Ubicado en la ladera norte de Alaska, cerca de Barrow, de Medición de Radiación Atmosférica (ARM), los científicos recopilaron datos sobre los procesos radiativos y de nubes en latitudes elevadas. Los científicos utilizan estos datos para refinar modelos y parametrizaciones en su relación con el Ártico. Crédito:Centro de Investigación Climática de Medición de Radiación Atmosférica (ARM) del Departamento de Energía de EE. UU.
Las nubes juegan un papel en el calentamiento del Ártico y disminuciones coincidentes en el hielo marino, pero es una historia complicada. Utilizando datos de tres sitios árticos, los científicos estudiaron las relaciones entre la temperatura, vapor de agua, y cómo las nubes aíslan la Tierra. Descubrieron que en las regiones polares, las nubes no se comportan como lo hacen en otros lugares. En el Ártico el valor aislante de las nubes permanece igual siempre que la humedad relativa no varíe. Esta estabilidad se altera si varía la humedad relativa.
Estos hallazgos explican por qué la variabilidad estacional y regional observada en el comportamiento aislante de las nubes árticas no muestra las mismas relaciones que se observan en las latitudes medias y los trópicos. Los resultados tienen implicaciones importantes para los cambios futuros en la forma en que las nubes aíslan y enfrían el planeta. Las reducciones en la cantidad de hielo marino en el Ártico conducirán a más áreas de aguas abiertas en el Ártico y, a través de una cadena de eventos, un aumento en la capacidad aislante de las nubes en el otoño. Estos hallazgos ilustran la importancia de comprender cómo la temperatura y la humedad pueden cambiar juntas en el futuro para predecir cómo los impactos de las nubes pueden variar con el cambio climático.
Usando datos de observación, Los científicos obtuvieron promedios de tres horas del efecto radiativo de las nubes infrarrojas en la superficie (CRE; una medida de las propiedades aislantes de las nubes) en estaciones representativas de diferentes regiones árticas:Barrow, Alaska; Eureka, Canadá; y cumbre, Groenlandia. La cantidad de vapor de agua en la atmósfera en estos lugares abarcaba un amplio rango desde menos de 0,1 cm en invierno en Summit hasta ~ 2 cm en verano en Barrow. En la gama de condiciones árticas, La CRE en la región de longitud de onda del infrarrojo medio aumenta con la temperatura y el vapor de agua, mientras que la CRE en la región de longitud de onda del infrarrojo lejano disminuye. Cuando se suma, la compensación de estas dos regiones espectrales oculta la dependencia de la temperatura y la humedad entre ~ 230 y 280 K, y, por lo tanto, explica la falta de correlación en CRE que se muestra en las observaciones. Estas variaciones de flujo de compensación son exclusivas de los rangos de temperatura y humedad observados en el Ártico.
Para investigar esta compensación con más detalle, Los científicos realizaron cálculos de transferencia radiativa utilizando perfiles de temperatura y vapor de agua observados en Barrow y Summit. Debido al efecto compensador descrito anteriormente, Las variaciones temporales o espaciales de temperatura y vapor de agua dentro del rango de temperatura del Ártico no cambian la CRE siempre que la humedad relativa se mantenga constante. Humedad relativa, una cantidad con la que todos estamos familiarizados por las previsiones meteorológicas, depende tanto de la cantidad de vapor de agua en el aire como de la temperatura. La misma cantidad de vapor de agua a una temperatura más fría daría una humedad relativa más alta. Los científicos descubrieron que si solo cambiaba el vapor de agua o la temperatura, el CRE o efecto aislante de las nubes árticas cambiaría. Sin embargo, si tanto el vapor de agua como la temperatura cambiaron de manera que la humedad relativa se mantuviera constante, entonces la CRE se mantuvo constante.
Para comprender los impactos potenciales de estos hallazgos, Los científicos utilizaron un modelo climático para proyectar cambios futuros en el sistema ártico. El modelo mostró que los aumentos en el factor de aislamiento de nubes comenzaron a principios de la década de 2000, y se prevé que los cambios más importantes aparezcan después de 2040 en otoño. Este resultado está asociado con aumentos de temperatura en otoño que superan los aumentos esperados de vapor de agua, conduciendo a una reducción de la humedad relativa. Se observa una señal similar pero más pequeña en primavera, en parte debido a una menor cobertura de nubes y, en general, a nubes más delgadas durante esa temporada.
