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olas de calor marinas

  • Olas de calor en el norte de América y de frío en España: las consecuencias del calentamiento del Polo Norte

    Shutterstock / ImageBank4u

    Hace una semana se alcanzaban temperaturas cercanas a los 48℃ en Vancouver (Canadá), 42℃ en Seattle, 44℃ en Portland (EE. UU.) y temperaturas similares en toda esa región de paisajes verdes y húmedos. Estas temperaturas son típicas de los desiertos cercanos a las líneas de los trópicos, Arabia, Irán y el valle de la Muerte, en California, donde en 2020 se alcanzaron los 54 grados.

    Se había formado sobre la zona una estructura de bloqueo en omega (por la letra mayúscula griega Ω) del chorro polar. Y esa estructura había atrapado y bloqueado durante días un centro de alta presión, que, como el anticiclón de las Azores cerca de España, introdujo aire muy cálido allí. Aire que, siguiendo la ecuación de los gases perfectos, aumenta su temperatura cuando aumenta su presión.

    El chorro polar en color morado. Se observa la estructura en omega sobre el noroeste de los EE. UU. GrADS-Cola/Universidad George Mason

    El chorro polar en color morado. Se observa la estructura en omega sobre el noroeste de los EE. UU. GrADS-Cola/Universidad George Mason

    Las olas de calor están ocurriendo en los EE. UU. con una frecuencia tres veces mayor estos años recientes de lo que ocurrían en los 60 del siglo pasado, y su extensión geográfica sobre tierra es hoy 1,25 veces más grande.

    Este año, durante el invierno, se ha registrado la menor extensión de hielo en el Ártico desde que tenemos registros de satélite. Y este verano, esa extensión es tan pequeña como en 2012 (la mínima registrada en esta estación) y probablemente se reducirá aún más. El Polo Norte está muy caliente.

    Las corrientes de aire que controlan el clima

    Todo el tiempo atmosférico en las zonas templadas del planeta está controlado por los dos chorros polares, uno por hemisferio. Son unos ríos poderosos de aire, de una anchura de unos mil kilómetros y una profundidad de unos 3 000 metros, que circulan a una altitud de cerca de 11 000 metros sobre el nivel del mar, rodeando la Tierra.

    Estos ríos se forman por la diferencia de temperaturas entre la zona tropical y las regiones polares, siguiendo la ecuación de la aceleración térmica del viento en altura, que combina esta diferencia de temperaturas con el giro de la Tierra: el aire se acelera según asciende en la atmósfera, sobre la zona de máximo gradiente en latitud de temperaturas.

    En invierno, ese punto de máximo gradiente se situaba, en la mitad del siglo XX, en la latitud de Marruecos, aquí. En la del norte de México en América. En verano, al calentarse la región polar, el punto se desplazaba en latitud hacia el norte, hacia el sur de Inglaterra, o la frontera entre los EE. UU. y Canadá.

    En invierno el gradiente era fuerte, y el chorro, como un río de montaña, se movía casi sin meandros. En verano el gradiente se debilitaba, y el río hacía ligeros meandros que mantenían el anticiclón de Azores, con alguna que otra invasión de aire del norte que generaba tormentas. Las invasiones grandes ocurrían según se desplazaba el chorro hacia el sur, arrastrando aire del norte en altura sobre el Mediterráneo: las gotas frías.

    El calentamiento del Polo Norte

    Hoy el Polo esta muy caliente. La situación de invierno equivale a la de hace décadas de verano. La situación de punto de máximo gradiente en verano se sitúa sobre Escocia, o entre la frontera entre Canadá y los EE. UU. y Alaska. Y el gradiente esta muy debilitado, porque con el Polo caliente, la diferencia de temperaturas con los trópicos es pequeña. La temperatura del Polo ha aumentado, pero la de los trópicos se mantiene porque allí que hay mucha agua: el calentamiento produce más evaporación, pero no aumenta la temperatura.

    Un gradiente pequeño produce un río de aire débil, con enormes meandros. Por eso se ha generado esa cúpula de calor en la frontera entre la Columbia Británica en Canadá y los estados de Washington y Oregón en los EE. UU. Por eso tenemos en España semanas de calor, con calima, es decir, viento que viene cargado de polvo del Sáhara, seguidas por semanas de aire fresco del norte y noroeste, como las semanas del 14 al 20 de junio y del 21 al 27 de junio. Algo similar ocurre en los inviernos, con semanas cálidas, “raras para ser febrero” y semanas heladas.

