Argumentos a favor y en contra del calentamiento de los océanos inducido por el hombre.

Publicación invitada de Bob Tisdale

ACTUALIZACIÓN: se corrigió el porcentaje de pérdida de calor del océano a través de la evaporación. Actualización 2: se agregó un enlace a una publicación de Willis Eschenbach al final y se corrigió un error tipográfico.

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El contenido de calor del océano y los datos de temperatura promediados verticalmente para los océanos han sido temas de un par de publicaciones de blog recientes. Como era de esperar, las discusiones sobre esos hilos tienden a cambiar al tema de si la radiación infrarroja (onda larga) de los gases de efecto invernadero hechos por el hombre puede causar un calentamiento oceánico medible en la superficie o en la profundidad. De acuerdo con la hipótesis del calentamiento global inducido por el hombre, el calentamiento de los océanos globales en profundidad y la absorción de calor del océano relacionada son una función del desequilibrio radiativo causado por los gases de efecto invernadero producidos por el hombre. Hay una serie de argumentos a favor y en contra del hipotético calentamiento antropogénico de los océanos.

Entonces, el tema de esta publicación es el calentamiento del océano. Presentaré diferentes opiniones/argumentos sobre el calentamiento oceánico antropogénico.

Para obtener una descripción detallada de los datos del contenido de calor del océano, consulte la publicación ¿Son los datos del contenido de calor del océano todo lo que se apilan? Y mira la publicación INCREÍBLE: El IPCC puede haber proporcionado presentaciones realistas de los datos de origen del contenido de calor del océano para otra discusión del IPCC.

LA RADIACIÓN INFRARROJA SÓLO PUEDE PENETRAR LOS POCOS MILÍMETROS SUPERIORES DE LA SUPERFICIE DEL OCÉANO Y AQUÍ ES DONDE OCURRE LA EVAPORACIÓN

A menudo se argumenta que la radiación infrarroja de los gases de efecto invernadero producidos por el hombre solo puede penetrar unos pocos milímetros en la parte superior de la superficie del océano y ahí es donde ocurre la evaporación. Ese argumento continúa diciendo que la radiación infrarroja adicional de los gases de efecto invernadero antropogénicos solo puede aumentar la evaporación de la superficie y no puede calentar los océanos. Por otro lado, la luz del sol llega a los océanos a profundidades de unos 100 metros, aunque la mayor parte se absorbe en los 10 metros superiores. Aun así, la capacidad de la luz solar para calentar los océanos es mucho mayor que la radiación infrarroja. Uno de mis primeros recuerdos de este argumento vino de de Robert E. Stevenson (Oceanógrafo Scripps) Artículo de 2000 Sí, el océano se ha calentado; No, no es ‘calentamiento global’. En abril de este año, en busca de respuestas sólidas sobre este tema, Roy Spencer presentó los mismos argumentos y algunos contraargumentos en su publicación, ¿Puede la radiación infrarroja calentar un cuerpo de agua?

Pruebas de campo reportadas en el post de 2006 ¿Por qué los gases de efecto invernadero calientan los océanos? en RealClimate son citados a menudo por aquellos que creen que la radiación infrarroja es responsable del calentamiento de los océanos. Esa publicación de invitado de Peter Minnett de la Universidad de Miami incluye:

Sin embargo, algunos han insistido en que aquí hay una paradoja: ¿cómo puede un forzamiento impulsado por la absorción y emisión de onda larga impactar en el océano que se encuentra debajo, ya que la radiación infrarroja no penetra más que unos pocos micrómetros en el océano?

Así que este argumento fue considerado por los científicos del clima. Luego, la publicación continúa describiendo por qué no es una inconsistencia y luego presenta los resultados de las pruebas de campo. Mi Figura 1 es la Figura 2 de esa publicación de RealClimate.

Figura 1: el cambio en la temperatura de la piel a la diferencia de temperatura a granel en función de la onda larga neta [infrared] radiación.

El texto de resumen de la ilustración en RealClimate dice:

Hay una reducción asociada en la diferencia entre los 5 cm y la temperatura de la piel. La pendiente de la relación es 0.002ºK (W/m²)-1. Por supuesto, el rango de forzamiento infrarrojo neto causado por el cambio de las condiciones de las nubes (~100 W/m²) es mucho mayor que la causada por el aumento de los niveles de gases de efecto invernadero (p. ej., duplicar los niveles de CO2 preindustriales aumentará el forzamiento neto en ~4 W/m²), pero el objetivo de este ejercicio era demostrar una relación.

