Yeon-Hee pertenece a la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang, Corea del Sur. Nathan se encuentra en la Universidad de Yonsei en Corea del Sur. Dirk trabaja en el Centro Canadiense de Modelado y Análisis Climático en Canadá y Elizaveta se encuentra en el Centro de Investigación y Sostenibilidad del Sistema Terrestre en Hamburgo, Alemania.

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Durante las últimas décadas el área de hielo marino del Ártico (SIA, por sus siglas en inglés) ha disminuido, presentando la disminución más pronunciada desde 2000. Con base en los modelos de la fase 6 del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados (CMIP6, por sus siglas en ingles), se proyecta que el océano ártico quedará libre de hielo marino en septiembre por primera vez antes de 2050, independientemente de los escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Sin embargo, de acuerdo a lo mencionado en el Sexto informe de evaluación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), se espera que en septiembre el océano Ártico esté prácticamente libre de hielo en promedio durante 2081 a 2100. De esta manera, existe la incertidumbre de si el Ártico quedará libre de hielo o no aún en escenarios de bajas emisiones.

Se ha cuantificado la contribución humana neta al derretimiento observado del hielo marino del Ártico gracias a estudios previos, con lo que se ha encontrado que las influencias antropogénicas eran detectables desde principios de la década de 1990. También se ha detectado la influencia de GEI naturales y otros forzamientos antropogénicos en el cambio en la extensión de hielo marino del Ártico en septiembre durante 1953 a 2012. Esto se observó por medio de modelos de CMIP5, sin embargo, este modelo subestima la tendencia en la disminución de hielo marino del Ártico, lo que genera incertidumbre en proyecciones futuras de hielo marino.

En este artículo, se realizó un análisis actualizado de detección y atribución de los cambios en el SIA del Ártico durante todos los meses en el periodo de 1979 a 2019 al comparar tres observaciones satelitales con simulaciones de modelos múltiples de CMIP6. Para este trabajo, se definió a SIA como el área real cubierta con hielo marino. Se encontró que los aumentos de GEI se detectan a lo largo del año, con lo que se explica la reducción de SIA observada.

Resultados
Cambios en SIA observados y modelados
Se compararon cambios del SIA del Ártico observados y simulados por el modelo. Se determinó una serie temporal de anomalías y tendencias lineales para el periodo de 1979 a 2019 durante todos los meses a través de diferentes conjuntos de datos de observación y medias multi-modelo (MMM, por sus siglas en inglés) de CMIP6 para forzamientos de anthropogenic plus-natural (ALL), greenhouse gas only (GHG), aerosol only (AER) y natural only (NAT).

Los patrones de evolución temporal en ALL son consistentes con lo observado, sin embargo, la tendencia decreciente en promedio es más débil a comparación de lo observado. De igual forma, GEI coincide con lo observado, pero presenta tendencias más débiles que ALL, lo que puede sugerir la presencia de otras influencias como el ozono troposférico o la reducción en las emisiones de aerosoles. Aunque estudios anteriores indican un aumento del SIA provocado por aerosoles desde 1950, las simulaciones de CMIP5 y las simulaciones que se presentan es este artículo, muestran que hay pocos cambios en el SIA como respuesta a los aerosoles durante el periodo de 1980. Además, NAT presenta una disminución en el Ártico SIA durante todos los meses, además, NAT no se asocia a erupciones volcánicas importantes después de 1991. En cuanto a AER, presenta un contraste estacional al aumentar en invierno y primavera y disminuir en verano y otoño (Dato crucial 1).

Resultados de atribución
Con base en los resultados obtenidos de los modelos por medio de la regresión de las observaciones (dato crucial 2) se obtuvo que los GEI han contribuido de manera considerable a la disminución observada del SIA en el Ártico en todos los meses.

Para poder cuantificar la contribución de los forzamientos a los cambios observados en el SIA del Ártico, se estimaron tendencias atribuibles por medio de huellas dactilares escaladas. A partir de esto, se obtuvo que GHG es el que explica la mayor parte de la disminución que se observa del SIA en el Ártico. NAT contribuye a la disminución del SIA del Ártico en 10% de julio a noviembre, mientras que AER tiene una influencia insignificante, a excepción de un aumento en los meses de febrero a mayo. Además, se encuentra que los aumentos de GEI son el principal impulsor de la reducción del SIA en el Ártico durante todo el año.

SIA futuro con restricciones de observación
A partir de los factores de escalda de GEI se obtuvieron proyecciones futuras limitadas por observación del SIA de Ártico y se estimaron los años sin hielo marino con base a multimodelos para diferentes escenarios (dato crucial 3). Entre los resultados obtenidos se observa que las disminuciones más marcadas de SIA se dan en los primeros años sin hielo hasta alrededor de las décadas de 2030 y 2050 en todos los escenarios. También, se observa que el Ártico ya no tiene hielo antes de 2100.

Discusión
La comparación del SIA del Ártico de los conjuntos de datos de observación con los modelos de simulación de CMIP6 muestran que hay una reducción significativa del SIA del Ártico en todos los meses del año, pero presentando una tendencia más marcada en los meses de verano. También, se determinó que el forzamiento de GEI es el que contribuye en mayor parte a la reducción del SIA del Ártico y en menor cantidad lo hace AER y NAT. Además, se espera que el primer septiembre sin hielo marino ocurra entre 2030 y 2050, independientemente de los escenarios de emisiones.

Con los resultados obtenidos, también se puede decir que la influencia de los GEI es separable de otros factores y que son los GEI, los que afectan más a la reducción del SIA. Ante estos escenarios, el Ártico sin hielo afectaría a la sociedad y al ecosistema, acelerando el calentamiento del Ártico y alterando el ciclo del carbono.