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Ola de calor marina

Mapa mundial que muestra varias olas de calor marinas en diferentes lugares en agosto y septiembre de 2023. La ola de calor marina al oeste de América del Sur es un ejemplo destacado.

Una ola de calor marina es un período de temperaturas de la superficie del mar anormalmente altas en comparación con las temperaturas típicas del pasado para una estación y región en particular. [1] Las olas de calor marinas son causadas por una variedad de factores. Estos incluyen eventos climáticos de corto plazo como frentes , eventos intraestacionales (30 a 90 días), modos anuales y decenales (10 años) como eventos de El Niño y cambio climático causado por el hombre . [2] [3] [4] Las olas de calor marinas afectan los ecosistemas en los océanos . [5] [6] Por ejemplo, las olas de calor marinas pueden provocar cambios graves en la biodiversidad como el blanqueamiento de corales , la enfermedad del desgaste de las estrellas de mar , [7] [8] floraciones de algas nocivas , [9] y mortalidad masiva de comunidades bentónicas . [10] A diferencia de las olas de calor en tierra, las olas de calor marinas pueden extenderse sobre vastas áreas, persistir durante semanas a meses o incluso años y ocurrir en niveles subterráneos. [11] [12] [13] [14]

Se han producido importantes olas de calor marinas, por ejemplo, en la Gran Barrera de Coral en 2002 [15] , en el mar Mediterráneo en 2003 [10] , en el Atlántico Noroeste en 2012 [2] [16] y en el Pacífico Noreste durante 2013-2016 [17] [18] Estos eventos han tenido impactos drásticos y a largo plazo en las condiciones oceanográficas y biológicas en esas áreas [10] [19] [9]

Los científicos predicen que la frecuencia, duración, escala (o área) e intensidad de las olas de calor marinas seguirán aumentando. [20] : 1227  Esto se debe a que las temperaturas de la superficie del mar seguirán aumentando con el calentamiento global. El Sexto Informe de Evaluación del IPCC en 2022 ha resumido los hallazgos de la investigación hasta la fecha y afirmó que "las olas de calor marinas son más frecuentes [...], más intensas y más largas [...] desde la década de 1980, y desde al menos 2006 muy probablemente atribuibles al cambio climático antropogénico". [21] : 381  Esto confirma los hallazgos anteriores de un informe del IPCC en 2019 que había encontrado que "las olas de calor marinas [...] han duplicado su frecuencia y se han vuelto más duraderas, más intensas y más extensas (muy probable)". [22] : 67  El alcance del calentamiento de los océanos depende de los escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero y, por lo tanto, de los esfuerzos de mitigación del cambio climático de los humanos . Los científicos predicen que las olas de calor marinas serán "cuatro veces más frecuentes en 2081-2100 en comparación con 1995-2014" en el escenario de menores emisiones de gases de efecto invernadero , u ocho veces más frecuentes en el escenario de mayores emisiones. [20] : 1214 

Definición

Características de las olas de calor marinas globales y regiones de estudio de caso: propiedades promedio de las olas de calor marinas durante 34 años (1982-2015) basadas en conjuntos de datos de temperaturas diarias de la superficie del mar . [2]

El Sexto Informe de Evaluación del IPCC define la ola de calor marina de la siguiente manera: "Período durante el cual la temperatura del agua es anormalmente cálida para la época del año en relación con las temperaturas históricas, y ese calor extremo persiste durante días o meses. El fenómeno puede manifestarse en cualquier lugar del océano y en escalas de hasta miles de kilómetros". [1]

Otra publicación lo define de la siguiente manera: un evento anómalamente cálido es una ola de calor marina "si dura cinco o más días, con temperaturas más cálidas que el percentil 90 basado en un período de referencia histórico de 30 años". [23]

El término ola de calor marina se acuñó después de un evento de calentamiento sin precedentes ocurrido en la costa oeste de Australia durante el verano austral de 2011, que provocó una rápida muerte de los bosques de algas y cambios asociados en los ecosistemas a lo largo de cientos de kilómetros de costa. [24]

