RT.5.2 Proyecciones a gran escala para el siglo XXI

Esta sección abarca los avances alcanzados en las proyecciones climáticas a escala mundial y los procesos que influirán en sus pautas a gran escala en el siglo XXI. En el RT.5.3 se muestra un análisis más específico sobre los cambios a escala regional.

El calentamiento medio mundial de superficie proyectado para finales del siglo XXI (2090–2099) depende del escenario, y el calentamiento real se verá afectado significativamente por las emisiones reales que ocurran. La Tabla RT.6 muestra los calentamientos comparados de 1980 a 1999 para seis escenarios IE-EE^[11] y para concentraciones constantes durante el año 2000, dadas como cálculos óptimos e índices probables correspondientes. Estos resultados se basan en MCGAO, limitaciones de las observaciones y otros métodos para cuantificar el margen de respuesta de modelos (véase Gráfico RT.27). La combinación de líneas múltiples de pruebas permite asignar verosimilitud a los márgenes resultantes, lo que representa un adelanto importante desde el TIE. {10.5}

Calentamiento Proyectado Entre 2090–2099

Gráfico RT.27. (Arriba) Cambio de temperatura media mundial proyectado para 2090 a 2099 con relación al período de 1980 a 1999 para los seis escenarios IE-EE marcadores basados en los resultados de modelos diferentes e independientes. La media de los multimodelos de MCGAO y el margen de la media de menos 40% a más 60% están representados como líneas gruesas negras y barras grises, respectivamente. Se calculan las incertidumbres de ciclo del carbono para el escenario A2 sobre la base de modelos del Proyecto de Intercomparacion de Modelos Climáticos Acoplados de Ciclo del Carbono (C4MIP) (cruces azules oscuras), y para todos los escenarios marcadoress que usan un EMIC (símbolos en azul pálido). Otros símbolos representan estudios individuales (véase Gráfico 10.29 para los detalles de modelos específicos). (Debajo) Aumentos proyectados del nivel del mar mundial medio y sus componentes de 2090 a 2099 (con relación a 1980–1999) para los seis escenarios IE-EE marcadores. Las incertidumbres denotan índices de 5 a 95%, basados en la difusión de los resultados de los modelos, y no incluyen las incertidumbres del ciclo del carbono. Las aportes surgen al escalar los resultados de los MCGAO y los cambios de hielo terrestre debido a cambios en la temperatura (véase Apéndice 10.A para más detalles). Se añaden las contribuciones individuales para mostrar el total del aumento del nivel del mar que no incluye la contribución que se muestra para los desequilibrios dinámicos del manto de hielo, ya que el actual nivel de conocimiento no permite realizar un cálculo mejo. {Gráfico 10.29 y 10.33}

Los índices de incertidumbre evaluados son mayores que los que aparecen en el TIE porque abarcan un abanico más completo de modelos y retroefectos del ciclo clima-carbono. El calentamiento tiende a reducir la absorción del CO₂ atmosférico de la tierra y del océano, mientras que aumenta la fracción de emisiones antropogénicas que permanece en la atmósfera. Por ejemplo, para el escenario A2 el retroefecto de CO₂ incrementa el calentamiento mundial medio correspondiente a 2100 en más de 1°C. {7.3, 10.5}

La Tabla RT.6 muestra el aumento medio mundial del nivel del mar proyectado para finales del siglo XXI (2090 a 2099), relativo al período 1980–1999 para los seis escenarios IE-EE marcadores, dado en índices que van desde 5% a 95% basados en la divulgación de los resultados de los modelos. La dilatación térmica contribuye entre un 70 a un 75% al cálculo óptimo para cada escenario. El avance a la hora de evaluar la incorporación oceánica de calor y la dilatación térmica logrado después del TIE se materializa en el uso de MCGAO. Esto también ha reducido las proyecciones en comparación con el modelo sencillo usado en TIE. En todos los escenarios IE-EE marcadores, excepto en el B 1, la tasa promedio de aumento del nivel del mar durante el siglo XXI excede muy probablemente la tasa media entre 1961–2003 (1,8 ± 0,5 mm año^–1). Para un modelo medio, el escenario desplegado para el aumento del nivel del mar es sólo 0,02 m para mediados de siglo, pero a finales de siglo es 0,15 m. Estos márgenes no incluyen las incertidumbres de retroefectos del ciclo del carbono o de procesos de flujo de hielo porque falta una base en la literatura publicada. {10.6, 10.7}

