Los modelos de capas de hielo son una herramienta esencial para hacer predicciones sobre el futuro de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida. Sin embargo, estos modelos todavía tienen una serie de debilidades. En una comparación de modelos internacionales, 14 grupos de investigación alimentaron sus modelos de capas de hielo con los mismos datos atmosféricos y oceánicos, y calculó qué cantidades adicionales de aumento del nivel del mar contribuirían Groenlandia y la Antártida para el año 2100. Para Groenlandia, los resultados son consistentes:si los niveles de emisiones de gases de efecto invernadero siguen siendo tan altos, la isla eventualmente perderá tanto hielo que agregará 9 centímetros al aumento global del nivel del mar. Cuando se trata de la Antártida, sin embargo, los resultados de los modelos varían considerablemente. Algunos predicen un aumento adicional del nivel del mar de hasta 30 centímetros; otros piden que el aumento sea significativamente menor. Los resultados de la comparación se publicarán hoy en un número especial de la revista en línea The Criosfera .

Hoy dia, en muchos sectores científicos e industriales, Las simulaciones por computadora son una herramienta de investigación estándar. Sin embargo, en comparación con los especialistas en mecánica de fluidos o ingenieros mecánicos, Los modeladores de capas de hielo tienen dificultades para desarrollar modelos informáticos realistas de su tema de investigación. por dos razones. Por una cosa, si necesitan medir o confirmar parámetros importantes utilizando una capa de hielo real, naturalmente, no pueden reproducir ninguno de los procesos representados en sus simulaciones por computadora en el laboratorio. Por otro, aún faltan ciertos parámetros clave. Por ejemplo, todavía no sabemos prácticamente nada acerca de cómo la superficie terrestre en Groenlandia y la Antártida afecta el deslizamiento y el flujo de las masas de hielo, o qué tan tibia es el agua bajo las lenguas de hielo flotantes en la Antártida. Si los modeladores de la capa de hielo necesitan comprobar la calidad de su modelo, su única opción es compararlo directamente con otros modelos.

Hace seis años, expertos de 36 institutos de investigación comenzaron una amplia comparación de sus simulaciones para las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida, y calculó (para dos escenarios climáticos diferentes) la medida en que el derretimiento de las capas afectaría el aumento global del nivel del mar de 2015 a 2100. Los modelos de capa de hielo se suministraron con datos atmosféricos y oceánicos producidos por modelos climáticos seleccionados del modelo acoplado Fase 5 del proyecto de intercomparación (CMIP5), a saber, los modelos climáticos utilizados para preparar el quinto informe de evaluación del IPCC.

Los modelos de Groenlandia subestiman los efectos del cambio climático

Cuando se trata del futuro de la capa de hielo de Groenlandia, todos los modelos están de acuerdo:seguirá perdiendo masa, contribuyendo al aumento global del nivel del mar. Si el mundo se vuelve 4.3 grados Celsius más cálido para 2100 (escenario RCP8.5), Estos modelos de capa de hielo proyectan un aumento adicional del nivel del mar de aprox. 9 centímetros. Si el calentamiento es menos severo (escenario RCP2.6), el aumento adicional será ca. 3,2 centímetros.

"Los 14 modelos de capas de hielo comparados coinciden con nuestras últimas observaciones, que indican que la capa de hielo de Groenlandia está perdiendo hielo cada vez más, especialmente en los márgenes, "dice el Dr. Martin Rückamp, un glaciólogo y modelador de capas de hielo del Instituto Alfred Wegener, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) en Bremerhaven que participó en el estudio. "Pero visto de manera más amplia, las pérdidas de masa predichas por los modelos para el período de 2015 hasta el presente se encuentran muy por debajo de las pérdidas realmente observadas. En pocas palabras:los modelos de la capa de hielo de Groenlandia subestiman los cambios actuales en la capa de hielo debido al cambio climático ".

