La pandemia de COVID-19 pudo haber definido 2020, pero el año también resultó devastador para el clima mundial.
Empatado con 2016, se ha confirmado que 2020 es el año más cálido registrado.
Pero eso fue solo uno de los muchos récords establecidos para la Tierra a lo largo del año, según explica Carbon Brief.
Con todos los datos climáticos oficiales ya disponibles, se ha confirmado que las temperaturas superficiales del mundo en 2020 empataron efectivamente con 2016 como el año más cálido registrado.
En este artículo, Carbon Brief explica por qué el año resultó tan notable en los océanos, la atmósfera, la criósfera y la superficie del planeta.
El año pasado se establecieron varios récords para el clima de la Tierra:
Temperaturas superficiales récord: Fue el año más cálido o el segundo más cálido registrado en temperatura superficial, según el conjunto de datos utilizado, y empató efectivamente con 2016 dentro del rango de incertidumbre de medición en todos los registros de temperatura superficial analizados aquí.
Esto resulta aún más notable porque en la segunda mitad de 2020 se ha registrado un efecto de enfriamiento natural debido a un moderado fenómeno de La Niña.Niveles récord de contenido de calor oceánico: Fue el año más cálido registrado en contenido de calor oceánico, que aumentó notablemente entre 2019 y 2020.
Calidez récord en los registros satelitales: Fue el año más cálido o el segundo más cálido en la troposfera – la parte inferior de la atmósfera – segúnel conjunto de datos examinado.
El hielo marino del Ártico registra el segundo mínimo estival más bajo: Se registraron mínimos récord en la extensión y el volumen del hielo marino en el Ártico durante gran parte del periodo comprendido entre julio y noviembre. La extensión mínima del hielo marino ártico alcanzada en septiembre fue la segunda más baja registrada.
El nivel del mar sigue aumentando: El nivel medio global del mar y las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero alcanzaron nuevos máximos récord en 2020, mientras que los glaciares del mundo siguieron derritiéndose rápidamente.
Temperaturas superficiales récord
Las temperaturas superficiales globales en 2020 fueron excepcionalmente cálidas. Los datos de la NASA muestran que fue el año más cálido registrado, mientras que los datos de NOAA, Berkeley Earth, Copernicus ERA5 y el recién actualizado registro del Centro Hadley/UEA HadCRUT5 lo sitúan como el segundo más cálido.
En todos los casos, la diferencia entre las temperaturas medias de 2020 y 2016 es inferior a 0,03 °C, mientras que los registros globales solo pueden predecir las temperaturas actuales con una precisión de unos 0,05 °C aproximadamente. Esto significa que los científicos no pueden tener certeza de que 2020 fuera más frío que 2016, y que ambos años deben considerarse mejor como un empate en el año más cálido registrado.
Las temperaturas de 2016 se vieron incrementadas hasta unas décimas de grado por uno de los más grandes eventos de El Niño del siglo pasado. En contraste, 2020 se caracterizó por un leve fenómeno de La Niña que probablemente tuvo una influencia natural de enfriamiento en la segunda mitad del año.
Es bastante notable que un año de La Niña pudiera igualar la calidez de uno de los El Niños más intensos registrados hace solo unos pocos años, lo que ilustra el poderoso impacto que las emisiones humanas de gases de efecto invernadero tienen sobre las temperaturas globales.
Los registros de temperatura superficial global pueden calcularse desde 1850, aunque algunos grupos optan por iniciar sus registros en 1880, cuando había más datos disponibles. Antes de 1850 existen registros para algunas regiones específicas, pero no están lo suficientemente extendidos como para calcular temperaturas globales con una precisión razonable. Estos registros se crean combinando mediciones de buques y boyas de las temperaturas superficiales del mar oceánico con lecturas de la temperatura del aire en superficie de estaciones meteorológicas terrestres (Copernicus ERA5 es una excepción, ya que utiliza un reanálisis basado en modelos meteorológicos).
El siguiente gráfico muestra los registros de temperatura global desde 1850, con las temperaturas relativas al periodo 1880-1899 para destacar el calentamiento desde la era preindustrial.
Las temperaturas en 2020 fueron entre 1,2 °C y 1,3 °C más cálidas que las de finales del siglo XIX (entre 1880 y 1900), según el registro de temperatura elegido. Representaron el séptimo año consecutivo en que las temperaturas globales superaron 1 °C por encima de los niveles preindustriales en la mayoría de los conjuntos de datos, y el tercer año por encima de 1,2 °C en la mayoría de ellos.
