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Articulo de referencia

Intercambios mundiales de energía y agua

El Proyecto de Intercambios Globales de Energía y Agua (abreviado GEWEX , anteriormente llamado Experimento Global del Ciclo de Energía y Agua de 1990 a 2012 [ 1 ] ) es un proye...

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El Proyecto de Intercambios Globales de Energía y Agua (abreviado GEWEX , anteriormente llamado Experimento Global del Ciclo de Energía y Agua de 1990 a 2012 [ 1 ] ) es un proyecto de investigación internacional y un proyecto central del Programa Mundial de Investigación Climática (WCRP).

En el ciclo del agua , la cantidad de radiación solar que llega a la Tierra afecta la cantidad de agua que se evapora de los océanos y el tiempo que permanece en tierra.

Inicialmente, el proyecto pretendía observar, comprender y modelar el ciclo del agua de la Tierra . El experimento también observa cuánta energía recibe la Tierra y estudia cuánta de esa energía llega a la superficie terrestre y cómo se transforma. La energía de la luz solar evapora el agua para producir nubes y lluvia , y seca las masas terrestres después de las precipitaciones. La lluvia que cae sobre la tierra constituye el balance hídrico que las personas pueden utilizar para la agricultura y otros procesos.

GEWEX es una colaboración de investigadores de todo el mundo para encontrar mejores maneras de estudiar el ciclo del agua y cómo transforma la energía a través de la atmósfera . [ 2 ] Si los climas de la Tierra fueran idénticos año tras año, se podría predecir cuándo, dónde y qué cultivos plantar. Sin embargo, la inestabilidad creada por la variación solar, las tendencias meteorológicas y los eventos caóticos genera un clima impredecible a escala estacional. Mediante patrones meteorológicos como sequías y mayores precipitaciones, estos ciclos impactan los ecosistemas y las actividades humanas. GEWEX está diseñado para recopilar una cantidad mucho mayor de datos y comprobar si mejores modelos de esos datos pueden pronosticar el clima y el cambio climático en el futuro.

Estructuras del proyecto

GEWEX está organizado en varias estructuras. Inicialmente, los proyectos eran organizados por las facciones participantes; ahora, esta tarea la realiza la Oficina Internacional del Proyecto GEWEX (IGPO). La IGPO supervisa las principales iniciativas y coordina los proyectos nacionales con el fin de facilitar la comunicación entre los investigadores. [ 3 ] La IGPO afirma apoyar el intercambio de información entre 2000 científicos y es el instrumento para la publicación de los informes principales. [ 4 ]

El Grupo Directivo Científico organiza los proyectos y los asigna a paneles , que supervisan el progreso y proporcionan críticas. El Proyecto de Observaciones Coordinadas del Ciclo de Energía y Agua (CEOP), el "Proyecto de Hidrología", es un instrumento principal en GEWEX. [ 5 ] Este panel incluye áreas de estudio geográficas como el Programa de Predicción Climática para las Américas operado por la NOAA , [ 6 ] pero también examina varios tipos de zonas climáticas (por ejemplo, gran altitud y semiáridas). [ 5 ] Otro panel, el Panel de Radiación de GEWEX supervisa el uso coordinado de satélites y observación terrestre para estimar mejor los flujos de energía y agua. Un resultado reciente del panel de radiación de GEWEX ha evaluado datos sobre precipitaciones de los últimos 25 años y ha determinado que la precipitación global es de 2,61 mm/día con una pequeña variación estadística . Si bien el período de estudio es corto, después de 25 años de medición están comenzando a aparecer tendencias regionales. [ 7 ] El Panel de Modelado y Predicción GEWEX toma los modelos actuales y los analiza cuando ocurren fenómenos de forzamiento climático (el calentamiento global como ejemplo de un evento de "forzamiento climático"). GEWEX es ahora el proyecto central del WCRP. [ 2 ]

Objetivos y diseño

Para determinar el balance y el flujo de energía, los científicos necesitan conocer la cantidad de radiación que llega a la Tierra.

