viernes, 31 de diciembre de 2010

Transiciones bruscas del clima durante la última glaciación

Una perforación en todo el espesor de 3 km de la capa de hielo de Groenlandia hacia el centro norte nos permite tener una visión sin precedentes, rica y precisa, de la aparición de la edad de hielo más reciente, hace unos 120.000 años. Y es en esta ubicación, la región del Atlántico Norte, donde los rápidos cambios climáticos han sido más importantes en el pasado. Esta perforación ha sido el resultado de los esfuerzos de las multinacionales del Proyecto de Cilindros de Hielo del Norte de Groenlandia (NGRIP – North Greenland Ice Core Project). Cabe destacar que en los cilindros de hielo de esta perforación se pueden distinguir individualmente cada uno de los años, que se remontan en el pasado hasta 123.000 años. Hace unos años se pensaba que tal resolución que era inalcanzable.

La perforación NGRIP está localizada en 75.10 ° N y 42.32 ° W, a una altura de de 2.957 m, y el espesor del hielo es de 3.085 m. La perforación NGRIP comenzó en 1996, y la base se alcanzó en julio de 2003.

En la década de 1990, dos perforaciones de hielo profundo realizadas en el centro de Groenlandia permitieron ver una historia detallada del medio ambiente que se extendía 100.000 años atrás en el tiempo. Estas muestras permitieron ver que el clima era terriblemente inestable. En el espacio de pocas décadas, la región del Atlántico Norte podría calentarse en unos 10 º C, a la vez que cambios menores de temperatura y humedad se producían en amplias zonas del planeta.

Por desgracia, las perturbaciones estructurales de los cilindros más profundos impidieron que se pudieran tener datos, ya sea el inicio del último período glacial, ya sea de lo que aconteció durante el anterior período de calentamiento interglaciar, conocido como el Eemiense, hace aproximadamente entre 130.000 y 120.000 años. Los primeros informes sobre este período ponían de relieve una aparente inestabilidad del clima en el Eemiense, se equivocaron con claridad. La perforación NGRIP permitió constatar una estabilidad del clima durante el Eemiense. Esta información es de gran interés: el Eemiense fue ligeramente más caliente que el período interglaciar actual, lo que permite suponer como será un clima posible futuro calentado por los gases de efecto invernadero.

Podemos ver en la figura los datos del isótopo 18 del oxígeno obtenidos en la perforación NGRIP, en valores medios de 50 años. En rojo, los eventos Dansgaard-Oeschger, numerados del 1 al 25, y los eventos Heinrich de H0 a H6. Estos datos se pueden encontrar aquí.


Si tomamos los datos anuales de temperatura que engloban desde al año 35.000 hasta el año 80.000 antes de ahora, podemos observar que la correspondencia entre las temperaturas y el isótopo 18 O son muy notables. Estas temperaturas han sido calculadas usando el isótopo 15 N, y se pueden encontrar aquí.



Si queremos observar en detalle un evento Dansgaard-Oeschger, por ejemplo, el nº 12, sólo hemos de ampliar el zoom que nos facilitan los datos anuales individualizados del NGRIP. En la figura podemos observar como durante este evento, la temperatura subió 13 ºC en menos de 200 años, es decir, a un ritmo de 0,7ºC por década, muy superior a la que está ocurriendo el cambio climático actual.


A lo largo de la Ultima Glaciación hubo 6 episodios, denominados eventos Heinrich (llamados por su descubridor, que hizo su publicación en 1988), en los que se depositaron en el fondo del Atlántico, en una zona comprendida entre los 40º N y los 55º N, cantidades anormalmente grandes de detritos rocosos transportados por icebergs (ice rafted debris). Los témpanos de hielo que venían del norte, al llegar a aguas más cálidas, se derretían y los materiales rocosos, que habían arrancado del sustrato continental antes de su caída al mar y que habían luego transportado consigo, se soltaban, se hundían y se depositaban en el fondo del Atlántico (las figuras que siguen y parte del texto están sacados del libro Historia del Clima de la Tierra, del profesor Antón Uriarte, que explica muy bien estos eventos)

