Un estudio simula el colapso de la AMOC y detecta una señal de alerta
El estudio refuerza la hipótesis de que la AMOC podría colapsar de forma abrupta.
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La Circulación Meridional de Retorno del Atlántico, más conocida por sus siglas en inglés AMOC, es una de las piezas más
importantes del sistema climático de nuestro planeta.
Esta enorme circulación oceánica transporta aguas cálidas y saladas desde las regiones tropicales hacia el Atlántico Norte. Durante el recorrido, el océano libera parte de ese calor hacia la atmósfera. Después, al enfriarse y aumentar su densidad, una parte del agua se hunde y regresa hacia el sur a gran profundidad. Este mecanismo ayuda a redistribuir una enorme cantidad de energía entre los hemisferios y tiene una influencia directa sobre las temperaturas, las precipitaciones, el nivel del mar y los patrones atmosféricos de extensas regiones del planeta.
Desde hace años, la comunidad científica intenta responder a una pregunta que tiene enormes implicaciones: ¿podría la AMOC acercarse a un punto de no retorno?
Un estudio publicado en febrero de 2024 en la revista científica Science Advances ha dado un paso importante para intentar responder a esta cuestión. Su título es bastante contundente: “Physics-based early warning signal shows that AMOC is on tipping course”, que podemos traducir como “Una señal de alerta basada en la física muestra que la AMOC se encuentra en una trayectoria hacia un punto de inflexión”.
No estamos ante un artículo que afirme que la AMOC ya está colapsado ni que pueda determinar el año exacto en el que lo hará.
Pero sus resultados sí son importantes.
Por primera vez, los investigadores han conseguido provocar y estudiar un colapso abrupto de la AMOC dentro de un modelo climático global complejo y de última generación, observando cómo se desarrolla el proceso y buscando una señal física que permita anticipar la proximidad del punto crítico.
¿Quiénes han realizado el
estudio?
El trabajo está firmado por René M. van Westen, Michael Kliphuis y Henk A. Dijkstra, investigadores vinculados al
Instituto de Investigación Marina y Atmosférica de la Universidad de Utrecht, en los Países Bajos.
Este punto es importante porque no estamos hablando de autores ajenos a la investigación climática ni de un informe realizado por una organización sin experiencia específica en circulación oceánica.
René van Westen es investigador en oceanografía física y modelización climática en la Universidad de Utrecht. Su trabajo científico se centra precisamente en la estabilidad de la AMOC, los puntos de inflexión climáticos, las señales de alerta temprana y las consecuencias de un posible debilitamiento o colapso de la circulación atlántica. Actualmente aparece integrado en el grupo de Océanos y Clima de la universidad.
Michael Kliphuis es investigador especializado en modelización climática dentro del área de Investigación Marina y Atmosférica de la misma universidad. Su trabajo está directamente relacionado con la ejecución y el desarrollo técnico de simulaciones climáticas de alta complejidad.
El tercer autor, Henk A.
Dijkstra, es profesor de Oceanografía Física en la
Universidad de Utrecht y uno de los investigadores más reconocidos
internacionalmente en el estudio matemático y físico de la circulación
oceánica. El portal científico de la universidad recoge cerca de 400
trabajos de investigación asociados a su trayectoria, incluyendo
numerosos estudios sobre la estabilidad de la AMOC, sus posibles estados
de equilibrio y los mecanismos capaces de provocar transiciones
abruptas.
Por tanto, los autores tienen una experiencia muy sólida en la
materia que están investigando.
¿Dónde se ha publicado?
El estudio fue publicado en Science Advances, una revista científica internacional perteneciente a la American Association for the Advancement of Science, la misma organización que publica la revista Science.
El artículo fue recibido el 3 de agosto de 2023, aceptado el 10 de enero de 2024 y publicado el 9 de febrero de ese mismo año después de superar el proceso de revisión científica. Los autores declararon no tener conflictos de interés y pusieron a disposición los datos necesarios para evaluar las conclusiones del trabajo.
Estamos, por tanto, ante un estudio revisado por pares, publicado en una revista de alto nivel y elaborado por especialistas en oceanografía física y modelización climática.
Esto no significa que todas sus conclusiones sean definitivas o que no puedan discutirse. En ciencia, incluso los estudios más rigurosos deben ser reproducidos y contrastados con otros modelos y observaciones.
