Variabilidad Temporal del Giro Subpolar: un Punto de Inflexión del Sistema Climático

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado caracteriza la variabilidad y las tendencias del Giro Subpolar del Atlántico Norte (SPG), utilizando datos de reanálisis globales (1993–2020) para cinco variables oceanográficas: temperatura potencial, salinidad, altura del nivel del mar, espesor de capa de mezcla y contenido de calor superficial. Se calcularon estadísticas anuales, climatologías mensuales, tendencias lineales y anomalías anuales, aplicando un umbral de ±2 σ a las climatologías para identificar eventos excepcionales. Tras 2010, todas las variables presentan un incremento de desviación estándar entre el 33 % y el 50 %, sin superar el percentil 95, lo que sugiere pérdida de resiliencia interna. Las tendencias lineales indican calentamiento de los márgenes del giro (0.015 °C/década), salinización (0.019 psu/década) y ascenso del nivel del mar (0.010 m/década). Por el contrario, en el área central, se observa la disminución de estas variables, junto con una profundización de MLD (0.6 m/década) y una pérdida de contenido de calor (1,15 × 10⁸ J/m⁻²/década). La relación inversa entre el contenido de calor y el espesor de capa de mezcla sugiere un mecanismo de enfriamiento potenciado por la mezcla vertical. Estos resultados coinciden cualitativamente con estudios previos, aunque difieren en magnitud debido a variaciones en la cobertura temporal, el dominio espacial, la profundidad y las bases de datos utilizadas.

This Bachelor's Thesis characterizes the variability and trends of the North Atlantic Subpolar Gyre (SPG), using global reanalysis data (1993–2020) for five oceanographic variables: potential temperature, salinity, sea level height, mixed layer depth, and surface heat content. Annual statistics, monthly climatologies, linear trends, and annual anomalies were calculated, applying a ±2σ threshold to the climatologies to identify exceptional events. After 2010, all variables exhibit an increase in standard deviation between 33% and 50%, without exceeding the 95th percentile, suggesting a loss of internal resilience. Linear trends indicate warming at the gyre margins (0.015 °C/decade), increasing salinity (0.019 psu/decade), and sea level rise (0.010 m/decade). In contrast, the central area shows a decrease in these variables, along with deepening of the MLD (0.6 m/decade) and a loss of heat content (1.15 × 10⁸ J/m² per decade). The inverse relationship between heat content and mixed layer depth suggests a cooling mechanism enhanced by vertical mixing. These results qualitatively agree with previous studies, although they differ in magnitude due to variations in temporal coverage, spatial domain, depth, and the databases used. The main limitations of this study are: the short temporal period, the fixed definition of the domain, and the lack of validation with in situ data. For future studies, it is recommended to extend the historical time series, use dynamic SPG domains, include deeper ocean layers, validate results with in situ data, and apply coupled models to anticipate potential tipping points and their impact on the Atlantic Meridional Overturning Circulation and global climate.