En 1974, Las imágenes adquiridas de los satélites de la NOAA revelaron un fenómeno desconcertante:un 250, 000 kilómetros cuadrados que se abren en el hielo marino de invierno en el mar de Weddell, al sur de América del Sur. La apertura, conocido como polinia, persistió durante tres inviernos. Tales áreas expansivas sin hielo en el océano que rodea la Antártida no se han visto desde entonces, aunque el año pasado se vio una pequeña polinia.

En un nuevo análisis de modelos climáticos, investigadores de la Universidad de Pennslyvania, El Instituto de Ciencias del Mar de España y la Universidad Johns Hopkins revelan los importantes efectos globales que pueden tener estas polinias aparentemente anómalas. Sus hallazgos indican que el calor que se escapa del océano a través de estas aberturas impacta las temperaturas marinas y atmosféricas y los patrones de viento en todo el mundo e incluso las precipitaciones en los trópicos. Aunque este proceso es parte de un patrón natural de variabilidad climática, tiene implicaciones sobre cómo responderá el clima global al futuro calentamiento antropogénico.

"Este pequeño, La apertura aislada en el hielo marino en el Océano Austral puede tener significantes, implicaciones climáticas a gran escala, "dijo Irina Marinov, autor del estudio y profesor asistente en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente de Penn en la Facultad de Artes y Ciencias. "Los modelos climáticos sugieren que, en años y décadas con una gran polinia, toda la atmósfera se calienta globalmente, y vemos cambios en los vientos en el hemisferio sur y un desplazamiento hacia el sur en el cinturón de lluvia ecuatorial. Esto es atribuible a la polinia ".

El estudio aparece en el Diario del clima . Marinov fue coautor del trabajo con Anna Cabre, un ex postdoctorado en el laboratorio de Marinov y ahora un oceanógrafo en el Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona, y Anand Gnanadesikan, profesor en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias en Johns Hopkins.

Típicamente, el Océano Austral está cubierto de hielo durante el Hemisferio Sur

invierno. Las polinias ocurren cuando las aguas subterráneas cálidas del Atlántico norte y de origen ecuatorial se mezclan localmente con aguas superficiales frías, un proceso conocido como convección en mar abierto.

Hasta hace poco, Los científicos del clima y los oceanógrafos creían que las condiciones atmosféricas y oceánicas alrededor de los trópicos eran los principales factores que influían en las condiciones fuera de los trópicos. Pero en los últimos años, Marinov, colaboradores y otros han demostrado que lo contrario también es cierto:el Océano Austral tiene un papel importante en afectar los climas tropicales y del hemisferio norte.

En el trabajo actual, Marinov y sus colegas utilizaron modelos poderosos que simulan el clima pasado y futuro para determinar cómo los efectos de la polinia se propagan por todo el mundo.

Su modelo indicó que las polinias y la convección en mar abierto que las acompaña ocurren aproximadamente cada 75 años. Cuando ocurren, los investigadores observaron, actúan como una válvula de escape para el calor del océano. No solo se calienta el área inmediata, pero también hay aumentos en las temperaturas generales de la superficie del mar y la atmósfera de todo el hemisferio sur y, en un grado menor, el hemisferio norte, así como.

Los cambios en los gradientes de temperatura norte-sur también conducen a cambios en los patrones de viento.

"Estamos viendo una disminución en lo que llamamos los vientos del oeste del hemisferio sur y cambios en los vientos alisios, "Dijo Marinov." Y estos vientos afectan las tormentas, precipitaciones y nubes ".

Entre estos cambios en la precipitación se encuentra un cambio en la Zona de Convergencia Intertropical, un cinturón ecuatorial donde los vientos alisios convergen, resultando en una precipitación intensa. Cuando ocurre una polinia, este cinturón de lluvia se mueve hacia el sur unos pocos grados y permanece allí durante 20 a 30 años antes de regresar.

"Esto afecta los recursos hídricos en, por ejemplo, Indonesia, América del Sur y África subsahariana, ", dijo Marinov." Tenemos una variación natural en el clima que puede ser, entre otros efectos, impactando la producción agrícola en regiones densamente pobladas del mundo ".

Dadas estas implicaciones a gran escala de un fenómeno del Océano Austral, Marinov subraya la necesidad de aumentar el seguimiento en la región. Ella es parte de un esfuerzo llamado SOCCOM, para las observaciones y el modelado del carbono y el clima del océano Austral, colocar flotadores robóticos en el Océano Austral para recopilar datos sobre la temperatura del océano, salinidad, carbón, nutrientes y oxígeno.

"También instamos a la gente a vigilar de cerca los satélites para buscar otras polinias, este año y en el futuro, "Dijo Marinov.

Investigaciones anteriores del grupo y colaboradores de Marinov sugirieron que, bajo el cambio climático, las polinias pueden volverse menos frecuentes. A medida que el hielo marino se derrite, refresca la capa superior de la superficie del mar, haciéndolo más liviano y menos probable que se mezcle con las aguas del fondo más pesadas. Marinov señala que el hecho de que no se abrieron polinias importantes desde mediados de la década de 1970 hasta el año pasado puede haber contribuido a la llamada "pausa climática" a fines de la década de 1990 y principios de la de 2000, cuando las temperaturas medias globales de la superficie parecieron detenerse en su ascenso por lo demás persistente.

"Durante este período de pausa se almacenaron cantidades anormales de calor en las aguas subterráneas del océano", dijo Marinov. "La mayoría de las investigaciones han atribuido esta pausa a un período prolongado de La Niña, resultando en un almacenamiento de calor en el Pacífico de baja latitud. Pero creo que la falta de una polinia del mar de Weddell también contribuyó, almacenar más calor en el Océano Austral y evitar la liberación adicional de calor a la atmósfera ".

El trabajo plantea muchas preguntas nuevas, como la disminución de la extensión del hielo marino, incluida la reciente ruptura de una gran parte de la península antártica, afectará la frecuencia de polinias y cómo la presencia o ausencia de polinias afectará cuánto se calientan las temperaturas atmosféricas en respuesta al cambio climático antropogénico.

"Esta investigación sobre las polinias y la convección del Océano Austral resultó ser una historia muy importante e interesante para el clima global que creemos que mucha gente estudiará en la próxima década". "Dijo Marinov.