Pero sí significa que el trabajo tiene una base científica seria y merece ser analizado con atención.
El gran problema de
los modelos climáticos
Los científicos llevan décadas advirtiendo de que la AMOC puede presentar distintos estados de equilibrio.
Mientras la circulación se mantiene fuerte, transporta grandes cantidades de agua cálida hacia el norte. Sin embargo, la entrada
continuada de agua dulce en el Atlántico Norte por el deshielo, puede reducir la salinidad y la densidad del agua superficial, dificultando su hundimiento.
Si este proceso supera un determinado umbral, la circulación podría entrar en una fase de debilitamiento autosostenido.
Aquí aparece uno de los mecanismos fundamentales del estudio: la llamada retroalimentación de advección de sal.
Cuando la AMOC se debilita, cambia el transporte de agua dulce y salada dentro del Atlántico. En determinadas condiciones, estos cambios pueden reducir todavía más la salinidad de las regiones donde se forman las aguas profundas, provocando un debilitamiento adicional de la circulación.
Es decir, llega un momento en el que el propio debilitamiento alimenta nuevos debilitamientos.
El problema es que muchos modelos climáticos presentan errores sistemáticos en la representación del transporte de agua dulce del Atlántico. Estos errores pueden hacer que la AMOC simulada sea artificialmente más estable de lo que podría ser en el mundo real.
Esto podría ayudar a explicar por qué muchos modelos utilizados en las proyecciones climáticas convencionales muestran un debilitamiento importante durante este siglo, pero no reproducen un colapso completo antes del año 2100.
¿Qué hicieron los
investigadores?
Los autores utilizaron el Community Earth System Model, conocido como CESM, un modelo climático global que representa de forma acoplada la atmósfera, el océano, el hielo marino y otros componentes del sistema terrestre.
En la simulación fueron introduciendo progresivamente agua dulce en el Atlántico Norte. El objetivo no era reproducir exactamente lo que sucederá durante este siglo, sino empujar lentamente el sistema para poder observar con detalle cómo responde la AMOC al acercarse a su punto crítico.
Este tipo de experimento se conoce como simulación de aporte de agua dulce o freshwater hosing experiment.
Durante aproximadamente los primeros 1.750 años simulados, la circulación se fue debilitando gradualmente. Pero, una vez alcanzado el umbral crítico, la AMOC sufrió un descenso abrupto y terminó colapsando.
La duración de la simulación no debe interpretarse como una predicción temporal.
Que el colapso se produzca después de 1.750 años dentro del experimento no significa que falten 1.750 años para que suceda en el mundo real. El aporte de agua dulce aplicado al modelo fue diseñado para estudiar la física del proceso, no para construir un calendario exacto.
Lo verdaderamente relevante es que el modelo pasó de un estado relativamente estable a otro muy diferente de manera abrupta.
debilitamiento gradual y la caída abrupta de la AMOC. Los otros paneles
comparan la circulación atlántica y el transporte de calor antes, cerca
y después del colapso. Fuente: van Westen, Kliphuis y Dijkstra (2024),
Science Advances, licencia CC BY 4.0.
La señal de alerta
que detecta el estudio
Uno de los principales objetivos del trabajo era encontrar una señal física que pudiera indicar si la AMOC se está acercando al punto de inflexión.
Los autores centran la atención en el transporte de agua dulce realizado por la propia circulación en el límite sur del océano Atlántico, aproximadamente a la altura de los 34 grados sur.
Esta variable se conoce como FovS.
Explicado de una forma sencilla, mide la cantidad de agua dulce que entra o sale del Atlántico como consecuencia de la circulación de vuelco.
El signo y la evolución de este transporte nos dan información sobre la estabilidad de la AMOC y sobre la intensidad de la retroalimentación de sal.
En la simulación, el valor mínimo de este transporte aparece aproximadamente entre 10 y 40 años antes del colapso de la AMOC. Los investigadores consideran que ese mínimo puede funcionar como una señal de alerta temprana basada directamente en la física del sistema.
de FovS con el presupuesto de agua dulce del Atlántico y con la
intensidad de la circulación. Fuente: van Westen, Kliphuis y Dijkstra
(2024), Science Advances, licencia CC BY 4.0.
historial sería necesario para estimar el mínimo de FovS. En el
experimento, la estimación mejora al disponer de series más largas.
