El hielo ártico y la meteorología en Europa

Antonio Ruiz de Elvira, Universidad de Alcalà, Madrid.

12 /12/2020

Version française ci-après

El Ártico es una región olvidada de la Tierra. Para la gran mayoría de las personas el Polo Norte existe, pero como existe la estrella Sirio: Una mera curiosidad. Quizás alguien sepa que los submarinos nucleares americanos y rusos se camuflan bajo los hielos polares, y que en Alaska se hacen carreras de trineos en invierno… Y muy poco más.

Pero el Ártico tiene una importancia crucial para el devenir del planeta.

Si tiene hielo, refleja una parte de la radiación solar, reduciendo la temperatura media global. Si se deshiela, el planeta captura mas energía, y aumenta su temperatura. Bajos los hielos de las tundras siberiana y canadiense hay mucho metano, que sale a la atmósfera cuando el Ártico se deshiela, y aumenta el efecto de retención de la radiación infrarroja emitida por la superficie en un factor 28 veces superior al del CO2. Un Ártico deshelado tiene un gran contenido en agua dulce, mucho más ligera que el agua que queda bajo el hielo al expulsar este la sal al formarse. Y el agua dulce no se hunde, de manera que la corriente de retorno de la Corriente del Golfo se detiene o ralentiza.

Y la temperatura del Ártico es muy importante para los fenómenos meteorológicos sobre Europa.

Sobre una esfera en rotación se establecen corrientes de aire que se deben al gradiente de temperatura: Se denominan vientos de gradiente térmico: La posición de esos vientos se centra en el punto de máximo gradiente, crecen en intensidad según se sube desde la superficie a la capa que separa la zona meteorológica de la zona tranquila, la estratosfera, por encima de los 11 kilómetros, y esa intensidad es tanto más fuerte cuanto mayor es el gradiente de temperaturas. El sentido de movimiento es de Oeste a Este.

Esos vientos forman una corriente que se denomina “chorro polar” o “chorro” (jet, en inglés).  Esa corriente, como todas las corrientes fluidas, hace meandros. Los meandros arrastran, sobre Europa, América, y la zona de frontera entre Siberia y China, vientos superficiales procedentes del norte, o aire del sudoeste cálido y cargado de humedad en Europa y América.

El chorro se dispone, pues, sobre el punto de mayor gradiente térmico entre el Ecuador y el Polo. En verano el Polo Norte tiene mayor temperatura, y este punto se localizaba, hace años, en Europa, en la latitud del sur de las Islas Británicas. En invierno, al enfriarse el Polo, el máximo gradiente térmico se desplazaba hacia el sur hasta la latitud, aproximada, de Gibraltar.

El cambio climático está calentando, y mucho, el Ártico, de manera que el punto de máximo gradiente de temperaturas se ha desplazado, en todas las estaciones, hacia el norte: Hoy, en invierno, el chorro se dispone sobre la costa norte de España, y en verano, sobre Escocia. Al mismo tiempo, el gradiente ha disminuido en valor al reducirse la diferencia de temperaturas entre un trópico que mantiene la antigua y un Polo cuya temperatura ha subido mucho.

Este gradiente reducido implica una menor intensidad del chorro. En vez de ser un río rápido, ahora es uno mucho más lento. Como los ríos de montaña cuando llegan a la llanura, el chorro hace meandros, y meandros grandes. Esto quiere decir que la meteorología, en Europa, y al menos, también en los EEUU, se está convirtiendo en extrema: grandes invasiones de aire polar, con fuertes inundaciones, muy repetidas año a año, y grandes etapas de sequía y calor extremo.

El sistema climático es un sistema con realimentación positiva, como la economía. En esta, el rico se suele hacer siempre más rico, y el pobre, más pobre. Un ejemplo lo ilustra bien: Si hay un gran propietario agrícola con fincas en zonas con agua (norte de España) y en zonas secas, cuando llegan las sequías prolongadas, mantiene al menos una parte de su riqueza. Los pequeños labradores, en una zona de sequía, no pueden sobrevivir a esa falta prolongada de agua, y acaban vendiendo sus tierras a un gran propietario, que se hace más rico en cuanto vuelven las lluvias, mientras que los pequeños se ven abocados a la pobreza.

En las tundras árticas, y en el Océano Ártico por debajo del hielo, las tierras y el agua, calentadas en verano cuando aquel se funde, mantienen ese calor durante el invierno, pues el hielo es un magnífico aislante térmico (los esquimales pueden vivir dentro de los iglúes porque las paredes de hielo no conducen el calor). Cuando llega el nuevo verano, el suelo, y el agua, están calientes, y funden más hielo hacia su norte. Esto se repite verano a verano, hasta la desaparición total de hielo en esa región dentro de algunos años, en verano.

Esto, añadido a la emisión del metano retenido bajo el hielo, y a la ausencia de reflexión de la luz solar por una capa inexistente de hielo, aceleran la subida global de la temperatura media del planeta.