La predicción del cambio climático requiere datos precisos recopilados durante muchos años y la aplicación de modelos . GEWEX se concibió para responder a la necesidad de observaciones del balance de radiación y las nubes de la Tierra. Muchas técnicas preexistentes se limitaban a observaciones tomadas desde tierra y áreas pobladas. [ 8 ] Esto ignoraba la gran cantidad de fenómenos meteorológicos que ocurren sobre los océanos y las regiones despobladas, con datos clave faltantes de estas áreas. Dado que los satélites que orbitan la Tierra cubren grandes áreas en cortos períodos de tiempo, pueden estimar mejor el clima donde las mediciones se toman con poca frecuencia. GEWEX fue iniciado por el Programa Mundial de Investigación Climática (WCRP) para aprovechar satélites ambientales como TRMM , pero ahora utiliza información de satélites más nuevos, así como recopilaciones de instrumentos terrestres, como BSRN . [ 2 ] Estos instrumentos terrestres se pueden utilizar para verificar la información interpretada por satélite. GEWEX estudia los cambios climáticos regionales y a largo plazo con el objetivo de predecir patrones meteorológicos estacionales importantes y cambios climáticos que ocurren en pocos años.

Objetivos de la investigación

El interés de investigación de GEWEX es estudiar los flujos de radiación en la superficie terrestre, predecir los niveles de hidratación estacional de los suelos y desarrollar modelos precisos para predecir los balances de energía y agua en todo el mundo. El proyecto se propone mejorar, en un orden de magnitud, la capacidad de modelar y, por lo tanto, predecir los patrones de hidratación (lluvia y evaporación) [ 2 ]. GEWEX está vinculado a otros proyectos del WCRP, como el Proyecto Procesos Estratosféricos y su Papel en el Clima (SPARC) y el Proyecto Clima y Criósfera a través del WCRP [ 10 ] [ 11 ] , y por lo tanto comparte información y objetivos con otros proyectos del WCRP. El objetivo se vuelve más importante con el proyecto más reciente del WCRP, la Observación y Predicción Coordinadas del Sistema Terrestre [ 12 ] .

Complejidad del experimento

Aparte de las fluctuaciones de la radiación solar, la luz solar que transforma la Tierra puede variar enormemente. Algunos han concluido, por ejemplo, que las edades de hielo se autoperpetúan una vez que se ha acumulado suficiente hielo en las regiones polares para reflejar suficiente radiación en las altas elevaciones y así reducir la temperatura media global, mientras que se necesita un período inusualmente cálido para revertir este estado. El uso del agua por las plantas y las actividades de los herbívoros pueden cambiar el albedo en las zonas templadas y tropicales. Estas tendencias en la reflexión están sujetas a cambios. Algunos han propuesto extrapolar información previa a GEWEX utilizando nueva información y mediciones tomadas con tecnología previa a GEWEX. [ 13 ] Los incendios naturales, el vulcanismo y los aerosoles artificiales pueden alterar la cantidad de radiación que llega a la Tierra. Hay oscilaciones en las corrientes oceánicas, como El Niño y la Oscilación del Atlántico Norte, que alteran las partes de la masa de hielo de la Tierra y la disponibilidad de agua terrestre. El experimento toma un muestreo del clima, con algunas tendencias que duran un millón de años y que, como muestra la paleoclimatología, pueden cambiar abruptamente. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] Por lo tanto, la capacidad de utilizar datos para predecir cambios depende de factores que se pueden medir durante períodos de tiempo, y los factores que pueden afectar el clima global que aparecen abruptamente pueden alterar notablemente el futuro.

Diseño

GEWEX se está implementando por fases. La primera fase, que comprende la recopilación de información, la modelización, las predicciones y el perfeccionamiento de las técnicas de observación, ya ha finalizado. La segunda fase aborda diversas cuestiones científicas, como la capacidad de predicción, los cambios en el ciclo del agua de la Tierra y su impacto en los recursos hídricos.

Primera fase (1990–2002)

La Fase I (1990-2002), también conocida como la "Fase de Desarrollo", se diseñó para determinar el ciclo hidrológico y los flujos de energía mediante mediciones globales de las propiedades atmosféricas y superficiales. GEWEX también se diseñó para modelar el ciclo hidrológico global y su impacto en la atmósfera, los océanos y la superficie terrestre. Los procesos de la Fase I tenían como objetivo desarrollar la capacidad de predecir las variaciones de los procesos hidrológicos y los recursos hídricos globales y regionales, así como su respuesta al cambio ambiental. Asimismo, buscaba impulsar el desarrollo de técnicas de observación, gestión de datos y sistemas de asimilación para su aplicación operativa en pronósticos meteorológicos a largo plazo, hidrología y predicciones climáticas.

Durante la Fase I, los proyectos GEWEX se dividieron en tres sectores superpuestos.

