}

Observando os océanos en busca dos signos do cambio climático

2007/11/01 Fischer, Albert - UNESCO--IOC Programako aditua eta ozeanografia-ikertzailea Iturria: Elhuyar aldizkaria

Os océanos cobren máis do 70% da Terra. E como parte fundamental do sistema climático interactúan coa atmosfera e a terra. No sistema climático, os océanos teñen una enorme capacidade de almacenamento de calor: comparado co aire, a auga do mar absorbe catro veces máis enerxía por quilogramo ao quentar un grao centígrado. Así, no tres metros superficiais dos océanos hai tanta enerxía calorífica como en toda a atmosfera. Por iso, os océanos son una vía fundamental de transporte de calor.
Observando os océanos en busca dos signos do cambio climático
01/11/2007 | Fischer, Albert | Experto do Programa UNESCO--IOC e Investigador Oceanográfico/a.fischer@unesco.org

Non é moito tempo que as observacións do océano subsuperficial comezaron a realizarse con seriedade: Iniciáronse despois da Segunda Guerra Mundial e concentráronse en zonas con forte tráfico marítimo como o Atlántico Norte. Con todo, esta historia é bastante longa paira calcular as tendencias das temperaturas subsuperficiales cun grao de certeza científica razoable.

De feito, o océano subsuperficial é o lugar idóneo paira buscar probas nítidas do cambio climático provocado polo home. De feito, un cambio no sistema climático, como o provocado polos gases de efecto invernadoiro, obriga a todo o sistema climático a atopar un novo equilibrio: Como a terra está máis quente, emite máis calor ao espazo paira compensalo. Esta calor extra é absorbida principalmente polos océanos. Por outra banda, os océanos subsuperficiales son menos ruidosos que os superficiais --que están influenciados polo tempo e estaciónelas tempo-, polo que neles atópanse os sinais máis claros do cambio climático a longo prazo.

Una proba indiscutible dos océanos

Nun artigo publicado na revista Science en xullo de 2005, Tim Barnett e os seus compañeiros demostraron que a tendencia ao quecemento observada nos océanos nos últimos 40 anos non pode explicarse a través da variabilidade natural, senón que esta tendencia asociábase claramente a predicións climáticas que teñen en conta a influencia do home no clima. Con todo, este descubrimento non se correspondía con medicións realizadas noutros lugares.

As augas cálidas oceánicas provocan furacáns, cuxas augas eran moito máis quentes do normal no Trópico Atlántico en 2005. Aquí pódese ver o furacán Katrina (27 de agosto de 2005), superponiendo una imaxe de nube de satélite nun mapa que proporciona a temperatura da superficie mariña.
(Foto: PLATAFORMA/SVS)

En calquera caso, o estudo proporcionou fiabilidade aos modelos en canto á capacidade de simulación do cambio climático dos modelos climáticos que inclúen a terra, o océano e a atmosfera. En boa medida, xa non se cuestiona que a actividade humana haxa provocado o cambio climático. Con todo, está por aclarar como vai cambiar exactamente.

O Programa Mundial de Investigación Climática (WCRP) trata de responder a estas preguntas. Este programa está auspiciado pola Comisión Intergobernamental de Oceanografía (IOC) da UNESCO, a Organización Meteorolóxica Mundial (WMO) e o Consello Internacional da Ciencia (ICSU). O seu principal obxectivo é determinar os límites da predecibilidad do sistema climático e da influencia humana no clima.

Paira os científicos aínda é difícil distinguir entre o cambio climático causado polo home e a variabilidade natural do clima. A propia variabilidade climática parece estar a cambiar: Os extremos das incidencias fose do campo do tempo "normal" sepáranse máis entre si. É un indicador do cambio climático. Neste contexto, o proxecto sobre a variabilidade climática e a predecibilidad do WCRP axuda a predicir mellor as situacións climáticas extremas e a modelizar --a escala temporal de días, meses e anos - mellores.

