos Dansgaard-Oeschger, mostrando el cambio de temperatura. La resolución muy gruesa de ese modelo subestima el efecto de calentamiento de los eventos Dansgaard-Oeschger.

Referencia: IS THE ATLANTIC OVERTURNING CIRCULATION APPROACHING A TIPPING POINT?

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

¿Se está ralentizando la corriente del golfo?

Introducción

La corriente del golfo no es más que el brazo sur de una corriente mucho más importante, me refiero a la corriente del Atlántico Norte que a su vez es una parte importante de la circulación global de los océanos que intercambia calor del excedente ecuatorial hacia los polos, donde la energía se pierde por radiación térmica al espacio. Es como una 'cinta transportadora' oceánica global y su ralentización podría desestabilizar aún más nuestro cambiante clima mundial. No es esperable ninguna nueva edad de hielo pero si son posibles sus principales efectos negativos. Los efectos podrían darse en el clima mundial, la pesca, o también por ejemplo en las tormentas.

¿Qué está pasando en el Atlántico Norte?

El Atlántico Norte entre Terranova e Irlanda es prácticamente la única región del mundo que ha desafiado el calentamiento global e incluso se ha enfriado. El invierno pasado allí incluso fue el más frío desde que hay registros, mientras que a nivel mundial fue el más cálido registrado. Un estudio reciente publicado en 2015 atribuye este fenómeno  a un debilitamiento del sistema de la Corriente del Atlántico Norte, y al parecer este debilitamiento no tiene precedentes en los últimos mil años. ¿qué tiene de especial esta región entre Terranova e Irlanda?

Fig. 1 tendencia lineal de la temperatura desde 1900 hasta 2013. Tomado de RealClimate

El Jóven Dryas, nuevas evidencias

Introducción

Al terminar la última glaciación, según el registro geológico la temperatura media global sufrió, al parecer, oscilaciones que superaron los cinco grados centígrados, en transiciones de menos de un siglo e incluso, a veces, de menos de una década. Así, hace unos 13.000 años, se dio un clima más cálido que el precedente y un medio ambiente rico en prados y pastizales, con su correspondiente fauna. 

Este período de bonanza acabó bruscamente hace aproximadamente 12.800 años,  iniciándose un rápido descenso de la temperatura que diezmó la población humana y acabó con los bosques, los pastizales y la fauna de la que aquella dependía para su sustento, no tanto por el frío extremo sino por la sequía que este frio trajo consigo. El episodio climático se conoce como Jóven Dryas o Dryas reciente, en referencia a los restos de la hierba ártico-alpina Dryas octopetala, que aparecen fuera de lugar en los sedimentos correspondientes al  este período. De esta catástrofe climática resurgió la humanidad para inventar la agricultura. Después de este evento los episodios de frío y sequía ya no se repetirían con la misma intensidad, salvo por breves incidentes ocurridos hace 8.2000, 5.2000 y 4.200 años. 

La corriente del golfo

La corriente del golfo es una corriente oceánica que parte con aguas cálidas del caribe a través del estrecho que separa florida de cuba y se adentra en el océano atlántico norte, alcanzando ya muy diluida el atlántico norte y toda la costa occidental europea.

Tradicionalmente se ha creído que esta corriente es el factor principal del calentamiento de Europa en invierno respecto a la costa Este de los EEUU donde las temperaturas está del orden de los 20ºC por debajo de sus correspondientes europeas a la misma latitud. Este proceso consistiría en una liberación de calor a la atmósfera por parte de la corriente calentando el aire suprayacente a esta el cual se movería hacia Europa arrastrado por el cinturón de vientos de Oeste.

Dicha hipótesis ha comenzado a ponerse en duda con los nuevos datos obtenidos y por el hecho de que en la costa oeste del pacífico sucede un fenómeno similar, haciendo que por ejemplo Vancouver tenga un clima 20ºC más cálido que la costa Este asiática a su misma latitud en la península de Kamchatka. 

A pesar de que la corriente de Kuroshivo es mucho más débil y el pacífico es mucho más ancho por lo que el calor transportado por dicha corriente sería testimonial.

Al mismo tiempo, estudios recientes ponen en duda la conjetura popular hecha hace unos años que el derretimiento del hielo ártico podría "cerrar" la corriente del Golfo, lo que causaría estragos con el tiempo en Europa.