Una nueva forma de medir la nieve caída en la Antártida ayuda a predecir la supervivencia del manto de hielo

Una nueva forma de estudiar la meteorología de la Antártida, no desde la superficie de la Tierra sino desde el espacio, ha revelado un fenómeno que podría ayudar a determinar a qué velocidad se funde el enorme manto de hielo en un mundo que está calentándose.

El estudio, publicado el jueves en Geophysical Research Letters, se centra en los «ríos atmosféricos», enormes cinturones de vapor de agua que se forman sobre océanos tropicales y subtropicales y después se desplazan sobre los vientos que rodean el planeta, a veces descargando copiosas cantidades de lluvia y nieve. Un famoso río atmosférico llamado Pineapple Express es responsable de gran parte del suministro de agua de la costa oeste de Estados Unidos.

Con datos de la misión ICESat-2 de la NASA, un satélite lanzado a la órbita a finales del 2018, un equipo de investigadores descubrió que los ríos atmosféricos habían sido uno de los principales impulsores de las precipitaciones —la mayor parte en forma de nieve— en la Antártida Occidental en el 2019, ayudando a reabastecer la masa que pierde rápidamente el manto de hielo. Como se prevé que en el futuro el calentamiento de los mares enviará ríos atmosféricos más grandes y duraderos a las orillas de la Antártida, la investigación señala un proceso poco estudiado y poco comprendido que podría ralentizar o acelerar la fusión del manto de hielo dependiendo del momento en que se produzcan las tormentas.

«Solo con los primeros meses de datos [del ICESat-2], descubrimos unos incrementos enormes en las nevadas» que coincidían con la presencia de ríos atmosféricos sobre la zona, explica Susheel Adusumilli, autor principal del estudio y candidato a doctor en el Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego. «Lo cual fue una sorpresa».

Detectar nevadas desde el espacio

La Antártida pierde más de 100 000 millones de toneladas de hielo al año a medida que los glaciares desembocan en el mar y se desprenden grandes icebergs de sus frentes. La semana pasada, un iceberg enorme se desprendió de la plataforma de hielo de la Antártida.

Las pérdidas de hielo están acelerándose debido al afloramiento de agua cálida y profunda que derrite las plataformas de hielo flotantes del continente desde abajo. Esto permite que los glaciares que retienen desemboquen en el mar más rápidamente, un efecto que probablemente se verá exacerbado por el cambio climático. Sin embargo, la Antártida también recibe miles de millones de toneladas de nieve cada año. A la larga, esta nieve fresca queda sepultada y se convierte en hielo nuevo, con lo que compensa las pérdidas provocadas por el agua marina.

El tira y afloja entre la fusión y el reabastecimiento del hielo determinará lo rápido que disminuirá el manto de hielo de la Antártida —el más grande de la Tierra— en un mundo que está calentándose y cuánto contribuirá al aumento del nivel del mar. Pero medir la nieve caída en la Antártida es muy difícil; no hay suficientes estaciones meteorológicas ni observadores.

Ahora, los investigadores están empezando a rellenar los vacíos meteorológicos utilizando el ICESat-2. El satélite en órbita polar está midiendo la altura de los mantos de hielo de la Tierra a una resolución sin precedentes —hasta la anchura de un lápiz— disparando pulsos de láser a la superficie y calculando cuánto tiempo tardan los fotones en regresar al satélite.

Como el satélite sobrevuela las mismas partes de los mantos de hielo cada pocos meses, si la altura del hielo cambia en una zona en particular debido a una tormenta de nieve o a la fusión, el ICESat-2 lo detecta.

«Con el ICESat-2, que es muy preciso, creemos que sería fantástico poder medir estos grandes cambios que se están produciendo en las nevadas», afirma Adusumilli.

Para su nuevo estudio, Adusumilli y sus colegas analizaron algunos de los primeros datos que tomó el ICESat-2 entre abril del 2019 y junio del 2020. Dentro de este periodo, los investigadores advirtieron grandes aumentos en la altura de la capa de hielo de la Antártida Occidental entre mayo y octubre del 2019 (durante el invierno). Con una herramienta de modelización llamada reanálisis que produce pronósticos retrospectivos del tiempo atmosférico, descubrieron que el 41 por ciento de esos incrementos de altura —que llegaban a un total de 2,5 metros en algunas zonas costeras— se debían a precipitación breves pero intensas.

