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La atmósfera superior se enfría a velocidad de vértigo

La atmósfera superior se está enfriando diez veces más deprisa que el calentamiento de la superficie del planeta: el cambio afecta a los vientos, la temperatura del mar, a la presión atmosférica y al hielo marino antártico.

La atmósfera superior, situada a unos 90 km sobre la Antártida, se está enfriando a un ritmo diez veces más rápido que el calentamiento promedio en la superficie del planeta, ha descubierto una investigación liderada por la Universidad de Tasmania.

Desde la década de 1990, los científicos de la estación de investigación Davis de Australia han tomado más de 600.000 mediciones de las temperaturas en la atmósfera superior sobre la Antártida.

Se han valido de instrumentos ópticos sensibles llamados espectrómetros para analizar el brillo infrarrojo que irradian las llamadas moléculas de hidroxilo: existen en una capa delgada situada a unos 87 km sobre la superficie de la Tierra.

Este «brillo de aire» permite medir la temperatura en esta parte de la atmósfera, explica el autor principal de la investigación, John French, en un artículo publicado en The Conversation.

Los resultados muestran que, en la alta atmósfera sobre la Antártida, el dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero no tienen el efecto de calentamiento que tienen en la atmósfera inferior (al chocar con otras moléculas). En cambio, el exceso de energía se irradia al espacio, causando un efecto de enfriamiento.

La investigación ha determinado esta velocidad de enfriamiento: durante 24 años, la temperatura de la atmósfera superior se ha enfriado en aproximadamente 3ºC, es decir, a un ritmo de 1.2ºC por década. Eso es, aproximadamente, un ritmo diez veces mayor que el calentamiento promedio en la atmósfera inferior, que ha sido, aproximadamente, de 1.3ºC durante todo el siglo pasado, destaca French.

En declaraciones a la revista Cosmos, John French y Andrew Klekociuk, ambos de la División Antártica Australiana, explican por qué ocurre esto.

Aunque la mayor parte de la atmósfera es transparente a la radiación que emite la actividad humana y permite su disipación, el CO2, cada vez más presente, no lo es.

En consecuencia, el CO2 provoca que esa radiación aumente la energía cinética del aire y la temperatura en la superficie terrestre. Sin embargo, como la atmósfera superior tiene una densidad mucho menor, la energía puede disiparse y provoca el enfriamiento.

A medida que aumentan las concentraciones de CO2 en la atmósfera, más se calienta la atmósfera inferior y más se enfría la atmósfera superior.

Desenredando señales naturales

Los investigadores destacan también que esos procesos influyen el ciclo estacional (más cálido en invierno, más frío en verano) y en el ciclo de actividad de 11 años del Sol (que involucra períodos solares más tranquilos e intensos) en la mesosfera.

Durante su investigación, los científicos descubrieron un ciclo natural no identificado previamente en la atmósfera polar superior, consecuencia posible de estos cambios atmosféricos.

Se trata de un ciclo de cuatro años al que han llamado Oscilación Cuasi-Cuadrienal (QQO), durante el cual las temperaturas varían entre 3ºC y 4ºC en la atmósfera superior.

Todavía no se sabe qué impulsa esa oscilación, pero los investigadores señalan que afecta a los vientos, las temperaturas de la superficie del mar, a la presión atmosférica y a las concentraciones de hielo marino alrededor de la Antártida.

Nubes ‘brillantes de noche’

Otra observación de esta investigación se refiere a cómo las temperaturas de enfriamiento están afectando la aparición de nubes noctilucentes o «brillantes de noche». Son nubes muy raras que se producen a una altitud de aproximadamente 80 km en las regiones polares durante el verano.

Se componen de cristales de hielo y requieren temperaturas alrededor de menos 130ºC para formarse. Su aumento representa un claro indicio del cambio climático, ya que un mayor enfriamiento de la atmósfera superior propicia su aparición: se están volviendo más brillantes y extendidas en el hemisferio norte.

 

Referencias

Analysis of 24 years of mesopause region OH rotational temperature observations at Davis, Antarctica – Part 1: long-term trends. W. John R. French et al. Atmos. Chem. Phys., 20, 6379–6394, 2020. DOI:https://doi.org/10.5194/acp-20-6379-2020

Analysis of 24 years of mesopause region OH rotational temperature observations at Davis, Antarctica – Part 2: Evidence of a quasi-quadrennial oscillation (QQO) in the polar mesosphere. W. John R. French et al. Atmos. Chem. Phys., 20, 8691–8708, 2020. DOI: https://doi.org/10.5194/acp-20-8691-2020

 

Foto:  Nubes de ‘noche brillante’ vistas desde la estación de Davis en la Antártida en 1998. Crédito: John French.

RedacciónT21

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