La erupción del Hunga Tonga y sus posibles consecuencias sobre la atmósfera en los próximos años

Mucho se ha hablado últimamente de la erupción del volcán Hunga Tonga y su posible relación con las altas temperaturas que se están registrando a nivel global. En este artículo vamos a abrir el abanico sobre las posibles consecuencias de esta supererupción estratosférica en el clima mundial. 

Para ello vamos a ver varios estudios científicos que analizan las consecuencias y posibles efectos a largo plazo de la erupción del volcán en la atmosfera.

La erupción del volcán Hunga Tonga

El 15 de enero del año 2022 se produjo una erupción volcánica estratosférica histórica. Es la primera vez en nuestra corta historia de monitoreo y medición meteorológica, que presenciamos algo tan “potente”, comparable con la erupción del Krakatoa en 1883.

Consecuencias en la atmósfera de la erupción

Realmente en estos momentos solo conocemos una parte de las consecuencias de esta mega erupción en la atmósfera. Conocemos de forma aproximada las impresionantes cantidades de vapor de agua que la erupción ha inyectado en la estratosfera. Llevamos un año y medio analizando como las partículas de la erupción se han ido distribuyendo por la atmósfera de todo el planeta, pero aún hay muchas cosas que se nos escapan y que iremos descubriendo en los próximos meses y años, me atrevería decir que incluso décadas. 

Este tipo de eventos de gran alcance, ponen de manifiesto todo lo que nos queda por aprender aún. Hace que los verdaderos científicos se vuelvan más humildes y surja un nuevo empuje de pasión y ganas de trabajar en busca de respuestas y aprendizajes. 

¿Qué dicen los estudios científicos sobre las consecuencias de la erupción del Hunga Tonga en la atmósfera?

Algunos estudios se han centrado en comprender como esta erupción ha cambiado el equilibrio de la atmósfera a gran escala, con consecuencias en la química y comportamiento de la misma.

Primero nos centramos en el estudio que ha analizado el vapor de agua inyectado en la estratosfera y las consecuencias que ha tenido para el ozono y las temperaturas.

Las erupciones volcánicas liberan grandes cantidades de gases química y microfísicamente activos, y partículas sólidas de aerosoles en la estratosfera, que influyen en el clima a través de interacciones radiativas y alteran el equilibrio químico de la estratosfera. El vapor de agua (WV), el nitrógeno (N₂), el dióxido de carbono (CO₂), el dióxido de azufre (SO₂) y las cenizas son los principales gases que las erupciones volcánicas liberan a la estratosfera Ghouse Basha 1,*, Madineni Venkat Ratnam 1 , Alladi Hemanth Kumar 1 , Jonathan H. Jiang 2 , Saginela Ravindra Babu 3 and Pangaluru Kishore 4. Fuente: https://www.mdpi.com/2072-4292/15/14/3602

Presentamos un análisis centrado en los cambios observados en el vapor de agua, la temperatura y el ozono causados ​​por la erupción volcánica HT-HH utilizando observaciones MLS a largo plazo. Los principales hallazgos obtenidos del presente estudio se resumen a continuación.

• Nuestro hallazgo muestra un aumento de la temperatura inmediatamente después de la erupción volcánica. Posteriormente, se observa una disminución significativa de la temperatura (enfriamiento) en el Hemisferio Sur debido al enfriamiento radiativo IR a través del vapor de agua. El aumento de vapor de agua reduce la temperatura estratosférica al tiempo que aumenta la cantidad de hidrógeno impar. Además, el aumento del vapor de agua produce un enfriamiento en toda la estratosfera, con los mayores valores en la estratosfera polar inferior.

• El enfriamiento alcanza un máximo de alrededor de ~5 K de mayo a noviembre, con una fuerte dispersión hacia latitudes polares del Hemisferio Sur debido al aumento significativo del vapor de agua.
• Se observa una disminución del ozono debido al aumento del vapor de agua en altitudes estratosféricas.