Los eventos Heinrich son unas fluctuaciones globales del clima que coinciden con la destrucción de grandes capas de hielo del hemisferio norte, y la consiguiente liberación de un volumen enorme de hielo que dio lugar a la formación de numerosos icebergs. Estos eventos fueron rápidos: duraron alrededor de 750 años, y su aparición repentina pudo ocurrir en un período de sólo algunos años. Se observan eventos Heinrich durante el último período glacial, ya que la resolución del registro sedimentario antes de este período es demasiado baja, lo que hace que sea imposible deducir si se produjeron durante otros períodos glaciales anteriores.
Las observaciones originales de Heinrich fueron seis capas en los núcleos de sedimentos oceánicos que contenían proporciones muy altas de rocas de origen continental, "fragmentos líticos", cuyo tamaño se encontraba entre las 180 micras y los 3 mm. Las fracciones de mayor tamaño no pueden ser transportados por las corrientes oceánicas, y por lo tanto se puede deducir que han sido transportadas por témpanos de hielo que se desprendieron de la capa de hielo de gran Laurentino, que cubría entonces Norte América, y que se hundieron en el fondo del mar cuando los témpanos de hielo se derretían.

Algunos, pero no todos, de los eventos Heinrich ocurrieron durante de los períodos que precedieron a la eventos de calentamiento rápido Dansgaard-Oeschger (D-O):

H0 se produjo hace unos 12.000 años, y se identifica con el Young Dryass.
H1 se produjo hace unos 16.800 años.
H2 se produjo hace unos 24.000 años.
H3 se produjo hace unos 31.000 años.
H4 se produjo hace unos 38.000 años.
H5 se produjo hace unos 45.000 años.
H6 se produjo hace unos 60.000 años.

La causa de estos eventos glaciales sigue siendo objeto de debate. En la actualidad, la hipótesis más aceptada implica una desaceleración de la circulación termohalina del océano. Durante el período glacial, las capas de hielo del hemisferio norte fueron aumentando. En ciertos momentos, estas capas de hielo liberaron grandes cantidades de agua dulce en el Atlántico Norte. Los eventos Heinrich son un ejemplo extremo, cuando la capa de hielo Laurentino liberó cantidades excesivamente grandes de agua dulce en el mar de Labrador, en forma de icebergs.

Se supone que estos depósitos de agua dulce redujeron suficientemente la salinidad del océano para frenar la formación de aguas profundas y, por consiguiente, la circulación termohalina. Puesto que la circulación termohalina juega un papel importante en el transporte de calor hacia el norte, su disminución puede causar que el Atlántico Norte se enfríe. Más tarde, al disminuir la adición de agua dulce, la salinidad del océano y la formación de aguas profundas vuelve a aumentar y se recuperaron las condiciones climáticas.

Esta hipótesis de una liberación de agua dulce en el océano Atlántico Norte, se apoya de la evidencia de que se produjeron cambios en la formación de aguas profundas. Las mediciones de sedimentos de aguas profundas en el Atlántico Norte indican que la formación de aguas profundas se redujo fuertemente durante los eventos Heinrich. En el Atlántico, con una circulación termohalina muy debilitada, la Corriente del Golfo, no llegaba a las latitudes altas y se producía en superficie un avance hacia el sur de las masas de agua polares, que llegaba hasta las costas del sur de Portugal. En el episodio Heinrich-1, al comienzo de la última deglaciación, entre hace 18.000 y 16.000 años, los sondeos frente a la costa del sur de Portugal indican unas temperaturas más frías incluso que las del Ultimo Máximo Glacial.