Eso, sin embargo, crea un contraargumento que ha sido discutido por otros. Ver la publicación HockeySchtick RealClimate admite que duplicar el CO2 solo podría calentar los océanos 0,002ºC como máximo. Permítanme poner esto en términos más recientes. De acuerdo con la Índice anual de gases de efecto invernadero de la NOAAla radiación infrarroja solo ha aumentado alrededor de 1,2 vatios/metro^2 entre 1979 y 2013. Según los hallazgos de RealClimate, ese aumento de la radiación infrarroja solo podría calentar la superficie del mar un poco más de 0,002 grados C desde 1979. Sin embargo, mirando Según los datos de la temperatura global de la superficie del mar, Figura 2, las superficies de los océanos globales se calentaron más de 0,3 grados C entre 1979 y 2013, dejando aproximadamente 93% 99,3% del calentamiento de la superficie del océano sin explicación.

Figura 2

Una continuación del argumento de la prueba de campo de Minnett es que los gases de efecto invernadero producidos por el hombre y la mezcla del océano causarán el calentamiento del capa mixta de los océanos. El contador HockeySchtick podría aplicarse aquí también. La capa mixta varía en profundidad de unos 20 a 200 metros. Desafortunadamente, los datos de temperatura específicos para la capa mixta no están disponibles en un formato fácil de usar, así que supongamos que los datos de temperatura promediados verticalmente del NODC para las profundidades de 0 a 100 metros capturan la gran mayoría de la capa mixta. Como se muestra en la Figura 2, la tasa de calentamiento de los 100 metros superiores del océano es ligeramente menor que la superficie. En otras palabras, la tasa de calentamiento basada en las pruebas de campo presentadas por RealClimate no puede explicar la gran mayoría del calentamiento de los 100 metros superiores.

Además de la publicación RealClimate de Peter Minnett, consulte la publicación muy reciente de ClimateConversation HotWhopper equivocado sobre el calor del océano. Incluye enlaces a una discusión de tres partes titulada «¿Calentamiento antropogénico del océano?» por Richard Cummings, que cubre los hallazgos de Minnett y otros mecanismos propuestos del calentamiento antropogénico de los océanos:

“LOS FLUJOS AIRE-MAR SON EL MECANISMO PRINCIPAL MEDIANTE EL CUAL SE ESPERA QUE LOS OCÉANOS RESPONDAN A LAS INFLUENCIAS ANTROPOGÉNICAS Y VOLCÁNICAS NATURALES FORZADAS EXTERNAMENTE”

La cita en el encabezado es de Capítulo 10 (WG1) de los 5 del IPCC^el Informe de evaluación.

Comentarios de Richard Cummings desde Parte 2 de su serie comienza:

Eso es todo. 25 años y cinco informes de evaluación después de su formación en 1988, el IPCC no ha podido consolidar un mecanismo antropogénico de calentamiento oceánico y aumento térmico del nivel del mar. El que se les ha ocurrido es sólo «esperado», lo que indica que no pueden citar estudios del fenómeno del mundo real del aire no solar => flujos de energía marina que realmente ocurren en una escala que explicaría la acumulación de calor oceánico del siglo XX en el orden de 18 × 10 ^ 22 J y subyugar a un Mecanismo solo solar.

“…EL CALOR PENETRA MÁS RÁPIDO EN LOS OCÉANOS EN UN CLIMA MÁS CÁLIDO”

El encabezado es una cita de los comentarios finales de Stefan Rahmstorf en la publicación RealClimate Aumento del nivel del mar: nuestra situación a principios de 2013 (mi negrita).

Mi conclusión: la tasa de aumento del nivel del mar fue muy baja en los siglos anteriores al 20, muy probablemente muy por debajo de 1 mm/año a largo plazo. En el siglo XX la tasa aumentó, pero no linealmente debido a la evolución temporal no lineal de la temperatura global. El diagnóstico se complica por la variabilidad espuria debida al submuestreo, pero en todas las series de tiempo del siglo XX que intentan realizar un promedio de área adecuado, las tasas de aumento más recientes son las más altas registradas. A finales del siglo XX y principios del XXI la tasa había alcanzado los 3 mm/año, una tasa bastante fiable medida por satélite. Este aumento en la tasa de aumento del nivel del mar es una consecuencia lógica del calentamiento global, ya que el hielo se derrite más rápido y el calor penetra más rápido en los océanos en un clima más cálido.

¿Es esta una reformulación muy simplificada del argumento de que, aunque la atmósfera es más fría que la superficie de los océanos, los gases de efecto invernadero reducirán la velocidad a la que los océanos pueden liberar calor a la atmósfera?

Véase la respuesta de Richard Cummings en parte 3 de su serie.

MECANISMOS PARA EL CALENTAMIENTO DE LOS OCÉANOS

Donald Rapp presentó un modelo simple para explicar cómo los gases de efecto invernadero producidos por el hombre podrían calentar los océanos en su publicación como invitado en el blog de Judith Curry, ClimateEtc, en mayo de 2014. Ver su publicación Mecanismos para el Calentamiento de los Océanos. Esa publicación generó más de 400 comentarios. Si va a cortar y pegar uno de sus comentarios o los de otra persona de ese hilo, deje un hipervínculo.