En un mundo más cálido las masas de hielo en la Antártida oriental crecerán

Con respecto a la Antártida, los resultados de los modelos son mucho más variados. Si las emisiones de gases de efecto invernadero se mantienen constantemente altas (RCP8.5), predicen que la Antártida contribuirá entre -7,8 y 30,0 centímetros al aumento global del nivel del mar. Lo que indica el símbolo menos:algunos modelos predicen una disminución significativa en la contribución de la Antártida al aumento del nivel del mar, incluso si el área y el volumen de hielo en la Antártida se reducen. "Estas simulaciones muestran que, en un mundo más cálido, habría tanta nevada en la Antártida oriental que el nuevo hielo formado allí superaría el hielo perdido por el calentamiento del agua del mar en la Antártida occidental, "explica el modelador de capas de hielo de AWI, el Dr. Thomas Kleiner, que también participó en el estudio.

Para la Antártida Occidental, los modelos predicen pérdidas de hielo que producirían un aumento adicional del nivel del mar de hasta 18,0 centímetros para 2100. Sin embargo, si logramos alcanzar los objetivos del Acuerdo de París y limitar el calentamiento global a muy por debajo de los 2 grados Celsius (RCP2.6), las pérdidas de hielo en la Antártida serían significativamente menores, produciendo un aumento adicional del nivel del mar de entre -1,4 y 15,5 centímetros.

¿Cómo deben interpretarse estos resultados? "Durante los últimos 40 años, hemos observado una clara tendencia a la baja en la Antártida. La capa de hielo pierde cada vez más hielo, especialmente en la Antártida Occidental, donde nuestros modelos también predijeron grandes pérdidas de hielo. Habiendo dicho eso, la aceleración de los glaciares simulados en los modelos fue mucho menos pronunciada de lo que realmente observamos, "dice la profesora Angelika Humbert, coautor del estudio y jefe del grupo de modelado de hielo de AWI. Es más, los expertos ven indicios de que los modelos sobrestiman el crecimiento futuro del hielo en la Antártida oriental. "Si nuestras sospechas resultan ser ciertas, también significará que los modelos subestiman cuánto contribuirá la Antártida en su conjunto al aumento futuro del nivel del mar, "subraya.

Más confianza, pero las incertidumbres permanecen

En comparación con estudios anteriores, el proyecto ISMIP6 ha avanzado significativamente. "El espectro de resultados producidos por los modelos ahora es más pequeño. Como resultado, podemos tener más confianza en sus proyecciones, "dice Thomas Kleiner. Al mismo tiempo, sin embargo, la comparación reveló ciertas debilidades conceptuales. Un ejemplo:para las simulaciones antárticas, Los efectos del océano en las plataformas de hielo y los glaciares no se representaron utilizando enfoques complejos para cada lengua de hielo. En lugar de, los modelos se basaron en fórmulas enormemente simplificadas, lo que introdujo una considerable incertidumbre. "Como resultado, los modelos no pudieron reflejar las diferentes tasas de fusión en la parte inferior de las plataformas de hielo, o para simular la aceleración de los glaciares realmente observada, que personalmente encuentro bastante preocupante, "dice Angelika Humbert.

Otra deficiencia encontrada en las simulaciones antárticas:cómo se representaba la precipitación. Para proyecciones precisas, este aspecto debería haberse calculado utilizando un modelo climático regional de alta resolución. Pero en aras de la viabilidad, Se utilizaron datos atmosféricos de resolución comparativamente baja de modelos globales. En la siguiente ronda de comparaciones, todas estas debilidades deben eliminarse. Según Angelika Humbert:"Nuestro objetivo será entonces producir simulaciones del desarrollo de las capas de hielo que sean lo más realistas posible. Para ello, Es necesario seleccionar marcos de tiempo de simulación que permitan comparar los resultados de los modelos con los datos de observación reales ". En estas condiciones, Los modeladores de hielo podrían entonces seguir el mismo enfoque que los especialistas en mecánica de fluidos y usar datos de monitoreo del mundo real para validar sus simulaciones por computadora.