Desierto Paradox: Las regiones secas desafían las predicciones de cambio climático y humedad.

Nuevas investigaciones han descubierto que la humedad atmosférica sobre regiones áridas y semiáridas no ha aumentado tanto como se esperaba con el calentamiento global, contradiciendo las predicciones de los modelos climáticos. Crédito: SciTechDaily.com

Un estudio reciente encuentra que la humedad atmosférica en regiones áridas y semiáridas no está aumentando como se predijo con el calentamiento global, planteando nuevos desafíos para la ciencia del clima y generando preocupación por los riesgos aumentados de incendios forestales y condiciones climáticas extremas.

Las leyes de la termodinámica dictan que una atmósfera más cálida puede contener más vapor de agua, pero nuevas investigaciones han encontrado que la humedad atmosférica no ha aumentado como se esperaba en regiones áridas y semiáridas del mundo a medida que el clima se ha calentado.

Los hallazgos son especialmente desconcertantes porque los modelos climáticos han estado prediciendo que la atmósfera se volverá más húmeda, incluso en regiones secas. Si la atmósfera es más seca de lo esperado, las regiones áridas y semiáridas pueden ser aún más vulnerables a futuros incendios forestales y altas temperaturas de lo proyectado.

Los autores del nuevo estudio, liderado por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) de la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (NSF NCAR), no están seguros de qué está causando la discrepancia.

"Los impactos podrían ser potencialmente graves", dijo la científica de NSF NCAR, Isla Simpson, autora principal del estudio. "Este es un problema global, y es algo que es completamente inesperado dados nuestros resultados de modelos climáticos".

Simpson y sus coautores dicen que se necesita más investigación para determinar por qué el vapor de agua no está aumentando. Las razones podrían estar relacionadas con que la humedad no se esté moviendo desde la superficie de la Tierra hacia la atmósfera según lo proyectado o circulando alrededor de la atmósfera de manera inesperada. También es posible que un mecanismo completamente diferente pueda ser responsable.

Agregando al misterio, el nuevo estudio mostró que si bien el vapor de agua está aumentando en regiones húmedas del mundo, no está aumentando tanto como se esperaba durante los meses más áridos del año.

El estudio aparece esta semana en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias. La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias, NOAA y el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Fue coescrito por científicos de la Universidad de California, Los Ángeles; Universidad de California, Santa Bárbara; Universidad de Cornell; Polar Bears International; y la Universidad de Columbia.

Una regla básica de la ciencia del clima es que la atmósfera puede contener más humedad a medida que se calienta. Esto se conoce como relación Clausius-Clapeyron, y es la razón por la que los modelos climáticos consistentemente proyectan que el vapor de agua atmosférico aumentará a medida que el planeta se caliente.

Pero cuando Simpson estaba trabajando en un informe para NOAA en 2020 sobre el cambio climático en el suroeste de los Estados Unidos, se dio cuenta de que la atmósfera allí se estaba secando mucho más de lo que se esperaría basado en las simulaciones de los modelos climáticos.

Intrigada, Simpson y sus coautores examinaron la atmósfera a nivel mundial para determinar si el vapor de agua estaba aumentando de acuerdo con las proyecciones climáticas. El equipo de investigación recurrió a múltiples fuentes de observaciones de 1980 a 2020. Estas incluyeron redes de estaciones meteorológicas, así como conjuntos de datos que estiman la humedad según observaciones de fuentes como globos meteorológicos y satélites.

Para su sorpresa, los científicos descubrieron que el vapor de agua sobre regiones áridas y semiáridas generalmente se mantenía constante en lugar de aumentar cerca del 7% por cada 1° Celsius (1,8° Fahrenheit) de calentamiento, como se esperaría según la relación Clausius-Clapeyron. De hecho, el vapor de agua disminuyó en el suroeste de los Estados Unidos, que ha experimentado una reducción a largo plazo en las precipitaciones.

"Esto es contrario a todas las simulaciones de los modelos climáticos en las que aumenta a una tasa cercana a las expectativas teóricas, incluso en regiones secas", escribieron los autores en el nuevo artículo. "Dada la estrecha relación entre el vapor de agua y los incendios forestales, el funcionamiento del ecosistema y las temperaturas extremas, este problema debe resolverse para proporcionar proyecciones climáticas creíbles para las regiones áridas y semiáridas del mundo".

El estudio señaló que la situación está llevando a un aumento en el déficit de presión de vapor, que es la diferencia entre la cantidad de humedad que la atmósfera puede retener y la cantidad que realmente está en el aire. Cuando el déficit aumenta, puede actuar como un impulsor crítico de los incendios forestales y el estrés del ecosistema.

"Podríamos enfrentar riesgos aún mayores de lo proyectado para regiones áridas y semiáridas como el suroeste, que ya se ha visto afectado por escasez de agua sin precedentes y temporadas de incendios forestales extremos", dijo Simpson.

Ella y sus colegas encontraron una situación más compleja en regiones húmedas, donde el vapor de agua atmosférico aumentó según lo proyectado por los modelos climáticos durante las estaciones más húmedas. Este aumento se niveló en cierta medida durante los meses más secos, pero no se aplacó tanto como en las regiones áridas y semiáridas.

En cuanto a la pregunta de por qué el vapor de agua en la atmósfera no aumenta como se esperaba en las regiones secas, los autores sugieren en términos generales dos posibilidades: la cantidad de humedad que se mueve desde la superficie terrestre al aire puede ser menor que en los modelos, o la forma en que la atmósfera transporta la humedad a las regiones secas puede diferir de los modelos.

Los problemas con el transporte atmosférico son menos probables, concluyen, porque eso no necesariamente explicaría el comportamiento común entre todas las regiones áridas y semiáridas del mundo, que reciben humedad de diferentes lugares.

Eso deja a la superficie terrestre como la culpable más probable. Los autores especulan sobre varias causas posibles: la tierra puede tener menos agua disponible para la atmósfera en la realidad que en los modelos, puede estar secándose más de lo previsto a medida que el clima se calienta, o las plantas pueden estar reteniendo la humedad de manera más efectiva y liberando menos en la atmósfera. la atmósfera.

Los autores también consideraron la posibilidad de que exista un error en las observaciones. Pero concluyeron que esto era poco probable ya que la discrepancia está estrechamente relacionada con la sequedad de las regiones de todo el mundo, y se encuentra constantemente incluso cuando se divide el registro en segmentos de tiempo más cortos para evitar errores debidos a cambios de instrumentación.

Simpson enfatizó que se necesita más investigación para determinar la causa.

"Es un problema realmente complicado de resolver, porque no tenemos observaciones globales de todos los procesos importantes que nos indiquen cómo se transfiere el agua desde la superficie terrestre a la atmósfera", dijo. "Pero es absolutamente necesario descubrir qué está pasando porque la situación no es la que esperábamos y podría tener implicaciones muy graves para el futuro".