En una actualización de los datos mostrados en años anteriores, el State of the Climate de Carbon Brief ahora utiliza el nuevo HadCRUT5 en lugar de HadCRUT4 (véase el análisis reciente de Carbon Brief sobre HadCRUT5 para más detalles). El registro de Cowtan and Way ya no se muestra, ya que en gran medida es redundante con HadCRUT5; utiliza los mismos datos y un enfoque similar para rellenar los vacíos de datos. (Cowtan and Way fue creado para tratar los vacíos de datos en HadCRUT4.)
El calentamiento global observado durante el último siglo no es resultado de ningún ajuste realizado a los registros de temperatura subyacentes. La figura anterior incluye una línea de “registros brutos” (representada como línea punteada) calculada por Carbon Brief utilizando datos no sujetos a ningún ajuste ni corrección por cambios en las técnicas de medición. En el periodo completo de 1850-2020, los registros de temperatura ajustados tienden, en realidad, a mostrar un calentamiento menor que los datos brutos.
Los seis últimos años del registro destacan claramente como mucho más cálidos que cualquier otro periodo anterior. Esto puede verse en la figura siguiente de Berkeley Earth. Cada curva sombreada representa la temperatura media anual de ese año. Cuanto más a la derecha esté la curva, más cálido fue.
El ancho de la curva de cada año refleja la incertidumbre en los valores de temperatura anual (causada por factores como los cambios en las técnicas de medición y el hecho de que algunas partes del mundo tienen menos puntos de medición que otras).
La siguiente figura ofrece una vista ampliada de los registros de temperatura superficial global de los últimos 50 años. Este gráfico utiliza como línea base el periodo más reciente de 1981-2010 para ofrecer una visión más clara de las diferencias entre los registros de temperatura de las últimas décadas. Cabe señalar que el periodo 1981-2010 es unos 0,6 °C a 0,75 °C más cálido que el periodo preindustrial de 1880-1900, según el registro utilizado.
Patrones de calentamiento superficial en 2020
El enfoque en la temperatura superficial global como indicador clave del cambio climático es importante, pero puede ocultar tasas de cambio muy diferentes en todo el planeta.
Por ejemplo, aunque la mayor parte de la superficie de la Tierra está cubierta por océanos, casi todos los asentamientos y actividades humanas se encuentran en zonas terrestres. La tierra se ha calentado alrededor de un 70 % más rápido que los océanos, y un 40 % más rápido que el promedio global, desde 1970.
La siguiente figura muestra las temperaturas medias superficiales globales en negro, las temperaturas solo de tierra en naranja y las temperaturas solo de océano en azul. Se basa en una combinación de datos de HadCRUT5 de 1850-1978 y de Copernicus/ERA5 a partir de entonces, ya que, en el momento de redactar este texto, solo ERA5 había publicado los datos necesarios para calcular por separado las temperaturas de tierra y océano hasta finales de 2020.
Mientras que el mundo en su conjunto se ha calentado alrededor de 1,3 °C desde el periodo preindustrial (1850-1899) en este conjunto de datos, las zonas terrestres se han calentado una cantidad mucho mayor: 1,9 °C de promedio. En cambio, los océanos se han calentado más lentamente, alrededor de 1 °C desde la era preindustrial. (Véase la colaboración de Carbon Brief reciente de un autor invitado sobre por qué la tierra y los océanos se calientan a distintos ritmos.)
Distintas partes de la tierra y del océano también se calientan a ritmos diferentes. El calentamiento de 2020 abarcó grandes regiones del mundo, con temperaturas especialmente altas en el Ártico, sobre Siberia, Europa, Centroamérica y Sudamérica, Oriente Medio, el norte del océano Pacífico y el océano Antártico. La siguiente figura, de Berkeley Earth, muestra las anomalías medias anuales de temperatura en todo el mundo para ese año.
Basado en un análisis de Berkeley Earth, 2020 tuvo el promedio anual más cálido desde el inicio de los registros instrumentales en los siguientes 45 países: Andorra, Antigua y Barbuda, Argentina, Bielorrusia, Bélgica, Belice, Bolivia, Colombia, Cuba, Yibuti, Dominica, Estonia, Estados Federados de Micronesia, Fiyi, Finlandia, Francia, Gambia, Guatemala, Guinea-Bisáu, Honduras, Jamaica, Japón, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Maldivas, Islas Marshall, México, Moldavia, Nauru, Perú, República del Congo, Rusia, San Cristóbal y Nieves, Senegal, Seychelles, Sierra Leona, Islas Salomón, Somalia, Suecia, Taiwán, Tuvalu, Ucrania, Vanuatu y Venezuela.
