Los lagos no son solo cuerpos de agua aislados del paisaje. Son reguladores térmicos activos, capaces de almacenar y liberar grandes cantidades de energía. Esta capacidad de intercambio de calor con la atmósfera les otorga un papel directo en el clima regional y local, aunque su influencia ha sido históricamente menospreciada en los modelos climáticos. En un contexto de calentamiento global acelerado, sus características físicas están cambiando rápidamente: el hielo desaparece antes, el agua se calienta más, y la dinámica de energía entre lago y atmósfera se altera. A pesar de la importancia de estos fenómenos, hasta hace poco no existía un análisis global que cuantificara cómo están cambiando los flujos de calor desde los lagos hacia la atmósfera.
Nuestro estudio aporta esta visión ausente. Al emplear tres modelos de lagos junto a cuatro modelos climáticos globales, hemos podido estimar cómo ha evolucionado la liberación de calor de los lagos desde la era preindustrial hasta el presente, y cómo se proyecta que lo hará hacia finales del siglo XXI. Las conclusiones son claras: se observa una intensificación significativa del flujo de calor, sobre todo en las latitudes medias y altas del hemisferio norte, y esta tendencia se mantendrá o incluso se acentuará en los próximos decenios.
Un desequilibrio térmico en crecimiento
La liberación de calor desde los lagos, o lake heat release (LHR), puede entenderse como el conjunto de flujos energéticos que escapan del agua hacia la atmósfera. Este flujo incluye la radiación térmica (LWup), la radiación solar reflejada (SWup), y los intercambios por conducción y evaporación (SH y LH). Hemos observado un aumento medio del 1,5 % en LHR a escala global cuando se compara el periodo 1991–2020 con el clima preindustrial. Sin embargo, este incremento no es homogéneo: el 64 % de los lagos que muestran aumentos están situados al norte de los 45°N, donde el incremento medio es del 1,8 %, el doble que en regiones tropicales.
Este patrón se intensifica al observar los cambios absolutos: en las latitudes medias-altas, el 93 % de los lagos han incrementado su LHR en más de 4 W·m⁻². Un 70 % supera los 6 W·m⁻² y casi una quinta parte sobrepasa los 8 W·m⁻². Esta distribución no solo refleja el impacto del cambio climático en regiones frías, sino también la importancia de la superficie combinada de estos lagos en la contribución total de calor al sistema climático global. Las zonas más septentrionales dominan en términos de liberación total de energía debido a su gran extensión lacustre y a la pérdida de hielo que las caracteriza.
La radiación térmica como protagonista energético
Uno de los hallazgos más consistentes de nuestro trabajo es que la mayor parte del aumento en LHR está dominado por la radiación de onda larga (LWup), especialmente en lagos situados en zonas frías. Este tipo de radiación es emitida por cuerpos cálidos, y su intensidad depende directamente de la temperatura superficial. Según la ley de Stefan–Boltzmann, un aumento en la temperatura del agua implica una mayor radiación hacia la atmósfera. No obstante, hemos observado que esta sensibilidad es mucho mayor en lagos que tradicionalmente estaban cubiertos de hielo.
El 97 % de los lagos situados en latitudes medias-altas presentan a la LWup como principal componente de su liberación térmica. Además, la relación entre la temperatura del agua (LSWT) y la emisión de calor no es lineal en estos lagos, lo cual indica un desacoplamiento entre temperatura y radiación. Este desacoplamiento está relacionado con el cambio en el descongelamiento de los lagos: el hielo actúa como una capa aislante que limita la transferencia de calor, sin embargo, en las últimas decadas los lagos permanecen menos tiempo con esta capa, permitiendo que alcancen mayores temperaturas y a su vez emitan más energía térmica por unidad de calentamiento.
El papel del hielo: más que un aislante
El análisis detallado de la variación térmica en función de la cobertura de hielo ha sido clave para comprender la amplificación del fenómeno. Para ello, empleamos el grosor medio anual del hielo (MAIT) como indicador de la presencia, duración y espesor del hielo superficial. Comprobamos que las zonas que más han perdido hielo son también aquellas donde más ha aumentado la radiación térmica, con una correlación positiva notable (R = 0.79). Esta pérdida de hielo no solo permite una mayor absorción solar, sino que también cambia el equilibrio energético del lago.
Los lagos que antes se cubrían con hielo experimentan un calentamiento más rápido que los lagos libres de hielo. Su sensibilidad a la temperatura también es mayor: por cada grado de aumento en LSWT, estos lagos incrementan su radiación térmica en más de 8 W·m⁻², en contraste con los 6 W·m⁻² observados en los lagos sin hielo. Además, este efecto se agrava cuanto más prolongada era la duración del hielo en el pasado. Estos datos confirman que el hielo actúa como modulador térmico, y que su desaparición crea un nuevo régimen energético que favorece la emisión acelerada de calor.
Estacionalidad y futuras proyecciones
Otro aspecto relevante es la variación estacional del LHR. La mayoría de los lagos en el hemisferio norte (56 %) muestran una mayor liberación de calor en verano que en invierno, patrón aún más marcado en lagos que no se congelan. Esto se debe a un mayor aumento del flujo de calor latente (evaporación) en las estaciones cálidas. En contraste, los lagos que se congelan emiten más calor en invierno debido al incremento de LWup, pero este efecto se compensa por un menor aumento del flujo de calor latente.
Cuando proyectamos estos resultados hacia el futuro, bajo tres escenarios climáticos (RCP 2.6, 6.0 y 8.5), todos los modelos predicen un aumento significativo en la liberación de calor. En el escenario más extremo, RCP 8.5, la media global de LHR sube un 7,5 %, y en las latitudes medias-altas el aumento alcanza el 8,7 %. La relación entre la temperatura del agua y la emisión térmica se mantiene, lo que sugiere que el mecanismo de amplificación por pérdida de hielo es estructural y no se revertirá fácilmente. De hecho, las proyecciones indican que los lagos que se congelan seguirán siendo emisores térmicos debido a su alta sensibilidad al calentamiento.
Impactos regionales y necesidad de mejores modelos
Las consecuencias de este fenómeno no se limitan al sistema lacustre. El aumento de la energía emitida por los lagos puede modificar la temperatura del aire local, favorecer el deshielo de la nieve y potenciar fenómenos extremos como las tormentas o las nevadas inducidas por lagos sin hielo. Además, en regiones tropicales, el aumento de evaporación puede reducir la disponibilidad hídrica y amenazar la biodiversidad acuática. Por tanto, el papel de los lagos debe incorporarse con más precisión en los modelos climáticos globales.
Actualmente, muchos modelos climáticos no incluyen lagos o los representan con una resolución insuficiente. Esta omisión impide simular adecuadamente la retroalimentación térmica entre agua y atmósfera. Nuestro estudio señala que los lagos, en especial los que se cubren de hielo, pueden ser actores clave en el sistema climático y su impacto puede amplificarse con el tiempo. Recomendamos el desarrollo de modelos de alta resolución que incorporen lagos de manera realista, especialmente en regiones vulnerables del hemisferio norte.
Referencias
- Yuanlin Qiu, Jie Chen, Deliang Chen, Wim Thiery, Daniel Mercado-Bettín, Lihua Xiong, Jun Xia & R. Iestyn Woolway (2025). Enhanced heating effect of lakes under global warming. Nature Communications, 16, 3954. doi: https://doi.org/10.1038/s41467-025-59291-3
Daniel Mercado-Bettín
PhD Ingeniería Ambiental, investigador del CEAB-CSIC
Cortesía de Muy Interesante
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