Gráficas del calor excepcional e inesperado de 2023 y 2024

En 2024, las temperaturas globales entre junio y agosto fueron las más calurosas en el registro moderno, superando por un escaso margen al mismo período para 2023. El calor excepcional también se extendió a otras estaciones del año, con temperaturas globales que batieron récords durante 15 meses consecutivos, desde junio de 2023 hasta agosto de 2024, según informan científicos del Instituto Goddard de Investigaciones Espaciales (GISS, por sus siglas en inglés) de la NASA.

Aunque esta racha de calor récord se enmarca en una tendencia de calentamiento a largo plazo impulsada por la actividad humana —principalmente por las emisiones de gases de efecto invernadero—, la intensidad del calor, que alcanzó un punto máximo en la última mitad de 2023, sorprendió a los principales científicos del clima. En un comentario en la revista científica Nature, Gavin Schmidt, director del GISS, utilizó palabras como “aleccionador” y “desconcertante” para explicar hasta qué punto las temperaturas superaron las expectativas durante ese período.

Las gráficas de esta página muestran hasta qué punto discrepan las temperaturas globales en 2023 y 2024 de las expectativas basadas en el registro de temperatura de la NASA. Casi un año después, Schmidt y otros climatólogos todavía están tratando de entender por qué.

“El calentamiento en 2023 fue muy superior al de cualquier otro año, y en 2024 también lo será”, dijo Schmidt. “Quisiera saber por qué, pero no lo sé. Todavía estamos en el proceso de evaluar lo que sucedió y si estamos viendo un cambio en la manera en que funciona el sistema climático”.

Las temperaturas del aire y los océanos de la Tierra durante un año determinado suelen reflejar una combinación de tendencias a largo plazo, como las asociadas con el cambio climático, e influencias a corto plazo, como la actividad volcánica, la actividad solar y el estado del océano.

A finales de 2022, como ha hecho cada año desde 2016, Schmidt utilizó un modelo estadístico para proyectar las temperaturas globales para el año siguiente. La Niña, que enfría las temperaturas de la superficie del mar en el Pacífico tropical, estuvo presente durante la primera parte de 2023 y debió haber aliviado las temperaturas globales. Schmidt calculó que el promedio de las temperaturas globales de 2023 alcanzaría alrededor de 1,22 grados centígrados (°C) por encima de los valores de referencia, lo que lo colocaría entre los tres o cuatro años más cálidos, pero no que sería un año récord. Los científicos del Servicio Meteorológico del Reino Unido y de las organizaciones Berkeley Earth y Carbon Brief realizaron evaluaciones similares utilizando diversos métodos.

Esta gráfica muestra la expectativa de Schmidt sobre cuál sería la discrepancia en las temperaturas mensuales de enero de 2023 a agosto de 2024 con respecto a los valores de referencia de la NASA para 1951-1980 (también conocida como anomalía). La previsión (representada con la línea discontinua de la gráfica) se basó en una ecuación que calcula la temperatura global promedio con base en la tasa de calentamiento de los últimos 20 años (alrededor de 0,25 °C por década) y las mediciones de la temperatura de la superficie del mar de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés) del Pacífico tropical, tomando en cuenta un retraso de tres meses para que estas temperaturas afecten el promedio mundial. El área sombreada muestra el rango de variabilidad (una desviación estándar de más o menos dos).

“Los modelos climáticos globales más complejos son útiles para predecir el calentamiento a largo plazo, pero los modelos estadísticos como estos nos ayudan a proyectar la variabilidad de un año a otro, la cual suele estar dominada por los fenómenos de El Niño y La Niña”, dijo Zeke Hausfather, científico climático de la Universidad de California, Berkeley. Hausfather ayuda a producir el registro de temperatura global de la Tierra de Berkeley Earth y también genera predicciones anuales de los cambios de temperatura global basadas en esos datos.

El modelo estadístico de Schmidt —el cual ha pronosticado con éxito la temperatura mundial promedio cada año desde 2016— subestimó el calor excepcional de 2023, al igual que ocurrió con los métodos utilizados por Hausfather y otros climatólogos. Schmidt esperaba que las anomalías de la temperatura global alcanzaran su punto máximo en febrero o marzo de 2024 como respuesta tardía al calentamiento adicional de El Niño. En cambio, el calor anómalo surgió mucho antes de que El Niño alcanzara su punto máximo. Y el calor llegó con una intensidad inesperada, primero en el océano Atlántico Norte y luego prácticamente en todas partes.

“En septiembre, se rompió el récord con un asombroso margen de temperatura de 0,5 grados centígrados”, dijo Schmidt. “Eso no ha ocurrido antes en el registro del GISS”.

La gráfica anterior muestra cómo las temperaturas globales calculadas desde enero de 2023 hasta agosto de 2024 difieren de los valores de referencia de la NASA (1951-1980). Las anomalías anteriores de la temperatura récord para cada mes, establecidas en 2016 y 2020, se indican con la línea discontinua roja. A partir de junio de 2023, las temperaturas superaron los récords anteriores por entre 0,3 y 0,5 °C todos los meses. Aunque las anomalías de temperatura en 2024 estuvieron más cerca de las anomalías de años anteriores, continuaron batiendo récord hasta agosto de 2024. El promedio de la temperatura mundial en septiembre de 2024 estuvo 1,26 °C por encima del valor de referencia de la NASA, y fue inferior al de septiembre de 2023, pero aun así estuvo 0,3 °C por encima de cualquier septiembre registrado antes de 2023.