Para cada escenario, el punto medio del índice que aquí se proporciona está dentro del 10% del promedio de los modelos del TIE para 2090–2099 y se debe tener presente que las proyecciones del TIE se hicieron para 2100, mientras que las proyecciones en este informe son para 2090–2099. La incertidumbre en estas proyecciones es menor que la que aparece en el TIE por varias razones: la incertidumbre en modelos de hielo terrestre se supuso independientemente de la incertidumbre en la temperatura y las proyecciones de la expansión; las mejores observaciones de las últimas pérdidas de masa de los glaciares brindan un mejor marco para las observaciones; y el presente informe ofrece las incertidumbres en índices de 5% a 95% , equivalentes a desviaciones estándar de ±1,65, mientras que en el TIE los índices de incertidumbre eran de ±2 desviaciones estándar. Los índices del TIE para las proyecciones del nivel del mar hubiesen sido similares a los de este informe si las incertidumbres se hubiesen tratado de la misma manera. {10.6, 10.7}

Los cambios en la criosfera continuarán afectando al aumento del nivel del mar durante el siglo XXI. Se prevén pérdidas en la masa de los glaciares, en los casquetes de hielo y en el Manto de Hielo de Groenlandia durante el siglo XXI porque será mayor el derretimiento que la cantidad de nieve caída. Los modelos actuales indican que el Manto de Hielo de la Antártida permanecerá demasiado frío, no se derretirá, y puede que gane masa en el futuro a raíz de un incremento en las nevadas, lo que reducirá el aumento del nivel del mar. Sin embargo, los cambios en la dinámica del hielo podrían aumentar las contribuciones de Groenlandia y la Antártida al aumento del nivel del mar en el siglo XXI. Las últimas observaciones de algunos glaciares de descarga en Groenlandia dan fe de un aumento del flujo al eliminarse las plataformas de hielo. Las observaciones realizadas en la zona occidental-central de Groenlandia sobre la variación estacional en la tasa de flujo de hielo y sobre la correlación con la variación de la temperatura de verano, indican que el agua superficial resultante del derretimiento podría unirse a un sistema de desagüe subglaciar que lubricaría el flujo de hielo. Debido a ambos mecanismos, el aumento de la superficie derretida durante el siglo XXI podría causar una aceleración en el flujo y la descarga de hielo, y podría aumentar la contribución al nivel del mar. En algunas zonas de la Antártida occidental, se han producido recientemente aceleraciones grandes de flujo de hielo que pueden ser resultado de una reducción en la plataforma de hielo debido al calentamiento del océano. Aunque esto no se ha atribuido formalmente al cambio climático antropogénico debido a los gases de efecto invernadero, se deduce que los futuros calentamientos podrían causar una pérdida más rápida de masa y un mayor incremento del nivel del mar. No se pueden hacer proyecciones cuantitativas de este efecto con confianza. Según recientes observaciones los aumentos en las proporciones de descarga de hielo de Groenlandia y de la Antártida determinarían un aumento lineal en la temperatura mundial que agregaría de 0,1 a 0,2 m al límite superior de aumento del nivel del mar. El conocimiento de estos efectos resulta muy limitado para poder evaluar su probabilidad o dar un cálculo óptimo. {4.6, 10.6}

Muchas de las pautas mundiales y regionales de temperatura y precipitación que aparecen en las proyecciones del TIE se mantienen en la nueva generación de modelos y en los resultados de conjunto (véase Gráfico RT.28).