  1. El Panel de Radiación GEWEX ( GRP ) utilizó sensores satelitales y terrestres durante largos períodos para determinar y delimitar la variación natural y las fuerzas que provocan el cambio climático.
  2. Panel de Modelado y Predicción GEWEX ( GMPP ): Modela el balance energético e hídrico de la Tierra y determina su predictibilidad. Aplica el modelado para determinar los eventos de forzamiento climático o responde a dichos eventos mediante el análisis de las predicciones.
  3. Panel de Hidrometeorología GEWEX ( GHP ): modeló y predijo cambios en eventos del ciclo del agua en escalas de tiempo más largas (hasta anuales) utilizando estudios regionales intensivos para determinar la eficacia de la recopilación de datos y las predicciones. Los Experimentos a Escala Continental (CSE) se basaron en gran medida en las siguientes áreas de estudio que eventualmente formarían la base del Período de Observación Mejorado Coordinado ( CEOP ):
  • Canadá - Área de estudio de la cuenca del río Mackenzie (MAGS) [ 17 ] -completada
  • Estados Unidos - Área de estudio de América del Norte o Proyecto de Predicción Estadounidense GEWEX (GAPP).
  • Brasil - Experimento a gran escala de la biosfera y la atmósfera en la Amazonia (LBA)
  • Escandinavia - Experimento del Mar Báltico (BALTEX)
  • África meridional - Proyecto de análisis multidisciplinario del monzón africano (AMMA)
  • Indopacífico y Asia - Experimento del Monzón Asiático de GEWEX (GAME) - finalizado en 2005
  • Australia - Proyecto de balance hídrico de la cuenca Murray-Darling (MDB)
Pero también:
  • Proyecto Internacional a Escala Continental (GCIP)
  • Proyecto Internacional de Climatología de la Superficie Terrestre por Satélite (ISLSCP)

Los proyectos de CEOP interactuaron con otros proyectos ajenos a GEWEX, como CLIVAR y CLiC.

Resultados

Los resultados de la fase de acumulación incluyen de 15 a 25 años de estudio, se midieron los efectos indirectos de los aerosoles , se compiló un conjunto de datos correlacionados, algunas reducciones en la incertidumbre [ 18 ] GEWEX afirma los siguientes logros: Un conjunto de datos de largo período de nubes , lluvia , vapor de agua , radiación superficial y aerosoles sin indicación de grandes tendencias globales, pero con evidencia de variabilidad regional, modelos que muestran un aumento de la precipitación y mostraron la importancia de factores regionales, como la conservación del agua y del suelo en el cambio climático regional. La Fase I también afirma haber producido más de 200 publicaciones y 15 artículos de revisión.

La cuenca del río Misisipi formó parte de los Proyectos Internacionales a Escala Continental GEWEX y, por lo tanto, se encontraba en una posición privilegiada para el análisis de la Gran Inundación de 1993 ( cuencas de los ríos Misisipi y Rojo ). La coordinación entre las observaciones terrestres y la información satelital permitió un análisis más exhaustivo de los eventos que condujeron a la inundación. Investigadores del Centro de Estudios Océano-Tierra-Atmósfera (COLA) descubrieron que la humedad del suelo aguas arriba y un aumento considerable del flujo de aire húmedo desde el Golfo de México hacia las regiones inundadas fueron factores determinantes en las precipitaciones excesivas. El Estudio Global del Sistema Tierra-Atmósfera (GLASS) brindó a los investigadores de GEWEX la capacidad de observar la humedad del suelo en gran parte de la superficie terrestre, correlacionando las observaciones terrestres con la información obtenida por satélites. Si bien la capacidad de demostrar la causalidad es importante, las diferentes condiciones (humedad del suelo, patrones globales) que propiciaron las anomalías meteorológicas son el foco de la Fase I, que consiste en recopilar información y aprender a utilizar mejor la información satelital.

Mapa de aerosoles de 2006 que muestra un aumento de aerosoles, probablemente debido a incendios, en países en desarrollo.

Uno de los mayores impactos del análisis de aerosoles ha sido la demostración del considerable impacto de los aerosoles antropogénicos, los patrones de humo e incluso las ondulaciones diarias de aerosoles que se pueden observar frente a las costas de algunos países en desarrollo y que se extienden cientos de kilómetros sobre los océanos circundantes. Algunos se han preguntado si esta contaminación por aerosoles es en parte responsable de la sequía prolongada en lugares como el Sahel africano .

