Analizando la nueva serie de Walsh: correlación con la temperatura en el Ártico

Hace unos días informaba de que Walsh et al. han publicado un artículo presentando su nueva serie de extensión de la banquisa ártica desde 1850 hasta el presente. Los datos y la documentación de dicha serie se encuentran disponibles desde hace algunos meses en la web del NSIDC.

En este blog he dedicado a menudo atención a la extensión de la banquisa antes de los satélites, y en particular a la vieja serie de Walsh (Walsh 1978, Walsh y Johnson 1978, Walsh y Chapman 2001).

Mostraba hace años en esta entrada una gráfica en la que comparaba las anomalías de la temperatura media anual en el Ártico (64-90ºN) entre 1880 y 2011 según los datos de estaciones meteorológicas compilados por el instituto GISS de la NASA (invertidas, de tal modo que temperaturas más altas correspondan con menos hielo y al revés) (línea negra) con la extensión media de la banquisa ártica en verano (junio-julio-agosto)  según los datos de la vieja serie de Walsh  (línea verde):

Se observa que desde los años 60 los datos de extensión de la banquisa coinciden aceptablemente bien con los de la temperatura en el Ártico. Esta correlación en la evolución multidecadal de temperatura y banquisa viene a confirmarse durante la era de los satélites, desde 1979, cuando tenemos datos fiables, continuos y consistentes tanto de la extensión de la banquisa como de la temperatura en el Ártico. Además, claro, hay obvias razones físicas que relacionan temperatura y hielo, y que explican que cuando el Ártico se calienta, la extensión de la banquisa disminuya, y a la inversa.

Sin embargo, ¿qué sucede entre 1920 y 1955? Pues que la evolución en escala de décadas de las dos series deja de estar correlacionada, y la temperatura aumenta sin que la banquisa se inmute, según la vieja serie de Walsh. Uno se puede imaginar diversas razones para intentar explicar que en esos años desaparezca la correlación (mejores condiciones de partida del hielo con mayor grosor medio y mayor cantidad de hielo multianual, distribución geográfica irregular del calentamiento, etc.). Pero, no obstante, la discrepancia entre 1920 y 1955 seguía pareciendo demasiado grande.

Posteriormente, mostré como la vieja serie de Walsh tenía serios problemas de falta de datos fiables antes de 1960, y sobre todo durante los años 40 y primeros 50. Este problema de falta de datos fiables era particularmente grave en el sector siberiano del Ártico. Sin embargo, la digitalización de los mapas operacionales de AARI, realizada posteriormente a la vieja serie de Walsh, proporcionaba una nueva fuente de datos para el sector ruso-siberiano del Ártico que podía mejorar significativamente la fiabilidad de las series de extensión de la banquisa antes de los años 60.

En la recientemente presentada nueva serie de Walsh, probablemente la novedad más significativa haya sido la incorporación de los datos de AARI. ¿Y cómo ha afectado esta incorporación al período 1920-1955 en el que la correlación entre temperatura y hielo parecía desaparecer? Lo vemos en la siguiente gráfica, similar a la mostrada anteriormente, pero añadiendo  los datos de la extensión de la banquisa ártica en septiembre según la nueva serie de Walsh (en rojo):

Se observa como el problema parece haber quedado resuelto en buena medida, y que ahora la evolución de la banquisa durante las décadas centrales del siglo XX correlaciona bastante mejor con la de la temperatura en el Ártico.

Como hemos visto en entradas anteriores, algunos meses antes de la publicación del artículo que presenta la nueva serie de Walsh, el forero socrates de tiempo.com y yo publicábamos en la Revista de Climatología un artículo presentando una  “Nueva serie de extensión del hielo marino ártico en septiembre entre 1935 y 2014”.  En esta serie incorporábamos los datos de AARI y además ajustábamos los datos anteriores a 1979 para hacerlos consistentes con los derivados de los sensores de microondas a bordo de satélites usados a partir de entonces.

Con motivo de nuestro artículo, analizamos la correlación entre la temperatura en el Ártico y la extensión de la banquisa en septiembre durante la era de los satélites, desde 1979 hasta el presente. Tras generar múltiples series a partir de los datos de temperatura de CRUTEM4, GISS y BEST, llegamos a la conclusión de que la mejor correlación entre la extensión media mensual de la banquisa ártica en septiembre según los datos del NSIDC y la temperatura en el Ártico se producía usando los datos de CRUTEM4 entre abril y septiembre en la banda latitudinal 70-90ºN. A partir de esta correlación, realizábamos una regresión de la temperatura para estimar los datos de extensión de la banquisa ártica antes de 1979. En la siguiente gráfica comparábamos el resultado de la regresión de la temperatura (banda gris) con los datos de nuestra serie de extensión de la banquisa desde 1935 (línea negra)  y con los datos de banquisa de HadISST (línea azul, bastante similares a la vieja serie de Walsh):

Se observa como nuestra serie de extensión de la banquisa ártica en septiembre presenta una buena correlación con la extensión estimada en base a la temperatura observada en las estaciones meteorológicas del Ártico.

Podemos usar esta regresión de la temperatura para compararla también con los datos de la nueva serie de Walsh. En la siguiente gráfica (1900-2014) tenemos la extensión de la banquisa estimada mediante la regresión de la temperatura (línea negra), los datos de la nueva serie de Walsh (línea azul) y los datos de nuestra serie (línea roja):

Se observa que la correlación entre temperatura y banquisa entre 1935 y el presente es algo mejor con nuestra serie que con la nueva de Walsh, seguramente a causa del ajuste que realizamos para hacer consistentes los datos anteriores y posteriores a 1979 usando como puente los datos del sensor de microondas ESMR en órbita entre 1972 y 1978.

Dejo también la misma gráfica pero quitando nuestra serie e incluyendo la vieja serie de Walsh (línea verde):

Sin embargo, antes de 1935 la correlación no parece del todo satisfactoria, pero en esas fechas tanto los datos de banquisa como los de temperatura son ya menos fiables que en las décadas siguientes, a causa de una mayor escasez de datos.

Como conclusión, podemos decir que la nueva serie de Walsh ha solucionado muchos problemas de la vieja serie, gracias sobre todo a la incorporación de los datos de AARI, y que ahora su correlación con la temperatura en el Ártico a partir de los años 30 es bastante satisfactoria.

Antes de 1935, la disponibilidad de datos es mucho menor (desaparecen los mapas operacionales de AARI) y la serie de Walsh antes de ese año aún parece presentar algunas discrepancias con la temperatura que sería interesante investigar (probablemente habría que hacerlo usando el mes de agosto en vez del de septiembre). Pero esto es otra historia.

Ahora mismo, tras la publicación de nuestra serie y de la nueva serie de Walsh, la evolución de la extensión de la banquisa ártica al final del verano desde mediados de los años 30 hasta la actualidad parece ya reconstruida con un aceptable grado de fiabilidad y precisión, lo que supone un notable avance respecto a la situación anterior (antes de 1935, posiblemente aún sea otra historia).