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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A5 - Pérdida y Alteración del Hielo Marino
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4774
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Estado y tendencia del hielo marino
extensión del hielo marino ártico
Grupo 2: Grupo 2: Balance energético y crecimiento basal
flujo de calor y espesor de hielo
Grupo 3: Grupo 3: Fusión superficial por flujos atmosféricos
fusión superficial
Grupo 4: Grupo 4: Retroalimentación hielo–albedo
albedo y absorción solar
Grupo 5: Grupo 5: Deriva y balance de fuerzas
velocidad/deriva del hielo
Grupo 6: Grupo 6: Reología viscosa–plástica
deformación y tensión interna
Grupo 7: Grupo 7: Pérdida estival y reorganización atmosférica
circulación atmosférica
ID:1743
Grupo 1: Grupo 1: Estado y tendencia del hielo marino
Descripción
extensión del hielo marino ártico
Pregunta clave: ¿Cómo cambia la extensión del hielo marino ártico y qué referencia cuantitativa caracteriza esa pérdida?
extensión del hielo marino ártico El hielo marino ártico ha perdido cerca del cuarenta por ciento de su extensión estival mínima desde 1979, con una tendencia de pérdida cercana al trece por ciento por década en el mínimo de septiembre. A diferencia del hielo glaciar, el hielo marino ártico no contribuye directamente al nivel del mar cuando se pierde, porque ya flotaba sobre el océano antes de fundirse, pero la pérdida de hielo marino ártico desencadena retroalimentaciones climáticas de primer orden y reorganiza la circulación atmosférica tanto regional como global. La física central detrás de la pérdida de hielo marino ártico involucra el balance energético en la superficie del hielo marino ártico: el flujo de calor neto en esa superficie determina tanto la tasa a la que el hielo marino ártico crece como la tasa a la que se funde.
ID:6209
Grupo 2: Grupo 2: Balance energético y crecimiento basal
Descripción
flujo de calor y espesor de hielo
Pregunta clave: ¿Cómo controla el balance de calor superficial el crecimiento basal y cómo lo limita el aislamiento del propio hielo?
flujo de calor y espesor de hielo El crecimiento del hielo marino ártico por su base es cada vez más lento a medida que el propio hielo ya formado se acumula, porque ese hielo ya formado aísla cada vez más a la base del hielo marino ártico del aire frío de la superficie y reduce el flujo de calor que la base puede seguir perdiendo. La física central detrás de la pérdida de hielo marino ártico involucra el balance energético en la superficie del hielo marino ártico: el flujo de calor neto en esa superficie determina tanto la tasa a la que el hielo marino ártico crece como la tasa a la que se funde. La fusión en la superficie del hielo marino ártico, en cambio, responde directamente al calor sensible y al calor latente que el aire le entrega a esa superficie.
ID:6210
Grupo 3: Grupo 3: Fusión superficial por flujos atmosféricos
Descripción
fusión superficial
Pregunta clave: ¿Cómo entregan el calor sensible y latente energía para fundir la superficie del hielo?
fusión superficial La fusión en la superficie del hielo marino ártico, en cambio, responde directamente al calor sensible y al calor latente que el aire le entrega a esa superficie. La física central detrás de la pérdida de hielo marino ártico involucra el balance energético en la superficie del hielo marino ártico: el flujo de calor neto en esa superficie determina tanto la tasa a la que el hielo marino ártico crece como la tasa a la que se funde. El crecimiento del hielo marino ártico por su base es cada vez más lento a medida que el propio hielo ya formado se acumula, porque ese hielo ya formado aísla cada vez más a la base del hielo marino ártico del aire frío de la superficie y reduce el flujo de calor que la base puede seguir perdiendo.
ID:6211
Grupo 4: Grupo 4: Retroalimentación hielo–albedo
Descripción
albedo y absorción solar
Pregunta clave: ¿Cómo amplifica la pérdida de hielo la absorción solar, el calentamiento oceánico y la fusión adicional?
albedo y absorción solar La retroalimentación entre el hielo y el albedo es el mecanismo amplificador dominante de la pérdida de hielo marino ártico: el océano libre de hielo refleja apenas cerca de un siete por ciento de la radiación solar que recibe, mientras que el hielo marino ártico cubierto de nieve fresca refleja hasta un ochenta y cinco por ciento de esa misma radiación solar. Cuando el hielo marino ártico se pierde, queda expuesta agua oscura que absorbe mucha más radiación solar de la que el hielo marino ártico absorbía, y esa mayor absorción de radiación solar calienta al océano y funde todavía más hielo marino ártico, cerrando un ciclo de retroalimentación que se refuerza a sí mismo. El hielo marino ártico no solo crece, se funde y refleja radiación solar: también se desplaza a la deriva, y esa deriva del hielo marino ártico responde a cuatro fuerzas distintas: la fuerza del viento sobre la superficie del hielo marino ártico, la fuerza de la corriente oceánica que corre debajo de ese mismo hielo marino ártico, la fuerza que resulta de la rotación de la Tierra, y la tensión interna que el propio hielo marino ártico ejerce sobre sí mismo cuando distintos bloques de hielo chocan o se comprimen entre sí.