Crítica

Una crítica a los datos y predicciones de la Fase de Acumulación es que se necesitan mejores descripciones de errores. La estimación global de la precipitación indica que el rango de confianza es grande en relación con las posibles tendencias . El número de estaciones de detección terrestres (actualmente alrededor de 40) en la BSRN es bastante limitado para la observación global, lo que afectó la medición de aerosoles que son dominantes regionalmente. Las mejores mediciones de la contaminación por aerosoles se obtienen cuando los tipos de nubes se identifican correctamente mediante la observación satelital, por lo tanto, se necesitan mejores estrategias y modelos de detección de nubes para proporcionar los datos en tiempo real más claros. Ciertos proyectos como GCIP permiten que las observaciones a escala continental proporcionen mejores predicciones para las áreas del proyecto; sin embargo, las áreas fuera de estas áreas del proyecto pueden retrasarse en recibir mejoras en los pronósticos. Muchas de las deficiencias en la Fase I son áreas de mejora dentro de los objetivos de la Fase II del proyecto. [ 18 ] Actualmente, los científicos utilizan el Radiómetro de Escaneo de Microondas Avanzado (AMSR-E) de NASA Aqua para evaluar la humedad del suelo desde el espacio. [ 19 ] Sin embargo, excepto para observaciones específicas, los datos satelitales no son útiles para la predicción meteorológica global. El satélite propuesto para medir la humedad del suelo y la salinidad del océano proporcionaría información detallada sobre la humedad del suelo diariamente, lo que podría brindar los datos necesarios para la predicción en tiempo real. [ 20 ]

Segunda fase (2003–2012)

La Fase II, "Implementación Completa" (2003-2012) de GEWEX consiste en "explotar las nuevas capacidades" desarrolladas durante la Fase I, como la nueva información satelital y, cada vez más, los nuevos modelos. Estos incluyen cambios en el balance energético y el ciclo del agua de la Tierra, la contribución de los procesos en la retroalimentación climática, las causas de la variabilidad natural, la predicción de cambios en escalas de tiempo estacionales o anuales, y cómo los cambios impactan los recursos hídricos. La Fase II está diseñada para ser modelos activos que sean útiles para los gestores de recursos regionales en tiempo real. Algunas fases, como el GAME (Experimento del Monzón de Asia de GEWEX), ya se han completado. [ 21 ] GEWEX se ha convertido en un programa paraguas para la coordinación de estudios y experimentos en todo el mundo. Los informes de la Fase I todavía se están produciendo y pasará algún tiempo antes de que estén disponibles los resultados de la segunda fase. El experimento aún está en curso.

Tercera fase (2013–Actualidad)

Paneles

GEWEX cuenta con tres paneles: el Proyecto Coordinado de Observaciones del Ciclo de la Energía y el Agua (CEOP), el Panel de Radiación de GEWEX (GRP) y el Panel de Modelización y Predicción de GEWEX (GMPP).

Proyecto de Observaciones Coordinadas del Ciclo de la Energía y el Agua

El Proyecto de Observaciones Coordinadas del Ciclo de la Energía y el Agua ( CEOP ) es el mayor de los proyectos del panel. Existen varias áreas de proyectos regionales, la mayoría de las cuales están ahora cubiertas por el CEOP.

Áreas

Para CEOP, que estudia el hidroclima del sur de África (AMMA), el área del Mar Báltico (BALTEX), América del Norte (CPPA), Amazonia Oriental (LBA), Cuenca de La Plate (LBB), Asia (MAHASRI), Australia (MDB) y Eurasia Septentrional (NEEPSI). [ 5 ] Además, CEOP coordina el estudio de tipos de regiones, como climas fríos, de gran altitud, monzónicos y semiáridos [ 5 ] y recopila y formula modelos a escala global y regional, incluyendo modelos de superficie terrestre e hidrología superficial. [ 22 ] Dado que GEWEX es una cooperación internacional, puede utilizar información de satélites existentes y planificados.

Objetivos

El proyecto CEOP tiene varios objetivos relacionados con el balance energético y el ciclo del agua. El primero es producir investigaciones más consistentes con mejores definiciones de error. El segundo es determinar mejor cómo el flujo de energía y los ciclos del agua participan en mecanismos de retroalimentación. El tercero es mejorar la predictibilidad de variables importantes y el análisis paramétrico para modelar mejor estos procesos. El cuarto es colaborar con otros proyectos de ciencias hidrológicas para crear herramientas que permitan evaluar las consecuencias de las predicciones y el cambio climático global en los sistemas hídricos. [ 23 ]

Transformación de la radiación que llega a la Tierra. La línea roja indica la radiación que llega a la atmósfera exterior, mientras que el área pintada de rojo es la radiación cuando llega a la superficie. Los aerosoles pueden reducirla aún más.