Adicionalmente, esa subida de temperatura, funde el agua en donde los glaciares apoyan sobre el suelo, sobre todo en la geografía montañosa de Groenlandia, de manera que esos glaciares resbalan hacia el mar, contribuyendo al aumento de temperatura de este.

La Corriente del Golfo que arrastraba aire caliente sobre ella desde el Caribe hacia Europa, es parte de una corriente global oceánica. Cuando llegaba al Ártico, esa corriente se enfriaba, se formaba hielo y este expulsaba la sal del agua marina, de manera que la superficie del Océano Ártico aumentaba su densidad, y se movía hacia el fondo, en una corriente que extraía el agua extra que aportaba la Corriente del Golfo. Caía en una inmensa cascada entre Islandia y Groenlandia, seguía su curso por el fondo del Atlántico hasta el hemisferio sur, giraba hacia Australia y al ir mezclándose con el agua poco salina del fondo, iba ascendiendo hacia las aguas salinas del centro del Pacífico, donde giraba e iniciaba su vuelta hacia África, subía por la costa occidental de este continente, cruzaba, con los alisios hacia el Caribe, para, recalentada ahí, reiniciar el ciclo como Corriente del Golfo. El proceso duraba unos 500 años.

Es muy probable que un Ártico libre de hielo impida que el agua se hunda entre Groenlandia e Islandia. En ese caso, la Corriente del Golfo se desviaría hacia el sur por la costa de Portugal, y esto supondría otro efecto adicional del Cambio Climático.

Este otoño de 2020 el hielo en el Ártico mantiene su extensión más baja desde hace 50 años, fecha en la que se empezó a medir. Poco a poco, esa región se va calentando mucho.

Que se caliente el Ártico es tremendamente peligroso para el clima del planeta.

Conocer esto debería estimular a las sociedades humanas a acelerar los esfuerzos para frenar ese Cambio Climático, esa subida de la temperatura media global. Para ello tenemos, con prisa, que eliminar los combustibles fósiles. Parecería que la pandemia del COVID-19 hubiese ralentizado el aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera. No ha sido así, y este año el crecimiento exponencial se mantiene.

No parece haber prisa para estimular esa eliminación de los combustibles fósiles. Nos estamos jugando la vida tal y como la conocemos, sobre todo, nuestra cultura amable y civilizada.

Esta es la realidad.

http://weblogs.madrimasd.org/medioambiente

La glace arctique et la météorologie en Europe

Antonio Ruiz de Elvira, Universidad de Alcalà, Madrid.

12 /12/2020

L’Arctique est une région oubliée de la Terre. Pour la grande majorité des gens, le pôle Nord existe, mais comment l’étoile Sirius existe: une simple curiosité. Peut-être quelqu’un sait-il que les sous-marins nucléaires américains et russes sont camouflés sous la glace polaire, et qu’en Alaska, il y a des courses de traîneaux en hiver… Et bien peu de choses encore.

Mais l’Arctique est d’une importance cruciale pour l’avenir de la planète.

S’il y a de la glace, elle reflète une partie du rayonnement solaire, ce qui réduit la température moyenne de la planète. Si elle dégèle, la planète capte plus d’énergie et augmente sa température. Sous la glace des toundras sibérienne et canadienne, il y a beaucoup de méthane, qui se retrouve dans l’atmosphère lors de la fonte de l’Arctique et qui augmente l’effet de rétention du rayonnement infrarouge émis par la surface d’un facteur 28 fois supérieur à celui du CO2. Un Arctique dégelé contient une grande quantité d’eau douce, beaucoup plus légère que l’eau laissée sous la glace car elle expulse le sel au fur et à mesure de sa formation. Et comme l’eau douce ne coule pas, le courant de retour du Gulf Stream s’arrête ou ralentit.

Et la température de l’Arctique est très importante pour les phénomènes météorologiques au-dessus de l’Europe.

Sur une sphère en rotation s’établissent des courants d’air qui sont dus au gradient de température : on les appelle vents de gradient thermique. La position de ces vents est centrée au point de gradient maximal, ils augmentent en intensité en remontant de la surface vers la couche qui sépare la zone météorologique de la zone calme, la stratosphère, au-dessus de 11 kilomètres, et cette intensité est d’autant plus forte que le gradient de température est important. La direction du mouvement est d’ouest en est.

Ces vents forment un courant appelé « jet polaire » ou « jet« . Ce courant, comme tous les courants de fluide, serpente. Les méandres transportent des vents de surface du nord, ou de l’air chaud et humide du sud-ouest en Europe et en Amérique, au-dessus de l’Europe, des Amériques et de la zone frontalière sibérienne-chinoise.

Le jet est donc positionné sur le point présentant le gradient thermique le plus élevé entre l’équateur et le pôle. En été, le pôle Nord a une température plus élevée, et ce point était situé, il y a des années, en Europe, à la latitude sud des îles britanniques. En hiver, lorsque le pôle se refroidit, le gradient thermique maximal se déplaçait vers le sud jusqu’à la latitude approximative de Gibraltar.