El disparador inicial para la liberación de agua dulce todavía no se ha identificado. Una sugerencia es que los cambios pequeños y graduales en la radiación solar podrían haber influido en el momento de los cambios bruscos. Otras ideas hablan de oscilaciones naturales de las capas de hielo o de los procesos oceánicos.
La teoría más apoyada es que el manto de hielo Laurentino, al crecer demasiado, se desequilibraba y se producían enormes derrumbes de hielo (surges), que en el Atlántico formaban grandes flotillas de témpanos a la deriva. Estos colapsos podían estar también provocados por la fusión de la base del hielo, causada por el calor del subsuelo rocoso. Se ha indicado también la posibilidad de que la propia masa de hielo del manto Laurentino, al aumentar de peso, acabase provocando pequeños seísmos que hacían que el hielo se derrumbara (Antón Uriarte).


A pesar de que los eventos Heinrich parece que se iniciaron en el Atlántico Norte, dejaron una huella global. Algunas de las mejores pruebas fuera del Atlántico Norte para estos eventos provienen de núcleos de sedimentos en el Caribe y el Mar Arábigo y en espeleotemas de la cueva Hulu en China. Estos sitios, junto con otros, se muestran en la figura. Las anomalías del clima son coherentes con una desaceleración de la circulación termohalina y la reducción del transporte de calor del océano en las altas latitudes del norte. Durante las fases frías en el Atlántico norte, grandes regiones de América del Norte y Eurasia se volvieron más frías y más secas. Un desplazamiento hacia el sur del cinturón tropical hizo que muchas zonas del hemisferio sur se volvieran más húmedas. Los cilindros de hielo de la Antártida muestran un cierto calentamiento, en consonancia con una reducción del transporte de calor hacia el norte desde el hemisferio sur.

La explicación de las causas de los eventos D-O todavía es menos clara. Reproducimos las explicaciones del profesor Antón Uriarte sobre estas causas:

Cuando acababan los eventos Heinrich se producía de nuevo una salinización de las aguas del Atlántico Norte, que era clave en la reanudación de la circulación termohalina. Ocurría que, tras las descargas de icebergs, menguaba en muchas partes la masa de hielo de las lenguas glaciares que desaguaban en la costa. Disminuía el aporte de agua dulce al mar y, en consecuencia, aumentaba de nuevo la salinidad del Atlántico Norte. Entonces se reanudaba con rapidez la circulación de la cinta transportadora oceánica (el conveyor belt) y se intensificaba la Corriente del Golfo. Se producía una brusca subida de las temperaturas en las latitudes medias-altas y se entraba en un cálido interestadial.


Otro de los motivos posibles de la salinización de las aguas del Atlántico Norte que sucedía al evento Heinrich podía provenir de la modificación de la circulación atmosférica, al reducirse la altura del manto Laurentino tras el colapso de hielo. Durante el período frío anterior al evento, la altura y volumen que iba ganando el manto Laurentino era responsable del incremento de los vientos septentrionales y muy fríos que llegaban al Atlántico canalizados por el valle que separaba el propio manto Laurentino de Groenlandia (lo que es hoy el mar de Baffin y Labrador). Estos vientos gélidos del Ártico iban enfriando cada vez más las aguas superficiales oceánicas del noroeste del Atlántico. Luego, después del evento, la reducción de la altura del manto Laurentino provocaba un retorno a condiciones más parecidas a las actuales, es decir, a vientos del oeste no tan fríos. El mayor efecto de evaporación de estos vientos del oeste ayudaba a la salinización de las aguas superficiales del Atlántico Norte, a su densificación y a la reinstalación más o menos intensa de las corrientes termohalinas y, en consecuencia, de la cálida Corriente del Golfo.

martes, 28 de diciembre de 2010

La circulación atmosférica - Las corrientes en chorro

Las corrientes en chorro (jet streams) son corrientes de aire en altura que circulan a gran velocidad alrededor del planeta, de este a oeste, causados por las discontinuidades entre las células convectivas. Se trata de unas corrientes impetuosas de aire, que se originan en el límite superior de la troposfera debido al contraste térmico entre dos masas de aire. Tienen forma aplanada y fluyen entre los 7.000 y 15.000 m de altitud, mayor en verano que en invierno.