Panel de radiación GEWEX

El panel de radiación GEWEX ( GRP ) es una organización colaborativa cuyo objetivo es revisar el conocimiento teórico y experimental de los procesos radiativos dentro del sistema climático. [ 24 ] El sesenta por ciento de la energía que llega a la Tierra desde el Sol es transformada por la Tierra. [ 25 ] [ 26 ] Los objetivos de esta colaboración son determinar cómo se transforma la energía a medida que inevitablemente se irradia de vuelta al espacio.

Proyecto de climatología de precipitaciones globales

La tarea del GPCP consistía en estimar la precipitación utilizando satélites globales, incluyendo lugares donde no había personas presentes para tomar mediciones. En segundo lugar, el proyecto tenía como objetivo estudiar la precipitación regional en escalas temporales estacionales e interanuales. A medida que el período de estudio del proyecto se extendió más allá de los 25 años, se añadió un tercer objetivo: analizar la variación a largo plazo, como la causada por el calentamiento global . Además, en un esfuerzo renovado por obtener mejores datos y con más satélites de observación, el GPCP espera comprender mejor la variación de las precipitaciones en escalas temporales de "tiempo" o de períodos de 4 horas a escalas diarias. [ 7 ]

Grupo de Evaluación de Precipitaciones

El Grupo de Evaluación de Precipitación fue asignado por el panel para evaluar datos sobre precipitación, haciendo hincapié en los datos del producto del Proyecto de Climatología de Precipitación Global (GPCP) (proyecto GRP). El GRP se prepara para asimilar datos de los datos de variación diurna del GPCP para una mejor estimación de los productos de precipitación global. [ 7 ] El resultado de 25 años de medición, la tasa de precipitación promedio global es de 2,61  mm por día (aproximadamente 0,1  pulgadas/día) con una incertidumbre de aproximadamente el 1 %. El hallazgo sugiere que no hay una variación significativa en la precipitación media anual. [ 7 ] La variación regional se separó entre tierra y océano, y la variación de la precipitación recibida en tierra fue mayor que en el océano. Los satélites utilizados para entrenar el análisis del conjunto de datos tienen el defecto de no tener mediciones inexactas de llovizna y nieve, y carecen de mediciones en lugares aislados y sobre océanos. Los mapas de precipitación muestran el mayor error absoluto de precipitación sobre los océanos tropicales en regiones con la mayor precipitación estimada. El informe autocritica dos aspectos: la falta de satélites que cruzaran los polos al inicio del estudio y la incapacidad de correlacionar información nueva con información antigua (mediciones terrestres). Las tendencias observadas en el conjunto de datos se consideraron insignificantes con respecto a cuestiones como el calentamiento global, pero se destacaron algunas tendencias positivas en la región del Indopacífico (Golfo de Bengala e Indochina) y tendencias negativas en el sur de África central .

Uno de los objetivos de GEWEX es monitorizar la radiación que se libera en la parte superior de la atmósfera y modelar cómo fluye la energía desde la superficie terrestre de vuelta al espacio.

Proyecto de presupuesto de radiación superficial

El proyecto SRB, financiado por NASA/GEWEX, realizó mediciones de radiación global para determinar los flujos de energía radiativa. La energía proveniente del sol incide en la atmósfera, se dispersa, forma nubes y se refleja en la Tierra o el agua, donde el calor y la luz se irradian de vuelta a la atmósfera o al espacio. Cuando el agua incide sobre ella, la superficie calentada puede evaporarse, transportando energía de regreso al espacio mediante la formación de nubes y la lluvia. El proyecto SRB midió estos procesos registrando los flujos en la superficie terrestre, en la parte superior de la atmósfera, con radiación de onda corta (SW) y de onda larga (LW).

Red de radiación superficial de referencia

Al inicio del proyecto GEWEX, la información sobre cómo se redistribuía la radiación, tanto horizontal como verticalmente, era insuficiente.

