Por qué el récord de temperatura en 2024 es una sorpresa para los científicos

Más de 1,5°C en comparación con la era preindustrial: este es el aumento medio de las temperaturas medido por las agencias de vigilancia del clima para el año 2024. Un récord que sólo puede explicarse parcialmente por las actividades que los seres humanos emiten gases de efecto invernadero y que los científicos ahora están investigando. buscando comprender.

Como cada comienzo de año, las agencias de seguimiento del clima publican sus datos para cuantificar el aumento medio de la temperatura a escala global respecto a la época preindustrial. En su comunicado de prensa del 10 de enero, el servicio europeo Copernicus indica que 2024 fue el año más caluroso desde que existen mediciones meteorológicas.

Esta cifra era especialmente esperada, porque el umbral de 1,5°C, que es el objetivo más ambicioso del acuerdo climático de París, se supera por primera vez en 2024.

Rising Temperatures/NASA Scientific Visualization Studio (recargar la página para reiniciar la animación)

Este año, la temperatura media mundial medida es de 15,1°C. Esta temperatura aumenta periódicamente, como se muestra en la animación anterior: es 0,12 °C más que la de 2023 y 0,72 °C más que la media del período 1991-2020. Esto equivale a 1,60°C por encima de la temperatura de 1850-1900, denominada nivel preindustrial.

Este aumento es un promedio: a nivel local, no es igual para todos y puede resultar en cifras más altas (o más bajas) dependiendo de la ubicación del mundo. Proviene, en su mayor parte, de actividades humanas que refuerzan el efecto invernadero natural. Pero también entran en juego otros factores, como veremos.

Examinemos juntos por qué este nuevo registro sorprendió a los científicos y cuáles son las hipótesis actuales para explicarlo.

El balance de radiación del planeta.

En primer lugar, debemos recordar que sin atmósfera, la superficie de la Tierra sería mucho más fría (-18°C), lo que imposibilitaría el desarrollo de la vida tal como la conocemos. Este fenómeno, conocido como efecto invernadero, está asociado a la presencia en la atmósfera de los llamados gases de efecto invernadero que absorben la radiación emitida por la Tierra. Esto es lo que permite que nuestro planeta no se parezca a Marte (atmósfera demasiado fría y delgada) o Venus (atmósfera demasiado caliente y densa).

Cuando la luz del sol ingresa a la atmósfera, una parte es absorbida por el ozono y el oxígeno presentes naturalmente en el aire, protegiéndonos de los rayos ultravioleta más intensos.

Otra parte es reflejada y dispersada por gases y partículas suspendidas en la atmósfera, así como por las nubes. En ocasiones, la actividad volcánica puede desempeñar un papel importante, generando gotas de ácido sulfúrico que protegen la radiación solar.

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La radiación incidente restante puede entonces ser reflejada por la superficie de la Tierra (fenómeno conocido como albedo) o absorbida por ella. La energía así almacenada se reemite al espacio en forma de radiación infrarroja (calor). En el camino, parte de esta radiación infrarroja es absorbida por las nubes y por los gases de efecto invernadero presentes en la atmósfera, principalmente vapor de agua, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, ozono y halones. Luego, esta energía se reemite en todas direcciones, incluida la superficie terrestre, lo que contribuye al efecto invernadero.

El balance radiativo es, pues, la energía que entra en la atmósfera de la que deducimos la energía que sale de ella. Si se altera este equilibrio, la consecuencia es que las temperaturas aumentan o disminuyen.

Monitorear las temperaturas para distinguir el tiempo del clima.

Existen variaciones “naturales” de temperatura que están ligadas sobre todo al ciclo anual de las estaciones, según las latitudes. De hecho, las temperaturas medidas localmente dependen de la cantidad de radiación solar recibida, que varía según la latitud y las estaciones.

Radiación neta mensual (en W/m² medido) por el instrumento CERES a bordo de los satélites de la NASA. Los lugares donde la energía que entra es mayor que la energía que sale son de color naranja. Los lugares donde sale más energía que la que entra son de color púrpura. Los lugares donde las cantidades de balance de energía entrante y saliente son blancas/NASA (recarga la página para reiniciar la animación)

Cuanto más nos acercamos al ecuador, más energía solar recibimos. Entre abril y septiembre, el hemisferio norte recibe la mayor cantidad de energía solar, mientras que el hemisferio sur se beneficia más durante el resto del año. Con la llegada del invierno, la radiación neta se vuelve negativa en la mayor parte del hemisferio norte y positiva en el hemisferio sur.

Por lo tanto, durante todo un año observamos un excedente neto de energía en las regiones ecuatoriales y un déficit neto en los polos. Más allá de las temperaturas, este desequilibrio energético entre el ecuador y los polos constituye el principal motor de la circulación atmosférica y oceánica, que redistribuye esta energía por todo el planeta.