• Incluso después de un año de finalizar la erupción, WV, T y O₃ no alcanzaron sus valores iniciales.

Obviamente, el estudio es mucho más extenso y con más información, pero me basta mostrarte estos puntos para que veas el alcance de esta erupción a gran escala. Ha provocado cambios en el ozono y en las temperaturas, principalmente del hemisferio sur.

Primera detección de aerosoles de la erupción de Hunga Tonga en los vientos estratosféricos del oeste del hemisferio norte

Este otro estudio nos habla de la detección de los aerosoles de la erupción del Hunga Tonga en el Hemisferio Norte.

La carga útil transportada en globo compuesta por COBALD y POPS en Lijiang el 9 de abril de 2022 capturó los aerosoles volcánicos resultantes de la erupción de Hunga Tonga por primera vez en los vientos estratosféricos del oeste en el hemisferio norte, 12 semanas después de la erupción de Hunga Tonga. Por el contrario, la detección remota por satélite no detectó la fina señal de aerosol observada aquí a aproximadamente 27°N de latitud. Además, las mediciones también muestran que las capas de aerosol y vapor de agua estaban separadas en la columna de Hunga Tonga. Los posibles mecanismos que llevaron a esta separación se examinarán en un estudio futuro. Jianchun Bian, Dan Li, Zhixuan Bai, Jingyuan Xu, Qian Li, Haoyue Wang, Holger Vömel, Frank G. Wienhold, Thomas Peter, First detection of aerosols of the Hunga Tonga eruption in the Northern Hemisphere stratospheric westerlies, Science Bulletin, Volume 68, Issue 6, 2023, Pages 574-577, ISSN 2095-9273, https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.03.002. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927323001512)

Este fragmento del estudio me sirve para hablar algo muy importante. Nuestra instrumentación es capaz de detectar muchas cosas, pero hay otras que se nos escapan de momento. Incluso el hecho de detectar muchas consecuencias en la atmósfera de la erupción del volcán, no implica que seamos capaces de comprender todos los mecanismos químicos o consecuencias que pueden tener en la evolución climática del planeta. Sabemos que la atmósfera es muy sensible a cambios muy sutiles. Lo que ha ocurrido con esta erupción no es precisamente algo sutil. 

Lo que sabemos hasta la fecha es que el impacto de esta erupción es más que suficiente para tener consecuencias importantes en la atmósfera a gran escala. 

Impacto superficial a largo plazo de la inyección de vapor de agua estratosférico similar a Hunga Tonga-Hunga Ha’apai

Este estudio es uno de los que más me ha llamado la atención. Hay que decir que es un estudio preliminar, sin revisar por pares de momento, pero la información que ofrece, es bien jugosa.

La cantidad de vapor de agua inyectada en la estratosfera después de la erupción de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH) no tuvo precedentes y, por lo tanto, no está claro qué podría significar para el clima de la superficie. Utilizamos simulaciones de modelos climáticos para evaluar los impactos superficiales a largo plazo de las anomalías del vapor de agua estratosférico (SWV) causadas por erupciones volcánicas. Las simulaciones muestran que las anomalías del SWV provocan un calentamiento fuerte y persistente de las masas terrestres del hemisferio norte en el invierno boreal y un enfriamiento en el invierno austral en Australia. Por lo tanto, el forzamiento del SWV por erupciones volcánicas como la de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai puede tener impactos en la superficie en una escala de tiempo de décadas. También enfatizamos que la respuesta de la superficie a las anomalías SWV es más compleja que el simple calentamiento debido al forzamiento de efecto invernadero y está influenciada por factores como los patrones de circulación regional y la retroalimentación de las nubes. Se necesita más investigación para comprender completamente los efectos plurianuales de las anomalías del SWV y su relación con fenómenos climáticos como El Niño Oscilación del Sur. Martin Jucker, Chris Lucas, Deepashree Dutta . Impacto superficial a largo plazo de la inyección de vapor de agua estratosférico similar a Hunga Tonga-Hunga Ha’apai. Autorea. 04 de agosto de 2023. Fuente: https://www.authorea.com/users/304243/articles/657090-long-term-surface-impact-of-hunga-tonga-hunga-ha-apai-like-stratospheric-water-vapor-injection

Me gusta mucho este estudio porque a pesar de que hay que cogerlo con pinzas y ser muy prudentes, ofrece datos muy interesantes y deja la puerta abierta a muchas posibilidades, ya que aún tenemos que descubrir y comprender algunas cosas, algo que creo que es inherente en la ciencia, en la ciencia pura. 