BSRN es un sistema global de menos de 40 dispositivos de medición de radiación ampliamente distribuidos, diseñados para medir los cambios en la radiación en la superficie terrestre. La información obtenida se almacena en el Centro Mundial de Monitoreo de Radiación (WRMC) de la ETH (Zúrich). [ 27 ]

Proyecto Global de Climatología de Aerosoles

Establecido por el Programa de Ciencias de la Radiación (NASA) y GEWEX en 1998 para analizar datos satelitales y de campo para determinar la distribución de aerosoles, cómo se forman, transforman y transportan. [ 28 ]

Proyecto de evaluación de la nube de GEWEX

La evaluación de nubes de GEWEX fue iniciada por el Panel de Radiación de GEWEX (GRP) en 2005 para evaluar la fiabilidad de los productos de datos de nubes globales a largo plazo disponibles, con especial énfasis en ISCCP. [ 29 ]

Panel de Modelado y Predicción de GEWEX

El panel de modelado y predicción de GEWEX ( GMPP ) se encarga de encontrar mejores maneras de utilizar los datos de otros proyectos y agencias. Supervisa el Estudio de la Capa Límite Atmosférica de GEWEX (GABLS), el Estudio del Sistema de Nubes de GEWEX (GCSS) y el Estudio del Sistema Global Tierra/Atmósfera (GLASS). El forzamiento climático es un proceso de estudio que observa la contribución de eventos irregulares, como erupciones volcánicas, calentamiento por gases de efecto invernadero, variación solar, fluctuaciones en la órbita terrestre y variaciones a largo plazo en la circulación oceánica. El GMPP aprovecha estas perturbaciones naturales para probar modelos desarrollados que deberían predecir qué sucede con los balances globales de energía y agua ante dichas perturbaciones.

Estudio de la capa límite atmosférica de GEWEX

El Estudio de la Capa Límite Atmosférica de GEWEX ( GABLS ) es una incorporación reciente a GEWEX. El objetivo del estudio es comprender las propiedades físicas de las capas límite atmosféricas para desarrollar mejores modelos que incluyan su representación.

Estudio del sistema de nube GEWEX

La tarea del Estudio de Sistemas Nubosos de GEWEX ( GCSS ) es individualizar el modelado para diferentes tipos de sistemas nubosos. GCSS identifica 5 tipos de sistemas nubosos: capa límite, cirros, capa extratropical, convección precipitante y polar. Estos sistemas nubosos suelen ser demasiado pequeños para ser racionalizados en modelos climáticos a gran escala, lo que resulta en un desarrollo inadecuado de ecuaciones y, por consiguiente, en una mayor incertidumbre estadística en los resultados. Para racionalizar estos procesos, el estudio observa sistemas nubosos en posiciones fijas en la Tierra con el fin de estimar mejor sus parámetros. Estas cuatro áreas son: Azores y Madeira, Barbados, Pacífico Occidental Ecuatorial y Trópicos del Atlántico. La recopilación inicial de datos está completa; los métodos desarrollados para observaciones terrestres y aéreas pueden compararse con observaciones satelitales para crear mejores modelos de identificación de sistemas nubosos a escalas menores.

Estudio global del sistema tierra/atmósfera

El Estudio Global del Sistema Tierra-Atmósfera ( GLASS ) busca comprender el impacto de los parámetros de la superficie terrestre en la atmósfera. Los cambios en la tierra, como resultado de actividades naturales y humanas, pueden alterar el clima local y afectar la formación de vientos y nubes.

Crítica

El período de la Oscilación del Atlántico Norte dura varias veces más que la duración del marco temporal propuesto para el estudio GEWEX.

El proyecto GEWEX lleva más de 30 años en funcionamiento, y si bien algunas oscilaciones climáticas son cortas, como El Niño, otras duran décadas, como la Oscilación del Atlántico Norte. [ 30 ] Algunos han propuesto extrapolar información anterior a GEWEX utilizando nueva información y mediciones tomadas con tecnología anterior a GEWEX. [ 13 ] [ 31 ] El proyecto MAGS, ubicado en el noroeste de Canadá, utilizó las experiencias tradicionales de los pueblos indígenas. [ 32 ] Además, en otras partes del estudio GEWEX, estas oscilaciones son un aspecto del forzamiento climático, que permite probar predicciones y modelos. Este modelado puede complicarse por el hecho de que la Oscilación del Atlántico Norte está cambiando de estado (véase el gráfico) a medida que los efectos del calentamiento global se vuelven más prominentes. Por ejemplo, en 2006 y 2007 se produjo una de las disminuciones más drásticas del hielo marino del Ártico, una disminución que fue en gran medida imprevista y que puede cambiar el albedo de finales de verano en el hemisferio norte. En 2008, la disminución de la extensión del hielo marino se ha ralentizado con respecto a la tendencia de años anteriores, y los investigadores habían pronosticado un fuerte evento de La Niña para finales de 2007 y 2008. [ 33 ] Sin embargo, inesperadamente, las temperaturas superficiales en el Pacífico Oriental ya han comenzado a elevarse hasta alcanzar los rangos de temperatura de El Niño, lo que indica que el evento de La Niña podría terminar inesperadamente. Con esto, la pérdida de hielo marino del Polo Norte ha comenzado a acelerarse de nuevo hacia la tendencia anterior. Estos cambios rápidos e inesperados en los eventos que forzan el clima sugieren que los modeladores deben incluir parámetros como las termoclinas de temperatura oceánica, la acumulación de energía en los océanos tropicales, la extensión del hielo marino en las regiones polares, la retracción del hielo glaciar terrestre en Groenlandia y la remodelación del hielo laminar y de las plataformas de hielo en la Antártida. Cuando múltiples factores climáticos actúan simultáneamente y uno de ellos acaba predominando, la falta de precedentes en estudios previos sobre confluencias similares, así como el desconocimiento de la incertidumbre de los cambios bruscos en los sistemas oceánicos y atmosféricos, pueden afectar la capacidad de generar modelos y predicciones precisos. Además, la dispersión de los puntos de muestreo para monitorizar indicadores clave en un escenario común puede resultar inútil durante una oscilación en la que el flujo energético se desplaza a una región no monitorizada, de modo que la magnitud de dicho desplazamiento no se puede calcular.