Fuente: van Westen, Kliphuis y Dijkstra (2024), Science
Advances, licencia CC BY 4.0.
Lo más preocupante llega cuando comparan esta señal con los datos disponibles.
Según los autores, las observaciones y diferentes productos de reanálisis muestran que el transporte de agua dulce de la AMOC en el sur del Atlántico presenta actualmente un signo negativo y una evolución que podría ser compatible con una circulación situada en una trayectoria hacia el punto crítico.
Esta es la razón por la que el título del estudio afirma que la AMOC podría encontrarse “en trayectoria hacia el punto de inflexión”.
Pero debemos interpretar correctamente estas palabras.
Los investigadores no pueden determinar la distancia exacta que nos separa del umbral. La serie de observaciones directas es demasiado corta, existen incertidumbres en los reanálisis y todavía no conocemos con precisión el nivel real de aporte de agua dulce necesario par desencadenar una transición.
Por tanto, el estudio identifica una señal preocupante, pero no establece una fecha concreta para el colapso.
en un signo negativo y la media presenta una tendencia descendente, pero
las series siguen siendo demasiado cortas para calcular la distancia al
punto crítico. Fuente: van Westen, Kliphuis y Dijkstra (2024),
Science Advances, licencia CC BY 4.0.
¿Qué ocurre con
el clima cuando la AMOC colapsa?
Una vez que la circulación se derrumba en la simulación, las consecuencias climáticas son muy importantes.
Al reducirse drásticamente el transporte de calor hacia el Atlántico Norte, amplias zonas del hemisferio norte comienzan a enfriarse, especialmente Europa.
Los cambios son particularmente intensos en el noroeste europeo y en las regiones próximas al Atlántico Norte. En algunas zonas, el modelo muestra ritmos de enfriamiento superiores a los 3 °C por década durante la fase más rápida de la transición.
Esto no significa que toda Europa se enfriaría de forma uniforme ni que el calentamiento global desaparecería.
Pero sí muestra que un colapso de la AMOC podría generar un enfriamiento regional muy fuerte sobre una parte de Europa, incluso dentro de un planeta que continúa calentándose.
enfriamiento más rápido sobre el Atlántico Norte y Europa. Los paneles
inferiores muestran la evolución en varias ciudades europeas. Fuente:
van Westen, Kliphuis y Dijkstra (2024), Science Advances,
licencia CC BY 4.0.
La simulación también muestra una expansión del hielo marino en el
Atlántico Norte, cambios importantes en las precipitaciones y un
desplazamiento hacia el sur de los cinturones tropicales de lluvia.
Además, la reducción de la circulación provocaría cambios en el nivel del mar. En determinadas regiones del Atlántico Norte, especialmente cerca de las costas del este de Norteamérica, el nivel del mar podría aumentar considerablemente por la redistribución dinámica de las masas de agua.
No estaríamos hablando únicamente de temperaturas más bajas en Europa.
Un cambio brusco de la AMOC alteraría la posición de las lluvias tropicales, los monzones, los ecosistemas marinos, la agricultura y los patrones atmosféricos de buena parte del planeta.
estado inicial del modelo con el estado posterior al colapso y muestran
que la respuesta no es uniforme en todo el planeta. Fuente: van Westen,
Kliphuis y Dijkstra (2024), Science Advances, licencia CC BY
4.0.
¿Demuestra
este estudio que el colapso es inminente?
No.
Y es importante decirlo con claridad.
El estudio demuestra que un modelo climático complejo puede
reproducir un colapso abrupto y que existe una variable física
potencialmente útil para detectar la proximidad del punto crítico.
También muestra que la evolución observada de esa variable resulta
preocupante.
Pero no demuestra que el colapso vaya a producirse durante los
próximos años o décadas.
Expertos externos que analizaron el trabajo valoraron positivamente
que se hubiese conseguido simular una transición completa en un modelo
climático complejo. Al mismo tiempo, señalaron que el aporte de agua
dulce utilizado en el experimento es idealizado y que todavía existe una
gran incertidumbre para trasladar la escala temporal de la simulación al
mundo real.
También debemos recordar que diferentes modelos climáticos
representan de formas distintas la circulación oceánica, la mezcla
vertical, las corrientes de borde, los remolinos y el transporte de
sal.