    El gradiente de temperaturas según la temperatura del polo. Antonio Ruiz de Elvira, Author provided

    Estos son los efectos del calentamiento de las regiones polares del hemisferio norte.

    Pero, ¿cuál es la causa de este calentamiento?

    Seguro que lo han adivinado: el cambio climático, el calentamiento global producido por las emisiones salvajes de CO₂. Los combustibles fósiles nos han dado una riqueza inimaginable, pero esa riqueza no es más que disponibilidad de energía. Hemos gastado en 200 años la que el planeta había empleado 30 millones en acumular. Aunque mucha de esa se perdió, estamos viviendo ahora unas 1 000 veces mejor que antes del año 1800.

    Pero todo tiene su precio, y el precio de esta riqueza es el calentamiento del planeta. Un calentamiento pequeño en términos de grados centígrados, pero inmenso en términos de kilovatios hora añadidos a los océanos, al suelo y a los hielos.

    Sabemos que tenemos que frenar ese calentamiento, detener el cambio climático. Y da la casualidad de que tenemos todas las herramientas necesarias para hacerlo. ¡Pero no lo estamos haciendo!

    Curva de Keeling de concentración de CO₂ desde 1956 hasta hoy. Institución de Oceanografía Scripps

    La curva de aumento de la concentración de CO₂ ha seguido invariable a pesar de la pandemia. Los países del globo se comprometieron en París a reducir las emisiones, pero ha quedado en papel mojado.

    Hay una tremenda resistencia al cambio por parte de las personas. Es esto lo que debemos mejorar.

    Fuente: Antonio Ruiz de Elvira Serra Catedrático de Física Aplicada, Universidad de Alcalá

  • ¿Por qué los portales de los edificios están más frescos que las propias viviendas?

    4 - 5 minutos

    Comienza el verano y, al llegar a casa, muchos percibimos lo frescos que están nuestros portales. Durante una ola de calor esta diferencia térmica es aún más perceptible, hasta el punto de que casi desearíamos poder dormir ahí. Este fenómeno puede deberse a distintas causas pero, pese a la singularidad de cada portal, existen algunas características comunes a la mayoría.

    En primer lugar, el portal suele ser un lugar más sombrío. Gracias a su posición en la planta baja, a menudo cuenta con elementos propios que arrojan sombra. Por ejemplo, soportales, voladizos para proteger de la lluvia, o las terrazas de pisos superiores. Estos elementos impiden la incidencia de la radiación solar, lo que hace disminuir la temperatura en su interior.

    Además, estos espacios pueden contar con otros elementos que arrojen sombra que no pertenecen al propio edificio: otros edificios cercanos, árboles, o mobiliario urbano, entre otros. Estos obstáculos remotos ayudan en verano a bajar la temperatura de estos accesos, sin sombrear habitualmente las partes superiores de los edificios.

    Existen otros espacios o elementos en contacto con la entrada principal del edificio. Un ejemplo es el terreno, si no existe sótano (que suele ser térmicamente más estable durante todo el año). También pueden existir locales no habitables (trasteros, cuartos de contadores, salas de calderas –sin funcionar en verano– y garajes). Pueden darse a su vez locales acondicionados en horario de comercio (por ejemplo, tiendas comerciales). Todos ellos ayudan a su atemperación.

    Durante el día no solemos estar en casa, por lo que no la refrigeramos. Incluso al salir solemos dejar las ventanas abiertas para ventilar, por lo que se nos cuela el aire caliente del exterior. Esto hace que suba su temperatura considerablemente.

    Por otra parte, las entradas a los edificios suelen revestirse con materiales nobles. Esta decoración, bastante extendida, se suele hacer con materiales pétreos o cerámicos, como azulejos y mármoles. Esto también afecta a la temperatura general del acceso al edificio, y lo mantiene más fresco.

    El efecto chimenea

    Otro efecto que influye claramente en la temperatura de estos espacios es el efecto chimenea provocado por los huecos de escalera.

    Como el aire caliente es más ligero que el aire frío, escapa por el hueco de la escalera, subiendo a plantas superiores. Así se produce una acumulación de calor en las capas más altas de aire (estratificación). Si este aire sube, se produce una entrada de aire por las plantas inferiores. El aire fresco entra por la puerta principal u otros accesos desplazando al aire cálido y manteniendo el portal fresco durante más tiempo.

