Las simulaciones de modelos de derretimiento de capas de hielo se han utilizado ampliamente para evaluar cuánto pueden contribuir sus deshielos al futuro aumento global del nivel del mar. Por lo general, estas proyecciones no tienen en cuenta las interacciones bidireccionales entre las capas de hielo y el clima.
Para cuantificar el impacto de las retroalimentaciones hielo-océano-atmósfera, un grupo de investigadores de la universidades de Corea y Hawai llevaron a cabo simulaciones de calentamiento de efecto invernadero con un modelo acoplado de clima-capa de hielo global de complejidad intermedia.
El estudio que acaba de publicarse en Nature Communications muestra que una pérdida irreversible de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida Occidental, y la correspondiente aceleración rápida del aumento del nivel del mar, pueden ser inminentes si el cambio de temperatura global no se puede estabilizar por debajo de 1,8 °C en relación con los niveles preindustriales.
La gran mayoría de las poblaciones costeras de todo el mundo ya se están preparando para el aumento del nivel del mar. Sin embargo, la planificación de contramedidas para prevenir inundaciones y otros daños ha sido extremadamente difícil ya que las últimas proyecciones del modelo climático presentadas en el sexto informe de evaluación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) no están de acuerdo sobre la rapidez con la que se eliminarán las principales capas de hielo.
El derretimiento de las capas de hielo es potencialmente el mayor contribuyente al cambio del nivel del mar, e históricamente el más difícil de predecir porque la física que gobierna su comportamiento es notoriamente compleja.
“Además, los modelos informáticos que simulan la dinámica de las capas de hielo en Groenlandia y la Antártida a menudo no tienen en cuenta el hecho de que el derretimiento afectará los procesos oceánicos que, a su vez, pueden retroalimentar la capa de hielo y la atmósfera”, explicó Jun Young Park, especialista del doctorado en el Centro IBS de Física Climática y la Universidad Nacional de Pusan, Busan en Corea del Sur y primer autor del documento.
Una nueva forma de analizar
Usando un nuevo modelo tecnológico que captura por primera vez el acoplamiento entre las capas de hielo, los icebergs, el océano y la atmósfera, el equipo de investigadores del clima descubrió que un efecto de fuga de la capa de hielo/nivel del mar solo se puede prevenir si el mundo alcanza la temperatura base y cero emisiones de carbono antes de 2060.
“Si no cumplimos con este objetivo de emisiones, las capas de hielo se desintegrarán y se derretirán a un ritmo acelerado, según nuestros cálculos. Si no tomamos ninguna medida, las capas de hielo en retirada seguirán aumentando el nivel del mar en al menos 100 centímetros en los próximos 130 años. Esto se sumaría a otras contribuciones, como la expansión térmica del agua del océano”, analizó Axel Timmermann, coautor del estudio y director del IBS Center for Climate Physics.
Las capas de hielo responden al calentamiento atmosférico y oceánico de manera tardía y, a menudo, impredecible. Anteriormente, los científicos destacaron la importancia del derretimiento del océano bajo la superficie como un proceso clave, que puede desencadenar efectos descontrolados en las principales capas de hielo marinas de la Antártida.
“Sin embargo, de acuerdo con nuestras simulaciones, la efectividad de estos procesos puede haber sido sobreestimada en estudios recientes. Vemos que el hielo marino y los cambios en la circulación atmosférica alrededor de la Antártida también juegan un papel crucial en el control de la cantidad de capa de hielo que se derrite con implicancias en las proyecciones globales del nivel del mar”, afirmó la profesora June Yi Lee del Centro IBS para Física Climática y la Universidad Nacional de Pusan y coautora del estudio.
El estudio destacó la necesidad de desarrollar modelos de sistemas terrestres más complejos, que capturen los diferentes componentes del clima, así como sus interacciones. Además, se necesitan nuevos programas de observación para limitar la representación de los procesos físicos en los modelos del sistema terrestre, en particular de regiones altamente activas, como el glaciar Pine Island en la Antártida.
“Uno de los desafíos clave en la simulación de capas de hielo es que incluso los procesos modestos pueden desempeñar un papel crucial en la respuesta a gran escala de una capa de hielo y para las proyecciones correspondientes del nivel del mar. No solo tenemos que incluir el acoplamiento de todos los componentes, como hicimos en nuestro estudio actual, sino que también necesitamos simular la dinámica con la resolución espacial más alta posible usando algunas de las supercomputadoras más rápidas”, concluyó Axel Timmermann.
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