LA RADIACIÓN INFRARROJA DE LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO ARTIFICIALES HA AUMENTADO DESDE 1979, MIENTRAS QUE LA IRRADIACIÓN SOLAR TOTAL HA DISMINUIDO. POR LO TANTO, LA RADIACIÓN INFRARROJA CAUSÓ EL CALENTAMIENTO DEL OCÉANO.

Este es uno de los argumentos favoritos para el calentamiento antropogénico de los océanos: la radiación infrarroja ha aumentado desde 1979, pero la radiación solar total en la parte superior de la atmósfera ha disminuido. Por lo tanto, según ese argumento mal concebido, el sol no puede explicar el calentamiento.

¿Por qué está mal concebido? Estamos interesados ​​en la cantidad de luz solar que llega a la superficie de los océanos y entra en ellos, no en la cantidad de luz solar que llega a la parte superior de la atmósfera.

Existe evidencia de que la cantidad de luz solar que llega a la superficie de la Tierra aumentó de 1979 a 2013. Proviene de un modelo climático especializado llamado reanálisis, y el reanálisis que se discute es el NCEP-DOE R-2. A diferencia de los modelos climáticos que se utilizan para hacer retrospectivas y predecir el calentamiento global, un nuevo análisis utiliza datos (datos de temperatura de la superficie del mar, datos de cobertura de nubes, datos de aerosoles, datos de irradiación solar total y similares) como entradas y calcula variables que no se miden directamente. Es un modelo climático, por lo que todavía tenemos que mirarlo con un ojo escéptico, pero aun así, la luz solar que llega a la superficie de la Tierra aumentó de 1979 a 2013, según el reanálisis NCEP-DOE R-2. Consulte la figura 3.

figura 3

He añadido una nota al gráfico:

¿A partir de qué valor los océanos acumulan calor?

Eso fue para contrarrestar otro argumento mal concebido. Alguien podría mirar el gráfico y ver que la luz solar en la superficie alcanzó su punto máximo alrededor del año 2002 y desde entonces ha disminuido, esperando que los océanos pierdan calor durante la disminución. Pero ese argumento dejaría de considerar muchas cosas, incluida la señalada.

Esto también trae a la mente algo escrito por Carl-Gustaf Rossby en 1959. Forma parte del capítulo inicial del libro La atmósfera y el mar en movimiento editado por Bert Bolin. Ese capítulo se titula “Problemas actuales en meteorología”. En él, Rossby hizo dos sugerencias mientras discutía los procesos oceánicos (mi negrita):

a) La suposición de que nuestro planeta en su conjunto se encuentra en firme equilibrio de radiación con el espacio ultraterrestre no puede aceptarse sin reservas, incluso si se toman en cuenta períodos de varias décadas.

b) Las anomalías en el calor probablemente pueden ser almacenado y aislado temporalmente en el mar y después de períodos del orden de unas pocas décadas a algunos siglos nuevamente influye en el intercambio de calor y vapor de agua con la atmósfera.

Entonces, suponiendo que el nuevo análisis NCEP-DOE R2 sea correcto, ¿cuánto tiempo afectaría el clima el aumento reciente en la cantidad de luz solar que ingresa a los océanos? Según Rossby, podrían ser décadas o siglos.

Algo más a tener en cuenta: según el Datos de temperatura promediados verticalmente de NODC a profundidades de 2000 metros, el Atlántico Norte y el Océano Pacífico muestran poco o ningún calentamiento desde 2005. Las otras dos cuencas oceánicas, el Atlántico Sur y el Océano Índico muestran calentamiento, pero solo cubren alrededor de 1/3 de la superficie del océano. Consulte la figura 4.

Figura 4

Esa falta de calentamiento a profundidades de 2000 metros para dos cuencas oceánicas que cubren 2/3 de la superficie del océano (Atlántico Norte y Pacífico) es difícil de reconciliar en un mundo donde se dice que los gases de efecto invernadero están bien mezclados, lo que significa que son bastante bien distribuidos por todo el mundo.

LOS OCÉANOS TIENEN SU PROPIO EFECTO INVERNADERO

En su publicación, El profundo mar azulJohn L. Daly presentó algo que debe tenerse en cuenta en toda discusión sobre el calentamiento de los océanos: los océanos tienen su propio efecto invernadero (he agregado un hipervínculo a la Figura 1 de John Daly):

Un efecto invernadero, por definición, significa que el medio a través del cual pasa la radiación es más transparente en las longitudes de onda visibles, pero más opaco en las longitudes de onda infrarrojas, lo que deja entrar la energía visible pero obstruye el escape de la energía infrarroja suficiente para mantener el equilibrio térmico. sin aumento de temperatura.

Los océanos también se comportan de esta manera.

Referencia a la fig. 1 muestra que los océanos dejan pasar la radiación solar visible hasta los 100 metros de profundidad. Sin embargo, los océanos no pueden irradiar desde tales profundidades, ya que la radiación infrarroja solo puede tener lugar desde unos pocos milímetros superiores del océano. Por lo tanto, los océanos también se comportan de manera similar a un invernadero, absorbiendo calor y luego atrapando parte de él para provocar un aumento de la temperatura.

