Por qué algunas partes de la Tierra se convierten en selvas tropicales y otras en desiertos

En los trópicos, por encima de las selvas tropicales y los océanos ecuatoriales, la fuerte radiación solar que llega a la Tierra impulsa una corriente de aire cálido y húmedo hacia arriba. Una vez que llega a la atmósfera superior, esta corriente se mueve en ambos hemisferios hacia los polos; luego desciende en las regiones subtropicales a unos 20 a 30 grados de latitud, lo que contribuye a la creación de desiertos enormes como el Sahara en el norte de África. Desde allí, la corriente, conocida como célula de Hadley, regresa al ecuador, donde se calienta y asciende de nuevo, emprendiendo de nuevo su viaje circular.

Las dos celdas de Hadley (la del norte y la del sur) hacen circular la mayor parte del calor y la humedad a través de las latitudes bajas, lo que afecta en gran medida a la distribución global de las regiones climáticas. Cuando el aire cálido y húmedo asciende, se enfría, lo que permite que el vapor de agua se condense, lo que provoca fuertes lluvias en las zonas profundas de los trópicos. En cambio, las corrientes de aire que descienden hacia la Tierra en las regiones subtropicales van acompañadas de vientos cálidos y secos que reducen las precipitaciones. En esencia, las celdas de Hadley determinan qué regiones de los trópicos y los subtrópicos tendrán desiertos áridos y cuáles serán bendecidas con abundantes lluvias. Israel se encuentra en los márgenes de la celda de Hadley del norte, lo que contribuye al clima semiárido del país.

Debido a su enorme importancia, las células de Hadley son de gran interés para los científicos del clima. Sin embargo, si bien hay abundante información global sobre las precipitaciones y la temperatura, medir el flujo de aire en toda la atmósfera es casi imposible. Para colmo de males, se ha descubierto que los diversos modelos que intentan dar sentido a las células de Hadley se contradicen entre sí. Los modelos climáticos globales, que se utilizan para las proyecciones climáticas, indican que la célula de Hadley del norte se ha debilitado en las últimas décadas, mientras que los análisis basados en la observación sugieren exactamente lo contrario.

La incertidumbre sobre un sistema tan esencial para el clima de la Tierra resta capacidad a los investigadores para evaluar en qué medida los seres humanos han contribuido al cambio climático reciente, lo que, a su vez, socava la credibilidad de las proyecciones climáticas y dificulta cada vez más la formulación de políticas necesarias para hacer frente a la crisis climática. El último informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, el documento más importante en este campo, hace especial hincapié en esta cuestión.

En un artículo publicado en Nature , el Dr. Rei Chemke, del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra del Instituto de Ciencias Weizmann, y el Dr. Janni Yuval, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, abordan la incertidumbre que ha afectado a los modelos existentes durante las últimas dos décadas. Proponen un método basado en la observación para medir la intensidad del flujo de aire en las células de Hadley.

Para afrontar el reto, Chemke y Yuval buscaron datos fácilmente disponibles que pudieran utilizar para formular una nueva forma de medir la intensidad de las células. Tras examinar las ecuaciones físicas que describen el flujo de aire, identificaron una relación entre la intensidad de las células de Hadley y un parámetro que se controla constantemente: la presión del aire a nivel del mar. A continuación, examinaron los datos de observación recopilados durante varias décadas y llegaron a la conclusión de que la intensidad de la célula de Hadley del norte se ha ido debilitando, tal como sugieren los modelos climáticos globales. Además, pudieron demostrar con un alto nivel de certeza que este debilitamiento ha sido el resultado de la actividad humana y probablemente continuará en el futuro.

¿Qué se puede esperar, entonces? En las próximas décadas, el debilitamiento de la célula de Hadley del norte probablemente mitigará los cambios previstos en las precipitaciones en las latitudes bajas. Actuará para moderar tanto el aumento de las precipitaciones en las regiones ecuatoriales como la reducción de las precipitaciones en las regiones subtropicales. Sin embargo, esta moderación solo podría reducir, pero no superar, la aridificación y desertificación previstas en Israel.

“Nuestro estudio demuestra que la actividad humana ya está afectando a fenómenos climáticos globales clave”, concluye Chemke. “Esta investigación también mejora la confianza que se puede depositar en las proyecciones de los modelos climáticos y nos ayuda a abordar con mayor precisión el cambio climático. En nuestro estudio de seguimiento, examinaremos si se ha producido un debilitamiento similar en la célula de Hadley en los últimos mil años debido a fenómenos naturales, lo que nos permitirá evaluar hasta qué punto son inéditos estos cambios inducidos por el hombre”.

La investigación del Dr. Chemke cuenta con el apoyo del Instituto de Liderazgo de la Familia Willner para el Instituto de Ciencias Weizmann.