Para calcular los cambios en el promedio de la temperatura global de la Tierra, los científicos de la NASA analizan datos provenientes de decenas de miles de estaciones meteorológicas en tierra, además de miles de instrumentos en barcos y boyas en la superficie del océano. El equipo del GISS analiza esta información utilizando métodos que toman en cuenta el distanciamiento variado entre las estaciones de medición de temperatura en todo el mundo y los efectos del calor urbano que podrían sesgar los cálculos.

Desde mayo de 2024, Schmidt ha estado recopilando investigaciones sobre los posibles factores que contribuyen al calor inesperado, incluyendo los cambios en las emisiones de gases de efecto invernadero, la radiación proveniente del Sol, las partículas en el aire conocidas como aerosoles y la cobertura de nubes, así como el impacto de la erupción volcánica del Hunga Tonga-Hunga Ha’apai de 2022. Sin embargo, ninguno de estos factores ofrece lo que Schmidt y otros científicos consideran una explicación convincente para el calor inusual en 2023.

Los niveles atmosféricos de gases de efecto invernadero han seguido aumentando, pero Schmidt estima que la carga adicional desde 2022 solo representó un calentamiento adicional de alrededor de 0,02 °C. El Sol se acercaba a su pico de actividad en 2023, pero su ciclo de aproximadamente 11 años está bien medido y tampoco es suficiente para explicar este aumento de las temperaturas.

Las grandes erupciones volcánicas, como las de los volcanes El Chichón en 1982 y Pinatubo en 1991, han causado breves períodos de enfriamiento global en el pasado al expulsar aerosoles que suben a la estratosfera. Y una investigación publicada en 2024 indica que la erupción en Tonga tuvo un efecto neto de enfriamiento en 2022 y 2023. “Si ese fuera el caso, hay aún más calentamiento en el sistema que necesita ser explicado”, dijo Schmidt.

Otro posible factor contribuyente es la reducción de la contaminación del aire. Un equipo de investigación dirigido por Tianle Yuan, científico de investigación atmosférica en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, ha encontrado una reducción significativa en la contaminación por aerosoles proveniente del transporte marítimo desde 2020. La caída coincide con las nuevas regulaciones internacionales sobre el contenido de azufre en los combustibles para el transporte marítimo y con caídas esporádicas en el transporte marítimo debido a la pandemia de coronavirus.

Las emisiones de aerosoles de azufre promueven la formación de nubes brillantes que reflejan hacia el espacio la luz solar entrante y tienen un efecto de enfriamiento neto. Reducir esta contaminación tiene el efecto contrario: es menos probable que se formen nubes, lo que podría calentar el clima. Aunque los científicos, incluido Yuan, generalmente están de acuerdo en que la caída en las emisiones de azufre probablemente causó un calentamiento neto en 2023, la comunidad científica continúa debatiendo la magnitud precisa de este efecto.

“Todos estos factores explican, quizás, una décima de grado en el calentamiento”, dijo Schmidt. “Incluso después de tener en cuenta todas las explicaciones plausibles, la divergencia entre las temperaturas medias anuales previstas y las observadas en 2023 sigue siendo cercana a los 0,2 °C, un valor que está cerca de la brecha entre el récord anual anterior y el actual”.

Tanto Hausfather como Schmidt expresaron su preocupación de que estos cambios inesperados de temperatura pudieran indicar un cambio en el funcionamiento del sistema climático. También podría ser una combinación de variabilidad climática y un cambio en el sistema, dijo Schmidt. “No tiene por qué ser una cosa o la otra”.

Una de las mayores incertidumbres en el sistema climático es de qué manera los aerosoles afectan la formación de nubes, lo que a su vez afecta la cantidad de radiación que se refleja al espacio. Sin embargo, un desafío para los científicos que intentan reconstruir lo que sucedió en 2023 es la falta de datos actualizados sobre las emisiones globales de aerosoles. “Las evaluaciones confiables de las emisiones de aerosoles dependen de redes de esfuerzos impulsados principalmente por voluntarios, y podría pasar un año o más antes de que estén disponibles los datos completos de 2023”, dijo Schmidt.

El satélite Plancton, Aerosoles, Nubes y Ecosistemas Oceánicos (PACE, por sus siglas en inglés) de la NASA, lanzado en febrero de 2024, podría ayudar a arrojar luz sobre estas incertidumbres. El satélite ayudará a los científicos a realizar una evaluación global de la composición de diferentes partículas de aerosoles en la atmósfera. Los datos de PACE también pueden ayudar a los científicos a comprender las propiedades de las nubes y cómo los aerosoles influyen en la formación de nubes, lo cual es esencial para crear modelos climáticos precisos.

Schmidt y Hausfather invitan a los científicos a debatir la investigación relacionada con los factores contribuyentes del calor de 2023 en una sesión que están convocando durante la reunión del otoño de la Unión Geofísica Estadounidense en Washington D.C., del 9 al 13 de diciembre de 2024.

Mapa y gráficas del Observatorio de la Tierra de la NASA por Michala Garrison, según datos del Instituto Goddard de Investigaciones Espaciales de la NASA. Visualización de la espiral climática por Mark SubbaRao, del Centro de Vuelo Espacial Goddard/Estudio de Visualización Científica de la NASA. Reportaje por Emily Cassidy.

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