La siguiente figura, también de Berkeley Earth, muestra las regiones del mundo donde se registraron récords de calor o de frío en 2020. Cabe destacar que, mientras amplias zonas del planeta registraron nuevos récords de calor, no hubo ningún lugar en la Tierra donde las temperaturas medias anuales estuvieran entre las más frías registradas.
Las observaciones siguen de cerca las proyecciones de los modelos climáticos
Los modelos climáticos proporcionan estimaciones basadas en la física del calentamiento futuro, según distintos supuestos sobre las emisiones futuras, las concentraciones de gases de efecto invernadero y otros factores que influyen en el clima.
Aquí, Carbon Brief examina dos conjuntos diferentes de modelos climáticos: los modelos más antiguos (CMIP5) utilizados en el quinto informe de evaluación (AR5) de 2013 del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), y los nuevos modelos (CMIP6) desarrollados para el próximo sexto informe de evaluación del IPCC, de 2021.
En CMIP5, las estimaciones de los modelos sobre las temperaturas anteriores a 2005 son un “retroanálisis” (hindcast) que utiliza las influencias climáticas pasadas conocidas, mientras que las temperaturas proyectadas después de 2005 son un “pronóstico” (forecast) basado en una estimación de cómo podrían cambiar las cosas. Los modelos CMIP6, en cambio, tienen retroanálisis que llegan hasta 2014.
La siguiente figura muestra el rango de las proyecciones de los modelos individuales de CMIP5 desde 1850, así como las proyecciones futuras hasta 2100 bajo el escenario de emisiones intermedias RCP4.5. La línea negra muestra el promedio de 38 modelos diferentes, mientras que el área gris muestra el rango del 95 % (dos sigma) de las proyecciones de los modelos. Las temperaturas observadas se representan sobre los datos de los modelos climáticos, con los registros observados individuales representados por líneas de colores.
Las salidas de los modelos climáticos mostradas aquí están combinadas; es decir, combinan la temperatura del aire en superficie sobre tierra con las temperaturas superficiales del mar sobre el océano, de la misma forma en que se miden en el registro climático observacional. Esto permite una comparación más precisa de ambos.
Las observaciones se sitúan bien dentro del rango de las proyecciones de los modelos climáticos CMIP5 de los últimos 170 años. Las temperaturas de 2020 están bastante cerca del promedio de los modelos. La siguiente figura muestra una vista ampliada de los modelos climáticos y las observaciones de los últimos 70 años (1950-2020). También incluye una línea negra discontinua que muestra los resultados de los modelos no combinados (por ejemplo, temperaturas globales del aire en superficie).
Aunque no todos los modelos que participan en CMIP6 han reportado simulaciones en el momento de redactar esto, suficientes (33 modelos) tenían proyecciones históricas y de calentamiento futuro RCP4.5 para permitir una comparación con las observaciones. La siguiente figura muestra un análisis de los modelos CMIP6 y las observaciones entre 1950 y 2020. (Cabe señalar que solo se muestran los resultados de modelos no combinados para CMIP6, ya que los campos CMIP6 combinados aún no se han generado.)
Los modelos CMIP6 generalmente predicen más calentamiento que CMIP5, tanto en el periodo histórico como en el futuro. Las observaciones están notablemente por debajo del promedio de los modelos en los últimos años en CMIP6, aunque siguen estando bien dentro del rango del 95 % (área gris).
Para una discusión más amplia sobre los nuevos resultados de CMIP6 y en qué se diferencian de la generación anterior de modelos CMIP5, véase la guía de Carbon Brief sobre CMIP6.
Calidez récord en los registros satelitales
Además de las mediciones de superficie sobre tierra y océanos de todo el mundo, las unidades satelitales de sondeo por microondas llevan proporcionando estimaciones de las temperaturas globales de la atmósfera inferior desde 1979.
Estas mediciones, aunque están sujetas a algunas incertidumbres importantes, también muestran 2020 como un año de calidez récord, prácticamente empatado con 2016 dentro del margen de incertidumbre.
El registro producido por Remote Sensing Systems (RSS) muestra 2020 como el año más cálido registrado, ligeramente más cálido que 2016, mientras que el registro de la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH) lo muestra como el segundo más cálido, ligeramente más frío que 2016. El siguiente gráfico muestra los dos registros: RSS en rojo y UAH en azul.
