La erupción del volcán submarino de Tonga en 2022 puede provocar un aumento de las temperaturas globales, lo que aumenta el riesgo de que al menos un año de los próximos cinco supere temporalmente el umbral de calentamiento de 1.5 °C, según una nueva investigación.
El 15 de enero de 2022, un volcán submarino en Tonga, el Hunga Tonga–Hunga Ha'apai, entró en erupción violentamente y liberó columnas de hollín, vapor de agua y dióxido de azufre en la atmósfera.
Las grandes erupciones volcánicas generalmente enfrían el planeta temporalmente porque, hasta que se disipan, las partículas de dióxido de azufre reflejan la luz solar lejos del planeta. Sin embargo, el estudio, publicado en Naturaleza Cambio Climático – encuentra que la erupción de Tonga en el Pacífico sur expulsó una cantidad de agua sin precedentes a la atmósfera.
El vapor de agua es un gas de efecto invernadero, por lo que “es posible que durante un período de varios años Hunga Tonga–Hunga Ha'apai provoque un aumento temporal de las temperaturas superficiales globales”, dice el documento.
El estudio dice que, antes de la erupción, había un 50-50 de posibilidades de que las temperaturas globales superaran los 1.5 °C por encima de preindustrial niveles al menos una vez para 2026. Como consecuencia, la probabilidad de superar este umbral ha aumentado en siete puntos porcentuales, lo que hace que la "superación inminente de 1.5C" sea más probable que improbable.
Los autores enfatizan que cruzar temporalmente el umbral de 1.5 °C no equivaldría a perder el objetivo del Acuerdo de París, que se refiere a las tendencias de temperatura a largo plazo. Sin embargo, el documento dice que “el primer año que supere los 1.5 °C atraerá una atención sustancial de los medios, incluso si una parte de esto resulta de Hunga Tonga–Hunga Ha'apai”.
Hunga Tonga–Hunga Ha'apai
El 15 de enero de 2022, un volcán submarino en el archipiélago de Tonga del Océano Pacífico llamado Hunga Tonga-Hunga Ha'apai entró en erupción violentamente. La explosión ocupó un seis en el índice de explosividad volcánica, Haciéndolo el erupción más violenta en cualquier parte del mundo desde el Monte Pinatubo en Filipinas en 1991.
La explosión se escuchó al otro lado del océano en Alaska, alrededor 6,000 millas de distanciay desencadenado olas de tsunami que llegó hasta Rusia, Estados Unidos y Chile. Una nube de ceniza, gas y agua fue expulsada unos 57 km a la atmósfera: la penacho más alto jamás registrado desde un volcán.
Las cenizas de la erupción cubrieron las islas cercanas, lo que obligó a muchas personas a evacuar a la isla principal. Alrededor 84% de la población de Tonga fueron impactados por las olas de ceniza y tsunami inmediatamente después de la erupción, y dos ciudadanos de Tonga murieron.
Aparte de estos impactos locales, el Hunga Tonga–Hunga Ha'apai se distingue de sus predecesores por otra razón importante.
Por lo general, cuando un volcán entra en erupción, las columnas de polvo y aerosoles reflejan la luz solar lejos del planeta, lo que provoca que las temperaturas de la superficie bajen. Por ejemplo, cuando el Monte Pinatubo entró en erupción en 1991, las temperaturas globales reducido temporalmente en 0.5C. Sin embargo, la erupción de Tonga ha tenido el efecto contrario.
doctor stuart jenkins, A partir de la Universidad de Oxforddepartamento de Física Atmosférica, Oceánica y Planetaria, es el autor principal del estudio de "comunicaciones breves". Explica que el Hunga Tonga–Hunga Ha'apai provocó el calentamiento de la superficie gracias a la composición inusual de su penacho:
“La mayoría de las grandes erupciones están dominadas por sus emisiones de dióxido de azufre, que enfrían el planeta temporalmente a medida que dispersan la luz solar entrante. La erupción de Tonga fue inusual porque, en cambio, liberó una gran cantidad de vapor de agua en la estratosfera, un poderoso gas de efecto invernadero, con pocas emisiones de dióxido de azufre.
