Cambio climático impulsó prolongado calor en el ártico siberiano
El año 2020 se encamina a convertirse en uno de los tres años más cálidos registrados desde 1850, según la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Entre enero y octubre, la temperatura media mundial fue de 1,2 ºC por encima de la línea base de 1850-1900, la cual se utiliza como referencia de los niveles pre-industriales.
“Hay al menos una posibilidad entre cinco de que la temperatura supere temporalmente los 1,5 °C para 2024”, dijo Petteri Taalas, quien es el Secretario General de la OMM.
Según el informe provisional sobre el Estado del Clima Mundial en 2020, a pesar de que confinamiento por COVID-19 ayudó a reducir las emisiones, las concentraciones de gases de efecto invernadero (GEI) siguieron aumentando, esto debido a la larga vida que tiene el dióxido de carbono en la atmósfera.
“Los años récord de calor han coincidido generalmente con un fuerte evento de El Niño, como fue el caso en 2016. Ahora estamos experimentando uno de La Niña, que tiene un efecto de enfriamiento en las temperaturas globales, pero no ha sido suficiente para frenar el calor de este año. A pesar de las condiciones actuales de La Niña, este año ya ha mostrado un calor casi récord comparable al récord anterior de 2016”, comentó Taalas.
Este calentamiento fue notable al norte de Asia, particularmente en el ártico siberiano donde las temperaturas fueron 5 °C superiores a la media. El 20 de junio, por ejemplo, la ciudad de Verkhoyansk (Rusia) registró 38 °C, convirtiéndose provisionalmente en la temperatura más alta conocida en cualquier lugar al norte del Círculo Ártico.
Esas altas temperaturas, experimentadas de enero a junio, alimentaron la temporada de incendios forestales más activa en el ártico siberiano en 18 años. También provocaron deshielo en el permafrost (capa de suelo permanentemente congelada), lo cual tiene como consecuencia una mayor emisión de GEI.
Calentamiento fuera de lo normal
Científicos de Francia, Alemania, Holanda, Rusia, Suiza y el Reino Unido observaron que la temperatura experimentada en el ártico siberiano habría sido al menos 2 °C más fría si hubiera ocurrido en 1900 en lugar de 2020. En otras palabras, este evento de calor habría sido imposible sin el cambio climático.
“El calor prolongado se hizo por lo menos 600 veces más probable como resultado del cambio climático inducido por el hombre”, destacaron los científicos en el reporte publicado en World Weather Attribution y agregaron: “para Verkhoyansk, las temperaturas máximas de junio aumentaron debido al cambio climático en al menos 1 °C en comparación con 1900”.
En el reporte se advierte que, para el 2050, la región de Siberia podría esperar un aumento de la temperatura de al menos 2,5 °C en comparación con 1900, “pero este aumento podría llegar a ser de hasta 7 °C”.
“Este estudio muestra, una vez más, lo mucho que cambia el juego del cambio climático con respecto a las olas de calor. Dado que las olas de calor son, por mucho, los eventos climáticos extremos más mortíferos en la mayor parte del mundo, deben ser tomadas muy en serio. A medida que las emisiones continúan aumentando, debemos pensar en crear resistencia al calor extremo en todo el mundo, incluso en las comunidades del Ártico, lo que habría parecido un disparate no hace mucho tiempo”, dijo Friederike Otto, investigador del Instituto de Cambio Ambiental de la Universidad de Oxford y codirector de la iniciativa Atribución del Clima Mundial.
Normalmente, Siberia presenta una serie de sistemas de baja y alta presión que se mueven sobre la región, permitiendo que el aire caliente y frío influyan en el clima. “Sin embargo, una fuerte corriente de chorros en el invierno 2019-2020 provocó condiciones muy cálidas que hicieron que el hielo y la nieve se derritieran y, a su vez, aumentaron el calentamiento con superficies más oscuras que absorbieron más calor. En general, los seis meses de enero a junio de 2020 fueron más de 5 °C más cálidos que el promedio (1981-2010) en la región de estudio”, explicaron los autores del reporte.
Este dato coincide con el revelado por Copernicus Climate Change Service (C3S): “la temperatura promedio de toda Siberia Ártica combinada fue de más de 5 °C por encima de lo normal, y más de 1 °C superior a la de los años 2018 y 2019, los dos junio anteriores más cálidos”.
