El registro de temperatura global muestra las fluctuaciones de la temperatura de la atmósfera y los océanos a lo largo de varios períodos de tiempo. Existen numerosas estimaciones de temperaturas desde el final de la glaciación del Pleistoceno , particularmente durante la actual época del Holoceno . Parte de la información sobre la temperatura está disponible a través de evidencia geológica que se remonta a millones de años atrás. Más recientemente, la información procedente de núcleos de hielo cubre el período comprendido entre 800.000 años antes de la actualidad y hasta ahora. Un estudio del paleoclima abarca el período desde hace 12.000 años hasta la actualidad. Los anillos de los árboles y las mediciones de los núcleos de hielo pueden proporcionar evidencia sobre la temperatura global desde 1.000 a 2.000 años antes del presente hasta ahora. La información más detallada existe desde 1850, cuando comenzaron los registros metódicos basados en termómetros . Se realizaron modificaciones en la pantalla tipo Stevenson para mediciones uniformes de instrumentos alrededor de 1880. [1]
En escalas de tiempo más largas, los núcleos de sedimentos muestran que los ciclos de los glaciales e interglaciares son parte de una fase de profundización dentro de una prolongada edad de hielo que comenzó con la glaciación de la Antártida hace aproximadamente 40 millones de años. Esta fase de profundización y los ciclos que la acompañaron comenzaron en gran medida hace aproximadamente 3 millones de años con el crecimiento de las capas de hielo continentales en el hemisferio norte. Los cambios graduales de este tipo en el clima terrestre han sido frecuentes durante la existencia del planeta Tierra. Algunos de ellos se atribuyen a cambios en la configuración de continentes y océanos debido a la deriva continental . [ cita necesaria ]
Incluso existen registros a más largo plazo para algunos sitios: el reciente núcleo EPICA antártico alcanza los 800 años; muchos otros alcanzan más de 100.000 años. El núcleo EPICA cubre ocho ciclos glaciales/interglaciales. El núcleo NGRIP de Groenlandia se remonta a más de 100 años atrás, con 5 años en el interglacial Eemian . Si bien las señales a gran escala de los núcleos son claras, existen problemas para interpretar los detalles y conectar la variación isotópica con la señal de temperatura.
El Centro Mundial de Datos de Paleoclimatología (WDC) mantiene archivos de datos de núcleos de hielo de glaciares y casquetes polares en montañas polares y de latitudes bajas en todo el mundo.
Como paleotermometría, el núcleo de hielo en el centro de Groenlandia mostró registros consistentes de los cambios de temperatura de la superficie. [5] Según los registros, los cambios en el clima global son rápidos y generalizados. La fase de calentamiento sólo necesita pasos simples, sin embargo, el proceso de enfriamiento requiere más requisitos previos y bases. [6] Además, Groenlandia tiene el registro más claro de cambios climáticos abruptos en el núcleo de hielo, y no hay otros registros que puedan mostrar el mismo intervalo de tiempo con una resolución temporal igualmente alta. [5]
Cuando los científicos exploraron el gas atrapado en las burbujas del núcleo de hielo, descubrieron que la concentración de metano en el núcleo de hielo de Groenlandia es significativamente mayor que la de las muestras antárticas de edad similar; los registros de cambios en la diferencia de concentración entre Groenlandia y la Antártida revelan una variación en la distribución latitudinal. de fuentes de metano. [7] El aumento de la concentración de metano que muestran los registros de los núcleos de hielo de Groenlandia implica que el área mundial de humedales ha cambiado mucho en los últimos años. [8] Como componente de los gases de efecto invernadero, el metano desempeña un papel importante en el calentamiento global. Sin duda, la variación del metano de los registros de Groenlandia representa una contribución única a los registros de temperatura global.
La capa de hielo de la Antártida se originó a finales del Eoceno, la perforación ha restaurado un récord de 800.000 años en el Domo Concordia , y es el núcleo de hielo más largo disponible en la Antártida. En los últimos años, cada vez más estudios nuevos han proporcionado registros más antiguos pero discretos. [9] Debido a la singularidad de la capa de hielo antártica, el núcleo de hielo antártico no solo registra los cambios de temperatura global, sino que también contiene enormes cantidades de información sobre los ciclos biogeoquímicos globales, la dinámica climática y los cambios abruptos en el clima global. [10]
Al compararlos con los registros climáticos actuales, los registros de los núcleos de hielo en la Antártida confirman aún más esa amplificación polar . [11] Aunque la Antártida está cubierta por los registros de núcleos de hielo, la densidad es bastante baja considerando el área de la Antártida. Explorar más estaciones de perforación es el objetivo principal de las instituciones de investigación actuales.