Esta región de la atmósfera tiende a verse influida con más intensidad por los eventos de El Niño y La Niña que la superficie, y los registros por satélite muestran picos correspondientemente mayores de calentamiento o enfriamiento durante estos eventos. Por eso, por ejemplo, 1998 aparece como uno de los años más cálidos en los satélites, pero no en los registros de superficie.
Los dos registros de temperatura de la troposfera inferior presentan grandes diferencias a partir de comienzos de la década de 2000. RSS muestra una tasa general de calentamiento bastante similar a la de los registros de temperatura de superficie, mientras que UAH muestra un calentamiento considerablemente más lento en los últimos años que el observado en superficie. Ambos han experimentado grandes ajustes en los últimos años que han calentado RSS y enfriado UAH en comparación con las versiones anteriores de cada registro.
Niveles récord de contenido de calor oceánico
Más del 90 % del calor atrapado por el aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero es absorbido por los océanos de la Tierra.
Mientras que las temperaturas de superficie fluctúan un poco de un año a otro debido a la variabilidad natural, el contenido de calor oceánico aumenta de forma mucho más constante y es, en muchos aspectos, un indicador más fiable del calentamiento de la Tierra, aunque con un registro histórico más corto.
El año pasado se registró un claro récord de contenido de calor oceánico más alto desde que comenzaron los registros fiables en 1958, según el Instituto de Física Atmosférica de la Academia China de Ciencias (IAP-CAS), que mantiene una base de datos actualizada sobre el contenido de calor oceánico.
La siguiente figura muestra el contenido de calor oceánico de cada año en la franja del océano comprendida entre 0 y 700 metros (barras azul claro) y entre 700 y 2000 metros (azul oscuro) de profundidad, que engloba la mayor parte de los océanos del mundo. El calentamiento oceánico se representa en relación con el promedio de 1958-1960.
El contenido de calor oceánico en 2020 fue significativamente superior al de 2019, el siguiente año más cálido. Aunque 2016 fue un año bastante cálido en superficie, fue solo el sexto año más cálido en contenido de calor oceánico, ya que el evento de El Niño que contribuyó a que las temperaturas de superficie de 2016 fueran tan altas redistribuyó el calor desde el océano hacia la atmósfera.
El contenido de calor oceánico se aceleró notablemente después de 1990, debido al aumento del calor atrapado por los gases de efecto invernadero y a la recuperación tras la erupción volcánica del Pinatubo en 1992, y la mayoría de los años posteriores han establecido un nuevo récord.
El nivel del mar sigue aumentando
El nivel del mar actual ha alcanzado un nuevo máximo, debido a una combinación de la fusión del hielo terrestre (como los glaciares y las capas de hielo), la expansión térmica del agua al calentarse y los cambios en el almacenamiento de agua terrestre. En los últimos años, se han registrado mayores contribuciones al aumento del nivel del mar procedentes de la fusión de las capas de hielo y los glaciares.
Desde comienzos de la década de 1990, el aumento del nivel medio del mar a escala mundial se ha estimado a partir de los datos de altímetros de satélites. Los niveles del mar mundiales anteriores se han reconstruido a partir de una red de mediciones mundiales de mareógrafos. Esto permite a los investigadores estimar cómo ha cambiado el nivel del mar desde finales del siglo XIX.
El siguiente gráfico muestra cinco conjuntos de datos diferentes sobre la subida del nivel del mar (líneas de colores), junto con las mediciones de altímetros de satélite de la NASA (en negro) a partir de 1993. (Como los datos sobre la subida del nivel del mar aún no se han publicado para todo el año, la siguiente figura solo incluye datos hasta finales de 2019).
El nivel del mar ha subido entre 0,18 y 0,2 m (180-200 mm) desde 1900. Aunque las estimaciones de la subida del nivel del mar coinciden en gran medida en las últimas décadas, se aprecian divergencias mayores antes de 1980. También hay indicios de una aceleración de la subida del nivel del mar en el periodo posterior a 1993, cuando se dispone de datos altimétricos por satélite de alta calidad. (Véase la explicación de Carbon Brief sobre cómo el cambio climático está acelerando la subida del nivel del mar).
La fusión de los glaciares continúa acelerándose
Los científicos miden la masa de los glaciares de todo el mundo mediante diversas técnicas de teledetección, así como mediante GRACE mediciones del campo gravitatorio terrestre. El equilibrio entre la nieve que cae sobre un glaciar y la pérdida de hielo por fusión o por “desprendimiento” determina si los glaciares crecen o se reducen con el tiempo.
