La retroalimentación de las nubes es el acoplamiento entre la nubosidad y la temperatura del aire en la superficie , donde un cambio en la temperatura del aire en la superficie conduce a un cambio en las nubes, que luego podría amplificar o disminuir la perturbación de temperatura inicial. La retroalimentación de las nubes puede afectar la magnitud de la variabilidad climática generada internamente [1] [2] o puede afectar la magnitud del cambio climático resultante de forzamientos radiativos externos . [3]
Se espera que el calentamiento global cambie la distribución y el tipo de nubes. [4] [5] Vistas desde abajo, las nubes emiten radiación infrarroja hacia la superficie y ejercen un efecto de calentamiento; vistas desde arriba, las nubes reflejan la luz solar y emiten radiación infrarroja al espacio, por lo que ejercen un efecto de enfriamiento. [6] Las representaciones de las nubes varían entre los modelos climáticos globales , y los pequeños cambios en la cobertura de nubes tienen un gran impacto en el clima. [7] [8] Las diferencias en los esquemas de modelado de nubes de la capa límite planetaria pueden dar lugar a grandes diferencias en los valores derivados de la sensibilidad climática. Un modelo que reduce las nubes de la capa límite en respuesta al calentamiento global tiene una sensibilidad climática dos veces mayor que la de un modelo que no incluye esta retroalimentación . [9] Sin embargo, los datos satelitales muestran que el espesor óptico de las nubes aumenta con el aumento de la temperatura. [10] El hecho de que el efecto neto sea calentamiento o enfriamiento depende de detalles como el tipo y la altitud de la nube; detalles que son difíciles de representar en modelos climáticos.
Otros efectos de la retroalimentación de la nube
Además de cómo responderán las propias nubes al aumento de las temperaturas, otras reacciones afectan las propiedades y la formación de las nubes. La cantidad y distribución vertical del vapor de agua está estrechamente relacionada con la formación de nubes. Se ha demostrado que los cristales de hielo influyen en gran medida en la cantidad de vapor de agua. [11] El vapor de agua en la troposfera superior subtropical se ha relacionado con la convección del vapor de agua y el hielo. Los cambios en la humedad subtropical podrían proporcionar una retroalimentación negativa que disminuye la cantidad de vapor de agua que a su vez actuaría para mediar en las transiciones climáticas globales. [12]
Los cambios en la cobertura de nubes están estrechamente relacionados con otros comentarios, incluidos los comentarios del vapor de agua y del albedo del hielo . Se espera que el cambio climático altere la relación entre el hielo de las nubes y el agua de las nubes superenfriadas, lo que a su vez influiría en la microfísica de la nube, lo que provocaría cambios en las propiedades radiativas de la nube. Los modelos climáticos sugieren que un calentamiento aumentará la nubosidad fraccional. El albedo de una mayor nubosidad enfría el clima, lo que resulta en una retroalimentación negativa; mientras que el reflejo de la radiación infrarroja por las nubes calienta el clima, lo que resulta en una retroalimentación positiva. [13] Se espera que el aumento de las temperaturas en las regiones polares aumente la cantidad de nubes en los niveles bajos, cuya estratificación evita la convección de la humedad hacia los niveles superiores. Esta retroalimentación cancelaría parcialmente el aumento del calentamiento de la superficie debido a la nubosidad. Esta retroalimentación negativa tiene menos efecto que la retroalimentación positiva. La atmósfera superior cancela con creces la retroalimentación negativa que causa el enfriamiento y, por lo tanto, el aumento de CO 2 en realidad está exacerbando la retroalimentación positiva a medida que ingresa más CO 2 al sistema. [14]
Una simulación de 2019 predice que si los gases de efecto invernadero alcanzan tres veces el nivel actual de dióxido de carbono atmosférico, las nubes de estratocúmulos podrían dispersarse abruptamente, contribuyendo a un calentamiento global adicional. [15]
Comentarios sobre la nube en el informe del IPCC
Los informes de evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) contienen un resumen del estado actual de los conocimientos sobre el efecto de la retroalimentación de las nubes en los modelos climáticos. El cuarto informe de evaluación del IPCC (2007) declaró: [16]
Al reflejar la radiación solar de regreso al espacio (el efecto albedo de las nubes) y al atrapar la radiación infrarroja emitida por la superficie y la troposfera inferior (el efecto invernadero de las nubes), las nubes ejercen dos efectos contrapuestos en el balance de radiación de la Tierra. Estos dos efectos suelen denominarse componentes SW (onda corta) y LW (onda larga) del forzamiento radiativo de las nubes (CRF). El equilibrio entre estos dos componentes depende de muchos factores, incluidas las propiedades de las nubes macrofísicas y microfísicas. En el clima actual, las nubes ejercen un efecto de enfriamiento sobre el clima (el CRF medio global es negativo). En respuesta al calentamiento global, el efecto de enfriamiento de las nubes sobre el clima podría aumentar o debilitarse, produciendo así una retroalimentación radiativa al calentamiento climático (Randall et al ., 2006; NRC, 2003; Zhang, 2004; Stephens, 2005; Bony et al. ., 2006).
En el más reciente, el Quinto Informe de Evaluación del IPCC (2013), los efectos de la retroalimentación de las nubes se analizan en el informe del Grupo de Trabajo 1, [17] en el Capítulo 7, "Nubes y Aerosoles", [18] con alguna discusión adicional sobre las incertidumbres en el Capítulo 9, "Evaluación de modelos climáticos". [19] El informe establece que "Los estudios de retroalimentación de las nubes apuntan a cinco aspectos de la respuesta de las nubes al cambio climático que se distinguen aquí: cambios en la altitud de las nubes en niveles altos, efectos del ciclo hidrológico y cambios en la trayectoria de las tormentas en los sistemas de nubes , cambios en cantidad de nubes niveladas, cambios de opacidad (profundidad óptica) inducidos microfísicamente y cambios en nubes de alta latitud ". La retroalimentación radiativa neta es la suma de las retroalimentaciones de calentamiento y enfriamiento; el resumen ejecutivo dice: "El signo de la retroalimentación radiativa neta debido a todos los tipos de nubes es menos seguro pero probablemente positivo. La incertidumbre en el signo y la magnitud de la retroalimentación de las nubes se debe principalmente a la continua incertidumbre en el impacto del calentamiento en las nubes bajas". Ellos estiman que la retroalimentación de nubes de todos los tipos de nubes es de +0,6 W / m 2 ° C (con una banda de incertidumbre de −0,2 a +2,0), y continúan, "Todos los modelos globales continúan produciendo un positivo cercano a cero a moderadamente fuerte comentarios de la nube neta ". [18]
La sensibilidad climática efectiva estrechamente relacionada ha aumentado sustancialmente en la última generación de modelos climáticos globales. Las diferencias en la representación física de las nubes en los modelos impulsan esta sensibilidad mejorada en relación con la generación anterior de modelos. [20] [21] [22]
Ver también
Referencias
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