“Encontrar la causa de estas temperaturas récord no es una tarea sencilla, ya que hay muchos factores contribuyentes que interactúan entre sí. Siberia y el Círculo Polar Ártico en general tienen grandes fluctuaciones de un año a otro y han experimentado otros junio relativamente cálidos anteriormente. Lo que es preocupante es que el Ártico se está calentando más rápido que el resto del mundo. El hecho de que Siberia occidental experimente temperaturas más cálidas que el promedio durante tanto tiempo durante el invierno y la primavera es inusual, y las temperaturas excepcionalmente altas en la Siberia Ártica que han ocurrido en junio de 2020 son igualmente motivo de preocupación”, alertó Carlo Buontempo, director de C3S.
Adicionalmente, los datos del C3S indican que la cubierta de nieve y la humedad superficial del suelo alcanzaron mínimos históricos para junio en el ártico siberiano. “Estos fueron también factores que probablemente desempeñaron un papel en las temperaturas inusualmente altas alcanzadas en la región”, destacó C3S en un comunicado.
“Es importante que el aumento de la frecuencia de estos eventos de calor extremo se pueda moderar reduciendo las emisiones de GEI”, manifestó Andrew Ciavarella, autor principal y científico senior de Met Office.
Sonia Seneviratne, investigadora del departamento de Ciencia de Sistemas Ambientales de ETH Zurich, coincidió con Ciavarella: “estos resultados muestran que estamos comenzando a experimentar eventos extremos que casi no tendrían posibilidad de ocurrir sin la huella humana en el sistema climático. Nos queda poco tiempo para estabilizar el clima a niveles en los que se mantendría dentro de los límites del Acuerdo de París. Para una estabilización a 1,5 °C de calentamiento global, que aún implicaría más riesgos de tales eventos de calor extremo, necesitamos reducir nuestras emisiones de dióxido de carbono a la mitad hasta 2030”.
Incendios forestales
La humedad del suelo, inferior a la habitual, fue uno de los factores que contribuyó al aumento de incendios forestales, sobre todo en la parte noreste de Siberia.
Según Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS), el número y la intensidad de los incendios forestales en la República de Sajá, la Provincia Autónoma de Chukotka y, en menor medida, Alaska y los Territorios del Yukón, fueron incrementándose desde la segunda semana de junio.
“Las temperaturas más altas y las condiciones de superficie más secas proporcionaron las condiciones ideales para que estos incendios ardieran y persistieran durante tanto tiempo en una zona tan grande. Hemos visto patrones muy similares en la actividad de los incendios y anomalías de humedad del suelo en toda la región en nuestras actividades de vigilancia de incendios en los últimos años”, dijo Mark Parrington, científico senior de CAMS y experto en incendios forestales.
Estos incendios, que devastaron 1,15 millones de hectáreas contabilizadas a finales de junio, provocaron las emisiones de GEI más elevadas en 18 años: solo en junio del 2020 se liberaron 59 megatoneladas de dióxido de carbono, en contraposición a 53 megatoneladas emitidas en junio de 2019.
Una segunda mediación realizada por CAMS, del 1 de enero al 31 de agosto de 2020, evidenció que las emisiones fueron de 244 megatoneladas, en comparación con las 181 megatoneladas liberadas en todo el 2019.
Si bien las fuentes de ignición son inciertas y difíciles de precisar, los científicos de CAMS creen que mucha de la devastación por el fuego se debió a los “incendios zombies”, aquellos que siguen ardiendo bajo la tierra durante los meses de invierno.
Investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder (Estados Unidos) también han observado la prevalencia de los incendios remanentes o “incendios zombies” en Alaska. El fuego utilizado en una temporada de cultivo anterior puede arder en una turbera rica en carbono, bajo tierra, durante el invierno y luego volver a encenderse en la superficie tan pronto como el clima se calienta en la primavera.
“Sabemos poco sobre las consecuencias de los incendios remanentes en el Ártico, excepto que representan un impulso en el sistema climático y pueden significar que los incendios de un año preparan el terreno para que se quemen más el verano siguiente”, dijo Merritt Turetsky, ecóloga de fuego y permafrost, coautora del artículo científico publicado en Nature Geoscience.
Lo segundo que observaron los investigadores es una nueva aparición de incendios en paisajes resistentes al fuego. “A medida que la tundra en el lejano norte se vuelve más caliente y seca bajo la influencia de un clima más cálido, los tipos de vegetación que no se consideran típicamente combustibles están empezando a incendiarse: arbustos enanos, juncias, hierba, musgo, incluso turberas de superficie. Los paisajes húmedos como pantanos y ciénagas, también se están volviendo vulnerables a la quema”, señalaron.
