NASA-MIT estudio evalúa la eficiencia de los océanos como disipador de calor, gases atmosféricos esponja

Credit: NASA's Goddard Space Flight Center.

Por Ellen Gray,

Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA

Los océanos del mundo son como frenos que retardan los efectos completos del calentamiento de gases de efecto invernadero de la atmósfera. En los últimos diez años, una cuarta parte de las emisiones humanas de dióxido de carbono, así como el 90 por ciento del calentamiento adicional debido al efecto invernadero, han sido absorbidos por los océanos. Actuando como una esponja masiva, los océanos sacan del calor de la atmósfera, del dióxido de carbono y de otros gases, tales como clorofluorocarbono, oxígeno y nitrógeno y los almacenan en sus profundidades por décadas a los siglos y a los milenios.

La nueva investigación de la NASA es uno de los primeros estudios para estimar cuánto y con qué rapidez el océano absorbe los gases atmosféricos y lo contrasta con la eficiencia de la absorción de calor. Usando dos modelos de computadora que simulan el océano, los científicos de la NASA y del MIT encontraron que los gases se absorben más fácilmente con el tiempo que la energía térmica. Además, se encontró que en los escenarios donde la corriente del océano se ralentiza debido a la adición de calor, el océano absorbe menos de los gases atmosféricos y el calor, aunque su capacidad para absorber el calor se reduce en gran medida. Los resultados se publicaron en las cartas de investigación geofísica, un diario de la Unión Geofísica Americana.

"A medida que el océano se ralentiza, seguirá recogiendo gases como el dióxido de carbono de manera más eficiente, mucho más de lo que seguirá subiendo el calor." "Tendrá un comportamiento diferente para la química que para la temperatura", dijo Anastasia Romanou, autora principal y científica del clima del Instituto Goddard de estudios espaciales de la NASA y la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York.

Credit: NASA's Goddard Space Flight Center.

Ella y sus colegas del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, Massachusetts, utilizaron el modelo Giss Ocean de la NASA y el modelo general de circulación del MIT para simular uno de los principales sistemas actuales del Atlántico que ofrece calor y gases absorbidos a las profundidades.

En el océano Atlántico, la corriente del Golfo es parte de lo que se llama el Atlántico meridional que gira la circulación, una cinta transportadora del agua del océano que lleva el agua caliente de la Florida a Groenlandia donde se refresca y se hunde a 1000 metros (cerca de 3281 pies) o más antes de viajar detrás abajo de la costa a los trópicos. En su viaje hacia el norte, el agua en la superficie absorbe gases como el dióxido de carbono y los clorofluorocarbono (CFC) – estos últimos son, en gran medida, los gases responsables del agujero de la capa de ozono sobre la Antártida – así como el exceso de calor de la atmósfera. Cuando se hunde cerca de Groenlandia, ésos gases disueltos y energía térmica se entierran con eficacia en el océano por años a las décadas y más de largo. Eliminado de la atmósfera por el océano, el impacto de su calentamiento en el clima ha sido drásticamente reducido.

Para entender y cuantificar las capacidades parecidas a las esponjas del océano, los investigadores usaron los dos modelos independientes de corrientes oceánicas del Atlántico junto con observaciones de clorofluorocarbono como punto de partida. Clorofluorocarbono son lo que se llama un trazador pasivo

La línea roja en el mapa demuestra la corriente de la corriente del Golfo, la porción superficial del meridional Atlántico que da vuelta a la circulación. Se muestran en tonalidades de azul las concentraciones de CFC a profundidad en el océano. Más cerca del Ecuador, los CFC sólo se producen en la superficie. A medida que la corriente del Golfo se mueve hacia el norte, comienzan a ser dibujados hasta la profundidad con el tirón hacia abajo de la cinta transportadora. Crédito de la imagen: NASA/Jenny hottle.

"Pienso en él como un tinte coloreado," dijo el co-autor Juan Marshall, profesor de  Oceanografía en el Instituto de Tecnología de Massachusetts. "Si tengo un balde de agua y sólo lo revuelvo y pongo un poco de colorante en la comida, el tinte desciende al agua, y no influencia la circulación del agua."

En el mundo real, así como en el modelo, esto permite a los científicos "ver" la cantidad de gas que se absorbe de la atmósfera en el océano y luego seguirlo a medida que viaja alrededor del mundo en las corrientes. La adición de calor al océano, en cambio, ralentiza la circulación de giro debido a que las corrientes oceánicas dependen de los gradientes de temperatura – pasando de lugares más cálidos a lugares más fríos – que se debilitan bajo el calentamiento global a medida que las aguas más frescas se calientan. Esto significa que la estimación de la cantidad de calor que el océano absorbe utilizando sólo un trazador puede no ser preciso.

"Los resultados muestran que tenemos que pensar de manera diferente acerca de cómo el océano responde a la toma de calor y rastreadores pasivos o gases de efecto invernadero." Entonces tenemos que estudiarlos en paralelo pero usando diferentes métodos, dijo Romanou.

Estos resultados de los modelos informáticos de la meridional atlántica de circulación son una de las muchas partes móviles que se unen en los modelos climáticos globales. Al refinar la comprensión de los científicos sobre la eficacia de los gases y el calor, el hallazgo mejorará las proyecciones del modelo climático mundial para futuros escenarios climáticos, dijo Marshall. Esto es especialmente cierto para las proyecciones que estiran decenas o cien años en el futuro, cuando esos trazadores y otros gases que se comportan semejantemente como el dióxido de carbono, así como el exceso de energía térmica, alcanzan el giro ascendente de la cinta transportadora y regresan a la superficie. Cuando eso ocurra, una parte de ellos regresará a la atmósfera después de su largo viaje submarino alrededor del planeta.

"La mayor parte del exceso de calor del cambio climático irá al océano eventualmente, pensamos", dijo Romanou. "La mayoría de los excesos de contaminantes químicos y gases de efecto invernadero serán enterrados en el océano." "Pero la verdad es que el océano recircula esa carga extra y, en algún momento, liberará parte de ella de nuevo a la atmósfera, donde mantendrá la elevación de las temperaturas, incluso si las emisiones futuras de dióxido de carbono fueran mucho más bajas de lo que son ahora".

Esta eventual liberación de gases enterrados y el calor de los océanos a veces se llama el "calentamiento en la tubería" o "compromiso de calentamiento" que la gente eventualmente tendrá que lidiar con, dijo Romanou.

Reference

Romanou, A., J. Marshall, M. Kelley, and J. Scott, 2017: Role of the ocean's AMOC in setting the uptake efficiency of transient tracers. Geophys. Res. Lett., early on-line, doi:10.1002/2017gl072972.

Media contacts

Leslie McCarthy, NASA Goddard Institute for Space Studies, New York, N.Y., 212-678-5507, leslie.m.mccarthy@nasa.gov
Michael Cabbage, NASA Goddard Institute for Space Studies, New York, N.Y., 212-678-5516, mcabbage@nasa.gov

Traducción: El Quelonio Volador