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Una comparación estacional inter-hemisférica de amplificación polar utilizando forzamiento radiativo de un experimento basado en cuadruplicar la concentración de CO2 en la atmósfera

 

Artículo publicado en Annales Geophysicae ANGEO cover (pulse enlace)

 

Autores:

Fernanda Casagrande1, Ronald Buss de Souza2, Paulo Nobre1, and Andre Lanfer Marquez1

  • 1Earth System Numerical Modeling Division, National Institute for Space Research (INPphE), 12630-000 Cachoeira Paulista, Sao Paulo, Brazil
  • 2Earth System Numerical Modeling Division, National Institute for Space Research (INPE), 12227-010 José dos Campos, Brazil

Correspondence: Fernanda Casagrande (Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.)

 

 

Las simulaciones climáticas numéricas del Modelo Brasileño del Sistema Terrestre (BESM) se utilizan aquí para investigar la respuesta de las regiones polares a un aumento forzado de CO2 (Abrupt-4 × CO2) y se comparan con la fase 5 del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados (CMIP5) y 6 (CMIP6).

El objetivo principal es investigar la estacionalidad del calentamiento superficial y vertical, así como los procesos acoplados subyacentes a la amplificación polar, como los cambios en la capa de hielo marino.

Las regiones polares se describen como las áreas climáticamente más sensibles del globo, con un aumento del calentamiento que ocurre durante las estaciones frías. La asimetría entre los dos polos está relacionada con la inercia térmica y los procesos acoplados océano-atmósfera involucrados.

Mientras que en las latitudes altas del norte la señal de calentamiento amplificada se asocia con una retroalimentación positiva del albedo de la nieve y el hielo marino, para las latitudes altas del sur el calentamiento está relacionado con una combinación de agotamiento del ozono y cambios en el patrón del viento.

Los experimentos numéricos llevados a cabo aquí demostraron una evidencia muy clara de la estacionalidad en la respuesta de amplificación polar, así como la vinculación con los cambios del hielo marino. En invierno, para las latitudes altas del norte (latitudes altas del sur), el rango de calentamiento polar simulado varió de 10 a 39 K (−0,5 a 13 K). En verano, para las latitudes altas del norte (latitudes altas del sur), el calentamiento simulado varía de 0 a 23 K (0,5 a 14 K).

Los perfiles verticales de temperatura del aire indicaron un calentamiento más fuerte en la superficie, particularmente para la región ártica, lo que sugiere que la retroalimentación del albedo-hielo marino se superpone con el calentamiento causado por el transporte meridional de calor en la atmósfera.

La latitud del calentamiento máximo se correlacionó inversamente con los cambios en el hielo marino dentro de la ejecución de control del modelo. Se identificaron tres modelos climáticos con alta amplificación polar para la estación fría del Ártico (DJF): IPSL-CM6A-LR (CMIP6), HadGEM2-ES (CMIP5) y CanESM5 (CMIP6).

Para la Antártida, en la estación fría (JJA), los modelos climáticos identificados con alta amplificación polar fueron IPSL-CM6A-LR (CMIP6), CanESM5 (CMIP6) y FGOALS-s2 (CMIP5).

La gran disminución de la concentración de hielo marino es más evidente en modelos con gran amplificación polar y para el mismo rango de latitud (75–90 ° N). Además, encontramos, para modelos con calentamiento mejorado, cambios expresivos en la amplitud anual del hielo marino con condiciones excepcionales sin hielo de mayo a diciembre (EC-Earth3-Veg) y de junio a diciembre (HadGEM2-ES).

Sugerimos que el gran sesgo encontrado entre los modelos puede estar relacionado con las diferencias en cada modelo para representar el proceso de retroalimentación y también como consecuencia de cada condición inicial distinta del hielo marino. El fenómeno de amplificación polar se ha observado anteriormente y se espera que se intensifique en las próximas décadas. Las consecuencias para la circulación atmosférica y oceánica todavía están sujetas a un intenso debate en la comunidad científica.


Casagrande, F., Buss de Souza, R., Nobre, P. y Lanfer Márquez, A .: Una comparación estacional inter-hemisférica de amplificación polar usando forzamiento radiativo de un experimento de CO2 cuadruplicado, Ann. Geophys., 38, 1123–1138, https://doi.org/10.5194/angeo-38-1123-2020, 2020.