Este año, más de la mitad de los incendios detectados en Siberia se dieron al norte del Círculo Polar Ártico, en el permafrost con un alto porcentaje de hielo terrestre. “Este tipo de permafrost encierra enormes cantidades de carbono de la biomasa antigua. Los modelos climáticos no tienen en cuenta el rápido deshielo de estos ambientes y la consiguiente liberación de GEI, incluido el metano”, advirtieron los investigadores.
Permafrost
Según la Asociación Internacional del Permafrost (IPA), este se define como el suelo que permanece a una temperatura igual o inferior a 0°C durante, al menos, dos años consecutivos. Esto incluye suelo, roca, hielo y materia orgánica.
El permafrost continuo y discontinuo cubre alrededor del 20% de la superficie del planeta y puede alcanzar una profundidad de más de 1.500 metros. En latitudes más al norte, este cubre más del 90% del paisaje y se extiende principalmente por debajo del límite de los bosques.
La mayor parte del permafrost se formó durante los períodos glaciales del Holoceno, después del final de la última Edad de Hielo. Desde entonces, el suelo ha estado congelado durante miles de años.
Recientemente, áreas cada vez más grandes y profundas se están derritiendo durante la temporada de verano. Según el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), las temperaturas del permafrost han aumentado entre 0,5 °C y 2 °C desde finales de la década de 1970.
Las regiones árticas se están calentando más rápidamente que el resto del planeta. Este aumento de las temperaturas está llevando a un mayor deshielo del permafrost.
“El descongelamiento del permafrost también crea un problema menos obvio, pero aún más perjudicial. Cuando el suelo se descongela, los microbios del suelo comienzan a convertir la materia orgánica en dióxido de carbono y metano. Ambos son GEI que calientan aún más el planeta”, explicó Mark Serreze, profesor de Geografía y director del Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo de la Universidad de Colorado en Boulder, en un artículo publicado en The Conversation.
Según Serreze, el metano es 30 veces más nocivo para el clima que el dióxido de carbono, y citando datos derivados de la investigación liderada por Christian Knoblauch, el permafrost al norte de Europa, Asia y América podría “producir hasta una gigatonelada de metano y 37 gigatoneladas de dióxido de carbono para 2100”.
“El deshielo está causando la liberación de GEI, lo que lleva a un mayor aumento de las temperaturas, lo que a su vez acelera el deshielo, y así sucesivamente. Según un artículo recientemente publicado en Nature, la capa congelada de permafrost podría contener dos veces más carbono del que actualmente contiene la atmósfera. Estas estimaciones se dan con respecto al gran número de material orgánico congelado en el permafrost, como plantas y animales que no se descompusieron debido al rápido inicio de las bajas temperaturas”, escribió Serreze.
Según un estudio, publicado en Geophysical Research Letters, el carbono orgánico de los suelos de permafrost descongelados que se vierten en los lagos y ríos puede convertirse en dióxido de carbono mediante la luz solar, un proceso conocido como fotomineralización.
El estudio, llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Michigan (Estados Unidos), halló que el carbono orgánico procedente del permafrost en proceso de descongelación es muy susceptible a la fotomineralización por luz ultravioleta y visible, lo que podría aportar un 14% adicional de dióxido de carbono a la atmósfera.
Los investigadores utilizaron datación por carbono para “envejecer” los datos de carbono orgánico del suelo y el dióxido de carbono emitido por este con el objetivo de demostrar que esta oxidación estaba ocurriendo en el permafrost antiguo, no solo en el suelo que se descongela anualmente que liberaría una cantidad mucho menor de dióxido de carbono que la disponible en el permafrost.
De esta forma, los científicos descubrieron que el permafrost en estudio tenía entre 4.000 y 6.300 años de antigüedad. Al demostrar la edad del suelo, evidenciaron que el carbono del permafrost es susceptible a la oxidación.
“No solo tenemos la primera medición específica de longitud de onda de esta reacción impulsada por la luz solar, sino que hemos verificado que es el carbono antiguo el que se oxida a dióxido de carbono”, dijo Rose Cory, autora principal del estudio, a la vez que añadió: “mostramos lo que está controlando este proceso... es el hierro que cataliza la oxidación por la luz solar del carbono antiguo”.
Al incluir este hallazgo en los modelos de cambio climático, y según Cory, podría estarse liberando el 6% de los 100.000 millones de toneladas métricas de carbono actualmente almacenadas en el permafrost del Ártico. “Si 6% no suena como mucho, considere que es el equivalente en carbono de aproximadamente 29 millones de carros que se evaporan a la atmósfera”, destacaron los investigadores en un comunicado.