Fueron descubiertas en 1944 por un aviador norteamericano al atravesar el Pacifico para ir al Japón, pero que no pudo llegar a su destino, al no permitírselo dichas corrientes.

Se presentan casi de un modo constante en las latitudes medias de ambos hemisferios. Su trayectoria suele ser de oeste a este, también pueden cambiar de rumbo incluso ser circulares. En el verano muestran un esquema zonal desplazándose de oeste a este a gran velocidad y formando una línea continua que impide el intercambio de masas de aire. En invierno es cuando presentan grandes perturbaciones (ondas de Rossby)

Existen cuatro corrientes en chorro que circundan el planeta, dos en cada hemisferio:

- La corriente en chorro polar, que circula a unos 60º de latitud, y que es responsable de la dinámica general atmosférica de las latitudes medias.

- La corriente en chorro subtropical que circula en torno a los 30º de latitud, y que tiene una influencia meteorológica menor.

La corriente en chorro polar tiene una estructura tubular aplanada de unos cientos de kilómetros de anchura y unos cinco de espesor. Su velocidad es variable, normalmente supera los 150 km/h, pero puede llegar y hasta sobrepasar los 400. Separa las masas de aire tropical y polar, por lo que experimenta un desplazamiento estacional en latitud: circula más al norte en verano (ya que la masa cálida de aire tropical es más potente) y más al sur en invierno (durante el que está más fortalecida la masa fría de aire polar).

El Chorro Polar se corresponde en superficie con el Frente Polar y sus ondulaciones, las ondas de Rossby, dan lugar a altas presiones a la derecha de la corriente y bajas presiones a la izquierda, que en superficie se reflejan como anticiclones (los anticiclones subtropicales, como el anticiclón de las Azores, que tiene una enorme influencia en la Península Ibérica) y borrascas (las borrascas atlánticas del Frente Polar), respectivamente.

viernes, 24 de diciembre de 2010

El Largo Verano

El Largo Verano es un libro de Brian Fagan. Es una historia bien contada de los impactos del cambio climático sobre los seres humanos, empezando en el final de la última glaciación, en torno a 18.000 antes de Cristo.

El libro se centra en el desarrollo de los seres humanos durante los últimos 15 000 años. Brian Fagan destaca que este período de tiempo es a la vez inusualmente cálido y estable, en comparación con los 100.000 años anteriores. Estas condiciones climáticas extraordinarias pueden ser la razón por la que la civilización humana, tal como lo conocemos hoy, se ha podido desarrollar. Teniendo en cuenta el clima más inestable y frío del pasado, Fagan piensa que debemos esperar que, en algún momento en el futuro, volverán a producirse unas condiciones similares. En este sentido, el desarrollo de los seres humanos durante los últimos 15 000 años ocurrió durante un inusual "largo verano".

El punto clave del libro es, por supuesto, que la vida humana y la cultura siempre han sido influenciadas por las condiciones del clima y por cambios climáticos, pero que, debido al desarrollo de la civilización, la humanidad en su conjunto se ha ido haciendo cada vez más vulnerable.

Fagan describe las primeras tribus humanas que vivieron durante las recientes edades de hielo como oportunistas, flexibles y móviles, el moviéndose y la adaptando con facilidad sus herramientas a las condiciones cambiantes del medio ambiente. Por el contrario, los asentamientos en pueblos y ciudades con una alta concentración de personas, contando con producciones agrícolas cercanas, no se pueden mover ni puede adaptarse con suficiente rapidez, y por lo tanto se desmoronan en cuanto el clima haga que su "caja de herramientas de supervivencia" se convierta en una cosa inútil.