Un consorcio internacional denominado Servicio Mundial de Seguimiento de Glaciares vigila 164 glaciares diferentes en 19 regiones distintas del mundo. La siguiente figura muestra la variación de la masa media mundial de los glaciares desde 1950 hasta finales de 2019 (los valores de 2020 aún no están disponibles).
La fusión de los glaciares se expresa en metros de equivalente en agua, que es una medida de la masa perdida en promedio.
Las concentraciones de gases de efecto invernadero alcanzan nuevos máximos
Las concentraciones de gases de efecto invernadero alcanzaron un nuevo máximo en 2020, impulsadas por las emisiones humanas procedentes de los combustibles fósiles, el uso de la tierra y la agricultura.
Tres gases de efecto invernadero (CO2, metano (CH4) y óxido nitroso (N2O)) son los responsables de la mayor parte del calor adicional atrapado por las actividades humanas. El CO2 es, con diferencia, el factor más importante, ya que representa alrededor del 50 % del aumento del “forzamiento radiativo” desde el año 1750.
El metano representa el 29 %, mientras que el óxido nitroso representa alrededor del 5 %. El 16 % restante procede de otros factores, como el monóxido de carbono, el carbono negro y los halocarburos, como los CFC.
Las emisiones humanas de gases de efecto invernadero han elevado las concentraciones atmosféricas de CO2, metano y óxido nitroso a sus niveles más altos en al menos unos pocos millones de años, si no más.
La siguiente figura muestra las concentraciones de estos gases de efecto invernadero, en partes por millón (ppm) para el CO2 (línea azul) y en partes por mil millones (ppb) para el metano (naranja) y el óxido nitroso (rojo), desde comienzos de la década de 1980 hasta octubre de 2020 para el CO2 y septiembre de 2020 para el CH4 y el N2O (los datos más recientes disponibles actualmente).
Los datos muestran que los gases de efecto invernadero siguieron acumulándose en la atmósfera, a pesar de la disminución temporal de las emisiones mundiales provocada por los confinamientos por la COVID-19 en todo el mundo.
El hielo marino del Ártico registra el segundo mínimo estival más bajo
El hielo marino del Ártico se mantuvo en niveles récord mínimos durante gran parte de los meses de verano del hemisferio norte en 2020. Registró mínimos diarios récord durante amplias partes de julio, agosto, octubre y noviembre. Experimentó el segundo mínimo más bajo de extensión del hielo marino estival, solo por detrás de 2012, desde que comenzaron los registros a finales de la década de 1970.
El Ártico experimentó una recuperación del hielo marino inusualmente lenta tras el mínimo de septiembre, aunque en los últimos meses se ha recuperado hasta quedar justo por debajo del promedio a largo plazo (1979-2010).
A diferencia del Ártico, el hielo marino que rodea la Antártida se mantuvo dentro del rango promedio a largo plazo durante todo 2020.
La siguiente figura muestra la extensión del hielo marino del Ártico (línea roja) y de la Antártida (línea azul) para cada día del año, junto con su comparación con el rango histórico (sombreado correspondiente).
Los niveles excepcionalmente bajos de hielo marino ártico durante gran parte del verano de 2020 hicieron que la Ruta del Mar del Norte (por ejemplo, el Paso del Noreste) se abriera para la navegación durante un periodo récord de tiempo.
El gráfico de Berkeley Earth siguiente muestra los periodos de cada año en los que la Ruta del Mar del Norte ha estado abierta (líneas azules). Antes de 2005, los pasos de mar abierto en el Ártico apenas se formaban; en 2020 (línea roja), el Paso del Noreste estuvo abierto durante tres meses y medio seguidos. Esto se debió en parte a un calentamiento excepcional en Siberia, y a las condiciones libres de hielo asociadas al norte de esa región.
Perspectivas para un 2021 algo más frío
Si bien un evento moderado de La Niña probablemente contribuyó a enfriar la última parte de 2020, se espera que estas condiciones persistan durante la primera mitad del año. Dado que existe un retraso de unos pocos meses entre el momento en que las condiciones de El Niño o La Niña alcanzan su máximo en el Pacífico tropical y su impacto en las temperaturas mundiales, las condiciones actuales de La Niña probablemente tendrán un mayor impacto en 2021, por lo que se espera que este año sea más frío que los dos anteriores.
Tres grupos (la Oficina Meteorológica del Reino Unido, el Dr. Gavin Schmidt de la NASA y Berkeley Earth) ya han previsto cómo podrían ser las temperaturas en 2021. Los tres sugieren que 2021 será probablemente más frío que 2020.
