Una gran proporción de las zonas continentales de altas latitudes experimentan temperaturas del aire negativas durante gran parte del año, lo que unido al efecto aislante de la cubierta nivosa garantiza que el suelo esté en un estado de congelación permanente. Al suelo permanentemente congelado (al menos dos años consecutivos) se lo conoce por el nombre de permafrost. El calentamiento global, que es especialmente acusado en las altas latitudes del hemisferio norte, está produciendo la degradación progresiva del permafrost. Múltiples trabajos previos indican que la pérdida actual en la extensión del permafrost y el engrosamiento de la capa activa, o máximo espesor de permafrost fundido en verano fruto del calentamiento estacional, son cada vez mayores en amplias zonas del sur de Siberia, Canadá y Escandinavia. El deshielo del permafrost provoca la reactivación de la descomposición microbiana de la materia orgánica del suelo y la consecuente liberación de gases de efecto invernadero a la atmósfera, lo que convierte al deshielo del permafrost en un mecanismo de retroalimentación positiva del calentamiento global. Se calcula que alrededor de 1100-1600 PgC están encerrados en las zonas de permafrost, cantidad que duplica a todo el carbono presente en la atmósfera, y que sería liberada con la continua fusión de estos suelos.

Figura 1. Extensión de permafrost en el hemisferio norte basada en 10 definiciones distintas. (A) Extensión actual de permafrost (1997-2014) para cada modelo y métrica en el conjunto CMIP6. Los modelos están ordenados según su profundidad de suelo, aumentando de izquierda a derecha. (B)-(D) Distribuciones de densidad para cada métrica de extensión de permafrost para todos los modelos mostrados a la izquierda. Las estimaciones basadas en observaciones se muestran como líneas discontinuas grises con su rango de incertidumbre como área sombreada en gris. (E) Área de permafrost promediada por el conjunto de modelos para todas las 10 métricas en el escenario SSP585. (F) y (G) Contribuciones absolutas de la dispersión [millones de km2] de los modelos (promediados sobre todas las métricas) y de las métricas (promediados sobre todos los modelos) para diferentes percentiles de la distribución, respectivamente. (H) Ídem (F) y (G), pero como la contribución relativa de la dispersión de modelos y definiciones [%] para los percentiles 10 y 90.

Para estimar la contribución de la fusión del permafrost al ciclo del carbono, se suele utilizar como medida la extensión del permafrost. Dado que una gran parte de los 1100-1600 PgC están secuestrados por el permafrost somero, i.e. permafrost por encima de los 3 m, se puede establecer una proporción directa entre el declive en la extensión del permafrost y el carbono liberado a la atmósfera. Una multitud de métricas se han utilizado en trabajos previos para estimar la extensión del permafrost y su reducción con el calentamiento global: capa activa por debajo de 3 m (ALT, Fig. 1), temperatura por debajo de 0 grados a 2 (3) m de profundidad (SLT2, SLT3), la probabilidad basada en datos observacionales de encontrar permafrost a cierta temperatura del aire (PROB), o el contenido de suelo helado (SIC). Sin embargo, estas métricas están basadas en criterios de naturaleza diferente (termodinámicos, hidrológicos o de acoplamiento con la atmósfera) y dan estimaciones generalmente muy dispares. Esto genera una gran incertidumbre en la extensión de permafrost actual, tanto observada como simulada, y en su evolución proyectada en el siglo XXI a través de ejercicios de simulación para diferentes escenarios de cambio climático.

Steinert et al. (2024) aborda por primera vez la incertidumbre metodológica en la estimación de la extensión del permafrost. Para ello, se comparan estimaciones en la extensión de permafrost en el hemisferio norte de 32 modelos de la última generación de intercomparación de modelos acoplados de clima, CMIP6, utilizando diez métricas basadas en criterios puramente termodinámicos (SLT2, SLT3, ALT, ZAA, TTOP), hidrológicos (SIC), o de acoplamiento termodinámico entre la superficie del suelo y el aire (PROB, FNA5, FNA6, FNG). Todos los modelos en todas las métricas muestran una reducción acelerada en la extensión del permafrost a partir de las últimas décadas del siglo pasado. Sin embargo, las distintas métricas discrepan en la estimación de la extensión a finales del siglo XXI y en las tendencias en la pérdida. De esta manera, hasta el 65 % de la variabilidad en las estimaciones es debida a la selección de la métrica, muy por encima de la incertidumbre inter-modelo (35 %, Fig. 1h). Esta incertidumbre se reduce en las métricas basadas en la termodinámica cuando se utilizan modelos con una representación profunda del suelo. Los resultados además indican que las métricas que generan una menor dispersión en las estimaciones y un valor medio más cercano a las estimaciones observacionales son aquellas basadas en el acoplamiento aire-tierra.

Steinert, N. J., Debolskiy, M., Burke, E., García-Pereira, F., Lee, H: «Evaluating permafrost definitions for global permafrost area estimates in CMIP6 climate models», Environmental Research Letters, 19, 014033, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ad10d7, 2024.

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