    Al no tener contacto directo con superficies soleadas durante largos periodos de tiempo, estos espacios no acumulan calor suficiente en sus superficies que puedan radiar al interior.

    Un efecto secundario del aislamiento

    Suelen producirse transferencias térmicas de una vivienda a otra. Las viviendas antiguas no suelen estar bien aisladas entre ellas. Sin embargo, sí suelen estar mejor aisladas frente a espacios no habitables. Esto repercute en que el frescor del acceso del edificio no pase a las viviendas con tanta facilidad.

    Otros efectos más complejos, sean antropogénicos o no, son los eventos meteorológicos extremos (olas de calor) o el efecto isla de calor urbana, que suelen aumentar las diferencias térmicas entre espacios.

    ¿Un refugio climático?

    Los espacios de acceso a los edificios residenciales (los portales o zaguanes) reúnen una serie de factores que los hacen sensiblemente más frescos que el resto del edificio.

    Por ello, podríamos usarlos como refugios climáticos. Muchos de estos accesos podrían utilizarse por personas vulnerables al calor. En concreto, serían especialmente útiles a determinadas horas centrales del día, o ante olas de calor.

    Las personas vulnerables pueden aliviar su fatiga y estrés térmico descansando o parando su actividad durante unos minutos. Así, los portales se aprovecharían, dándoles más vida. No en vano, estos espacios de acceso, anteriormente lugares de encuentro y reunión social vecinal, son tratados en los últimos tiempos de individualismo y movilidad social apenas como los no lugares de los edificios residenciales.

    Con esta nueva función, los espacios de acceso podrían contribuir a la salud pública, convirtiéndose en salas frescas, tan agradables y necesarias en estos periodos de calor sofocante.

     

    Fuente: The Conversation María Teresa Cuerdo Vilches,Dra. Arquitecta. Investigadora, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc - CSIC)

  • Científicos exploran los factores que impulsan las olas de calor marinas en el Atlántico noroccidental

    Al igual que ocurre con el calor excesivo en tierra, las temperaturas del agua del océano pueden ser extremadamente cálidas durante un período prolongado. Estos eventos, similares a sus homólogos terrestres, se conocen como olas de calor marinas, o MHWs. Las temperaturas anormalmente altas del océano tienen un impacto significativo en los ecosistemas marinos, por ejemplo, contribuyendo al colapso de la pesca. Las temperaturas anormalmente altas del océano tienen un impacto significativo en los ecosistemas marinos, por ejemplo, contribuyendo al colapso de la pesca de bacalao en el Atlántico noroccidental.  Las olas de calor marinas han aumentado en duración e intensidad a escala mundial debido al calentamiento antropogénico. Para desarrollar predicciones útiles de estos eventos, es necesario comprender mejor los procesos responsables del desarrollo de las olas de calor marinas. 

    En un estudio publicado recientemente en Frontiers in Marine Science, los autores Robert Schlegel, Eric Oliver y Ke Chen investigaron los factores atmosféricos y oceánicos que impulsan la aparición y desaparición de las MHW en la plataforma continental del Atlántico noroccidental. Las variables de forzamiento que inducen los cambios de temperatura de la capa mixta superficial del océano incluyen el flujo de calor aire-mar, la advección horizontal del océano y otros procesos físicos adicionales. Los autores construyeron una serie temporal de las variables de forzamiento y la TSMa (Anomalías de la Temperatura Superficial del Mar) a lo largo de los eventos de MHWs de 1993-2018. Examinaron las relaciones entre el flujo de calor aire-mar y la TSMa y descubrieron que el flujo de calor latente es el impulsor más común de la aparición de MHWs, junto con el cambio de la profundidad de la capa mixta. Los procesos oceánicos son dominantes en la descomposición de las MHW. Un análisis adicional de mapas auto-organizados (SOM) reveló tres patrones primarios a escala sinóptica durante las MHWs (sistemas ciclónicos de baja presión en otoño-invierno, bloqueos anticiclónicos de alta presión en primavera-verano, y bloqueos suaves pero duraderos en verano) y proporcionó un punto de partida sólido para futuras investigaciones sobre las relaciones entre los impulsores atmosféricos del flujo de calor aire-mar y la formación de MHWs.