Cronología

Sacamos de los cuadros 1 y 2 del libro una cronología de eventos históricos relacionados con el clima:

16.000 a. C. - Edad del Hielo. Rápido retroceso de las capas de hielo. Cro-Magnon en Europa.

15,000 a. C. - mejora climática en Eurasia.

14,000 a. C. - aumento rápido del nivel del mar. Las últimas culturas de la Edad de Hielo en Europa.

13.000 a. C. - Fin del evento Heinrich H1 (nota 1). Primer asentamiento en el noreste de Siberia.

12,500 a. C. - Comienzo del período Bølling-Allerød (nota 2). Rápido calentamiento.

12.000 a. C. - Difusión de los bosques en Europa. Primer asentamiento en América. Cueva con pinturas rupestres en Niaux, en Francia.

11.000 a. C. – El lago Agassiz revienta (nota 3), haciendo que la Circulación del Atlántico Meridional colapse, causando temperaturas mucho más frías de Europa: el episodio Younger Dryas. Abu Hureyra I en Siria. La cultura Clovis de América del Norte.

10,000 a. C - La agricultura comienza en el sureste de Asia. Hay sequía en el sureste de Europa.

9.500 a. C. –La Circulación del Atlántico Meridional renace, dando lugar a unas condiciones más húmedas y a un nuevo calentamiento. La agricultura se propaga rápidamente en el suroeste de Asia. Abu Hureyra II en Siria. Jericó

8.500 a. C. – Un amplio espectro de cazadores-recolectores aparece en el norte de Europa.

8.000 a. C. - La agricultura se propaga rápidamente en el suroeste de Asia.

6.000 a. C. - mini edad de hielo. La capa de hielo Laurentino colapsa, y la Circulación del Atlántico Meridional se ralentiza. Aparecen los agricultores de los Balcanes. Primer asentamiento en el sur de Mesopotamia.

5.600 a. C. - elevación del nivel del mar: el mar Mediterráneo inunda el lago Euxino, formando el actual Mar Negro. El pueblo de agricultores Linearbandkeramik entra en Europa Central.

4.500 a. C. - Sequía en América Oeste, condiciones de calor húmedo en Europa. Se cría ganado en el Sahara. Aparece la cultura Ertebolle en los países escandinavos.

3.500 a. C. – El Sahara, Egipto y Mesopotamia se vuelven mucho más secos. Las ciudades aparecen en Egipto y se desarrollan en Mesopotamia.

 
(Nota 1) En los eventos Heinrich durante el último período glacial, las capas de hielo del hemisferio norte se derritieron rápidamente, muchos icebergs se desprendieron de los glaciares y flotaban en el Atlántico Norte. Los icebergs contienen rocas erosionadas por los glaciares, y conforme se iban derritiendo estas rocas cayeron al fondo del mar. Estos escombros son la pieza más importante que evidencia estos eventos Heinrich. La perforación a través de los sedimentos marinos permite ver seis eventos Heinrich en los núcleos de barro sacados del fondo del mar, que se denominan H1-H6 conforme se remontan en el tiempo.

Estos eventos Heinrich son interesantes ya que son la evidencia de cambios climáticos abruptos durante el último período glacial. Estos eventos son rápidos: duran alrededor de 750 años, y su aparición puede producirse en tan sólo unos años.

Durante los eventos Heinrich, grandes cantidades de agua dulce fluyen hacia el océano, lo que puede hacer variar la circulación termohalina.


 
(Nota 2) El período Bølling-Allerød fue un interestadial mundial cálido y húmedo que se produjo al final del último período glacial. Durante la oscilación de Bølling-Allerød aumentaron las temperaturas (en el norte de la región del Atlántico a niveles casi de hoy), antes de que se redujeran de nuevo en el período Younger Dryas, que fue seguido por el periodo interglaciar actual. Su duración aproximada fue del 12.500 a. C. hasta el 11.000 a. C.


(Nota 3) El lago Agassiz era un enorme lago en América del Norte formado por derretimiento de los glaciares al final del último período glacial. En el momento de su extensión mayor, disponía de más agua que todos los lagos juntos que hay ahora en el mundo.