Expresado de otra manera, la luz del sol puede calentar los océanos a profundidades de 100 metros, pero los océanos solo pueden liberar calor en la superficie. Ahora considere que los océanos liberan calor principalmente a través de la evaporación. (si la memoria no me falla, alrededor del 90% de la pérdida de calor de los océanos se debe a la evaporación). ACTUALIZACIÓN: Lo siento, en este caso mi memoria estaba apagada. De los aproximadamente más de 180 vatios/m^2 de radiación de onda corta descendente que llega a la superficie del océano, aproximadamente la mitad (alrededor de 100 vatios/m^2) se libera a través de la evaporación.

HAY PROCESOS NATURALES QUE PUEDEN CAUSAR EL CALENTAMIENTO PROFUNDO DE LOS OCÉANOS A LARGO PLAZO

Los procesos naturales que pueden calentar los océanos, por supuesto, no se consideran en los modelos climáticos utilizados por el IPCC. Los modeladores del clima fuerzan el calentamiento de los océanos en base a sus suposiciones de cómo la radiación infrarroja de los gases de efecto invernadero producidos por el hombre calienta los océanos.

Vamos a dividir los océanos en subconjuntos de cuencas oceánicas porque, para dos de los subconjuntos, los científicos del clima abordaron esas porciones de los océanos en los estudios vinculados a esta publicación.

He presentado estas discusiones en publicaciones anteriores utilizando datos de contenido de calor oceánico. Para variar, presento los datos de temperatura promedio de profundidad de NODC para las profundidades de 0 a 700 metros.

EL CALENTAMIENTO DEL ATLÁNTICO NORTE A PROFUNDIDAD

Como prefacio a nuestra primera discusión, la Figura 5 presenta las anomalías de temperatura promedio en profundidad (0-700 metros) para el Atlántico Norte y para el resto de los océanos globales. Para determinar las anomalías de temperatura promediadas en profundidad para el resto de los océanos globales, ponderé por área los datos del Atlántico Norte (11,5 %, consulte la página web de la NOAA aquí) y lo restó de los datos globales. Las unidades son grados C.

Figura 5

Es muy obvio que el Atlántico Norte a profundidades de 700 metros se calentó a un ritmo mucho más rápido que el resto de los océanos, unas 3,3 veces más rápido desde 1955 hasta el presente. Esa cuenca oceánica solo cubre el 11,5% de la superficie de los océanos globales, pero representa alrededor del 35% del calentamiento del océano a profundidades de 700 metros.

NOTA: Es lamentable que los resultados de las simulaciones del modelo climático de la temperatura promediada en profundidad (o el contenido de calor del océano) no estén disponibles en una forma fácil de usar para que los modelos puedan compararse con las observaciones. Sabemos que los modelos climáticos no simulan adecuadamente el calentamiento de las superficies oceánicas. Duplican la tasa de calentamiento de la superficie del océano en los últimos 33 años. Ver el gráfico de comparación modelo-datos aquí. También vea las publicaciones aquí y aquí para discusiones adicionales. Sería interesante ver qué tan mal simulan los modelos el calentamiento del océano en profundidad. [End note.]

Ahora considere lo que escribí en esa parte introductoria de mi próximo libro: es muy obvio por qué el cambio en el contenido de calor del océano es muy importante para la hipótesis del calentamiento global inducido por el hombre. Si se pudiera demostrar que los océanos se han calentado naturalmente, entonces los impactos de los gases de efecto invernadero generados por el hombre son mucho menores de lo que afirman los científicos del clima.

Y eso es exactamente lo que hizo un grupo de científicos en 2008. Determinaron que el calentamiento del Atlántico Norte a 700 metros desde 1955 fue causado por procesos naturales, no por gases de efecto invernadero producidos por el hombre. Hemos discutido este documento varias veces en los últimos años, en publicaciones de blog y en libros. Aquí hay una parte de mi libro electrónico. ¿Quién encendió la calefacción?

[START OF REPRINT FROM WHO TURNED ON THE HEAT?]

Hay un estudio que proporciona una explicación para ese calentamiento adicional. Véase Lozier et al (2008) El patrón espacial y los mecanismos del cambio del contenido de calor en el Atlántico norte.