De esos fenómenos extremos, el 63 por ciento se vincularon a ríos atmosféricos que llegaron al continente, que los investigadores diferenciaron de otras tormentas en sus modelos basándose en su elevado contenido de humedad. Según Meredith Fish, investigadora posdoctoral de la Universidad Rutgers y coautora del estudio, a diferencia de los ríos atmosféricos de la costa este de Estados Unidos, que se forman en los trópicos cerca de Hawái, los ríos que descargan nieve sobre la Antártida se forman al norte del océano Antártico, que rodea el continente.

Pocos estudios han investigado los ríos atmosféricos de la Antártida. Un análisis del 2014 de los datos de una estación meteorológica demostró que los ríos atmosféricos descargaron cantidades considerables de nieve sobre la Antártida Oriental en el 2009 y el 2011, mientras que otro estudio dedujo la influencia de los ríos atmosféricos en la fusión de nieve en la Antártida Occidental empleando modelos. (Los ríos atmosféricos pueden fundir la nieve y el hielo cuando sus precipitaciones caen en forma de lluvia, pero también porque las nubes bajas vinculadas a ellos absorben y reemiten el calor de la superficie terrestre.)

La cantidad de actividad de ríos atmosféricos detectada en el nuevo estudio respalda la teoría de que el fenómeno meteorológico es un proceso importante que los investigadores de la Antártida pueden estudiar.

«La Antártida es un desierto y, como todos los desiertos del mundo, es sensible a las precipitaciones extremas», afirma Jonathan Wille, investigador posdoctoral de la Universidad Grenoble Alpes de Francia, que dirigió el estudio sobre la fusión causada por los ríos atmosféricos en la Antártida Occidental. «Del mismo modo que los ríos atmosféricos pueden causar inundaciones en desiertos no polares, este estudio demuestra cómo estos ríos pueden causar incrementos rápidos y masivos en la acumulación de nieve fuera de patrones de acumulación normales».

La siguiente investigación de Wille y sus colegas desvela que, desde 1980, los ríos atmosféricos han sido responsables de la mayoría de los fenómenos de precipitación extremos sobre la Antártida Oriental, «impulsando las tendencias de nevadas anuales». En conjunto, Wille afirma que las pruebas sugieren que los ríos atmosféricos son «un positivo neto» para la Antártida, ya que ayudan a que el manto de hielo gane masa y compensan las pérdidas de hielo causadas por el mar.

Un comodín del cambio climático

Sin embargo, eso podría cambiar. Los modelos climáticos sugieren que, con el calentamiento del planeta, los ríos atmosféricos podrían ser más grandes y durar más sobre la Antártida y el momento en que ocurran esas futuras tormentas podría dictar su efecto en el manto de hielo.

Aunque la mayoría de los ríos atmosféricos observados en el nuevo estudio ocurrieron en invierno, provocando acumulación de nieve, los autores también detectaron ríos atmosféricos en verano. El 90 por ciento de esas tormentas de verano coincidieron con posibles eventos de fusión de la superficie en el manto de hielo, que según sospechan los autores fueron impulsados por el calor local inducido por las nubes, no por la lluvia. «Sus repercusiones, ya sean en verano o invierno, son muy diferentes», afirma Fish.

«Lo que no sabemos es qué efecto será más importante a medida que los ríos atmosféricos traen más calor y humedad a la Antártida. ¿Causarán más fusión en superficie y posiblemente provocarán más hidrofracturación en la plataforma de hielo? ¿O traerán más nevadas» que añadirán masa al manto de hielo? Para saber más, «necesitamos más mediciones de alta precisión», afirma Irina Gorodetskaya, científica en el Centro de Estudios del Ambiente y el Mar de la Universidad de Aveiro, en Portugal, que estableció un vínculo entre las nevadas extremas y los ríos atmosféricos en la Antártida Oriental.

Por eso Adusumilli y sus colegas siguen analizando los datos del ICESat-2 conforme están disponibles. En resultados que todavía no están publicados, han observado «una gran influencia de los ríos atmosféricos» en las nevadas del 2020 similares al 2019, señala. A la larga, los investigadores esperan crear una panorámica en alta resolución de las nevadas y los ríos atmosféricos en toda la Antártida, que los modeladores puedan utilizar para mejorar las predicciones.

«Este nuevo conjunto de datos nos proporciona una forma asombrosa de supervisar estos ríos atmosféricos y una forma clara de medir las nevadas, que son uno de los fenómenos más difíciles de observar en el manto de hielo», afirma Adusumilli.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.