"Pinatubo y Tonga en realidad pueden tener respuestas de calentamiento opuestas, lo que hace que el volcán Tonga sea particularmente interesante en el contexto de otras erupciones recientes".
En total, el estudio encuentra que la explosión proyectó solo 0.42 millones de toneladas de aerosoles de dióxido de azufre refrigerante en el estratosfera – una capa de la atmósfera comienza a unos 10 km sobre la superficie de la Tierra y se extiende hacia arriba unos 40 km. Mientras tanto, expulsó un total de 146 millones de toneladas de agua, elevando el contenido de vapor de agua de la estratosfera entre un 10 y un 15 %.
"La erupción de Tonga fue definitivamente inusual", dice Dr. Mark Schoeberl – un investigador de Columbia Corporación de Ciencia y Tecnología, que ha llevado por separado análisis en el penacho de agua de la erupción de Tonga. Él le dice a Carbon Brief que Hunga Tonga–Hunga Ha'apai “arrojó una cantidad de agua sin precedentes a la estratosfera media”.
Dr. Luis Millán Desde Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA también ha llevado por separado la investigación en la hidratación de la estratosfera de la erupción de Tonga. Él le dice a Carbon Brief que la erupción inyectó suficiente agua en la estratosfera para llenar 58,000 piscinas olímpicas.
El vapor de agua luego se extendió por gran parte de la estratosfera, dice el estudio. Agrega que el efecto de calentamiento del vapor de agua superó el efecto de enfriamiento de los aerosoles de sulfato, lo que provocó que las temperaturas superficiales globales aumentaran temporalmente.
Umbral 1.5C
Desde su erupción en enero de 2022, los científicos han investigado exhaustivamente el impacto del volcán, incluido el impacto sin precedentes altura de su penacho, su impacto en circulacion atmosferica y el efecto sobre el balance energético mundial. Sin embargo, este estudio es el primero en investigar qué significa el calentamiento temporal para los umbrales de temperatura global.
Los autores utilizan un transferencia radiativa modelo para evaluar cómo la erupción de Tonga cambió el equilibrio de energía que entra y sale de la superficie de la tierra, y encontrar un efecto de calentamiento de 0.12 vatios por metro cuadrado inmediatamente después de la erupción.
Luego usan un modelo climático para estimar el cambio de temperatura global durante la próxima década, asumiendo que la cantidad de agua en la estratosfera disminuye linealmente desde enero de 2022 hasta enero de 2029.
El gráfico a continuación muestra el cambio en la temperatura superficial promedio global en comparación con el promedio de 1850-1900, con y sin el impacto de la erupción de Tonga, durante 2015-35, bajo dos diferentes escenarios que exploran el cambio climático futuro.
El gráfico muestra el escenario SSP1-1.9 de bajas emisiones con (azul oscuro) y sin (gris oscuro) el impacto del volcán Tonga. También muestra el escenario SSP2-4.5 de emisiones moderadas con (verde) y sin (gris claro) el impacto del volcán Tonga. Los resultados principales se muestran con líneas gruesas de colores. Las líneas finas muestran la variabilidad interanual y las líneas discontinuas muestran el rango de resultados del percentil 5 al 95.
A continuación, los autores preguntan: ¿qué significa este aumento de temperatura para el umbral de calentamiento de 1.5 °C?
El año pasado, la Organización Meteorológica Mundial estimó que existe una 50-50 posibilidades de temperaturas globales que cruzan temporalmente el umbral de calentamiento de 1.5 °C en al menos un año entre 2022 y 2026. Sin embargo, esta estimación no tiene en cuenta el efecto de calentamiento de la erupción de Tonga.