     

     Fuente: Publicado: 14 de marzo de 2021

  • El Mediterráneo ha experimentado temperaturas del mar récord este verano: esto podría arrasar con la vida marina

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    Los arrecifes de coral mediterráneos sostienen diversos ecosistemas, su pérdida sería catastrófica. Damsea/Shutterstock

     

    El océano sostiene toda la vida en nuestro planeta. Proporciona alimentos para comer y oxígeno para respirar, mientras juega un papel clave en la moderación de nuestro clima. Pero la vida marina está cada vez más amenazada por el cambio climático. El océano se está calentando considerablemente, lo que afecta su capacidad para sustentar la vida.

    Las temperaturas tan elevadas observadas en todo el Mediterráneo este año son indicativas del aumento de las temperaturas globales. Está previsto que esto continúe durante el próximo siglo, dependiendo de la cantidad de CO₂ que sigamos emitiendo.

    La Agencia Internacional de la Energía informó que las emisiones globales de CO₂ relacionadas con la energía aumentaron un 6 % en 2021 hasta su nivel más alto jamás visto.

    El Mediterráneo ha estado sujeto a intensas condiciones térmicas en los últimos años. Esto ha dado un paso más severo este año, con temperaturas del mar que alcanzaron un récord de 30,7°C frente a Córcega.

    Una ola de calor marina se define como un período prolongado de temperaturas del mar anormalmente altas, en relación con el promedio estacional. Se han duplicado en frecuencia desde la década de 1980.

    Debido a la demora entre la realización y la publicación del trabajo ecológico, el estudio más completo que tenemos sobre las olas de calor marinas en el Mediterráneo cubre el período 2015-2019.

    El estudio encontró que las temperaturas del mar registradas en el Mediterráneo durante el período fueron las más altas desde que comenzó el registro en 1982. De casi mil estudios de campo realizados, los investigadores encontraron que el 58% de ellos contenían evidencia de la mortalidad generalizada de la vida marina, estrechamente vinculada a periodos de calor extremo.

    La investigación proporciona una idea de los futuros impactos ecológicos de las olas de calor marinas en otros lugares. Esto es significativo ya que se pronostican aumentos sustanciales de temperatura para las regiones tropicales y polares en particular.

    Si bien el océano actúa como un gran sumidero de carbono, todavía nos enfrentamos a aumentos en la temperatura de la superficie del mar que oscilan entre 1 y 3 °C antes de que finalice el siglo. Vinculadas a este calentamiento general están las olas de calor marinas de frecuencia e intensidad crecientes.

     

    El cambio climático está provocando olas de calor en el océano.

     

    Gran parte de la investigación sobre las olas de calor marinas encuentra que afectan ciertos hábitats de manera particularmente fuerte, incluidos los arrecifes de coral, los pastos marinos y las algas marinas. Se descubrió que las olas de calor marinas son responsables de la pérdida de hasta el 80% de la población de algunas especies mediterráneas entre 2015 y 2019.

    Un evento de mortalidad masiva es un incidente único y catastrófico que acaba rápidamente con un gran número de especies. Alrededor del 88% de estos eventos en el Mediterráneo se asociaron con habitantes del fondo marino duro, como los corales. Sin embargo, los pastos marinos y la comunidad más diversa del fondo marino blando también se vieron gravemente afectados, representando el 10 % y el 2 % de estos eventos, respectivamente.

    Muertes en aguas poco profundas
    Más de dos tercios de las muertes de organismos marinos que ocurren en el fondo marino duro ocurrieron en las aguas menos profundas. Los entornos marinos con una profundidad de 0 a 25 metros están sujetos a un calentamiento particularmente intenso y albergan algunos de los ecosistemas con mayor biodiversidad del Mediterráneo, formados por organismos similares a los corales. Otra investigación estima que las olas de calor marinas han sido responsables de la pérdida del 80 al 90 % de la densidad de coral del Mediterráneo desde 2003.

    Las especies fundamentales tienden a ser organismos formadores de hábitats y, por lo tanto, son críticas en la estructuración de un ecosistema. Actúan como viveros, brindan protección contra los depredadores y sirven como fuente de alimento. Las especies fundamentales son clave para mantener la biodiversidad y su pérdida tendrá repercusiones para otras especies. Como especies fundacionales, la pérdida de corales, pastos marinos y algas es particularmente preocupante.

    No es solo el estrés por calor intenso lo que está causando eventos de mortalidad. Las altas temperaturas del agua están asociadas con la proliferación de organismos causantes de enfermedades, como bacterias, hongos y virus. Esto puede reducir aún más la capacidad del ecosistema para adaptarse al calor extremo, lo que contribuye a un daño ecológico adicional.