ID:6212
Grupo 5: Grupo 5: Deriva y balance de fuerzas
Descripción
velocidad/deriva del hielo
Pregunta clave: ¿Qué fuerzas determinan el movimiento del paquete de hielo marino?
velocidad/deriva del hielo El hielo marino ártico no solo crece, se funde y refleja radiación solar: también se desplaza a la deriva, y esa deriva del hielo marino ártico responde a cuatro fuerzas distintas: la fuerza del viento sobre la superficie del hielo marino ártico, la fuerza de la corriente oceánica que corre debajo de ese mismo hielo marino ártico, la fuerza que resulta de la rotación de la Tierra, y la tensión interna que el propio hielo marino ártico ejerce sobre sí mismo cuando distintos bloques de hielo chocan o se comprimen entre sí. La física central detrás de la pérdida de hielo marino ártico involucra el balance energético en la superficie del hielo marino ártico: el flujo de calor neto en esa superficie determina tanto la tasa a la que el hielo marino ártico crece como la tasa a la que se funde. El hielo marino ártico ha perdido cerca del cuarenta por ciento de su extensión estival mínima desde 1979, con una tendencia de pérdida cercana al trece por ciento por década en el mínimo de septiembre.
ID:6213
Grupo 6: Grupo 6: Reología viscosa–plástica
Descripción
deformación y tensión interna
Pregunta clave: ¿Cómo responde mecánicamente el hielo a esfuerzos pequeños y grandes y cuándo cede?
deformación y tensión interna Un modelo reológico estándar representa al hielo marino ártico como un material que se comporta de forma viscosa bajo esfuerzos pequeños, mientras el hielo cede y fluye lentamente, pero que se comporta de forma plástica bajo esfuerzos mayores, resistiendo la deformación hasta un límite y cediendo de golpe una vez que ese límite se supera, y este modelo reológico estándar es la referencia habitual para simular la dinámica de todo el paquete de hielo marino ártico. El hielo marino ártico no solo crece, se funde y refleja radiación solar: también se desplaza a la deriva, y esa deriva del hielo marino ártico responde a cuatro fuerzas distintas: la fuerza del viento sobre la superficie del hielo marino ártico, la fuerza de la corriente oceánica que corre debajo de ese mismo hielo marino ártico, la fuerza que resulta de la rotación de la Tierra, y la tensión interna que el propio hielo marino ártico ejerce sobre sí mismo cuando distintos bloques de hielo chocan o se comprimen entre sí. El hielo marino ártico ha perdido cerca del cuarenta por ciento de su extensión estival mínima desde 1979, con una tendencia de pérdida cercana al trece por ciento por década en el mínimo de septiembre.
ID:6214
Grupo 7: Grupo 7: Pérdida estival y reorganización atmosférica
Descripción
circulación atmosférica
Pregunta clave: ¿Cómo se conecta la pérdida casi total de hielo estival con el chorro polar y los patrones meteorológicos de latitudes medias?
circulación atmosférica El comportamiento esperado del hielo marino ártico incluye un Ártico libre de hielo marino durante el verano antes de 2050 bajo escenarios de emisión moderados, y esa pérdida casi total del hielo marino ártico en verano tiene impactos directos sobre el chorro polar y sobre los patrones de tiempo en las latitudes medias, la misma reorganización de la circulación atmosférica regional y global con la que empezó esta descripción. A diferencia del hielo glaciar, el hielo marino ártico no contribuye directamente al nivel del mar cuando se pierde, porque ya flotaba sobre el océano antes de fundirse, pero la pérdida de hielo marino ártico desencadena retroalimentaciones climáticas de primer orden y reorganiza la circulación atmosférica tanto regional como global. El hielo marino ártico ha perdido cerca del cuarenta por ciento de su extensión estival mínima desde 1979, con una tendencia de pérdida cercana al trece por ciento por década en el mínimo de septiembre.
ID:6215