Si sumamos al balance radiativo los fenómenos térmicos ligados a la presencia de agua, conocidos como calor sensible y calor latente (este es el calor que se debe suministrar a una unidad de masa de agua para pasar de un estado a otro, sólido , líquido o gaseoso), y también teniendo en cuenta la variabilidad interna (corrientes marinas y vientos), logramos explicar el rango de temperaturas medidas en todo el mundo.

El principal impulsor de la variabilidad climática natural, que debe estudiarse como un sistema acoplado océano-atmósfera, es el fenómeno ENOS (El Niño Oscilación del Sur), con su componente cálido de El Niño y su componente frío de La Niña. Estos fenómenos son los principales factores de variación de un año a otro, que deben tenerse en cuenta a la hora de analizar las tendencias a largo plazo, así como en el caso de las grandes erupciones volcánicas, que ocasionalmente pueden enfriar el clima.

A corto plazo, las fluctuaciones locales de estas temperaturas pueden explicarse por fenómenos físicos: es “el clima”. Hoy disponemos de una amplia red de mediciones locales, realizadas tanto en tierra como en el mar, complementadas con observaciones realizadas con instrumentos a bordo de aviones, globos sonda y una flota de satélites que vigilan constantemente la atmósfera y la superficie terrestre.

Esta red de observación permite realizar previsiones meteorológicas para los próximos días mediante modelos que simulan la dinámica de la atmósfera mediante ecuaciones matemáticas.

A largo plazo, estos mismos sistemas de observación desempeñan un papel crucial en el seguimiento del cambio climático. Al acumular observaciones durante largos períodos de tiempo y armonizarlas para garantizar su coherencia temporal, proporcionan la base esencial para comprender las tendencias climáticas y los cambios en curso.

¿Por qué el planeta no se calienta de la misma manera en todas partes?

La cifra media de 1,6°C medida este año oculta importantes disparidades locales. Primero debemos tener en cuenta que la Tierra está compuesta aproximadamente por un 70% de agua y un 30% de tierra, pero el aire se calienta y se enfría más rápidamente que el agua.

Todos hemos experimentado este fenómeno en la playa y hemos observado que la temperatura del agua es mucho menos sensible a las fluctuaciones climáticas que la temperatura del aire. El aire se calienta más rápido que el agua porque tiene baja capacidad calorífica, baja densidad y no participa en procesos que requieren calor latente que implican cambios de estado, a diferencia del agua. Como resultado, en casi todas partes la tierra se está calentando dos veces más rápido que el mar.

A continuación, hay que tener en cuenta los constantes transportes de masa de aire y agua desde el ecuador a los polos, así como el hecho de que las temperaturas más altas aumentan el derretimiento del hielo. Este fenómeno se conoce como “amplificación ártica”.

Esto también se explica en parte por la rápida pérdida de la capa de hielo marino en esta región: cuando el hielo disminuye, la energía del sol que habría sido reflejada por el hielo blanco brillante es absorbida por el océano, lo que provoca un calentamiento adicional. Estudios recientes muestran que el Polo Norte se está calentando cuatro veces más rápido que el resto del planeta.

Un aumento de temperaturas parcialmente inexplicable en 2024, por ahora

En 2023, una combinación de factores ayudó a explicar las temperaturas récord medidas a lo largo del año.

¿Qué pasa con 2024? Como el fenómeno de El Niño ha pasado a una fase neutra (La Niña) desde mayo, los científicos esperaban que las temperaturas se estabilizaran, o incluso disminuyeran localmente, durante la segunda mitad del año.

Sin embargo, esto no fue lo que sucedió: las temperaturas se mantuvieron altas, especialmente en el Océano Atlántico Norte.

Este aumento más rápido de lo esperado de las temperaturas de la superficie en 2023 y 2024 está en el centro de muchos estudios actuales y fue objeto de una sesión específica en la Unión Geofísica Estadounidense (AGU), que reunió a más de 25.000 científicos en diciembre de 2024. .

• Una primera explicación sería la reducción, en los últimos años, de la contaminación atmosférica (¡buenas noticias!), cuyos aerosoles contribuyen a enfriar el planeta al reflejar la luz solar hacia el espacio.

• Una segunda vía sería la reducción de la nubosidad a baja altitud, observada en partes del hemisferio norte y los trópicos.

Los dos podrían estar relacionados, porque las partículas suspendidas generan nubes de bajo nivel.

Sin embargo, según otros investigadores, ninguna de las dos explicaciones explica completamente el aumento de las temperaturas. Estos sugieren que el propio calentamiento global podría estar provocando una reducción de la cobertura de nubes, creando un circuito de retroalimentación que podría acelerar el ritmo del cambio climático en las próximas décadas.

No hay duda de que la evolución de las temperaturas durante los próximos meses será seguida de cerca por agencias y científicos, para comprender las variaciones locales y globales y tomar las medidas adecuadas para adaptarse a esta nueva realidad.