Te voy a poner algunos fragmentos del estudio que creo que son importantes, aunque te invito que lo leas íntegramente.

Este vapor de agua estratosférico (SWV) puede tener efectos tanto de enfriamiento como de calentamiento sobre el clima, y los impactos potenciales de la liberación de SWV del HTHH sobre el clima son todavía en gran parte desconocidos.

El aumento del SWV puede contribuir al calentamiento de la superficie (Dessler et al. 2013) y a cambios en los patrones de circulación troposférica y estratosférica (Maycock et al. 2013). También puede influir en la formación de nubes estratosféricas polares (PSC) y provocar un aumento de las concentraciones de radicales hidroxilo, que desempeñan un papel clave en el agotamiento del ozono estratosférico (Solomon 1999; Tritscher et al. 2021). El impacto de la liberación de SWV HTHH sobre la formación de PSC y la química del ozono es incierto y se espera que dependa no sólo de la evolución química sino también dinámica de la nube inicial.

Por lo tanto, es necesario seguir investigando para comprender plenamente los posibles efectos a largo plazo de la erupción del HTHH sobre el clima. A pesar de la menor cantidad de dióxido de azufre liberada, la inyección de vapor de agua en la estratosfera es una característica de la erupción del HTHH que requiere más investigación para comprender mejor su posible contribución a la variabilidad climática.

A continuación te voy a exponer cómo han hecho el estudio con el modelo para intentar entender lo que puede ocurrir en la atmósfera a escala global en los próximos años. Repito que hay que ser prudentes y tomar con pinzas estos estudios, pero creo que es muy interesante.

Datos y configuración del modelo: En este trabajo examinamos el impacto de una perturbación SWV similar a la de la erupción HTHH y nos centramos en el efecto a largo plazo de la SWV sobre el clima de superficie. Utilizamos datos recogidos por el instrumento Aura Microwave Limb Sounder (MLS) de la NASA para analizar las características iniciales y la evolución de la nube HTHH, y empleamos la versión 4 del Modelo Climático Comunitario de Toda la Atmósfera (WACCM4) para abordar nuestras preguntas de investigación. Nuestra búsqueda no se centra en recrear la erupción del HTHH en todos sus detalles. En su lugar, investigamos los efectos climáticos a largo plazo de una perturbación espontánea y localmente limitada del vapor de agua estratosférico basada en la escala y la forma de la perturbación causada por la erupción del HTHH.

Ahora vamos a ver algunas conclusiones que se extraen de este estudio. Vuelvo a recordar que es un estudio que aún no está revisado por pares.

La erupción del Hunga-Tonga Hunga Ha’apai (HTHH) pueden tener impactos significativos en el sistema climático.

Según este estudio, la erupción del volcán tendrá impactos muy significativos en el clima mundial durante los próximos años. 

Hay una parte en el estudio que me parece muy interesante, sobre las anomalías térmicas a gran escala.

El estudio habla de un enfriamiento en el hemisferio sur, sobre todo en la zona de Australia. Australia ya ha registrado anomalías frías muy marcadas en los últimos meses.

Pero me llama la atención algo que de cumplirse podría potenciar las lluvias y la inestabilidad sobre España. El estudio habla de un calentamiento anómalo del Ártico durante el año, pero principalmente durante el otoño meteorológico (sep-nov). Un ártico más cálido, favorece bloqueos en latitudes altas que fuerzan el descenso de pulsaciones de aire frío a latitudes medias. Será interesante ver si la oscilación ártica (AO) muestra tendencias negativas durante el otoño de los próximos años. 