Proyecciones De Temperaturas Superficiales

Gráfico RT.28. Cambios de temperatura superficial proyectados para inicios y finales del siglo XXI relativos al periodo 1980–1999. Los paneles centrales y a la derecha muestran las proyecciones medias de multimodelos MCGAO para la media por decenios de los escenarios IE-EE B1 (arriba) A1B (medio) y A2 (debajo) de 2020 a 2029 (centro) y de 2090 a 2099 (derecha). El panel de la izquierda corresponde a las incertidumbres respecto a las probabilidades relativas de calentamiento mundial medio a partir de diferentes estudios MCGAO y de EMIC para los mismos períodos. Algunos estudios actuales presentan resultados sólo para un subconjunto de escenarios IE-EE, o para varias versiones de modelos. Por consiguiente, la diferencia en el número de curvas, mostrada en los paneles de la izquierda, sólo se debe a las diferencias en la disponibilidad de resultados. {Adaptado de los Gráficos 10.8 y 10.28}

La confianza en la solidez de estas pautas aumenta porque han permanecido inalterables y todas las simulaciones de modelos han mejorado (Recuadro RT.7). Esto aumenta la confianza en que estas pautas reflejan las limitaciones físicas básicas del sistema climático según se calienta. {8.3–8.5, 10.3, 11.2–11.9}

El cambio de temperatura proyectado para el siglo XXI es positivo en todas partes. Es mayor en la tierra y en la mayoría de las latitudes altas del HN durante el invierno y los aumentos van desde las costas hacia el interior de los continentes. En otras zonas geográficamente similares, el calentamiento es típicamente mayor en las regiones áridas que en las regiones húmedas. {10.3, 11.2–11.9}

Sin embargo, el calentamiento es menor en los océanos meridionales y en partes del Océano Atlántico Norte. Se prevé el aumento de las temperaturas, incluso en el Atlántico Norte y Europa, a pesar de una disminución proyectada de la Circulación de Retorno Longitudinal (CRL) en la mayoría de los modelos, debida a una mayor influencia del aumento de los gases de efecto invernadero. El modelo proyectado de cambio de temperatura media de la atmósfera por zonas, despliega un calentamiento máximo en la troposfera tropical superior y un enfriamiento en la estratosfera. Se prevé un aumento del calentamiento medio oceánico por zonas, primero cerca de la superficie y en las latitudes medias septentrionales, y después alcanzando gradualmente el océano interior, de un modo más evidente en latitudes altas donde la mezcla vertical es mayor. El patrón de cambio proyectado es muy similar en los casos de final de siglo, independiente del escenario. Los campos promediados por zonas y normalizados por el calentamiento medio son muy similares en los escenarios examinados (véase Gráfico RT.28). {10.3}

Es muy probable que la Circulación de Retorno Longitudinal (CRL) del Atlántico se haga más lenta durante el transcurso del siglo XXI. La reducción media del multimodelo para 2100 es del 25% (índice desde cero a aproximadamente 50%) para los escenarios de emisión IE-EE A1B. e prevén aumentos en las temperaturas en la región del Atlántico a pesar de estos cambios, debido a un calentamiento mayor asociado con los aumentos proyectados de gases de efecto invernadero. La reducción proyectada de la CRM del Atlántico se debe a los efectos combinados de un aumento en las temperaturas y las precipitaciones en latitudes altas que reducen la densidad de las aguas superficiales en el Atlántico Norte. Esto podría llevar a una reducción significativa en la formación del Agua del Mar de Labrador. Muy pocos estudios de MCGAO incluyen el impacto del agua dulce adicional resultante del derretimiento del manto de hielo de Groenlandia, pero los que lo han hecho no sugieren que esto llevará al cierre completo de la CRL. En conjunto, es muy probable que la CRL se reduzca, pero es muy improbable que padezca una gran transición abrupta durante el curso del siglo XXI. Los cambios a largo plazo en la CRL no pueden evaluarse con confianza. {8.7, 10.3}

