El estudio, publicado en Nature Geoscience, reúne observaciones, simulaciones de modelos y datos de paleoclima para analizar los cambios en el clima del Atlántico norte durante los últimos 1.200 años. Los autores encuentran que el ‘Alto de las Azores’ (zona de alta presión de las Azores), al que llaman un «guardián» de las precipitaciones europeas, se ha expandido a medida que el planeta se ha calentado.
Los inviernos con un máximo del Alto de las Azores «extremadamente grande» están relacionados con condiciones invernales más secas en todo el Mediterráneo y un clima más húmedo en el Reino Unido. Estos extremos se han vuelto más frecuentes desde la Revolución Industrial, aumentando de un invierno extremo cada 10 años en el período preindustrial a uno cada cuatro años en el siglo XXI, según el estudio.
A medida que el Alto de Azores continúa expandiéndose, la sequía se intensificará en España y Portugal. La región verá una caída del 10-20% en las precipitaciones invernales durante el próximo siglo, lo que hará que la agricultura de la región sea «una de las más vulnerables de Europa», advierten los autores.
El estudio describe la expansión del Alto de las Azores como «sin precedentes en los últimos 1.200 años». Sin embargo, un científico que no participó en la investigación le dice a Carbon Brief que no todos los modelos climáticos utilizados en el estudio respaldan esta conclusión.
‘Guardián de la precipitación’
Europa abarca una variedad de climas. Gran parte del continente, incluido el Reino Unido y gran parte de Europa continental, se caracteriza por temperaturas moderadas y condiciones húmedas durante todo el año. Mientras tanto, el sur de Europa tiene un clima mediterráneo de veranos calurosos y secos e inviernos frescos y húmedos.
Sin embargo, en las últimas décadas, estos climas han experimentado un cambio. Las lluvias de invierno sobre el Mediterráneo occidental han disminuido en las últimas décadas entre 5 y 10 mm por año, dice el estudio. Para 2100, se espera una caída adicional del 10 al 20 % en las precipitaciones invernales, con graves implicaciones para la agricultura en países como España y Portugal. Mientras tanto, el Reino Unido está experimentando inviernos más húmedos.
Para explorar la razón de los cambios recientes en las precipitaciones de Europa occidental, los autores del estudio se centran en las Azores, un área de alta presión en el Atlántico Norte que lleva el nombre del archipiélago de las Azores al oeste de Portugal.
Formado por el aire seco que desciende en los subtrópicos, el Alto de las Azores hace que los vientos fluyan en el sentido de las agujas del reloj alrededor del norte de África, la costa este de los EE. UU. y Europa occidental. Los vientos del oeste que viajan a través del Atlántico Norte recogen la humedad y la traen sobre Europa, donde cae en forma de lluvia.
El tamaño y la intensidad de los cambios del Alto de las Azores año tras año, provocan variaciones en los niveles de lluvia en el continente. Como tal, el estudio se refiere al sistema como un «guardián de la precipitación» en Europa.
La Dra. Caroline Ummenhofer, Oceanógrafa Física de la Institución Oceanográfica Woods Hole en los EE. UU., es una de las autoras del estudio. Ella le dice a Carbon Brief que el Alto de las Azores es «una característica climática realmente importante en el Atlántico Norte», y agrega que un gran Alto de las Azores «empuja los sistemas meteorológicos que transportan viento y lluvia más al norte», causando sequía en España y Portugal y condiciones más húmedas en el Reino Unido.
Para determinar los cambios históricos en el nivel del Alto de las Azores, los autores comparan la presión a nivel del mar (la presión del aire al nivel del mar) a través del Atlántico Norte en un invierno determinado con el promedio a largo plazo. Si la presión del nivel del mar está por encima de un cierto umbral, los autores definen el evento Alto de las Azores como «extremo».
Para demostrar cómo el Alto de las Azores puede afectar el clima del Atlántico norte, los autores simulan la lluvia y la presión a nivel del mar en un invierno con un Alto de las Azores «extremo» utilizando un grupo de modelos llamado «conjunto del último milenio«.
Los gráficos a continuación muestran las precipitaciones (izquierda) y la presión a nivel del mar (derecha) durante un invierno con un nivel «extremadamente grande» del Alto en las Azores. El sombreado verde muestra una mayor precipitación en el Reino Unido, mientras que el sombreado marrón muestra una menor precipitación en Portugal y España. El sombreado rojo y azul muestra la presión a nivel del mar alta y baja, respectivamente, y las flechas muestran la dirección del transporte de la humedad.