Pero es que el propio estudio indica que la erupción del volcán provocaría un aumento de las precipitaciones en Europa. 

Impacto del la erupción en los vórtices polares estratosféricos del Hemisferio Norte y Sur

Este es otro estudio que me parece muy interesante y que apunta a que la erupción podría tener consecuencias importantes en la química y comportamiento de los vórtices polares estratosféricos de ambos hemisferios. 

Seguro que este es uno de los estudios que despiertan más interés para la evolución del invierno.

La propagación del HTHH hacia latitudes polares después de la ruptura del vórtice antártico condujo a altas anomalías de H₂O sin precedentes en todo el HS, que se espera que persistan durante al menos varios años (p. ej., Khaykin et al. ., 2022 ; Millán et al., 2022 ), lo que aumenta la expectativa de grandes perturbaciones en la química del vórtice polar antártico y el agujero de ozono en 2023 y más allá. HTHH también ha sido transportado al hemisferio norte (p. ej., Schoeberl et al., 2023), pero alcanzó el borde del vórtice ártico después de que el vórtice estuviera bien desarrollado y solo se dispersó por el hemisferio norte después de un fuerte calentamiento estratosférico repentino que comenzó a mediados de febrero (artículo en preparación). Por lo tanto, también se espera que a partir de la temporada fría 2023/2024 se manifiesten grandes efectos en la química del vórtice polar ártico. Gloria Manney, Michelle Santee, Alyn Lambert, Luis F. Millán, Ken Minschwaner, Frank Werner, Zachary D.Lawrence, William G. Leer, Nathaniel J. Livesey, Tao Wang. Fuente: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023GL103855

Según este estudio, durante los inviernos de esta década, en ambos hemisferios, los vórtices polares estratosféricos pueden registrar grandes anomalías en su química y dinámica. 

Lo que opina un servidor sobre estos estudios y lo que puede suceder

Estudiar las consecuencias a largo plazo en la atmósfera de una erupción volcánica como la del Hunga Tonga es sumamente complicado. A pesar de que toda esta información la tenemos que coger con pinzas y ser prudentes, creo que es evidente que el alcance de esta erupción estratosférica y tiene argumentos más que suficientes para hablar de probables consecuencias importantes a nivel climático para todo el planeta.

Se están produciendo eventos atmosféricos a escala global muy llamativos, difíciles de atribuir directamente a la erupción, pero hay un dicho que dice que cuando el río suena… agua lleva… y creo que, en los próximos meses y años, vamos a ver publicaciones muy interesantes al respecto. Puedo estar tremendamente equivocado, pero esta es mi opinión. 

El calentamiento que se ha observado en mares y océanos en los últimos meses, la atmósfera cargada de humedad y bochorno con una elevada actividad tormentosa que hemos visto a finales de esta primavera e inicios de verano, con largos periodos con una atmósfera con tintes tropicales, incluso en zonas como Galicia, podrían estar relacionados con la erupción de forma al menos indirecta. He dicho podrían, ya que no tengo pruebas con datos empíricos de ello.

No tengo la menor duda que hay ya más estudios publicados que aún tengo que descubrir muy interesantes. Pero lo más apasionante de todo, es que estoy convencido de que hay personas muy preparadas estudiando en estos momentos las posibles consecuencias de esta erupción, que verán la luz en los próximos meses y años. Es posible que dentro de unos años seamos mucho más conscientes de lo que sucedió el 15 de enero del año 2022 y sus consecuencias.

Son tiempos de tener los ojos bien abiertos hacia los cielos. Un servidor seguirá pendiente de las posibles consecuencias de la erupción del Hunga Tonga a nivel climático. Por supuesto, si encuentro cosas interesantes, las compartiré con mucho gusto.

Un fuerte abrazo. 

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