Los registros de núcleos de hielo de regiones de latitudes bajas no son tan comunes como los registros de regiones polares; sin embargo, estos registros aún proporcionan mucha información útil para los científicos. Los núcleos de hielo en regiones de bajas latitudes generalmente se ubican en áreas de gran altitud. El registro de Guliya es el registro más largo de regiones de baja latitud y gran altitud, y abarca más de 700.000 años. [12] Según estos registros, los científicos encontraron evidencia que puede demostrar que el Último Máximo Glacial (LGM) fue más frío en los trópicos y subtrópicos de lo que se creía anteriormente. [13] Además, los registros de regiones de latitudes bajas ayudaron a los científicos a confirmar que el siglo XX fue el período más cálido de los últimos 1000 años. [12]
Se han hecho muchas estimaciones de temperaturas pasadas a lo largo de la historia de la Tierra . El campo de la paleoclimatología incluye registros de temperatura antiguos. Como el presente artículo está orientado hacia las temperaturas recientes, aquí se centra en los acontecimientos ocurridos desde el retroceso de los glaciares del Pleistoceno . Los 10.000 años de la época del Holoceno cubren la mayor parte de este período, desde el final del enfriamiento milenario del Younger Dryas del hemisferio norte . El Óptimo Climático del Holoceno fue en general más cálido que el siglo XX, pero se han observado numerosas variaciones regionales desde el inicio del Dryas Reciente.
Se pueden utilizar mediciones indirectas para reconstruir el registro de temperatura antes del período histórico. Cantidades como el ancho de los anillos de los árboles , el crecimiento de los corales , las variaciones isotópicas en los núcleos de hielo , los sedimentos de océanos y lagos, los depósitos de cuevas , los fósiles , los núcleos de hielo , las temperaturas de los pozos y los registros de longitud de los glaciares se correlacionan con las fluctuaciones climáticas. A partir de estos, se han realizado reconstrucciones de temperatura indirectas de los últimos 2000 años para el hemisferio norte, y en escalas de tiempo más cortas para el hemisferio sur y los trópicos. [14] [15] [16]
La cobertura geográfica de estos sustitutos es necesariamente escasa y varios sustitutos son más sensibles a fluctuaciones más rápidas. Por ejemplo, los anillos de los árboles, los núcleos de hielo y los corales generalmente muestran variaciones en una escala de tiempo anual, pero las reconstrucciones de los pozos se basan en tasas de difusión térmica y las fluctuaciones a pequeña escala se eliminan. Incluso los mejores registros proxy contienen muchas menos observaciones que los peores períodos del registro observacional, y la resolución espacial y temporal de las reconstrucciones resultantes es, en consecuencia, burda. Conectar los indicadores medidos con la variable de interés, como la temperatura o las precipitaciones, no es nada trivial. Se concilian conjuntos de datos de múltiples indicadores complementarios que cubren períodos y áreas de tiempo superpuestos para producir las reconstrucciones finales. [16] [17]
Se han realizado reconstrucciones indirectas que se remontan a 2.000 años atrás, pero las reconstrucciones de los últimos 1.000 años están respaldadas por más conjuntos de datos independientes y de mayor calidad. Estas reconstrucciones indican: [16]
Además de los indicadores numéricos naturales (el ancho de los anillos de los árboles, por ejemplo), existen registros del período histórico humano que pueden usarse para inferir variaciones climáticas, incluidos: informes de ferias heladas en el Támesis ; registros de buenas y malas cosechas; dátiles de floración primaveral o parto; caídas extraordinarias de lluvia y nieve; e inundaciones o sequías inusuales. [19] Dichos registros se pueden utilizar para inferir temperaturas históricas, pero generalmente de una manera más cualitativa que los sustitutos naturales.