Fuente: Cresswell-Clay et al (2022).
Los autores encuentran que un evento «extremo» del Alto de las Azores trae alrededor de 35,3 mm por mes menos de lluvia a la costa occidental de la Península Ibérica, una reducción de alrededor de un tercio.
‘Expansión sin precedentes’
Los autores investigan cómo ha cambiado el Alto de las Azores durante el último milenio mediante la combinación de tres líneas de evidencia. Utilizan modelos climáticos para simular cambios en las condiciones climáticas desde el año 850, y observaciones de la presión del nivel del mar y precipitaciones para determinar el clima en las últimas décadas.
Para verificar los niveles de lluvia hace un milenio, antes de que se recopilaran los datos de observaciones, los autores recurren a los datos paleoclimáticos tomados de las estalagmitas en la cueva Buraca Gloriosa en Portugal. Las estalagmitas se forman durante largos períodos de tiempo a partir de la acumulación de depósitos minerales, principalmente carbonato de calcio, transportados por el agua subterránea que se filtra a través de la roca.
Ummenhofer le dice a Carbon Brief que la química del carbonato de estalagmita varía según las condiciones ambientales, por lo que los científicos pueden observar el registro de isótopos de carbono a lo largo de la estalagmita para determinar los niveles históricos de lluvia. Agrega que “afortunadamente”, la cueva de Buraca Gloriosa está “ubicada justo en la zona donde se vive la menor precipitación del Alto de las Azores”.
Los autores encuentran que las tres líneas de evidencia concuerdan bien entre sí sobre los cambios pasados en el Atlántico norte.
Los gráficos a continuación muestran los cambios en la frecuencia (arriba) y el área (abajo) del Alto de las Azores durante el último milenio. En el gráfico superior, la línea roja muestra el número de inviernos con un máximo extremo en el Alto de las Azores, medido en una ventana de 100 años. Las ejecuciones de modelos individuales se muestran en gris y los eventos extremos individuales se muestran con triángulos. En el gráfico inferior, las barras grises muestran el tamaño de las Azores en las eras preindustrial (gris) e industrial (roja). Cuanto más grandes sean las barras a la derecha del gráfico, indica una mayor frecuencia de sistemas Altos de las Azores con un área grande.
Fuente: Cresswell-Clay et al (2022).
Los autores encuentran que el tamaño y el número de picos invernales «extremos» de Altos de las Azores ha «aumentado significativamente», de uno cada 10 años en el período preindustrial a uno cada cuatro años en el siglo XXI.
El título del estudio describe esta expansión de las Azores como “sin precedentes en los últimos 1.200 años”. Sin embargo, el Dr. Jacob Scheff, Profesor Asistente de la Universidad de Carolina del Norte, Charlotte, que no participó en el estudio, cuestiona esta afirmación:
“Si bien este estudio es de gran interés, en realidad no muestra que la gran expansión de lAltos de las Azores en el mundo real no tenga precedentes en los últimos 1200 años. En cambio, muestra que en un modelo climático particular, la expansión no tiene precedentes en los últimos 1200 años en la mayoría de las simulaciones”.
Como no todos los modelos utilizados en el estudio respaldan esta conclusión, Scheff advierte que “la declaración del título no está justificada por el estudio”.
Los autores también exploran los cambios en las Azores desde 1950 mediante el uso de observaciones de la presión del nivel del mar y la lluvia para comparar su tamaño promedio en 1950-79 y 1980-2007. Esto se muestra en los mapas a continuación.
El sombreado marrón indica una disminución de las precipitaciones a lo largo del tiempo, mientras que el verde indica un aumento. El azul y el rojo representan la disminución y el aumento de la presión a nivel del mar, respectivamente. El cuadro punteado muestra el área considerada en este estudio. La estrella muestra el sitio de la cueva Buraca Gloriosa. «H» y «L» corresponden a dos sistemas de presión sobre el Océano Atlántico: el alto de Azores y el » bajo de Islandia«, un área de baja presión ubicada entre Islandia y el sur de Groenlandia.
Fuente: Cresswell-Clay et al (2022).