Los modelos indican que el aumento del nivel del mar durante el siglo XXI no será geográficamente uniforme. En el escenario A1B para el período entre 2070 y 2099, los MCGAO muestran una desviación estándar espacial media de 0,08 m, aproximadamente el 25% del cálculo central del aumento del nivel del mar medio mundial. Las pautas geográficas de cambios futuros del nivel del mar se derivan principalmente de los cambios en la distribución térmica y en la salinidad en el océano y los cambios consecuentes en la circulación oceánica. Las pautas proyectadas indican más similitud en los modelos que las analizadas en el TIE. Los rasgos comunes son un aumento del nivel de mar menor que el aumento medio del nivel del mar en el Océano Austral, mayor que el aumento promedio del nivel del mar en el Ártico y una franja estrecha de un aumento pronunciado del nivel del mar que se extiende por el Atlántico meridional y el Océano Índico. {10.6}

Se cuantifican mejor las proyecciones de cambios en extremos tales como la frecuencia de olas de calor que en el TIE, debido a modelos mejorados y a una mejor evaluación del alcance del modelo basada en conjuntos multimodelo. El TIE llegó a la conclusión de que existía un riesgo de aumento en las temperaturas extremas, con más episodios de calor extremo en un clima futuro. Este resultado ha sido confirmado y se ha difundido en los estudios más recientes. Se proyectan aumentos futuros en las temperaturas extremas que seguirán a los aumentos en la temperatura media en la mayoría del mundo excepto donde cambian las propiedades de la superficie (por ejemplo, capa de nieve o humedad de la tierra). Un análisis multimodelo, basado en las simulaciones de 14 modelos para tres escenarios, investigó los cambios en temperaturas extremas estacionales (DEF y JJA) donde “extrema” se define por encima del percentil 95 de la distribución de temperatura, simulada anteriormente durante el siglo XX. A finales del siglo XXI, la probabilidad proyectada de estaciones calurosas extremas sobrepasa el 90% en muchas zonas tropicales y alcanza cerca del 40% en otras zonas. Varios estudios recientes trataron los posibles cambios futuros en las olas de calor y determinaron que, en un clima futuro, se esperan olas de calor más intensas, de mayor duración y más frecuentes. Basándose en un conjunto multimodelo de ocho miembros, se simula que las olas de calor aumentan en la última mitad del siglo XXI y se proyecta que incrementen a nivel mundial y en la mayoría de las regiones. {8.5, 10.3}

Para un clima futuro más cálido, los modelos prevén una disminución de entre un 50 y un 100% de la frecuencia de erupciones de aire frío en comparación con la presente en los inviernos del HN en la mayoría de las zonas. Los resultados de un conjunto multimodelo de nueve miembros muestran disminuciones simuladas en días de escarcha durante el siglo XX y continúan a escala mundial en el siglo XXI y en la mayoría de las regiones. Se establece una relación entre el aumento del tiempo estacional y los días helados y se proyecta que aumente en los climas futuros. {10.3, PF 10.1}

Se prevé que la cobertura de nieve disminuya. Se prevén aumentos en la profundidad del derretimiento en la mayoría de las regiones de permafrost. {10.3}

En diferentes escenarios (IE-EE A1B, A2 y B1), se prevé que grandes partes del Océano Ártico ya no tengan un manto de hielo que dure todo el año a finales del siglo XXI. El hielo del mar Ártico responde sensiblemente al calentamiento. Si bien los cambios proyectados en la extensión del hielo marino son moderados, se proyecta que el hielo marino de finales del verano desaparezca casi completamente para finales del siglo XXI en virtud del escenario A2 en algunos modelos. La reducción se acelera por un número de retroefectos positivos en el sistema climático. El retroefecto hielo albedo permite que el agua del océano reciba más calor del sol durante el verano, se reduce el efecto aislador del hielo marino y el incremento en la transportación térmica al Ártico reduce aún más la capa de hielo. Las simulaciones de modelos indican que el aumento de hielo marino de finales del verano decrece sustancialmente y generalmente se desarrolla durante la misma escala de tiempo que el calentamiento mundial. También se proyecta que la extensión de hielo antártico disminuya durante el siglo XXI. {8.6, 10.3, Cuadro 10.1}