Primero, una breve introducción a uno de los términos utilizados en las siguientes citas: La Oscilación del Atlántico Norte es un fenómeno climático atmosférico en el Atlántico Norte. Al igual que el Índice de Oscilación del Sur descrito en el Capítulo 4.3 Índices ENOS, la Oscilación del Atlántico Norte se expresa como la diferencia de presión a nivel del mar entre dos puntos. Las presiones a nivel del mar en Islandia, en las estaciones meteorológicas de Stykkisholmur o Reykjavik, se pueden utilizar para calcular los índices de oscilación del Atlántico Norte. La ubicación de Islandia que elijan usar como referencia de presión a nivel del mar en latitudes altas depende de la proveedor de conjuntos de datos. El otro punto captura la presión del nivel del mar en las latitudes medias del Atlántico Norte, y hay varios lugares que se han utilizado para ello: Lisboa, Portugal; Ponta Delgada, Azores; y Gibraltar. El Índice de Oscilación del Atlántico Norte se utiliza principalmente para la predicción del tiempo. La dirección y la fuerza de los vientos del oeste en el Atlántico norte se ven afectadas por las presiones del nivel del mar en Islandia y las latitudes medias del Atlántico norte, que, a su vez, afectan los patrones climáticos en Europa y la costa este de América del Norte. Si vive en esos lugares, a menudo escuchará a su meteorólogo referirse a la Oscilación del Atlántico Norte. Como se discutirá, los vientos en el Atlántico Norte también pueden afectar el contenido de calor del océano.

Presentaré dos citas del artículo de Lozier et al (2008). Los seguiré con citas del comunicado de prensa que describe en términos simples cómo la Oscilación del Atlántico Norte impacta el Contenido de Calor del Océano del Atlántico Norte. Volviendo a Lozier et al (2008):

El resumen dice:

El calor total ganado por el Océano Atlántico Norte durante los últimos 50 años es equivalente a un aumento en toda la cuenca del flujo de calor a través de la superficie del océano de 0,4 ± 0,05 vatios por metro cuadrado. Mostramos, sin embargo, que esta cuenca no se ha calentado uniformemente: aunque los trópicos y subtrópicos se han calentado, el océano subpolar se ha enfriado. Estas diferencias regionales requieren cambios en el flujo de calor de la superficie local (±4 vatios por metro cuadrado) mucho mayores que el promedio de toda la cuenca. Las investigaciones del modelo muestran que estas diferencias regionales pueden explicarse por la variabilidad decadal a gran escala en el forzamiento del viento y la flotabilidad, medida por el índice de Oscilación del Atlántico Norte. Es difícil confirmar si la ganancia de calor general se debe al calentamiento antropogénico porque la fuerte variabilidad natural en esta cuenca oceánica está enmascarando potencialmente dicha entrada en el momento actual.

En el documento, Lozier et al (2008) señalan, utilizando NAO para la Oscilación del Atlántico Norte:

Una comparación de los cambios de contenido de calor integrado zonalmente en función de la latitud (Fig. 4B) confirma que la diferencia de NAO puede explicar en gran medida los cambios de contenido de calor específicos del giro observados en los últimos 50 años, aunque hay algunas diferencias notables en la banda latitudinal de 35° a 45°N. Por lo tanto, sugerimos que los cambios decadales a gran escala en el forzamiento del viento y la flotabilidad asociados con la NAO son los principales responsables de los cambios en el contenido de calor del océano en el Atlántico Norte durante los últimos 50 años.

Según la redacción de las dos citas, el documento parece indicar que Lozier et al (2008) están describiendo todo el calentamiento del contenido de calor del océano en el Atlántico Norte. En otras palabras, parece que Lozier et al (2008) no afirman que la Oscilación del Atlántico Norte sea la principal responsable de los cambios adicionales en el contenido de calor del océano en el Atlántico Norte, por encima y más allá del resto del mundo, durante los últimos 50 años. años; dicen que es el principal responsable de toda la variabilidad. El comunicado de prensa del artículo, por otro lado, lo lleva a creer que la Oscilación del Atlántico Norte es responsable del calentamiento del Atlántico Norte más allá del calentamiento global.

El comunicado de prensa de la Universidad de Duke para el artículo se titula Calentamiento del Atlántico Norte vinculado a la variabilidad natural. Aunque Lozier et al no estudiaron las otras cuencas oceánicas, el subtítulo del comunicado de prensa incluye la referencia obligatoria a un supuesto calentamiento provocado por el hombre en otras cuencas: «Pero el calentamiento global puede estar en juego en otros lugares de los océanos del mundo, suponen los científicos». . Para contradecir eso, no hemos encontrado evidencia de un componente antropogénico en el calentamiento de las otras cuencas oceánicas.

El comunicado de prensa dice con respecto a la Oscilación del Atlántico Norte (NAO):

Los vientos que impulsan la NAO son impulsados ​​por las diferencias de presión atmosférica entre las áreas alrededor de Islandia y las Azores. «Los vientos tienen un tremendo impacto en el océano subyacente», dijo Susan Lozier, profesora de oceanografía física en la Escuela Nicholas de Medio Ambiente y Ciencias de la Tierra de Duke, quien es la primera autora del estudio.

Además de esto, escriben:

El análisis de su grupo mostró que el agua en el océano subpolar, aproximadamente entre los 45 grados de latitud norte y el círculo polar ártico, se enfrió a medida que el agua intercambiaba calor directamente con el aire que estaba sobre ella.