Las precipitaciones invernales sobre el Mediterráneo occidental han disminuido en las últimas décadas entre 5 y 10 mm por año, muestra el gráfico. Mientras tanto, el Reino Unido ha visto una tendencia de aumento de las precipitaciones.
Atribución de la expansión del Alto de las Azores
Finalmente, los autores investigan qué causó la expansión de las Azores. Utilizan modelos climáticos para simular cuántos eventos extremos del Alto de las Azores habrían ocurrido en los últimos 1.200 años bajo una variedad de condiciones climáticas diferentes.
La siguiente gráfica muestra los diferentes controladores probados. La línea verde muestra las ejecuciones del modelo que solo consideran los cambios en las emisiones de gases de efecto invernadero, la roja muestra solo los cambios en la actividad volcánica, la amarilla muestra solo los cambios en la actividad solar y la negra muestra los tres.
Fuente: Cresswell-Clay et al (2022).
El gráfico muestra que el modelo captura mejor un aumento en los eventos extremos de las Azores en los últimos 100 años cuando se incluyen las emisiones de gases de efecto invernadero.
El Dr. Justin Mankin, Profesor Asistente en el Departamento de Geografía de la Universidad de Dartmouth, que no participó en el estudio, le dice a Carbon Brief que «el artículo es interesante y los autores claramente hicieron un gran análisis sobre la huella del Alto de la Azores”.
Sin embargo, agrega que los cambios en el tamaño y la intensidad de las Azores también podrían haber sido provocados por cambios en los niveles de aerosoles, en lugar de cambios en las emisiones de gases de efecto invernadero. (Por ejemplo, la aprobación de la Ley de Aire Limpio de EE. UU. en la década de 1970 hizo que los niveles de contaminación cayeran significativamente, lo que provocó un calentamiento localizado). Que los autores no investigaran este factor es «una omisión curiosa», dice.
El estudio sugiere que la expansión del Alto de las Azores está relacionada con cambios en la circulación de Hadley, un importante sistema de circulación atmosférica que hace circular el aire entre el ecuador y las latitudes medias. El siguiente video explica la circulación de Hadley y las otras «células» en la atmósfera de la Tierra que mueven el calor desde el ecuador a los polos.
A medida que el clima se calienta, las circulaciones de Walker y Hadley se debilitan y se amplían, lo que reduce la mezcla de aire en diferentes altitudes y seca la atmósfera. Una investigación publicada la semana pasada vinculó el debilitamiento de estas circulaciones con una reducción en la cantidad de ciclones tropicales en todo el mundo.
Ummenhofer le dice a Carbon Brief que «los cambios hacia situaciones más frecuentes de Altos de las Azores durante el invierno son consistentes con una ampliación de la Circulación de Hadley en un clima más cálido».
El Profesor Richard Seagar, profesor de investigación en la Universidad de Columbia, que tampoco participó en el estudio, le dice a Carbon Brief que la expansión del Alto de las Azores también podría «fácilmente explicarse por la variabilidad a largo plazo y los cambios de la Oscilación del Atlántico Norte».
La Oscilación del Atlántico Norte (NAO) es uno de los impulsores más importantes de la variabilidad natural en el Atlántico y está impulsada por la diferencia de presión entre el alto de las Azores y el bajo de Islandia. El siguiente video explica cómo la NAO influye en el clima en el Reino Unido.
Seagar le dice a Carbon Brief que «sería bueno si [los autores del estudio] mostraran la serie temporal de altos de las Azores de gran tamaño con la de la NAO», para poder comparar los cambios en las dos a lo largo del tiempo. Agrega que «no está seguro de cuán novedosos» son los hallazgos.
Mientras tanto, Mankin agrega que «luchó con un par de opciones analíticas». Él dice:
“Creo que las preguntas clave que surgen para mí son si realmente han muestreado la variabilidad en el alto de las Azores y si han atribuido sus cambios. Creo que han comenzado ese trabajo, pero no estoy del todo convencido de que lo hayan hecho en la medida en que podamos confiar en la atribución del mundo real”.
Fuente: Carbon Brief.
Artículo original: ‘Expanding ‘Azores high’ driving ‘unprecedented’ changes in western Europe’s climate‘. Ayesha Tandon. July 4, 2022.
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- Las formaciones de cuevas descubren la historia oculta de climas pasados. CORDIS, Comisión Europea, 2019.