La opinión generalizada es que alrededor del año 10.800 a. C. el lago rompió su pared de hielo y se desbordó hacia el río San Lorenzo. Fue un torrente enorme que duró años, y el agua de este lago llegó más allá del Mar del Labrador. Flotando sobre el agua salada más densa, esta agua dulce bloqueó la Corriente Meridional del Atlántico, que trae agua cálida hacia el norte y ayuda a mantener caliente el norte de Europa. Así, el norte de Europa se convirtió en un congelador, dando comienzo al período del Younger Dryas, del que ya hemos hablado en otra entrada.

Hay que recordar que ésta es solamente una de las teorías que se han elaborado para explicar el período del Younger Dryass.

viernes, 17 de diciembre de 2010

La circulación atmosférica general

La circulación atmosférica es el movimiento del aire a gran escala. Junto con la circulación oceánica, es el medio por el que el calor se distribuye en la superficie del planeta. De no existir esta distribución de calor, ecuador sería una zona mucho más caliente que la que es en realidad, y los polos mucho más fríos.

La mayor incidencia del calor del sol en la zona ecuatorial del planeta, calienta el aire de esta zona, que se vuelve más ligero y se eleva. Al ascender, se dirige en altura hacia los polos. En 1686, Edmund Hadley propuso un modelo de circulación basado en dos células convectivas provocadas por el diferente calentamiento del planeta. Considerando que el aire del ecuador se calienta más que el de los polos, debido a que la radiación solar cae más perpendicularmente al suelo, se produciría un despegue del aire al ecuador que sería compensado por un descenso del aire en los polos, la zona más fría del planeta. De esta manera se configuraría, en el hemisferio norte y en superficie, un viento del norte, que iría de una zona anticiclónica (el polo) a una zona depresionaria (el ecuador), como se puede ver en la figura.

Este modelo sería válido si la Tierra no girara y fuera perfectamente esférica, sin rugosidades superficiales. La rotación de la Tierra rompe cada una de las estructuras celulares de Hadley en tres más pequeñas (que ocupan, aproximadamente, 30° cada una). ¿Por qué tres? Parece que este número está relacionado con el valor de la velocidad de rotación de la Tierra y con su radio.


Además, a medida que se desplaza hacia el polo, sufre la acción de la fuerza de Coriolis, y se desvía hacia la derecha de su trayectoria en el hemisferio norte, y hacia su izquierda en el hemisferio sur.

Cuando el aire se enfría en altura, aumenta de densidad y cae, y una vez en la superficie de la tierra vuelve hacia el ecuador absorbido por las bajas presiones que se generan en la zona ecuatorial al ascender el aire caliente. En este trayecto se vuelve a desviar debido a la fuerza de Coriolis, de manera que al llegar a la zona subtropical ya es un viento del noreste en el hemisferio norte, y del sureste en el hemisferio sur: son los denominados vientos alisios.

El circuito cerrado que acabamos de describir se conoce como célula de Hadley, que abarca desde el ecuador hasta los 30º en ambos hemisferios.

En los polos ocurre lo mismo, pero a causa del efecto térmico contrario. El aire frío y pesado se desplaza en superficie hacia el ecuador, pero es desviado por la fuerza de Coriolis hacia el noreste en el hemisferio norte y hacia el sureste en el hemisferio sur. Al descender de latitud el aire se calienta, se vuelve más ligero y asciende, volviendo en altitud hacia el polo, absorbido por la baja presión en altitud generada en el polo. Al llegar sobre el polo, ya ha perdido temperatura, su densidad aumenta, desciende y cierra el ciclo conocido como “célula polar”, que abarca desde ambos polos hasta los 60º.