A táboa da esquerda mostra a media (triángulos verdes) e o intervalo (sombra azul) dos modelos que representan a variabilidade intrínseca do clima. Mostra datos centenarios sen ter en conta a influencia humana. A táboa da dereita mostra a variabilidade dun modelo climático (sombra verde e puntos) a partir da historia dos gases de efecto invernadoiro provocados polo ser humano. Os puntos vermellos de cada táboa son as medias oceánicas no Atlántico Norte nos últimos 40 anos. As augas superficiais son as que máis se quentaron, ao redor dos 0,25 ºC. A táboa da dereita adáptase mellor ás observacións que á da esquerda, o que demostra a influencia humana no clima.
(Foto: *Imaxe: AAAS. Publicado con permiso de Barnett e compañeiros, Science 309: 284-287 (2005)

Observación dos océanos paira comprendelos

A Comisión Intergobernamental de Oceanografía (IOC) da UNESCO e o seu programa de vangarda, GOOS, son responsables da observación continua dos océanos no seo das Nacións Unidas. Un equipo de expertos de IOC (OOPC) colabora na definición das normas e obxectivos do concepto de “clima global” de GOOS e na definición de ferramentas de control e avaliación do sistema.

Paralelamente, coa participación da Organización Meteorolóxica Mundial nun comité técnico de oceanografía e meteorología mariña (JCOMM), IOC está a traballar activamente na coordinación de redes globais a través dun centro de xestión de plataformas in situ (augas) situado en Tolosa (Francia) (JCOMMOPS). Este centro controla permanentemente miles de balizas, embarcacións e aboias, tanto fixas como á deriva, achegando datos oceanográficos.

Entre estas redes in situ, a rede de aboias de Argo é a que máis rápido está a crecer. Abóialas de Argo son una ferramenta robotizada e automática paira medir o océano que se aplica a 2 km de profundidade no océano. Cada dez días, bombeando aceite a un depósito exterior, soben á superficie. Na ascensión, recollen información sobre temperatura e salinidade (algúns tamén miden osíxeno) e, cando están en superficie, transmiten esa información vía satélite.

A finais de 2005, nun período de catro anos, o proxecto Argo tiña máis de 2.000 aboias diseminadas, dous terzos do obxectivo inicial (3.000 aboias), case una aboia de 100.000 km 2, cunha supervivencia de catro anos. Cando as baterías esgótanse aos catro anos, abóialas non poden subir á superficie e moitas se afunden). Abóialas de Argo dispersáronse polos océanos de todo o mundo grazas aos esforzos de máis de 20 países participantes. E nalgúns lugares, abóialas achegan máis información do océano subsuperficial durante un ano que en toda a historia anterior á posta de Argo.

John P. Canadá lanza un prospector de Argo. Desde o navío costeiro Tully até o golfo de Alaska.
Canada DFO-MPO

Por outra banda, abóialas que se atopan á deriva na superficie dan paso ás correntes da superficie mundial, achegando datos sobre a superficie: temperatura, rápidos e a miúdo presión barométrica. Estas aboias proporcionan datos reais paira comprobar os cálculos dos satélites sobre a temperatura da superficie mariña, sendo as mellores testemuñas das correntes superficiais do océano, que son guiados polo vento e os remolinos oceánicos. Así mesmo, melloran as predicións meteorolóxicas informando da presión superficial.

O obxectivo da OOPC (grupo de expertos da Comisión Intergobernamental de Oceanografía da UNESCO) era dispor dunha aboia de 300.000 km 2, o que supón un total de 1.250 aboias á deriva. Obxectivo cumprido en setembro de 2005: 1.250. Abóiaa Global Drifter foi lanzada nun evento especial en Halifax (Canadá). Foi o primeiro das redes establecidas paira a observación in situ do océano que cumpriu o seu obxectivo, un feito realmente memorable.

Con todo, os científicos non poden proclamar a vitoria e simplemente ir a casa. A rede de aboias á deriva debe ser renovada continuamente, xa que as aboias fallan e afástanse rapidamente das áreas de diverxencia. Ademais, só o 55% da planificación da rede global de observación in situ do océano (composta por aboias, receptores, prospectores, mareógrafos e barcos voluntarios e de investigación) completouse.

