Una sección de North Water Polynya y el hielo marino adyacente visto durante un vuelo de Operación IceBridge el 19 de abril. 2016. La humedad evaporada del océano se condensa en pequeñas nubes. Crédito:NASA / Jeremy Harbeck
Las nubes son uno de los mayores comodines en las predicciones de cuánto y qué tan rápido seguirá calentándose el Ártico en el futuro. Dependiendo de la época del año y del entorno cambiante en el que se forman y existen, las nubes pueden actuar para calentar y enfriar la superficie debajo de ellas.
Por décadas, Los científicos han asumido que las pérdidas en la capa de hielo marino del Ártico permiten la formación de más nubes cerca de la superficie del océano. Ahora, Una nueva investigación de la NASA muestra que al liberar calor y humedad a través de un gran agujero en el hielo marino conocido como polinia, el océano expuesto alimenta la formación de más nubes que atrapan el calor en la atmósfera y dificultan la recongelación del nuevo hielo marino.
Los hallazgos provienen de un estudio sobre una sección del norte de la bahía de Baffin entre Groenlandia y Canadá conocida como North Water Polynya. La investigación es una de las primeras en sondear las interacciones entre la polinia y las nubes con sensores activos en satélites. lo que permitió a los científicos analizar las nubes verticalmente a niveles más bajos y más altos en la atmósfera.
El enfoque permitió a los científicos detectar con mayor precisión cómo cambió la formación de nubes cerca de la superficie del océano sobre la polinia y el hielo marino circundante. explicó Emily Monroe, un científico atmosférico en el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia, quien dirigió el estudio.
"En lugar de depender de los resultados del modelo y el reanálisis meteorológico para probar nuestra hipótesis, podemos extraer datos de escaneo satelital casi instantáneos del área cercana a la polinia, ", Dijo Monroe." Dado que cada exploración se recopila en una escala de tiempo del orden de unos 10 segundos, es más probable que la polinia y el hielo cercano estén experimentando las mismas condiciones climáticas a gran escala, para que podamos separar con mayor precisión qué efecto está teniendo el cambio de la superficie del hielo a la superficie del agua en las nubes suprayacentes ".
El hielo marino actúa como la tapa de una olla con agua hirviendo, explicó Linette Boisvert, un científico del hielo marino en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que formó parte del estudio. Cuando se quita la tapa, el calor y el vapor escapan al aire.
"Estamos obteniendo más calor y humedad del océano que ingresa a la atmósfera porque el hielo marino actúa como un casquete o una barrera entre la superficie relativamente cálida del océano y la atmósfera fría y seca de arriba". ", Dijo Boisvert." Este calentamiento y humectación de la atmósfera ralentiza el crecimiento vertical del hielo marino, lo que significa que no será tan grueso, por lo que es más vulnerable a derretirse en los meses de verano ".
Como otras polinias en el Ártico y la Antártida, la Polynya de agua del norte se forma cuando patrones de viento específicos soplan en una dirección persistente y abren agujeros en el hielo. Estos patrones de viento solo existen en los meses de invierno, y los agujeros se abren y cierran repetidamente, alternativamente exponiendo y aislando el océano.
Los nuevos conocimientos surgen en un momento en que el hielo marino del Ártico parece haber alcanzado su extensión mínima anual después de disminuir durante los meses más cálidos de 2021. Subrayan cómo el hielo marino influye en una región que desempeña un papel integral en la regulación del ritmo del calentamiento global. aumento del nivel del mar, y otros efectos del cambio climático causado por el hombre.
El hielo marino no eleva el nivel global del mar directamente. Como cubitos de hielo en una bebida El derretimiento del hielo marino no aumenta directamente el volumen de agua en el océano. Todavía, una extensión del hielo marino del Ártico que se reduce puede exponer el agua de mar relativamente cálida a las capas de hielo costeras y los glaciares de la región, provocando más deshielo que aporta agua dulce al océano y provoca un aumento del nivel del mar.
La nueva investigación muestra que las nubes bajas sobre la polinia emiten más energía o calor que las nubes en áreas adyacentes cubiertas por hielo marino. Esas nubes bajas contenían más agua líquida, también, casi cuatro veces más alto que las nubes sobre el hielo marino cercano. El aumento de la cobertura de nubes y el calor debajo de las nubes persistieron durante aproximadamente una semana después de que cada ocasión la polinia se volviera a congelar durante el período de tiempo del estudio.
El borde occidental de North Water Polynya visto durante un vuelo de Operación IceBridge el 3 de abril 2019. La polinia, un gran parche de océano expuesto dentro de un área de sustancial capa de hielo marino, se abre de cuatro a cinco veces durante los meses más fríos. La extensión de North Water Polynya varía de un año a otro, pero puede ser lo suficientemente grande como para cubrir el área de estados enteros de EE. UU. como Virginia. Crédito:NASA / Jeremy Harbeck
"Solo porque el hielo marino se reforma y la polinia se cierra, eso no significa que las condiciones vuelvan a la normalidad de inmediato, ", Dijo Boisvert." Aunque las fuentes de humedad esencialmente se han ido, este efecto de nubes adicionales y aumento del efecto radiativo de las nubes a la superficie permanece durante un tiempo después [de que la polinia se congele] ".
Los hallazgos también sugieren que la respuesta de las nubes a la polinia alargó el tiempo que el agujero permaneció abierto, dijo Patrick Taylor, un científico del clima en la NASA Langley, quien también formó parte del estudio.
"Pueden crear una manta más gruesa y aumentar la cantidad de calor emitido hacia la superficie, "Dijo Taylor." El calor emitido ayuda a mantener la superficie de North Water Polynya un poco más cálida y ayuda a prolongar el evento en sí ".
Los procesos meteorológicos a gran escala a menudo dificultan los estudios sobre el calentamiento del Ártico. Sin embargo, Las aberturas repetidas en el hielo marino en la misma región crean un laboratorio natural para estudiar la retroalimentación entre las nubes y la alternancia entre el hielo marino y las polinias.
"Podemos comparar áreas de hielo marino y aguas abiertas, y las nubes sobre esos dos tipos de superficies lo suficientemente cerca, para que no tengamos que preocuparnos por grandes cambios en las condiciones atmosféricas que han confundido estudios previos, "Dijo Taylor." Si no hay una respuesta de la nube a un evento de polinia donde el hielo marino desaparece en el transcurso de unos días, no esperaría una respuesta en ningún otro lugar. La apertura de una polinia es muy fuerte, forzamiento distinto ".
El equipo planea llevar su investigación al siguiente nivel y probar si se puede observar un efecto de nube similar en otras áreas donde el hielo marino y el océano abierto se encuentran.
