Según las leyes de la termodinámica, una atmósfera que se calienta puede contener más vapor de agua, pero una nueva investigación encuentra que la humedad atmosférica no aumenta como se esperaba en las regiones áridas y semiáridas del mundo a medida que el clima se calienta. Los hallazgos son particularmente desconcertantes porque los modelos climáticos han predicho consistentemente que la atmósfera se volverá más húmeda, incluso en regiones áridas. Si la atmósfera se vuelve más seca de lo esperado, las regiones áridas y semiáridas pueden ser más vulnerables a los incendios forestales y al calor extremo en el futuro de lo previsto.

Los autores del nuevo estudio, dirigido por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NSFNCAR) de la Fundación Nacional de Ciencias, aún no saben qué causa la diferencia.

"El impacto podría ser severo", dijo Isla Simpson, autora principal del estudio y científica del NCAR de la Fundación Nacional de Ciencias. "Este es un problema global y fue completamente inesperado según los resultados de nuestro modelo climático".

Simpson y sus coautores dijeron que se necesita investigación de seguimiento para determinar por qué no aumentó el vapor de agua. La razón podría ser que el vapor de agua no ingresa a la atmósfera desde la superficie de la Tierra como se esperaba, o circula a través de la atmósfera de maneras inesperadas. O podría deberse a un mecanismo completamente diferente.

Una nueva investigación muestra que, si bien el vapor de agua aumenta en las zonas húmedas del mundo, no aumenta tanto como se esperaba durante los meses más secos del año.

La investigación fue publicada esta semana en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias. La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y el Departamento de Energía de Estados Unidos. El estudio fue coautor de científicos de UCLA, UC Santa Barbara, Universidad de Cornell, Polar Bears International y Universidad de Columbia.

descubrimiento sorprendente

Una regla básica de la ciencia climática es que la atmósfera puede contener más vapor de agua a medida que se calienta. Esto se conoce como relación Clausius-Clapillon y es la razón por la que los modelos climáticos han predicho que el vapor de agua en la atmósfera aumentará a medida que la Tierra se caliente.

Pero cuando Simpson estaba escribiendo un informe sobre el cambio climático en el suroeste de Estados Unidos en 2020 para la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, se dio cuenta de que la atmósfera allí era mucho más seca de lo esperado según las simulaciones de modelos climáticos.

Por curiosidad, Simpson y sus coautores estudiaron la atmósfera global para determinar si el aumento del vapor de agua coincidía con las predicciones climáticas. El equipo de investigación utilizó una variedad de observaciones desde 1980 hasta 2020. Estas incluyen redes de estaciones meteorológicas y conjuntos de datos que estiman la humedad basándose en observaciones como globos meteorológicos y satélites.

Los científicos se sorprendieron al descubrir que el vapor de agua en las regiones áridas y semiáridas permanecía generalmente constante, en lugar de aumentar casi un 7 por ciento por cada grado Celsius (1,8 grados Fahrenheit) de calentamiento como se esperaba según la relación Clausius-Clapillon. De hecho, el vapor de agua ha disminuido en el suroeste de los Estados Unidos, que ha experimentado una disminución a largo plazo de las precipitaciones.

"Esto es contrario a todas las simulaciones de modelos climáticos, en las que el vapor de agua aumenta a tasas cercanas a las expectativas teóricas, incluso en regiones áridas", escriben los autores en el nuevo artículo. "Dada la fuerte conexión entre el vapor de agua y los incendios forestales, la función de los ecosistemas y las temperaturas extremas, esta cuestión debe abordarse para proporcionar predicciones climáticas creíbles para las regiones áridas y semiáridas del mundo".

El estudio señala que esta situación está provocando un aumento del déficit de presión de vapor de agua, que es la diferencia entre la cantidad de vapor de agua que la atmósfera puede contener y la cantidad de vapor de agua realmente presente en el aire. Cuando aumentan los déficits de estrés por vapor de agua, se convierten en un importante impulsor de incendios forestales y estrés en los ecosistemas.

"Es posible que enfrentemos riesgos mayores de los previstos en regiones áridas y semiáridas como el suroeste, que ya se ve afectado por una escasez de agua sin precedentes y temporadas extremas de incendios forestales", dijo Simpson.

Ella y sus colegas descubrieron que la situación es más complicada en las regiones húmedas, donde el vapor de agua en la atmósfera aumenta durante las estaciones húmedas, como predicen los modelos climáticos. Este aumento se estabiliza hasta cierto punto durante los meses más secos, pero no tanto como en las regiones áridas y semiáridas.

encontrar al culpable

En cuanto a por qué el vapor de agua atmosférico no aumenta en las regiones áridas como se esperaba, los autores proponen en términos generales dos posibilidades: la cantidad de vapor de agua transferida desde la superficie terrestre al aire puede ser menor que la de los modelos, o la atmósfera puede estar transportando vapor de agua a las regiones áridas de manera diferente a como lo hacen los modelos.

Concluyeron que los problemas con el transporte atmosférico eran menos probables porque no necesariamente explicarían un fenómeno común a todas las regiones áridas y semiáridas del mundo, que obtienen su humedad de diferentes lugares.

Por tanto, la superficie terrestre es la culpable más probable. Los autores especulan sobre varias razones posibles: en realidad, la tierra puede proporcionar menos agua a la atmósfera en comparación con los modelos; a medida que el clima se calienta, la tierra puede volverse más seca de lo esperado; y las plantas pueden retener agua de manera más eficiente y liberar menos agua a la atmósfera.

Los autores también consideraron la posibilidad de errores en los datos de observación. Pero creen que esto es poco probable porque las diferencias están estrechamente relacionadas con cuán seca es cada región del mundo y se encuentran consistentemente incluso cuando el registro se divide en períodos de tiempo más cortos para evitar errores causados ​​por cambios instrumentales.

Simpson enfatizó que se necesita más investigación para determinar la causa. "Es realmente complicado resolver esto porque no tenemos observaciones globales de todos los procesos importantes para comprender cómo se transfiere el agua desde la superficie terrestre a la atmósfera", dijo. "Pero es absolutamente necesario descubrir qué salió mal porque no va como pensábamos y podría tener consecuencias muy graves para el futuro".

Fuente compilada: ScitechDaily