Investigadores atmosféricos del Instituto Alfred Wegener, El Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI) ha desarrollado un modelo climático que puede representar con precisión el curso sinuoso observado con frecuencia de la corriente en chorro. una corriente de aire importante sobre el hemisferio norte. El gran avance se produjo cuando los científicos combinaron su modelo climático global con un nuevo algoritmo de aprendizaje automático sobre la química del ozono. Usando el modelo combinado, demuestran que el curso ondulatorio de la corriente en chorro en invierno y las subsiguientes condiciones climáticas extremas, como los brotes de aire frío en Europa Central y América del Norte, son el resultado directo del cambio climático. Sus hallazgos fueron publicados en Informes científicos el 28 de mayo de 2019.

Durante años, Los investigadores climáticos de todo el mundo han estado investigando la cuestión de si el curso sinuoso de la corriente en chorro sobre el hemisferio norte, observado con una frecuencia creciente en los últimos años, es producto del cambio climático. o un fenómeno aleatorio que se remonta a variaciones naturales en el sistema climático. El término "corriente en chorro" se refiere a una poderosa banda de vientos del oeste sobre las latitudes medias, que empujan a los principales sistemas meteorológicos de oeste a este. Estos vientos azotan el planeta a una altitud de aproximadamente 10 kilómetros, son impulsados ​​por las diferencias de temperatura entre los trópicos y el Ártico, y en el pasado, A menudo alcanzaban velocidades máximas de hasta 500 kilómetros por hora.

Pero estos dias como confirman las observaciones, los vientos son cada vez más vacilantes. Soplan con menos frecuencia a lo largo de un rumbo recto paralelo al ecuador; en lugar de, barren el hemisferio norte en olas masivas. Sucesivamente, durante el invierno, Estas olas producen intrusiones inusuales de aire frío desde el Ártico hacia las latitudes medias, como el frío extremo que azotó el Medio Oeste de los EE. UU. a fines de enero de 2019. En el verano, una corriente en chorro debilitada conduce a olas de calor prolongadas y condiciones secas, como los experimentados en Europa en p. ej. 2003, 2006, 2015 y 2018.

El aprendizaje automático permite que el modelo climático comprenda el papel del ozono

Estas conexiones fundamentales se conocen desde hace algún tiempo. Sin embargo, los investigadores no habían logrado retratar de manera realista el curso vacilante de la corriente en chorro en los modelos climáticos o demostrar una conexión entre los vientos vacilantes y el cambio climático global. Los investigadores atmosféricos del AWI en Potsdam han superado ese obstáculo al complementar su modelo climático global con un componente innovador para la química del ozono. "Hemos desarrollado un algoritmo de aprendizaje automático que nos permite representar la capa de ozono como un elemento interactivo en el modelo, y al hacerlo, para reflejar las interacciones de la estratosfera y la capa de ozono, ", dice el primer autor e investigador atmosférico de AWI, Erik Romanowsky." Con el nuevo sistema modelo ahora podemos reproducir de manera realista los cambios observados en la corriente en chorro ".

Según los hallazgos del equipo, El retroceso del hielo marino y el aumento de la actividad de las olas atmosféricas que lo acompaña están creando una calentamiento de la estratosfera polar amplificado por el ozono. Dado que las bajas temperaturas polares forman el motor de la corriente en chorro, el aumento de las temperaturas en la estratosfera está provocando que vacile. Sucesivamente, este debilitamiento de la corriente en chorro ahora se está extendiendo hacia abajo desde la estratosfera, produciendo fenómenos meteorológicos extremos.

La corriente en chorro debilitada se debe al cambio climático

Además, con el nuevo modelo, los investigadores también pueden analizar más de cerca las causas de la corriente en chorro serpenteante. "Nuestro estudio muestra que los cambios en la corriente en chorro se deben, al menos en parte, a la pérdida del hielo marino del Ártico. Si la capa de hielo continúa disminuyendo, Creemos que aumentará tanto la frecuencia como la intensidad de los fenómenos meteorológicos extremos previamente observados en las latitudes medias, "dice el profesor Markus Rex, Jefe de Investigación Atmosférica del AWI. "Además, Nuestros hallazgos confirman que las fases frías que ocurren con mayor frecuencia en el invierno en los EE. UU., Europa y Asia no son de ninguna manera una contradicción con el calentamiento global; bastante, son parte del cambio climático antropogénico ".

Los esfuerzos del equipo también representan un avance tecnológico significativo:"Después del uso exitoso del aprendizaje automático en este estudio, ahora estamos empleando por primera vez inteligencia artificial en el modelado climático, ayudándonos a llegar a sistemas de modelos climáticos más realistas. Esto tiene un enorme potencial para futuros modelos climáticos, que creemos ofrecerá proyecciones climáticas más fiables y, por tanto, una base más sólida para la toma de decisiones políticas, "dice Markus Rex.

Durante la expedición ártica MOSAiC, que comenzará en septiembre y durante el cual el rompehielos de investigación alemán Polarstern se desplazará a través del Ártico central junto con el hielo marino durante todo un año, los investigadores planean recopilar los últimos datos atmosféricos y sobre hielo. Esto les ayudará a aplicar el nuevo modelo climático al futuro, para simular el desarrollo futuro del clima ártico y del hielo marino. Como explica Markus Rex, "Nuestro objetivo es comprender en detalle cómo progresará la retirada del hielo marino del Ártico, porque solo entonces seremos capaces de medir cómo y en qué escala los cambios en el Ártico conducirán a extremos climáticos en las latitudes medias".