Por el contrario, los vientos impulsados ​​por la NAO sirvieron para «acumular» aguas calentadas por el sol en partes del Atlántico norte tropical y subtropical al sur de los 45 grados, dijo Lozier. Eso retuvo y distribuyó el calor en la superficie mientras empujaba el agua más fría subyacente hacia abajo.

El modelo informático del grupo predijo superficies marinas más cálidas en los trópicos y subtrópicos y lecturas más frías dentro de la zona subpolar siempre que la NAO se encuentre en un estado elevado de actividad. Una NAO tan alta ha sido el caso durante los años 1980 a 2000, informaron los científicos.

«Sugerimos que los cambios decadales a gran escala… asociados con la NAO son los principales responsables de los cambios en el contenido de calor del océano en el Atlántico Norte durante los últimos 50 años», concluyeron los autores.

[END OF REPRINT FROM WHO TURNED ON THE HEAT?]

¿QUÉ CAUSA QUE EL AGUA SE “ACUMULE”, AUMENTANDO EL CONTENIDO DE CALOR DEL OCÉANO?

Analicemos con más detalle ese «amontonamiento» del comunicado de prensa de Lozier et al. (2008). Primero, algunos conceptos básicos: los vientos alisios son una función de la diferencia de temperatura entre el ecuador y las latitudes más altas. El agua más caliente cerca del ecuador hace que el aire caliente suba allí (convección). En la superficie, los vientos soplan desde las latitudes medias hacia el ecuador para compensar el déficit causado por el aire ascendente, pero la rotación de la Tierra desvía ese aire entrante hacia el oeste. Así, los vientos alisios soplan del noreste al suroeste en el hemisferio norte y del sureste al noroeste en el hemisferio sur.

En las cuencas oceánicas, la circulación oceánica es impulsada principalmente por los vientos alisios de los trópicos que soplan de este a oeste. Es decir, los vientos alisios empujan las aguas superficiales de este a oeste en los trópicos. Esas aguas que viajan hacia el oeste se calientan bajo el sol tropical. Se encuentran con una masa de tierra continental y se dirigen hacia los polos. En el Atlántico Norte, la corriente fronteriza occidental que fluye hacia el polo se conoce como la Corriente del Golfo. Lleva las cálidas aguas tropicales a las altas latitudes más frías, donde esa agua puede liberar calor a la atmósfera de manera más eficiente. En las latitudes medias, esas aguas se encuentran con los vientos de oeste a este conocidos como vientos del oeste y soplan hacia el este hacia Europa y África. La corriente limítrofe oriental a lo largo de África devuelve esas aguas más frías hacia los trópicos, donde pueden calentarse nuevamente, completando el ciclo. Ese bucle de circulación oceánica se llama giro.

Ahora, para el «acumulación»: supongamos que los vientos del oeste en las latitudes medias disminuyeron o se invirtieron, mientras que, al mismo tiempo, los vientos alisios empujaban la misma cantidad de agua tropical hacia el oeste y hacia el polo. En latitudes medias, el cambio en la fuerza o dirección de los vientos del oeste resistiría el transporte de agua cálida hacia los polos desde los trópicos. Esa agua tibia se acumularía como resultado. Aquí está esa cita del comunicado de prensa de nuevo:

Por el contrario, los vientos impulsados ​​por la NAO sirvieron para «acumular» aguas calentadas por el sol en partes del Atlántico norte tropical y subtropical al sur de los 45 grados, dijo Lozier. Eso retuvo y distribuyó el calor en la superficie mientras empujaba el agua más fría subyacente hacia abajo.

Presto. Una acumulación de calor causada naturalmente en el Atlántico Norte.

Curiosamente, bajo el título “Beam Me Up, Scotty”, Stefan Rahmstorf de RealClimate presentó una discusión similar en su publicación. Lo que revela el calentamiento de los océanos sobre el calentamiento global. Yo, por supuesto, comenté eso en mi publicación. Comentarios sobre la publicación de Stefan Rahmstorf en RealClimate «Lo que revela el calentamiento del océano sobre el calentamiento global»

Supongamos ahora que, al mismo tiempo, hubo una serie de fuertes eventos de El Niño durante un período de varias décadas (desde 1976 hasta el cambio de siglo, por ejemplo), de modo que las aguas tropicales del Atlántico Norte fueran naturalmente más cálidas de lo normal. Trenberth y Fasullo (2011) Explique por qué algunas partes de los océanos remotas al Pacífico tropical se calientan en respuesta a El Niño (en negrita):

Pero un gran desafío es poder rastrear la energía asociada con tales variaciones más a fondo: ¿De dónde vino realmente el calor de El Niño 2009-2010? ¿Adónde desapareció repentinamente el calor durante La Niña? Experiencias pasadas (Trenberth et al. 2002) sugieren que la temperatura de la superficie global aumenta al final y después de El Niño, ya que el calor sale del Océano Pacífico principalmente en forma de humedad que se evapora y que posteriormente llueve, liberando el calor latente. energía. Mientras tanto, el calentamiento máximo de los océanos Índico y Atlántico se produce unos 5 meses después de El Niño debido a cielos soleados y vientos más ligeros (menor enfriamiento por evaporación), mientras que la acción convectiva se da en el Pacífico.