Anomalías en abril de 2008. Nótese que, mientras que los trópicos del Pacífico central están bajo el fenómeno de La Niña, el Pacífico oriental se está calentando.

Un ejemplo de anomalías que influyen en el clima podría usarse para describir los eventos de 1998 a 2002, un fuerte ciclo de El Niño/La Niña. El inicio del ciclo puede verse influenciado por el calentamiento global, que facilitó un mayor aumento de agua cálida en los trópicos, con la suficiente rapidez como para que la termoclina lo tolerara. Una termoclina es una caída brusca de temperatura en profundidad; varía a lo largo del año, con la ubicación y durante largos períodos de tiempo. A medida que aumenta la profundidad de la termoclina, son más probables los eventos de El Niño; sin embargo, durante el pico del evento, la energía se disipa y la profundidad de la termoclina disminuye, posiblemente por debajo de los niveles normales, por lo que puede resultar un fuerte evento de La Niña. Se cree que los océanos del mundo, particularmente las profundidades del Atlántico, son un sumidero de CO₂ que se adsorbe en las regiones polares; a medida que esto se acumula en el Pacífico, el afloramiento y el calentamiento del agua pueden llevar a la superficie aguas ricas en CO₂ atrapadas en las capas frías y presurizadas del fondo . Se producen aumentos locales de CO₂ que permiten una mayor retención de calor; La Niña puede ser leve o abortada prematuramente. Sin embargo, si el retorno de la termoclina tiene suficiente impulso, podría impulsar un evento de La Niña fuerte que dure algunos años. No obstante, el enfriamiento rápido en el Ártico puede permitir una mayor retención de CO₂ y compensar la liberación de CO₂ durante La Niña en un área específica. La Anomalía Decadal del Pacífico (PDA, véase la imagen) puede influir en la fuente, la dirección o el impulso del ascenso del componente de agua fría de la termoclina. [ 34 ] La extensión y la duración de la PDA aún son impredecibles, y sus efectos moduladores sobre los patrones de El Niño/La Niña solo pueden ser objeto de especulación. Estas incógnitas afectan la capacidad de los modeladores climáticos para predecir e indican que los modelos de forzamiento climático necesitan una muestra de datos más amplia y precisa para ser predictivos.

Los científicos aún no saben cuál de estos ciclos determina el inicio de las edades de hielo y los períodos interglaciales, si nos dirigíamos hacia una edad de hielo o dentro de 50.000 años, ver ciclos de Milankovitch.

También existen ciclos a largo plazo; la mini era glacial que precedió al período cálido medieval pudo haber sido una transición a una era glacial. La última era glacial duró desde hace aproximadamente 130 000 años hasta el inicio del Holoceno. Esta era glacial pudo haber sido interrumpida por otros factores, incluido el calentamiento global. Se cree que este estancamiento de los ciclos a largo plazo fue un factor en el período Dryas, un calentamiento interrumpido por impactos superficiales de origen extraterrestre que pudo haber ocurrido durante cientos de años. Sin embargo, los efectos invernadero antropogénicos y los cambios en los patrones de insolación pueden tener efectos impredecibles a largo plazo. La reducción del hielo glaciar en las masas terrestres puede causar rebotes isostáticos y afectar a los terremotos y al vulcanismo en una amplia gama. El aumento del nivel del mar también puede afectar a los patrones, como se observó en Indonesia: la simple perforación de un pozo de gas en el lugar equivocado pudo haber desencadenado un volcán de lodo, y existen indicios de que esto podría preceder a la formación de una nueva caldera volcánica. A muy largo plazo, se desconoce el efecto de los procesos geotérmicos y volcánicos sobre la temperatura de la corteza terrestre. Se desconoce cómo influye esto en los eventos climáticos de magnitud impredecible.