Científicos paseando polos océanos

Ademais de abóialas, os barcos tamén participan nas investigacións. O buque mercante Skogafoss, cargueiro de colectores de 100 metros de eslora, parte mensualmente do porto de Reykjavik (Islandia). Transporta colectores de peixe conxelado a Norteamérica. De volta ás dúas semanas, fai o mesmo viaxe, o ano e o ano. No Atlántico Norte toma a ruta de barcos máis setentrional e, a pesar de estar en plena primavera, debe evitar os icebergs que a Corrente do Labrador leva cara ao sur.

Buscando una cobertura global: plataformas in situ de observación do océano en outubro de 2005. Proporcionan datos en tempo real. Estes datos obtéñense principalmente de: Balizas de Argo (azul escuro), embarcacións ocasionais (gris claro, azul claro e amarelo), aboias fixas e aboias á deriva (vermellas). Os océanos que se cobren de xeo durante algunhas estacións seguen xerando problemas técnicos.
(Foto: JCOMMPS)
Skogafoss é tamén un buque de observación voluntario. Emite radiosondas (prospectores atmosféricos) periodicamente desde un laboratorio automático montado na ponte traseira. Dispón de sistemas automáticos de captación da meteorología superficial e das temperaturas superficiais do mar, así como de instrumentos de medición de carbono atmosférico e oceánico. Cada varias horas, o oficial responsable salgue a unha ladeira da ponte, carga un batitermógrafo (XBT) e dispara. O XBT cae ao océano e mide un perfil de temperatura. Proporciona datos a través dun fío de cobre desprendido, máis delgado que o pelo humano. Estas observacións forman parte fundamental do sistema global e coordínanse a través dos grupos dos recipientes de observación de JCOMM. O capitán e a compañía do buque prestan os seus servizos de forma gratuíta, prestando voluntariamente o seu tempo e espazo a bordo.

Este é un agasallo paira os científicos, xa que os modernos envases de investigación adoitan ser moi caros. Combustible, mantemento e equipo de 3-8 persoas (equipo de medios oficiais, enxeñeiros e mariñeiros) pagan entre 20.000 e 50.000 dólares diarios. Estes envases voluntarios son, á súa vez, uno dos principais motores de expansión de abóialas superficiais á deriva e de abóialas de Argo, que van enchendo os ocos da rede de observación a medida que van aparecendo.

Información global paira decisións locais

O compoñente global de GOOS deseñouse paira vixiar, predicir e investigar o clima, pero tamén contribúe a mellorar a predición meteorolóxica e mariña. Xestiona e difunde os datos sobre os océanos (actualmente fornecidos por preto de 70 países) de forma coordinada, a partir dos cales crean modelos oceánicos e climáticos e outros produtos. Por exemplo, o IOC desempeña un papel importante na coordinación de alertas mundiais de riscos naturais, especialmente no que se refire aos tsunamis. De feito, moitas veces as plataformas de observación que alimentan os sistemas de alerta son as mesmas: utilízanse aboias e mareógrafos asociados, tanto nos sistemas de observación do clima como nos de observación de tsunamis.

Una das 70 aboias fixas do Pacífico tropical. Controla os sucesos do Neno e realiza as súas predicións dentro do sistema global de observación do océano. Por última vez, o fenómeno O Neno produciuse no período 2002-2003.
NOAA

Con todo, o compromiso dos Estados non é suficiente. Os océanos do mundo que cobren tan boa parte da Terra son patrimonio de todas as nacións. Case todos os países, ricos e pobres, contan cunha axencia meteorolóxica nacional que realiza predicións atmosféricas, pero moi poucos teñen una axencia oceanográfica paira a observación dos océanos e menos aínda una orde de observación dos océanos do mundo.

As redes de observación oceánica construíronse grazas ao traballo constante de investigadores oceanográficos. Con todo, a propia existencia da rede expón problemas, como é o caso dos instrumentos de medida de correntes subsuperficiales que levan máis de dez anos controlando a circulación termohalina no Atlántico, pero algúns deles non serán renovados, xa que as axencias nacionais de investigación prefiren crear algo novo. Una vez finalizada esta vixilancia, non haberá nada máis paira suplir dita ausencia.