Esa luz solar adicional durante un período en el que dominaba El Niño (1976 hasta el cambio de el siglo) aumentaría la cantidad de agua caliente acumulada en el Atlántico Norte… y en otros lugares.

Y Trenberth ahora entiende que el calor no «desapareció» repentinamente durante La Niña. Aparece como los «grandes saltos» en la temperatura de la superficie en respuesta a fuertes eventos de El Niño. Ver las publicaciones:

También presento esos «grandes saltos» en las actualizaciones mensuales de la temperatura de la superficie del mar (la actualización de noviembre de 2014 es aquí). Se destacan claramente en el datos de temperatura de la superficie del mar para los océanos Atlántico Sur, Índico y Pacífico Occidental. Para una discusión más detallada, consulte el ensayo ilustrado “El desafío del calentamiento global provocado por el hombre(42mb).

PACÍFICO NORTE EXTRATROPICAL

El siguiente artículo que se discutirá es Trenberth y Hurrell (1994): Variaciones Atmósfera-Océano Decenales en el Pacífico. En él, Trenberth y Hurrell estaban usando un índice derivado de las presiones a nivel del mar del Pacífico Norte extratropical (30N-65N, 160E-140W), llamado índice Índice del Pacífico Norte, para explicar los cambios en las temperaturas de la superficie del mar del Pacífico Norte. Nuevamente, un índice de presión a nivel del mar refleja cambios en los patrones de viento. Mi Figura 6 es la Figura 6 de Trenberth y Hurrell (1994).

Figura 6

Ese mismo cambio aparece en los datos de temperatura promediada por profundidad para el Pacífico Norte extratropical (24N-65N, 120E-80W) para las profundidades de 0-700 metros. Pero los cambios se retrasan un año en los datos de temperatura del subsuelo. Consulte la figura 7.

Figura 7

He codificado por colores 4 períodos en el gráfico. El primer período de 1955 a 1988 (azul oscuro) incluye el cambio a la baja en 1978. Como resultado de ese cambio en 1978 (que debería estar relacionado con el cambio en las presiones del nivel del mar y los patrones del viento), los datos de temperatura promedio en profundidad muestra una tendencia de enfriamiento desde 1955 hasta 1988. Es decir, el Pacífico Norte extratropical a profundidades de 700 metros se enfrió (no se calentó) por más de 3 décadas. El segundo período (rojo) captura el cambio ascendente en 1988 y 1989 que, una vez más, debería estar relacionado con el cambio en las presiones del nivel del mar y los patrones de viento. De 1991 a 2002 (azul claro), el Pacífico Norte extratropical se enfrió una vez más a profundidades de 700 metros. Y desde que se desplegaron los flotadores ARGO (negro), el Pacífico extratropical muestra un ligero calentamiento en profundidad.

Es evidentemente obvio que el Pacífico Norte extratropical a profundidades de 700 metros no mostraría ningún calentamiento desde 1955 hasta el presente si no fuera por ese cambio ascendente en 1988 y 1989. También es obvio que el cambio descendente en 1978 que se extiende hasta 1988 también impacta el tendencia a largo plazo. Es decir, sin el cambio a la baja causado naturalmente a fines de la década de 1970, la tasa de calentamiento a largo plazo sería menor. Obviamente, la variabilidad natural, no los gases de efecto invernadero provocados por el hombre, domina la variabilidad y el calentamiento a largo plazo del Pacífico extratropical hasta las profundidades de 700 metros.

PACÍFICO TROPICAL

Aislamos los datos de temperatura promediados verticalmente a profundidades de 700 metros para el Pacífico tropical porque el Pacífico tropical es donde tienen lugar los eventos de El Niño y La Niña, y los eventos de El Niño y La Niña, en conjunto, son las formas dominantes de variabilidad natural en la Tierra. . Una aclaración adicional: si bien los eventos de El Niño y La Niña se concentran en el Pacífico ecuatorial, impactan directamente en todo el Pacífico tropical. Ver la animación aquí para un ejemplo extremo de los efectos de El Niño en los residuos del nivel del mar del Pacífico tropical.