Le changement climatique réchauffe fortement l’Arctique, de sorte que le point de gradient maximal de température s’est déplacé, en toutes saisons, vers le nord : aujourd’hui, en hiver, le jet se situe sur la côte nord de l’Espagne, et en été, sur l’Écosse. En même temps, les valeurs du gradient ont fortement diminué en raison de la différence de température réduite entre un tropique reste chaud et un pôle dont la température a beaucoup augmenté.

Ce gradient réduit implique une moindre intensité du jet. Au lieu d’être un fleuve rapide, il est maintenant beaucoup plus lent. Comme les rivières de montagne lorsqu’elles atteignent les plaines, le jet fait des méandres, et de grands méandres. Cela signifie que la météorologie, en Europe, et au moins, aussi aux États-Unis, devient extrême : grandes invasions d’air polaire, avec de fortes inondations, très répétées année après année, et de grandes phases de sécheresse et de chaleur extrême.

Le système climatique est un système à rétroaction positive, comme l’économie. Dans l’économie, les riches s’enrichissent et les pauvres s’appauvrissent. Un exemple illustre bien cela : s’il y a un grand propriétaire agricole qui possède des fermes dans des zones avec de l’eau (nord de l’Espagne) et dans des zones sèches, lorsque des sécheresses prolongées arrivent, il maintient au moins une partie de sa richesse. Les petits paysans, dans une zone aride, ne peuvent survivre à ce manque d’eau prolongé et finissent par vendre leurs terres à un grand propriétaire, qui s’enrichit dès le retour des pluies, tandis que les petits paysans sont poussés dans la pauvreté.

Dans la toundra arctique, et dans l’océan Arctique sous la glace, la terre et l’eau, chauffées en été lorsque la glace fond, conservent cette chaleur pendant l’hiver, car la glace est un magnifique isolant thermique (les Esquimaux peuvent vivre à l’intérieur des igloos car les parois de la glace ne conduisent pas la chaleur). Lorsque le nouvel été arrive, le sol et l’eau sont chauds et font fondre davantage de glace au nord. Cela se répète d’été en été, jusqu’à la disparition progressive de la glace dans cette région en quelques années, en été.

Ceci, ajouté à l’émission de méthane retenu sous la glace, et à l’absence de réflexion de la lumière du soleil par une couche de glace inexistante, accélère l’augmentation de la température moyenne de la planète.

De plus, cette augmentation de la température fait fondre l’eau là où les glaciers reposent sur le sol, surtout dans la géographie montagneuse du Groenland, de sorte que ces glaciers glissent vers la mer, ce qui contribue à l’augmentation de la température de la mer.

Le Gulf Stream, qui transportait de l’air chaud des Caraïbes vers l’Europe, fait partie d’un courant océanique global. Lorsqu’il atteignait l’Arctique, ce courant s’était refroidi, avait formé de la glace et avait expulsé le sel de l’eau de mer, de sorte que la surface de l’océan Arctique était devenue plus dense, et s’était déplacée vers le fond, dans un courant qui avait extrait l’eau supplémentaire fournie par le Gulf Stream. Il tombait dans une immense cascade entre l’Islande et le Groenland, il poursuivait son cours le long du fond de l’Atlantique jusqu’à l’hémisphère sud, il tournait alors vers l’Australie et, en se mélangeant avec les eaux peu salées du fond, il remontait vers les eaux salées du centre du Pacifique. Par après il tournait et commençait son chemin de retour vers l’Afrique, il remontait la côte occidentale de ce continent, il traversait, avec les alizés, vers les Caraïbes, et là, réchauffé, il recommençait le cycle comme Gulf Stream. Ce processus durait environ 500 ans.

Un Arctique sans glace empêchera très probablement l’eau de couler entre le Groenland et l’Islande. Dans ce cas, le Gulf Stream serait dévié vers le sud le long de la côte du Portugal, ce qui augmenterait davantage l’effet du changement climatique.

Cet automne 2020, la glace dans l’Arctique est à son plus bas niveau depuis 50 ans, date à laquelle on a commencé à la mesurer. Peu à peu, cette région devient très chaude.

Le réchauffement de l’Arctique est extrêmement dangereux pour le climat de la planète.

Le fait de savoir cela devrait inciter les sociétés humaines à accélérer les efforts pour freiner ce changement climatique, cette augmentation de la température moyenne mondiale. Pour ce faire, nous devons, en toute hâte, éliminer les combustibles fossiles. Il semblerait que la pandémie de COVID-19 ait ralenti l’augmentation de la concentration de CO2 dans l’atmosphère. Ce n’est pas le cas, et cette année, la croissance exponentielle se poursuit.

On ne se presse pas assez pour stimuler l’élimination rapide des combustibles fossiles. Nous risquons nos vies telles que nous les connaissons, en particulier notre culture aimable et civilisée.

C’est ça la réalité.

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