    Migración de la vida marina
    Además de provocar la muerte generalizada de la vida marina, las olas de calor marinas a menudo desencadenan la migración. Las especies invasoras de aguas cálidas se moverán hacia las áreas más cálidas, reemplazando a las especies que escapan del aumento de las temperaturas. La evidencia anecdótica sugiere que las temperaturas excepcionales observadas en el Mediterráneo este verano pueden estar impulsando una migración masiva extensa.

    En Grecia, los científicos han observado una mayor abundancia de especies invasoras de aguas más cálidas. Esto incluye el pez león y el pez sapo de mejillas plateadas, los cuales son tóxicos y tienen el potencial de infligir un daño ecológico considerable.

    Algunas investigaciones incluso sugieren que las especies invasoras en el Mediterráneo oriental, donde las poblaciones nativas se han derrumbado, pronto se convertirán en las únicas capaces de sustentar los ecosistemas.

     

    A lionfish with its many fins swimming against a soft coral background within a deep blue ocean.

    Las aguas más cálidas han atraído especies invasoras como el pez león hacia el Mediterráneo, lo que conlleva un daño ecológico considerable. Richard Whitcombe/Shutterstock

     

    También ha habido avistamientos de barracudas no nativas frente a la costa sur de Francia. La invasión de especies depredadoras, que encuentran nuevas presas mientras se enfrentan a menos depredadores, podría alterar considerablemente el funcionamiento de los ecosistemas del Mediterráneo, muy probablemente a una forma menos rica con menor diversidad de especies.

    Sin embargo, aunque la evidencia anecdótica es abundante, la investigación sobre los efectos ecológicos de las olas de calor marinas aún está en pañales. Es necesario que haya más estudios científicos sólidos sobre los cuales desarrollar modelos de escenarios futuros realistas.

    Dentro de algunas ramas de la comunidad científica, la reciente intensidad y frecuencia de las olas de calor marinas sugiere que hemos llegado a un "final del juego climático". Esto implica la preparación para todas las consecuencias de la mortalidad generalizada de especies marinas, en caso de que no se reduzcan las emisiones. La probable ola de calor marina devastadora del Mediterráneo de este año solo agregará combustible a tales discusiones.

     

    Publicado en The Conversation el 18 de agosto de 2022. Enlace al artículo original en inglés.

    Disclosure statement

    John Spicer has received funding from UKRI.

    Partners

    University of Plymouth provides funding as a member of The Conversation UK.

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  • Estudio de los procesos que originan las olas de calor marinas

    Los investigadores de la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI), financiados por el Programa de Variabilidad y Predictibilidad del Clima (CVP) de la CPO, utilizan una combinación de observaciones y modelos para describir, simular y comprender los procesos físicos que condujeron a una ola de calor marina en la plataforma continental del Atlántico noroccidental en 2017.

    Publicada en JGR Oceans, la investigación del equipo de la WHOI muestra cómo los patrones de circulación influyen en el intercambio entre plataformas y ofrece nuevos conocimientos sobre el intercambio entre plataformas durante un momento en el que el Atlántico está experimentando un mayor calentamiento y más frecuentes olas de calor marinas.

    Las olas de calor marinas son fenómenos extremos de anomalías de la masa de agua en los que la temperatura del océano se eleva drásticamente por encima de sus valores históricos medios. Los oceanógrafos Ke Chen, Glen Gawarkiewicz y Jiayan Yang estudiaron una de estas olas de calor que se formó en la plataforma del sur de Nueva Inglaterra, se extendió a la cuenca del Atlántico Medio y duró cuatro meses antes de desaparecer de la plataforma cerca del Cabo Hatteras.

    Chen, Gawarkiewicz y Yang utilizaron múltiples observaciones para identificar y describir la ola de calor marina antes de desarrollar un nuevo modelo regional para simular el evento. Su modelo reveló la existencia de múltiples e intrincados procesos que se combinaron para proporcionar la gran masa de agua cálida y salada que se introdujo en la plataforma continental. En particular, descubrieron que los remolinos de menor escala pueden desempeñar un papel tan importante como los cinturones de calor de la corriente del Golfo (partes de la corriente del Golfo que se desprenden en patrones de circulación más pequeños) en la generación de olas de calor marinas.

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