Un único modelo no puede cerrar por sí solo el debate.
basadas en temperatura superficial dependen mucho del periodo elegido;
FovS ofrece en esta simulación una señal más consistente. Fuente: van
Westen, Kliphuis y Dijkstra (2024), Science Advances, licencia
CC BY 4.0.
El siguiente paso debe ser comprobar si esta misma señal aparece en
otros modelos, si las observaciones oceánicas mantienen la tendencia y
si las reconstrucciones históricas permiten determinar cómo está
evolucionando realmente el transporte de agua dulce en el Atlántico
Sur.
¿Qué grado de
fiabilidad tiene realmente?
La respuesta más honesta es separar dos preguntas diferentes.
La fiabilidad es alta para demostrar que un modelo climático
global complejo puede atravesar un punto de inflexión de la AMOC y para
estudiar el mecanismo físico de esa transición. El experimento
está bien descrito, utiliza un modelo acoplado reconocido, presenta
datos y materiales suplementarios, declara la financiación y los autores
indican que no existen conflictos de interés.
La fiabilidad es bastante menor si intentamos transformar el
experimento en una fecha para el mundo real. La simulación
utiliza un aporte de agua dulce idealizado, mantiene los forzamientos en
condiciones preindustriales y necesita una perturbación muy grande
debido a sesgos conocidos del modelo. Los propios autores reconocen que
los reanálisis disponibles son demasiado cortos para calcular cuántos
años nos separan del mínimo de FovS.
La conclusión es clara: el estudio aporta una prueba científica seria
de que el riesgo físico existe y propone una señal observable muy
interesante.
Un estudio
sólido, pero no una sentencia definitiva
Mi valoración es que estamos ante un estudio serio, importante y muy
bien fundamentado.
Los autores son especialistas directamente vinculados al estudio de
la circulación oceánica. El trabajo ha sido revisado por pares,
publicado en una revista científica de alto nivel y utiliza uno de los
modelos climáticos globales más avanzados.
Además, no se limita a aplicar una correlación estadística sobre las
temperaturas del Atlántico. Intenta identificar un mecanismo físico que
explique por qué la AMOC pierde estabilidad al acercarse al punto de
inflexión.
Eso le da un valor especial. Pero debemos evitar dos errores opuestos.
El primero sería afirmar que el estudio demuestra que la AMOC
colapsará en una fecha concreta. No lo hace.
El segundo sería restarle importancia simplemente porque está basado
en una simulación.
Los modelos climáticos no son bolas de cristal, pero son laboratorios
virtuales que nos permiten estudiar procesos que no podemos experimentar
directamente en el planeta. Cuando un modelo complejo reproduce un
cambio abrupto que está respaldado por mecanismos físicos conocidos, el
resultado debe ser tenido en cuenta.
El mensaje principal del estudio no es que el colapso vaya a suceder
mañana.
El mensaje es que la AMOC puede ser menos estable de lo que muestran
muchas proyecciones tradicionales, que existen mecanismos capaces de
provocar una transición abrupta y que algunos indicadores
observacionales evolucionan en una dirección preocupante.
Todavía no sabemos a qué distancia se encuentra el punto de no
retorno.
Pero este trabajo refuerza la necesidad de mejorar la vigilancia del
Atlántico, ampliar las observaciones oceánicas y comprender mejor la
entrada de agua dulce procedente de Groenlandia, el Ártico y el aumento
de las precipitaciones.
Porque una cosa parece cada vez más clara: si esperamos a observar el
colapso directamente para aceptar que el riesgo era real, será demasiado
tarde.
Estudio citado:
René M. van Westen, Michael Kliphuis y Henk A. Dijkstra (2024):
Physics-based early warning signal shows that AMOC is on tipping
course. Science Advances, volumen 10, número 6, artículo eadk1189.
DOI: 10.1126/sciadv.adk1189.
Referencia científica
René M. van Westen, Michael Kliphuis y Henk A. Dijkstra (2024): Physics-based early
warning signal shows that AMOC is on tipping course.
Science Advances, 10(6), eadk1189. Texto completo
en PubMed Central.
Las figuras reproducidas en este artículo pertenecen al trabajo
original y se publicaron bajo licencia Creative Commons
Attribution 4.0.
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