Comencemos con dos citas de (nuevamente) Kevin Trenberth. Según Trenberth, los eventos de El Niño son alimentados por la luz solar, no por los gases de efecto invernadero creados por el hombre. En el muy citado Trenberth et al. (2002) La evolución de ENSO y las temperaturas superficiales de la atmósfera globaldeclararon (mi negrita y corchetes):

La retroalimentación negativa entre la SST y los flujos superficiales puede interpretarse como una muestra de la importancia de la descarga del calor durante los eventos de El Niño y de la recargar de calor durante los eventos de La Niña. Cielos relativamente despejados en el Pacífico tropical central y oriental [during a La Niña] permitir radiación solar para ingresar al océano, aparentemente compensando las TSM por debajo de lo normal, pero el calor es arrastrado por la deriva de Ekman, las corrientes oceánicas y los ajustes a través de las olas oceánicas de Rossby y Kelvin, y el calor se almacena en los trópicos del Pacífico occidental. Esto no es simplemente una reorganización del calor del océano, sino también una restauración del calor en el océano. De manera similar, durante El Niño, la pérdida de calor hacia la atmósfera, especialmente por evaporación, es una descarga del contenido de calor, y ambos contribuyen al ciclo de vida de ENOS.

NOTA: Esa es la fuente de mi descripción estándar de ENOS como un oscilador de recarga-descarga alimentado por la luz del sol, que ocurre naturalmente, caótico… con El Niño actuando como la fase de descarga y La Niña actuando como la fase de recarga. Pero La Niña también ayuda a redistribuir las aguas cálidas sobrantes de El Niño. [End note.]

Ver también Trenberth y Fasullo (2011). Confirman que ENSO está alimentado por la luz solar durante los eventos de La Niña:

Por lo general, antes de El Niño, en condiciones de La Niña, las aguas frías del mar en el Pacífico tropical central y oriental crean una alta presión atmosférica y cielos despejados, con abundante luz solar calentando las aguas del océano. Las corrientes oceánicas redistribuyen el calor del océano que se acumula en la piscina cálida del Pacífico occidental tropical hasta que El Niño brinda alivio (Trenberth et al. 2002).

La Figura 8 presenta las anomalías de temperatura promediadas verticalmente (0-700 metros) para el Pacífico tropical. Los eventos de El Niño y La Niña impactan directamente los 300 metros superiores, por lo que esta profundidad captura sus impactos directos. He resaltado en granate los tres eventos de La Niña de 3 años de 1954 a 1957, 1973 a 1976 y 1998 a 2001. Después de esos eventos de La Niña de 3 años, el Pacífico tropical muestra enfriamiento, no calentamiento. Eso indica que las La Niñas más cortas que siguen a El Niño solo recargan parte del agua tibia liberada del Pacífico tropical por El Niño. Además, he resaltado en rojo el período de 7 meses asociado con La Niña de 1995/96. (Ver el versión antigua del índice NOAA ONI.) La Niña de 1995/96 creó el agua tibia que alimentó a El Niño de 1997/98, que es responsable de la fuerte caída de la temperatura después de la absorción de calor de La Niña de 1995/96. La “sobrecarga” de La Niña de 1995/96 y la recarga durante La Niña de 1998-01 obviamente causaron un cambio ascendente en las temperaturas del subsuelo del Pacífico tropical.

Figura 8

Lo que también es descaradamente obvio es que el calentamiento del Pacífico tropical en profundidad depende de 4 eventos de La Niña. Y según Trenberth et al. (2002) y Trenberth y Fasullo (2011), la luz solar calienta el Pacífico tropical durante La Niña, no la radiación infrarroja de los gases de efecto invernadero generados por el hombre. (En el mundo real, la radiación descendente de onda larga disminuye durante los eventos de La Niña).

LÍNEA DE FONDO SOBRE LOS DATOS DE TEMPERATURA DEL OCÉANO PARA LAS PROFUNDIDADES DE 0-700 METROS

Los datos de la temperatura del subsuelo (y los datos del contenido de calor del océano) para el Atlántico Norte, el Pacífico Norte Extratropical y el Pacífico Tropical indican que los procesos acoplados océano-atmósfera que ocurren naturalmente son las causas principales del calentamiento del océano en profundidad, no los gases de efecto invernadero producidos por el hombre. De hecho, los datos para el Pacífico tropical y el Pacífico Norte extratropical muestran que esos océanos pueden enfriarse durante períodos decenales y multidecenales entre episodios de calentamiento a corto plazo causados ​​naturalmente. Esos períodos de enfriamiento decenales y multidecenales sugieren además que los gases de efecto invernadero producidos por el hombre no tienen un impacto medible en el calentamiento de los océanos en profundidad.

NOTA: Alguien seguramente notará que solo he presentado datos de temperatura del océano bajo la superficie para los 700 metros superiores y solo para los océanos del hemisferio norte y el Pacífico tropical. Si recibo un comentario en ese sentido en el hilo, referiré a ese bloguero a las 2 publicaciones vinculadas en la introducción. Aquí están de nuevo:

CLAUSURA

Estoy seguro de que me he perdido algunos argumentos a favor y en contra del calentamiento oceánico antropogénico. Si presenta a otros, proporcione enlaces cuando sea posible.

ACTUALIZACIÓN 2: Mientras preparaba esta publicación, pasé por alto una excelente publicación de Willis Eschenbach Irradiando el océano.

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