Las críticas a GEWEX se centran en los resultados actuales, que han aportado mucha más información sobre la modelización climática, lo que ha generado críticas. El enfoque principal de la modelización estaba previsto originalmente para la Fase II, cuyos resultados se publicarán en cuatro años. Una de las principales críticas a la Fase I de GEWEX se refería a las mediciones terrestres, que ahora están aumentando. Otra crítica importante es la incapacidad de registrar eventos de lluvia decenales, eventos que suelen ocurrir en pocas horas. Por lo tanto, un mayor número de mediciones que documenten periodos de tiempo más cortos podría proporcionar datos esenciales para un conjunto de datos casi continuo. En consecuencia, la Fase II se centra principalmente en la modelización, con la incorporación de más datos, tal como se consideró que faltaban en la Fase I. Muchas de las críticas anteriores podrían subsanarse con mejores datos, que requieren mejores modelos, incluyendo la insolación y los cambios en la reflexión. El problema de la variación en las corrientes oceánicas, en particular con respecto a las profundidades de la termoclina, exige una mayor investigación oceanográfica como parte del proyecto, al igual que la pérdida de hielo y los cambios climáticos en los bordes del hielo.

Referencias

  1. ↑ "GEWEX News Vol. 22, No. 3, agosto de 2012" (PDF) . Archivado (PDF) del original el 16 de abril de 2021. Consultado el 3 de mayo de 2019 .
  2. 1 2 3 4 Acerca de GEWEX Archivado el 7 de abril de 2015 en Wayback Machine , Experimento Global del Ciclo de Energía y Agua, Programa Mundial de Investigación Climática, Fecha de acceso 22 de junio de 2008
  3. ↑ La NASA es el principal patrocinador de IGPO.
  4. ↑ Oficina Internacional del Proyecto GEWEX (IGPO) Archivado el 9 de mayo de 2008 en Wayback Machine GEWEX WCRP
  5. 1 2 3 4 "Proyecto de Observaciones Coordinadas del Ciclo de Energía y Agua" . Archivado del original el 16 de agosto de 2019. Recuperado el 22 de junio de 2008 .
  6. ↑ (CPPA integra lo que antes era GEWEX American Prediction Project - GAPP y Climate Variability and Predictability, US CLIVAR). Oficina del Programa Climático. Archivado el 13 de febrero de 2012 en Wayback Machine , Administración Nacional Oceánica y Atmosférica.
  7. 1 2 3 4 Gruber A y Levizzani V. Evaluación de productos de precipitación global Archivado el 18 de julio de 2008 en Wayback Machine Un proyecto del Programa Mundial de Investigación Climática Experimento del Ciclo Global de Energía y Agua (GEWEX) Panel de Radiación, WCRP-128 OMM/TD-No. 1430, mayo de 2008
  8. ↑ Kandel RS (febrero de 1990). "Observación satelital del balance de radiación terrestre y las nubes". Space Science Reviews . 52 ( 1–2 ): 1–32 . Bibcode : 1990SSRv...52....1K . doi : 10.1007/BF00704238 . S2CID 123579215 . 
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  • Sitio web oficialEdita esto en Wikidata
  • Años del monzón asiático 2007-2012 Archivado el 14/05/2008 en Wayback Machine
  • El experimento de investigación y predictibilidad del Sistema de Observación Hemisférico
  • Predicciones en cuencas sin datos de aforo
  • Estudios regionales integrados sobre el monzón
  • Proyecto GEWEX sobre la humedad del suelo 2
  • Proyecto Internacional de Climatología de Nubes por Satélite ( ISCCP )
  • Sistema hidrometeorológico para el automonitoreo del monzón ISV
  • Proyecto del Sistema Mundial del Agua
  • Experimento Global del Ciclo de la Energía y el Agua (GEWEX): Proyecto Internacional a Escala Continental: Revisión de los Progresos y las Oportunidades - un libro electrónico gratuito