Categorías

Categorías de olas de calor marinas [25]

La categorización cuantitativa y cualitativa de las olas de calor marinas establece un sistema de nombres, una tipología y características para los eventos de olas de calor marinas. [23] [25] El sistema de nombres se aplica por ubicación y año: por ejemplo, Mediterráneo 2003. [25] [10] Esto permite a los investigadores comparar los impulsores y las características de cada evento, las tendencias geográficas e históricas de las olas de calor marinas y comunicar fácilmente los eventos de olas de calor marinas a medida que ocurren en tiempo real. [25]

El sistema de categorización se basa en una escala de 1 a 4. [25] La categoría 1 es un evento moderado, la categoría 2 es un evento fuerte, la categoría 3 es un evento severo y la categoría 4 es un evento extremo. La categoría aplicada a cada evento en tiempo real se define principalmente por las anomalías de la temperatura superficial del mar (SSTA), pero con el tiempo llega a incluir tipología y características. [25]

Los tipos de olas de calor marinas son simétricas, de inicio lento, de inicio rápido, de baja intensidad y de alta intensidad. [23] Las olas de calor marinas pueden tener múltiples categorías, como de inicio lento y de alta intensidad. Las características de las olas de calor marinas incluyen duración, intensidad (máxima, media, acumulada), tasa de inicio, tasa de disminución, región y frecuencia. [23]

Si bien las olas de calor marinas se han estudiado en la superficie del mar durante más de una década , también pueden ocurrir en el fondo marino . [26]

Conductores

Escalas espaciales y temporales de los factores característicos de las olas de calor marinas. Esquema que identifica los factores característicos de las olas de calor marinas y sus escalas espaciales y temporales relevantes, [2]

Procesos locales y patrones climáticos regionales

Los factores que impulsan las olas de calor marinas se pueden dividir en procesos locales, procesos de teleconexión y patrones climáticos regionales . [2] [3] [4] Se han propuesto dos mediciones cuantitativas de estos factores para identificar las olas de calor marinas, la temperatura media de la superficie del mar y la variabilidad de la temperatura de la superficie del mar. [25] [2] [4]

A nivel local, los eventos de olas de calor marinas están dominados por la advección oceánica , los flujos aire-mar, la estabilidad de la termoclina y la tensión del viento . [2] Los procesos de teleconexión se refieren a patrones climáticos y meteorológicos que conectan áreas geográficamente distantes. [27] Para las olas de calor marinas, los procesos de teleconexión que juegan un papel dominante son el bloqueo / subsidencia atmosférica , la posición de la corriente en chorro , las ondas Kelvin oceánicas, la tensión del viento regional , la temperatura cálida del aire en la superficie y las oscilaciones climáticas estacionales . Estos procesos contribuyen a las tendencias de calentamiento regional que afectan desproporcionadamente a las corrientes fronterizas occidentales. [2]

Los patrones climáticos regionales, como las oscilaciones interdecadales como El Niño/Oscilación del Sur (ENSO), han contribuido a eventos de olas de calor marinas como " The Blob " en el Pacífico nororiental. [28]

Los factores que actúan a escala de los reinos biogeográficos o de la Tierra en su conjunto son las oscilaciones decenales, como las oscilaciones decenales del Pacífico (PDO) y el calentamiento antropogénico de los océanos debido al cambio climático . [2] [4] [29] : 607 

Las áreas oceánicas de sumideros de carbono en las latitudes medias de ambos hemisferios y las áreas de desgasificación de carbono en regiones de surgencia del Pacífico tropical se han identificado como lugares donde ocurren olas de calor marinas persistentes; se está estudiando el intercambio de gases aire-mar en estas áreas. [30]

Cambio climático

Temperatura superficial del mar desde 1979 en la región extrapolar (entre 60 grados de latitud sur y 60 grados de latitud norte)