La evidencia reciente sugiere que se produjo un cambio climático repentino y de corta duración entre 2200 y 2100 a. C. en la región entre el Tíbet e Islandia , y alguna evidencia sugiere un cambio global. El resultado fue un enfriamiento y una reducción de las precipitaciones. Se cree que ésta es la causa principal del colapso del Antiguo Reino de Egipto . [20]
Las mediciones de la temperatura atmosférica mediante radiosondas con globos meteorológicos a diversas altitudes comienzan a mostrar una aproximación de la cobertura global en la década de 1950. Desde diciembre de 1978, las unidades de sondeo por microondas instaladas en los satélites han producido datos que pueden utilizarse para inferir las temperaturas en la troposfera .
Varios grupos han analizado los datos satelitales para calcular las tendencias de temperatura en la troposfera. Tanto la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH) como la corporación privada Remote Sensing Systems (RSS) , financiada por la NASA, encuentran una tendencia al alza.
Para la troposfera inferior, la UAH encontró una tendencia promedio global entre 1978 y 2019 de 0,130 grados Celsius por década. [21] RSS encontró una tendencia de 0,148 grados Celsius por década, hasta enero de 2011. [22]
En 2004, los científicos encontraron tendencias de +0,19 grados Celsius por década cuando se aplicaron al conjunto de datos RSS. [23] Otros encontraron un aumento de 0,20 grados Celsius por década entre 1978 y 2005, desde entonces el conjunto de datos no se ha actualizado. [24]
El registro instrumental de temperatura es un registro de temperaturas dentro del clima de la Tierra basado en la medición directa de la temperatura del aire y la temperatura del océano , utilizando termómetros y otros dispositivos de termometría . Los registros instrumentales de temperatura se distinguen de las reconstrucciones indirectas que utilizan datos indirectos del clima , como los de los anillos de los árboles y los sedimentos oceánicos. [26] Se recopilan datos basados en instrumentos de miles de estaciones meteorológicas, boyas y barcos de todo el mundo. Si bien muchas áreas densamente pobladas tienen una alta densidad de mediciones, las observaciones están más extendidas en áreas escasamente pobladas, como regiones polares y desiertos, así como en muchas partes de África y América del Sur. [27] Históricamente, las mediciones se realizaban utilizando termómetros de mercurio o alcohol que se leían manualmente, pero cada vez más se realizan utilizando sensores electrónicos que transmiten datos automáticamente. Los registros de temperatura superficial promedio global generalmente se presentan como anomalías más que como temperaturas absolutas. Una anomalía de temperatura se mide con respecto a un valor de referencia (también llamado período de referencia o promedio a largo plazo). Por ejemplo, un período de referencia comúnmente utilizado es el período 1951-1980.
El registro de temperatura de mayor duración es la serie de datos de temperatura del centro de Inglaterra , que comienza en 1659. Los registros cuasiglobales de mayor duración comienzan en 1850. [28] Las temperaturas también se miden en la atmósfera superior utilizando una variedad de métodos, incluidas radiosondas. lanzado utilizando globos meteorológicos, una variedad de satélites y aviones. [29] Los satélites se utilizan ampliamente para monitorear las temperaturas en la atmósfera superior, pero hasta la fecha generalmente no se han utilizado para evaluar los cambios de temperatura en la superficie. En las últimas décadas, los conjuntos de datos sobre la temperatura de la superficie global se han complementado con amplios muestreos de las temperaturas de los océanos a diversas profundidades, lo que ha permitido realizar estimaciones del contenido de calor de los océanos .
El registro muestra una tendencia creciente en las temperaturas superficiales promedio globales (es decir, el calentamiento global ) impulsada por las emisiones de gases de efecto invernadero inducidas por el hombre . La temperatura media mundial y combinada de la superficie terrestre y oceánica muestra un calentamiento de 1,09 °C (rango: 0,95 a 1,20 °C) entre 1850-1900 y 2011-2020, según múltiples conjuntos de datos producidos de forma independiente. [30] : 5 La tendencia es más rápida desde la década de 1970 que en cualquier otro período de 50 años durante al menos los últimos 2000 años. [30] : 8 Dentro de esta tendencia ascendente a largo plazo, existe una variabilidad a corto plazo debido a la variabilidad interna natural (por ejemplo, ENSO , erupción volcánica ), pero se han producido niveles récord con regularidad.
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