Conjuntos de datos futuros anuales de distribución de suelos congelados basados en el Modelo del Número de Escarcha con coeficiente Kappa

Por qué importa el suelo congelado bajo nuestros pies

Muy por debajo de la nieve y la tundra del Ártico, y en las altas cadenas montañosas desde el Himalaya hasta los Andes, existe un suelo que permanece congelado año tras año. Esta capa oculta, llamada suelo congelado, retiene agua, moldea los paisajes, sustenta edificios y carreteras, y almacena enormes cantidades de carbono. A medida que el planeta se calienta, esta base congelada comienza a descongelarse, con consecuencias para los ecosistemas, las infraestructuras y el clima. El estudio resumido aquí ofrece uno de los pronósticos más detallados hasta la fecha sobre cómo cambiará el suelo congelado de la Tierra durante el resto de este siglo, dando a científicos, planificadores y comunidades una visión más clara de lo que se avecina.

Una mirada más detallada al suelo congelado del mundo

El suelo congelado no es todo igual. Algunos suelos o rocas permanecen congelados de forma continua durante al menos dos años o más, mientras que otras regiones se congelan y descongelan con las estaciones, y otras solo se congelan brevemente. En conjunto, estas formas de suelo congelado cubren actualmente una gran parte de la superficie terrestre del Hemisferio Norte, incluyendo Siberia, Alaska, el norte de Canadá, la alta Meseta Tibetana, los Alpes y partes de los Andes. Cuando este suelo congelado cambia, puede interrumpir los suministros locales de agua, desestabilizar laderas y edificaciones, y liberar carbono antiguo que podría calentar aún más el clima. Sin embargo, predecir exactamente dónde persistirá o desaparecerá el suelo congelado ha sido difícil, porque depende de detalles sutiles de la temperatura a lo largo de todo el año, y no solo de lo fríos que son los inviernos.

Construir un mejor termómetro para el subsuelo

Los autores abordan este desafío refinando una herramienta relativamente simple pero potente conocida como el Modelo del Número de Escarcha. En lugar de simular cada proceso físico en el suelo, este modelo emplea cuánto tiempo y con qué intensidad el aire permanece por debajo o por encima del punto de congelación cada año para estimar si el suelo subyacente permanece congelado. Un ingrediente clave es un corte numérico, o umbral, que decide cuándo una ubicación se considera permanentemente, estacionalmente o solo brevemente congelada. Estudios anteriores eligieron a menudo este umbral de forma algo arbitraria, lo que limitaba la precisión. En este trabajo, los investigadores probaron sistemáticamente muchos valores de umbral posibles frente a mapas modernos y de alta resolución del suelo congelado construidos a partir de satélites, mediciones de campo y otros datos. Usaron una medida estadística llamada coeficiente Kappa para encontrar los umbrales que mejor coincidían con la realidad, ajustándolos por separado para las regiones de alta latitud y las regiones de alta montaña, y para las tres principales categorías de suelo congelado.

De los modelos climáticos a mapas detallados del futuro

Una vez identificados los mejores umbrales, el equipo recurrió a proyecciones climáticas de la última generación de modelos globales (CMIP6). En lugar de usar la salida bruta de los modelos, se basaron en un conjunto de datos corregido y escalado cuidadosamente que proporciona temperaturas diarias del aire en una malla global fina, de aproximadamente un cuarto de grado de resolución. Desde 1950 hasta 2099, calcularon índices anuales de congelación y descongelación en cada celda de la malla, los convirtieron en un indicador de escarcha y luego clasificaron cada ubicación como perennemente congelada, estacionalmente congelada, intermitentemente congelada o descongelada. Repitieron este proceso bajo cuatro escenarios futuros diferentes, que van desde recortes fuertes de emisiones y acción climática hasta una vía de altas emisiones con mitigación limitada, creando un conjunto completo de mapas globales anuales que ahora están disponibles públicamente.

Lo que revelan los mapas sobre un mundo que se calienta

El panorama resultante es contundente. Sea cual sea la vía futura considerada, las áreas bajo suelo congelado de larga duración se reducen notablemente a lo largo del siglo, mientras que las regiones que se congelan solo estacionalmente o brevemente se expanden. Para mediados de siglo, entre aproximadamente una quinta parte y casi un tercio del terreno hoy permanentemente congelado se proyecta que se descongele, según el escenario. Para finales de siglo, las pérdidas aumentan aún más: en la vía de emisiones más altas, alrededor de tres quintos del suelo perennemente congelado global desaparece. Los cambios más dramáticos se producen a lo largo de los bordes meridionales del cinturón de permafrost ártico actual y en regiones de alta montaña como la Meseta Tibetana, donde gran parte del suelo de larga duración se transforma en suelo solo estacionalmente congelado. Los escenarios de menores emisiones todavía muestran pérdidas sustanciales, pero el ritmo del retroceso es más lento y las áreas congeladas remanentes son mayores.

Usar los nuevos mapas para prepararse al cambio

Para garantizar que su enfoque sea fiable, los autores compararon sus reconstrucciones históricas con varios mapas independientes de suelo congelado para Rusia, Canadá y el Ártico en general, encontrando un fuerte acuerdo tanto en área como en patrones espaciales. Debido a que el conjunto de datos resultante abarca todo el globo con una resolución relativamente alta y cubre 150 años, ahora puede servir como referencia común para muchos tipos de estudios. Los hidrólogos pueden usarlo para explorar cómo podrían cambiar los caudales de los ríos y las aguas subterráneas; los ecólogos pueden examinar cómo los patrones cambiantes de congelación–descongelación afectan la vegetación y la fauna; los ingenieros pueden identificar dónde las carreteras, los oleoductos y los edificios están más en riesgo; y los científicos del clima pueden estimar mejor cuánto carbono podría liberarse de los suelos en descongelación. Para los no especialistas, el mensaje principal es claro: el suelo congelado no es una curiosidad lejana bajo la tundra polar. Es una base frágil y sensible al clima de nuestro planeta que ya está cambiando, y nuestras decisiones sobre las emisiones futuras influirán fuertemente en cuánto de él conservemos.

Cita: Pan, X., Li, H. & Nie, X. Future global annual frozen ground distribution datasets based on Frost Number Model with Kappa coefficient. Sci Data 13, 561 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06918-9

Palabras clave: permafrost, suelo congelado, cambio climático, calentamiento ártico, Meseta tibetana