Según IPCC, incluso limitando el incremento de temperatura por debajo de 2°C, alrededor del 25% del permafrost cercano a la superficie (3-4 metros de profundidad) se descongelará para el 2100 y si las emisiones de GEI continúan aumentando es posible que alrededor del 70% del permafrost cercano a la superficie se pierda.
Transición a otro ambiente
El rápido calentamiento del Ártico ha comenzado a pasar de un estado predominantemente congelado a un clima completamente diferente, según un estudio publicado en Nature Climate Change.
Si bien los patrones climáticos en las latitudes más al norte siempre han variado de año en año -con más o menos hielo marino, inviernos más fríos o más cálidos y temporadas más largas o más cortas de lluvia en lugar de nieve-, los investigadores observaron que el Ártico se ha calentado tanto que su variabilidad anual se está moviendo fuera de los límites de cualquier fluctuación pasada, lo que indica la transición a un “nuevo régimen climático”.
Según lo observado por los investigadores, las temperaturas en otoño e invierno también se calentarán lo suficiente como para entrar en un clima estadísticamente distinto a mediados de este siglo, seguido de un cambio estacional de las precipitaciones que dará lugar a meses adicionales en los que caerá lluvia en lugar de nieve.
“El ciclo estacional de precipitaciones cambiará dramáticamente a mediados de siglo. Si las emisiones persisten a un nivel alto, la mayoría de las regiones continentales experimentarán un aumento en la estación de lluvias de 20-60 días para mediados de siglo y de 60-90 días para finales de siglo. En algunas regiones del Ártico, las lluvias pueden producirse en cualquier mes del año para finales de siglo”, se lee en el comunicado que acompaña al estudio.
También encontraron que el Ártico puede comenzar a experimentar condiciones libres de hielo en gran parte de su territorio en las próximas décadas. Los modelos utilizados por los investigadores indicaron que esta región podría llegar a estar prácticamente libre de hielo durante tres y 10 meses al año para finales de siglo.
“Es probable que el Ártico experimente extremos en el hielo marino, la temperatura y la precipitación que están muy lejos de cualquier cosa que hayamos experimentado antes”, dijo Laura Landrum, autora principal del estudio, y agregó: “Esto tiene enormes consecuencias para los ecosistemas, la gestión de los recursos hídricos, la planificación de las inundaciones y la infraestructura”.
De hecho, investigadores de Estados Unidos, Canadá, Finlandia y Reino Unido utilizaron imágenes de satélite para rastrear los cambios en los ecosistemas de tundra desde Alaska y Canadá hasta Siberia y notaron que, a medida que los veranos árticos se calentaban, los paisajes al norte de la Tierra cambiaban, tornándose más verdes.
“Este reverdecimiento del Ártico que vemos es realmente una señal del cambio climático, es la respuesta -a escala de bioma- al aumento de las temperaturas”, dijo Logan Berner, investigador de la Universidad de Arizona Norte y autor principal del estudio publicado en Nature Communications.
El reverdecimiento puede representar plantas que crecen más, se hacen más densas o arbustos que invaden las típicas hierbas de la tundra y el musgo.
Los investigadores realizaron cálculos adicionales para estimar el pico de verdor de un año dado para cada uno de los 50.000 sitios seleccionados al azar. Entre 1985 y 2016, alrededor del 38% de los sitios de la tundra en Alaska, Canadá y el oeste de Eurasia mostraron un reverdecimiento. Solo el 3% mostró el efecto de oscurecimiento opuesto, lo que significaría menos plantas en crecimiento activo.
Para incluir los sitios del este de Eurasia, el equipo comparó los datos a partir del año 2000, que fue cuando los satélites Landsat comenzaron a recopilar imágenes regulares de esa región. Con esta visión global, el 22% de los sitios reverdecieron entre 2000 y 2016, mientras que el 4% se oscurecieron.
“Ya sea desde 1985 o 2000, vemos este reverdecimiento del Ártico evidente en el registro de Landsat y vemos este reverdecimiento a escala de bioma en el mismo período en que vemos aumentos muy rápidos de las temperaturas en verano”, dijo Berner.
Los investigadores compararon estos patrones de reverdecimiento con otros factores y encontraron que también están asociados con temperaturas más altas del suelo.
Cuando la vegetación de la tundra cambia, impacta no solo a la vida silvestre que depende de ciertas plantas, sino también a las personas que viven en la región y dependen de los ecosistemas locales para su alimentación.