Se prevé que la presión del nivel del mar aumentará en las regiones subtropicales y en las latitudes medias y disminuirá en las latitudes altas asociadas con una expansión de la Circulación Hadley y los cambios del modo anular (NAM/NAO y SAM, ver Recuadro RT.2). Muchos modelos proyectan una tendencia positiva en el NAM/NAO así como el índice del SAM. La magnitud del aumento proyectado es generalmente mayor para el SAM y existe una considerable cobertura entre los modelos. Como resultado de estos cambios, se proyectan trayectorias de tormentas que se mueven hacia el polo, con los consecuentes cambios en el viento, las precipitaciones y las pautas de temperatura fuera de los trópicos, continuando la pauta extendida de tendencias observadas durante la última mitad del siglo. Algunos estudios indican una disminución de los ciclones en regiones de latitud media. Hay también indicios de cambios en la altura extrema de las olas asociados al cambio de las trayectorias de ciclones y a la circulación. {3.6, 10.3}

En la mayoría de los modelos, las TSM centrales y orientales ecuatoriales son más cálidas que las del Pacífico ecuatorial occidental, con un cambio medio correspondiente hacia el este en precipitación. Se prevé que continúe la variabilidad interanual ENSO en todos los modelos, aunque los cambios difieren de un modelo a otro. Las grandes diferencias en los cambios proyectados en la amplitud de El Niño y la variabilidad inherente en una escala de tiempo de siglos, de El Niño en los modelos, descarta una proyección definitiva de tendencias en la variabilidad de ENSO. {10.3}

Los estudios recientes con modelos mundiales mejorados, con un índice de resolución de aproximadamente 100 a 20 km, indican cambios futuros en la cantidad e intensidad de los ciclones tropicales futuros (tifones y huracanes). Una síntesis de los resultados de los modelos hasta la fecha indica, para un clima futuro más cálido, un aumento de la intensidad máxima del viento y un incremento de la intensidad de las precipitaciones media y máxima en los ciclones tropicales futuros, con la posibilidad de una disminución en el número de huracanes relativamente débiles y el aumento de la cantidad de huracanes intensos. Sin embargo, se prevé que la cantidad total de ciclones tropicales disminuya a nivel mundial. El aumento en la proporción de huracanes muy intensos observado claramente desde 1970 en algunas regiones va en la misma dirección, pero es mucho mayor que lo proyectado por los modelos teóricos. {10.3, 8.5, 3.8}

Desde el TIE, se comprenden mejor las pautas de precipitación proyectadas. Es muy probable que aumenten las precipitaciones en las latitudes altas y disminuyan en la mayoría de las regiones terrestres subtropicales (hasta casi el 20% en el escenario A1B para 2100). Se prevé que la media de precipitaciones aumente en 50° hacia el polo, debido al incremento del vapor de agua en la atmósfera y al aumento resultante en el transporte de vapor desde latitudes más bajas. Si se va hacia el Ecuador, hay una transición hacia una disminución en las precipitaciones en las zonas subtropicales (latitud 20°–40°). Debido a un incremento en el transporte de vapor de agua fuera de los subtrópicos y a una expansión hacia los polos de los sistemas subtropicales de alta presión, la tendencia a la sequía es mayor en los márgenes de latitudes altas de los subtrópicos (ver Gráfico RT.30). {8.3, 10.3, 11.2–11.9}

Los modelos indican que el aumento de los cambios en la cantidad de precipitación media, incluso donde son sólidos, superará a la variabilidad normal más lentamente que la señal de temperatura. {10.3, 11.1}

Las investigaciones disponibles indican una tendencia hacia un aumento de precipitación diaria acusada en muchas regiones, incluidas algunas en las que se proyecta disminuya la media de lluvia. En estos últimos casos, la disminución de la lluvia es a menudo atribuible a una reducción en el número de días de lluvia en lugar de a la intensidad de la lluvia. {11.2–11.9}