Los científicos predicen que la frecuencia, duración, escala (o área) e intensidad de las olas de calor marinas seguirán aumentando. [20] : 1227  Esto se debe a que las temperaturas de la superficie del mar seguirán aumentando con el calentamiento global y, por lo tanto, la frecuencia e intensidad de las olas de calor marinas también aumentarán. El alcance del calentamiento del océano depende de los escenarios de emisiones y, por lo tanto, de los esfuerzos de mitigación del cambio climático de los seres humanos . En pocas palabras, cuanto más emisiones de gases de efecto invernadero (o menos mitigación), más aumentará la temperatura de la superficie del mar. Los científicos lo han calculado de la siguiente manera: habría un aumento relativamente pequeño (pero aún significativo) de 0,86 °C en la temperatura media de la superficie del mar para el escenario de bajas emisiones (llamado SSP1-2.6). Pero para el escenario de altas emisiones (llamado SSP5-8.5) el aumento de temperatura sería de hasta 2,89 °C. [20] : 393 

La predicción para las olas de calor marinas es que pueden llegar a ser "cuatro veces más frecuentes en 2081-2100 en comparación con 1995-2014" en el escenario de emisiones más bajas, u ocho veces más frecuentes en el escenario de emisiones más altas. [20] : 1214  Los escenarios de emisiones se denominan SSP (por sus siglas en inglés, Shared Socioeconomic Pathways ) . Se utiliza un modelo matemático llamado CMIP6 para estas predicciones. Las predicciones son para el promedio del período futuro (años 2081 a 2100) en comparación con el promedio del período pasado (años 1995 a 2014). [20] : 1227 

Se proyecta que el calentamiento global empujará al Océano Índico tropical a un estado de ola de calor casi permanente en toda su cuenca para fines del siglo XXI, donde se proyecta que las olas de calor marinas aumentarán de 20 días por año (durante 1970-2000) a 220-250 días por año. [31]

Muchas especies ya experimentan estos cambios de temperatura durante el curso de los eventos de olas de calor marinas. [23] [25] Hay muchos factores de riesgo mayores e impactos en la salud de las comunidades costeras y del interior a medida que aumentan la temperatura media global y los eventos de calor extremo. [32]

Lista de eventos

Las temperaturas de la superficie del mar se han registrado desde 1904 en Port Erin, Isla de Man , [4] y las mediciones continúan a través de organizaciones globales como NOAA , NASA y muchas más. Se pueden identificar eventos desde 1925 hasta la actualidad. [4] La lista a continuación no es una representación completa de todos los eventos de olas de calor marinas que se han registrado.

Impactos

Sobre los ecosistemas marinos

Los cambios en el ambiente térmico de los organismos terrestres y marinos pueden tener efectos drásticos en su salud y bienestar. [19] [32] Se ha demostrado que los eventos de olas de calor marinas aumentan la degradación del hábitat, [37] [38] cambian la dispersión del rango de especies, [19] complican la gestión de pesquerías ambiental y económicamente importantes, [17] contribuyen a la mortalidad masiva de especies, [10] [9] [7] y en general remodelan los ecosistemas. [5] [15] [39]

La degradación del hábitat ocurre a través de alteraciones del ambiente térmico y la subsiguiente reestructuración y, a veces, pérdida completa de hábitats biogénicos como praderas marinas , corales y bosques de algas . [37] [38] Estos hábitats contienen una proporción significativa de la biodiversidad de los océanos. [19] Los cambios en los sistemas de corrientes oceánicas y los ambientes térmicos locales han desplazado las áreas de distribución de muchas especies tropicales hacia el norte, mientras que las especies templadas han perdido [ aclaración necesaria ] sus límites meridionales. Los grandes cambios de distribución, junto con los brotes de floraciones de algas tóxicas , han afectado a muchas especies en todos los taxones. [9] La gestión de estas especies afectadas se vuelve cada vez más difícil a medida que migran a través de los límites de gestión y cambia la dinámica de la red alimentaria .