Escasa previsión a longo prazo

Curso de formación en xestión de datos na Oficina de Compartición de Datos e Información Oceanográfica Internacional (IODE) de IOC (Oostende, Bélxica). Nestes cursos, os países teñen una maior capacidade de participar nos sistemas de observación do océano e ensínanlles a obter beneficios destes sistemas.
(Foto: UNESCO/IOC)

Os gobernos mundiais non se comprometen a realizar una observación permanente porque teñen una visión a curto prazo. Os políticos están moi débiles ante o problema dos gases de efecto invernadoiro causado polo home, pero está claro que o clima segue cambiando e que ese cambio pode acelerarse.

A observación e a investigación científica son fundamentais paira axudar a comprender como vai cambiar o clima, mellorar as predicións sobre os cambios a curto prazo nos climas locais, mellorar o noso escaso coñecemento sobre a química dos océanos e sobre como cambiar os ecosistemas, e proporcionar un mellor coñecemento aos gobernos mundiais e aos cidadáns para que tomen decisións no futuro.

O clima da Terra foi alterado sen precedentes polo home. Ao facer fronte ás conclusións será necesario solicitar a maior cantidade de información posible.

Paira máis información:

http://ioc.unesco.org/iocweb/climate-Change

Fonte: UNESCO. "Watching the oceans for signs of climate change", A World of Science, 4. vol. Nº 1, xaneiro-marzo 2006 (http://www.unesco.org/science/)

Artigo traducido e adaptado por Elhuyar coa autorización da UNESCO.