El siguiente gráfico muestra la probabilidad de que las temperaturas superficiales globales excedan el umbral de 1.5 °C durante 2015-35 (líneas sólidas) en los cuatro escenarios investigados anteriormente, y la probabilidad acumulada de que ningún año haya excedido aún los 1.5 °C (líneas discontinuas) para cada uno.
El gráfico muestra que la erupción de Tonga aumentó la probabilidad de que al menos un año durante 2022-26 años supere el umbral de calentamiento de 1.5 °C en siete puntos porcentuales. Es decir, bajo el escenario SSP1-19 la probabilidad ha pasado del 50 al 57%, mientras que bajo el SSP2-45 ha pasado del 60 al 67%.
Profesor Pasquale Sellitto del desplegable Laboratorio Interuniversitario de Sistemas Atmosféricos también ha publicado por separado la investigación sobre el impacto radiativo de la erupción de Tonga. Le dice a Carbon Brief que el trabajo es "una extensión muy interesante de estudios previos sobre el impacto climático de esta erupción excepcional", y agrega que sus resultados son "muy razonables".
Sin embargo, señala dos áreas en las que se podría mejorar el estudio. En primer lugar, dice que el documento asume que el vapor de agua inyectado en la atmósfera está "globalmente bien mezclado", mientras que en realidad, la columna era "confinado en el hemisferio sur”.
En segundo lugar, el documento omite el impacto de enfriamiento de los aerosoles de sulfato inyectados en la atmósfera, afirmando que "el depósito de dióxido de azufre es sustancialmente más pequeño que el depósito de vapor de agua que lo acompaña". Sin embargo, Selitto dice que “la perturbación del aerosol estratosférico de Hunga Tonga es en realidad la más grande desde la erupción del Pinatubo en 1991”.
Y concluye:
“Creo que Jenkins et al. es un muy buen punto de partida para estimar el impacto de la temperatura superficial media global por la erupción de Hunga Tonga en 2022, pero se requieren más estudios en el futuro para hacer estimaciones más precisas”.
Del mismo modo, Millán dice que si se supera el umbral de 1.5C en los próximos años, se necesitarán más ejecuciones del modelo para “discernir la contribución de la pequeña Hunga de la antropogénica”.
Acuerdo de París
En 2015, las Naciones Unidas entregaron el Acuerdo de París – un acuerdo internacional para limitar el calentamiento global a 2 °C por encima de las temperaturas preindustriales, con el objetivo de mantener el calentamiento por debajo de 1.5 °C. Estos umbrales de temperatura han sido puntos de referencia clave para el progreso en la lucha contra el cambio climático desde entonces.
Como tal, el documento dice que “el primer año que supere los 1.5 °C atraerá una atención sustancial de los medios, incluso si una parte de esto resulta de Hunga Tonga–Hunga Ha'apai”.
Sin embargo, enfatiza que la interpretación común del Acuerdo de París es que sus límites de temperatura se refieren al calentamiento global a largo plazo atribuible a la influencia humana, y no al efecto adicional de la variabilidad climática natural causada por eventos como las erupciones volcánicas. Como tal, cruzar temporalmente el umbral de 1.5C durante 2022-26 debido a la erupción de Tonga no dictará el éxito o el fracaso del acuerdo de París.
Jenkins le dice a Carbon Brief que el impacto de la erupción en las temperaturas globales es temporal y se desvanecerá entre cinco y 10 años. Él añade:
“Tonga solo está contribuyendo en una cantidad muy pequeña a la anomalía de la temperatura de la superficie hoy. No veremos el impacto de Tonga en eventos de cambio climático como sequías o inundaciones, el efecto es simplemente demasiado pequeño”.
Jenkins et al. (2023) La erupción de Tonga aumenta la posibilidad de anomalías temporales en la temperatura de la superficie por encima de 1.5 °C, Cambio climático natural, doi:10.1038/s41558-022-01568-2
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