Los aumentos de la temperatura superficial del mar se han relacionado con una disminución de la abundancia de especies , como la mortalidad masiva de 25 especies bentónicas en el Mediterráneo en 2003, la enfermedad del desgaste de las estrellas de mar y los eventos de blanqueamiento de corales . [10] [19] [7] Las olas de calor marinas excepcionales relacionadas con el cambio climático en el mar Mediterráneo durante 2015-2019 dieron como resultado muertes masivas generalizadas de vida marina en cinco años consecutivos. [40] Las repetidas olas de calor marinas en el Pacífico nororiental llevaron a cambios dramáticos en la abundancia de animales, las relaciones depredador-presa y el flujo de energía en todo el ecosistema. [5] El impacto de eventos de olas de calor marinas más frecuentes y prolongados tendrá implicaciones drásticas para la distribución de especies. [29] : 610 

Blanqueamiento de corales

Los eventos de blanqueamiento extremo están directamente relacionados con fenómenos inducidos por el clima que aumentan la temperatura del océano , como El Niño-Oscilación del Sur (ENSO). [41] El calentamiento de las aguas superficiales del océano puede provocar el blanqueamiento de los corales, lo que puede causar graves daños y la muerte de los corales. El Sexto Informe de Evaluación del IPCC en 2022 encontró que: "Desde principios de la década de 1980, la frecuencia y la gravedad de los eventos masivos de blanqueamiento de corales han aumentado drásticamente en todo el mundo". [42] : 416  Los arrecifes de coral, así como otros ecosistemas de plataforma marina, como costas rocosas , bosques de algas marinas , pastos marinos y manglares , han sufrido recientemente mortalidades masivas por olas de calor marinas. [42] : 381  Se espera que muchos arrecifes de coral "sufran cambios de fase irreversibles debido a olas de calor marinas con niveles de calentamiento global >1,5 °C". [42] : 382 

Este problema ya fue identificado en 2007 por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) como la mayor amenaza para los sistemas de arrecifes del mundo. [43] [44]

La Gran Barrera de Coral sufrió su primer gran blanqueamiento en 1998. Desde entonces, la frecuencia de estos eventos ha aumentado y se han producido tres en los años 2016-2020. [45] Se prevé que el blanqueamiento se produzca tres veces por década en la Gran Barrera de Coral si el calentamiento se mantiene en 1,5 °C, aumentando cada dos años hasta los 2 °C. [46]

Con el aumento de los eventos de blanqueamiento de corales en todo el mundo, National Geographic señaló en 2017: "En los últimos tres años, 25 arrecifes, que comprenden tres cuartas partes de los sistemas de arrecifes del mundo, experimentaron eventos de blanqueamiento severos en lo que los científicos concluyeron que fue la peor secuencia de blanqueamiento hasta la fecha". [47]

En un estudio realizado sobre el coral hongo hawaiano Lobactis scutaria , los investigadores descubrieron que las temperaturas más altas y los niveles elevados de radiación fotosintéticamente activa (PAR) tenían un impacto perjudicial en su fisiología reproductiva. El propósito de este estudio fue investigar la supervivencia de los corales constructores de arrecifes en su hábitat natural, ya que la reproducción de los corales se ve obstaculizada por los efectos del cambio climático. [48]

Sobre los patrones climáticos

La ola de calor marina denominada “ The Blob ” que se produjo en el Pacífico nororiental entre 2013 y 2016. [49]

Están surgiendo investigaciones sobre cómo las olas de calor marinas influyen en las condiciones atmosféricas. Se ha descubierto que las olas de calor marinas en el océano Índico tropical dan lugar a condiciones secas en el subcontinente indio central. [50] Al mismo tiempo, hay un aumento de las precipitaciones en el sur de la península de la India en respuesta a las olas de calor marinas en el norte de la bahía de Bengala. Estos cambios se producen en respuesta a la modulación de los vientos monzónicos por las olas de calor marinas.

Opciones para reducir los impactos

Para abordar la causa fundamental de las olas de calor marinas más frecuentes e intensas, [21] : 416  se necesitan métodos de mitigación del cambio climático para frenar el aumento de la temperatura global y de las temperaturas de los océanos .

Unas mejores previsiones de las olas de calor marinas y una mejor vigilancia también pueden ayudar a reducir los impactos de estas olas de calor. [21] : 417 

Véase también

Referencias

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