Banda transportadora do océano
As temperaturas medias do ecuador e os polos son diferentes debido á inclinación da Terra respecto ao Sol. Con todo, esta diferenza é moito menor do que una podería pensar. De feito, os océanos e a atmosfera transportan a calor aos polos e aseguran un equilibrio máis agradable (polo menos paira os seres humanos), arrefriando as temperaturas do Ecuador e quentando as dos polos.
Á esquerda: As augas cálidas da superficie do Atlántico Norte diríxense cara ao norte (liñas vermellas) representando o fluxo de augas frías profundas cara ao sur (liñas azuis). Así, a calor transpórtase cara ao norte e os ventos que van cara a Europa, cara ao leste, quéntanse (gran frecha vermella). Se o xeo que se derrite engadise ao sistema una gran cantidade de auga doce (á dereita), a auga do mar non se afundiría no Atlántico Norte. É posible, por tanto, que se paralice o transporte de calor cara ao norte do océano, co que os ventos supraeuropeos serían moito máis fríos a pesar do quecemento global (gran frecha azul).
(Foto: J. Cook/WHOI)
Os océanos transportan a metade da calor a través das correntes superficiais e profundas, mediante un sistema coñecido como a "banda transportadora" dos océanos (circulación termohalina, ver figura inferior). A Corrente do Golfo é una das rutas oceánicas máis utilizadas e polo leste quenta a Europa. Esta corrente superficial transporta decenas de millóns de metros cúbicos de auga tropical quente cada segundo. E como os sistemas meteorolóxicos de latitude media desprázanse xeralmente de oeste a leste, grazas á corrente do Golfo, Nápoles é máis quente que Nova York, aínda que ambas se atopan á mesma distancia do Ecuador.
Por outra banda, a evaporación da auga á atmosfera deixa atrás unha auga máis salgada e fría, e por tanto máis densa. En consecuencia, as augas subsuperficiales son as máis densas, as máis frías e salgadas en calquera parte do mundo e fórmanse principalmente no Atlántico Norte polar, debido á evaporación extrema invernal e á perda de calor; a maior parte do océano subsuperficial atópase a poucos graos da conxelación.
Camiño percorrido pola banda transportadora do océano.
(Foto: J. Doucette/WHOI)
Estas augas profundas, frías, salgadas e densas, orixinadas no Atlántico Norte, son transportadas por profundos fluxos que van de orixe a sur e, con centos de anos, tras a súa expansión a outros océanos, o vento e as mareas volven traer á superficie. Alí quentan os soles e desalan as choivas. Finalmente volven aos polos desde a superficie do océano e repítese o ciclo.
Pois ben, a maioría dos modelos climáticos que teñen en conta o cambio provocado polo ser humano mostran que a banda transportadora do océano irase retardando a medida que se vaia quentando o clima.
É posible un cambio brusco do clima?
Estudos pasados de fósiles e mostras de xeo demostran que o sistema climático sufriu saltos bruscos no pasado.
O último cambio climático violento tivo lugar no final da última era do xeo, fai uns 12.000 anos (naquela época o home comezou a asentarse en América e noutros lugares dedicouse á agricultura). As placas de xeo que se derretían en Norteamérica liberaron bruscamente una gran cantidade de auga doce ao Atlántico Norte. A auga doce é menos densa que a auga salgada, e ao aumentar tanta a auga doce, as augas profundas deixaron de formarse como é costume no Atlántico Norte polar. (ver apartado Banda transportadora do océano). Como consecuencia, a circulación termohalina se estancó e en menos dunha década as temperaturas medias descenderon ao redor dos 5º C no Atlántico Norte.
Varios científicos temen que o desxeo da capa de xeo de Groenlandia arrefríe o Atlántico Norte e supoña un cambio drástico. Hai pouco rodouse en Hollywood una película sobre un desastre, levando esta situación ao extremo. Pero, cal é o limiar dun brusco e terrible cambio climático? Os modelos climáticos actuais non teñen o rigor suficiente paira dicilo. Con todo, as consecuencias dun brusco cambio climático poderían causar una catástrofe nos ecosistemas e na sociedade.
As mostras de xeo tomadas da capa de xeo de Groenlandia, de 3 km de espesor, indican cambios climáticos bruscos en apenas dez anos. O Baixo Dryas foi o período máis espectacular: As temperaturas medias no Atlántico Norte diminuíron bruscamente e continuaron en 1.300 anos. Posteriormente volvéronse a quentar rapidamente 2.
(Foto: R.B Alley WHOI)
Xa hai indicios de que a banda transportadora está a inclinarse. Os científicos anunciaron que os rápidos fríos profundos que se desprazan cara ao sur no Atlántico Norte diminuíron en torno ao 30% entre 1957 e 2004 1 --5 expedicións mediron en cinco décadas -. Deberiamos considerar este descenso como un ciclo da variabilidade natural ou supón un cambio a longo prazo da banda transportadora do océano? Só o tempo --e as observacións continuas- aclararao.
1. Estes achados foron publicados por Harry Bryden e os seus compañeiros no número 1 de decembro de 2005 da revista Nature.
2. Todas as imaxes de Woods Hole Oceanographic Institution Abrupt climate change: should we be worried? tomáronse do folleto co consentimento dos autores. Preparado paira o Foro Económico de Davos (Suíza, 2003): www.whoi.edu/institutes/occi/currenttopics/ct_abruptclimate.htm
O Neno, visto por abóialas
(Foto: PLATAFORMA/SVS)
Corte de temperatura no océano Pacífico, que no Ecuador vai de leste a oeste, mirando cara ao norte, como se ve desde abóialas fixas do Pacífico tropical. En xeral, o aire sobe por encima dunha concentración de augas quentes ao oeste do Pacífico (figura superior) atraendo os ventos superficiais do leste. Estes ventos manteñen a concentración quente acumulando auga quente. Nun brote do Neno (imaxe inferior), algo debilitou os ventos superficiais, o que permite que a auga quente se desprace cara ao leste. Os centros das masas de aire ascendentes desprázanse cara ao leste, debilitan máis o vento superficial e permiten afundir a auga quente. Retroalimentación positiva. Conclusión: un cambio respecto ao océano do Pacífico tropical e cambios globais na circulación atmosférica.
Fischer, Albert
Servizos
236
2007
Resultados
037
Oceanografía
Artigo
Servizos

Gai honi buruzko eduki gehiago

Elhuyarrek garatutako teknologia