En febrero de 2021, en medio del rápido calentamiento global de las temperaturas , una ola de frío excepcionalmente severa afectó a gran parte de América del Norte, desde Canadá hasta el norte de México. Dejó a 10 millones de personas sin electricidad. El impacto ha sido particularmente severo en Texas , que por sí solo tuvo más de 125 muertes asociadas con el evento.
En los EE. UU., Fue el mes de febrero el más frío en más de 30 años. Cold Wave se ha convertido en la tormenta invernal enregisyrée más cara del país.
Las temperaturas bajo cero se asociaron con una caída hacia el sur en la corriente en chorro , una banda de fuertes vientos a unas ocho millas sobre la superficie de la Tierra asociada con el límite entre el aire más frío y el aire más cálido.
La corriente en chorro fluye de oeste a este, pero esta no es la única dirección en la que pueden viajar las ondas atmosféricas, sino que también pueden subir y bajar a grandes distancias, lo que puede conectar el tiempo y el clima en una región, como el Ártico, con regiones. en otros lugares, como Texas.
Temperaturas de la superficie el 15 de febrero de 2021 a las 6 a.m. en Texas. Las líneas negras muestran la corriente en chorro y la línea blanca indica el alcance de las temperaturas bajo cero. Mathew Barlow / University of Massachusetts Lowell, CC BY-ND
Cuando arrojas una piedra a un estanque , ves olas (olas) que se separan de la perturbación inicial. Si bien las ondas en un estanque son un tipo de onda diferente de los valles que se pueden observar en la corriente en chorro, ambos tipos de ondas pueden transmitir los mismos efectos de una perturbación a áreas distantes.
El agua se ondula en respuesta a la perturbación de Forance / Shutterstock.
En este caso, las ondas atmosféricas transmitieron la influencia del cambio climático en el Ártico a partes de América del Norte y Asia.
En un estudio publicado el 2 de septiembre de 2021 en la revista Science , mostramos cómo sucedió esto y cómo, contrariamente a lo que cabría esperar, eventos como la ola de frío de febrero en realidad pueden volverse más probables con el calentamiento global.
Lo que pasa en el Ártico no se queda ahí
El Ártico se está calentando más rápido que cualquier otra región, a un ritmo más del doble del promedio mundial.
Esto provoca grandes cambios en el clima de la región, incluido el derretimiento del hielo marino y, a fines del otoño, el aumento de la capa de nieve sobre Siberia.
El hielo y la nieve proporcionan una capa aislante y son altamente reflectantes, por lo que sus cambios alteran en gran medida la cantidad de energía y humedad que se mueven entre la superficie de la Tierra y la atmósfera. La atmósfera es sensible a los cambios de energía y humedad, por lo que los cambios sustanciales "patean" la atmósfera, lo que provoca que las ondas ascendentes se alejen del área.
Estas ondas se mueven hacia arriba en la estratosfera e interrumpen el vórtice polar estratosférico , otra cinta se enrolla rápidamente que gira más alrededor del polo en la estratosfera media, aproximadamente a 18 millas desde arriba. En respuesta, el vórtice se debilita y se estira.
Dos patrones de circulación del vórtice polar estratosférico: fuerte (izquierda) y estirado (derecha). Las curvas azules indican el borde aproximado del vórtice; se muestra a unas 9,3 millas, o 15 kilómetros, sobre la superficie.
El vórtice estratosférico no solo puede ser alterado por las olas, sino que el vórtice también puede cambiar la forma en que se mueven las ondas, ya que las ondas están influenciadas por el viento y los campos de temperatura por los que pasan, y el vórtice ayuda a determinar estos vientos y temperaturas. Lo que diferencia un evento de estiramiento de vórtice de las perturbaciones de vórtice más grandes es que las ondas que se mueven hacia arriba se reflejan de regreso a la superficie, donde pueden influir en las condiciones climáticas de bajo nivel.
Un diagrama muestra la actividad de las olas que se refleja en el vórtice polar estratosférico estirado.
A medida que estas ondas descendentes se acumulan en elevaciones más bajas sobre América del Norte, crean una zambullida hacia el sur en la corriente en chorro, llevando el aire frío más al sur de lo habitual. Por lo tanto, el movimiento ascendente y descendente de las ondas atmosféricas en largas distancias, como las ondas que se mueven a través de un estanque, puede conectar el Ártico con otras regiones.
Prueba la causa y el efecto
Se han adoptado dos enfoques diferentes para identificar y examinar estas relaciones.
Primero, los investigadores utilizaron el aprendizaje automático, una técnica en la que una computadora se entrenaba esencialmente para agrupar eventos similares a partir de datos históricos. Luego analizaron los eventos de vórtice estirado para mostrar que para estos casos hubo una secuencia típica de eventos: primero cambios en la temperatura de la superficie en el Ártico, luego cambios en el vórtice polar estratosférico, seguidos de ondas frías en América del Norte y Asia, con cambios verticales ondas en movimiento que proporcionan las conexiones durante un período de unos meses. Los cambios de temperatura de la superficie identificados en el Ártico son similares a los asociados con el derretimiento del hielo marino y el aumento de la capa de nieve siberiana debido al cambio climático del Ártico.
Posteriormente, se utilizó un modelo informático de la atmósfera para evaluar la causa y el efecto y probar directamente cómo reacciona la atmósfera a estos cambios árticos. Se encontró que el modelo reproducía la secuencia de eventos observada.
El análisis de las observaciones de aprendizaje automático y los experimentos de modelado por computadora proporcionan dos fuentes de datos independientes para respaldar una vía de influencia: desde el cambio climático ártico en la superficie hasta los cambios en los vientos estratosféricos y, finalmente, el regreso a las olas frías en América del Norte y partes de Asia.
Una línea de tiempo señala el camino entre el cambio climático en el Ártico y las bajas temperaturas en América del Norte. El rojo y el azul en el tercer panel indican diferencias con respecto a las condiciones promedio. Mathew Barlow / University of Massachusetts Lowell, CC BY-ND
Implicaciones de estos resultados
La investigación refuerza dos lecciones cruciales del cambio climático: primero, el cambio no tiene que ocurrir en su jardín para tener un gran efecto en usted. En segundo lugar, las consecuencias no deseadas pueden ser bastante graves.
En este caso, los grandes cambios en el Ártico no son solo una preocupación local, también están teniendo repercusiones de gran alcance en América del Norte y partes de Asia. Y estos impactos no siempre son los que la gente espera. Los hallazgos destacan otra razón para reducir rápidamente las emisiones de gases de efecto invernadero que están causando el calentamiento global y, al mismo tiempo, la necesidad de desarrollar mejores estrategias para hacer frente a los fenómenos meteorológicos extremos, cálidos y fríos.
Publicado el 08-09-2021 17:27
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