En las latitudes templadas que quedan entre los 30 y los 60º de latitud se origina otra célula, llamada de Ferrel. El aire de la zona es más cálido que el polar y más frío que el subtropical, por lo que tiene tendencia a trasladarse en superficie hacia el polo para rellenar el hueco dejado por el aire ascendente en los 60º de latitud. En este recorrido es desviado por acción de la fuerza de Coriolis, adquiriendo una marcada componente oeste en ambos hemisferios: son los llamados vientos de poniente, cuyo predominio en la zona denominada templada genera el cinturón de los ponientes.

Debido a esta estructura de la circulación general del aire, las zonas de presión atmosférica relativa se reparten en ambos hemisferios de la forma siguiente:

- Sobre cada polo un anticiclón, generado por el frío de su superficie, con vientos de levante.

- Una zona de depresiones en torno a los 60º de latitud, que es una zona de borrascas, a la que se dirigen los vientos polares y los vientos de poniente, que proceden de los 30º de latitud.

- Una zona de altas presiones en torno a los 30º de latitud, llamada zona de anticiclones subtropicales, de donde parten los vientos de poniente que se dirigen hacia los 60º de latitud, y los vientos alisios que van hacia la zona ecuatorial.

- Una zona de baja presión en el ecuador, llamada zona de calmas ecuatoriales.

En realidad, este modelo de circulación de tres células es una idealización, ya que los vientos no son constantes y los cinturones de presión no son continuos. Hay tres razones principales para ello:

- La superficie de la Tierra no es plana ni uniforme. Hay un calentamiento no homogéneo debido a los contrastes tierra/agua.

- El movimiento del viento puede volverse inestable y generar "remolinos".

- El Sol no permanece inmóvil sobre el ecuador, sino que se mueve entre el 23,5ºN y 23,5ºS a lo largo del año.

Por ello hay en realidad sistemas semipermanentes de altas y bajas presiones. Son semipermanentes porque varían en su posición e intensidad a lo largo del año:

Invierno

- Altas presiones sobre Siberia y Canadá.
- Altas presiones del Pacífico y de las Azores (forman parte del sistema subtropical de altas presiones), bajas presiones de las Aleutianas y bajas presiones de Islandia

Verano

- Las altas presiones de las Azores emigran hacia el oeste y se intensifican para convertirse en ls altas presiones de las Bermudas.
- Las altas presiones del Pacífico también se desplazan hacia el oeste y se intensifican.
- Las altas presiones polares son reemplazadas por bajas presiones.
- Bajas presiones cálidas al sur de Asia.

martes, 14 de diciembre de 2010

Las corrientes marinas (6) - Océano Austral

El océano Austral se localiza desde el Frente Sub-Antártico (aproximadamente entre las latitudes 50° y 60° S) hasta la costa del continente antártico. El océano Austral es el único cuyas aguas rodean todo el globo, lo que es un elemento crucial para el motor calórico mundial. Los fuertes vientos, las bajas temperaturas y la dinámica del hielo marino antárticos, provocan corrientes que influencian fuertemente el clima de la Tierra.


El principal sistema de circulación del océano Austral es la Corriente Circumpolar Antártica (CCA), conocida también como West Wind Drift (Deriva del Viento del Oeste), la cual fluye de oeste a este transportando un caudal de ~ 130 Sv 125 Sv (1 Sv = 1 Sverdrup = 1.000.000 m3/s) a lo largo de un camino de unos 23.000 km. Es la mayor corriente oceánica y mantiene las aguas cálidas lejos del continente antártico, lo que permite que éste mantenga su enorme cubierta de hielo. La CCA es la causa más importante de intercambio de agua entre los diferentes océanos, por lo que juega un papel esencial en la circulación termohalina, incluyendo la redistribución de calor y de salinidad.

Empezando en América del Sur, la CCA fluye a través del Paso de Drake entre América del Sur y la Península Antártica, y después gira hacia el este debido al relieve del Arco de Escocia, con una rama hacia el norte que se convierte en la Corriente Falkland o de las Malvinas. Pasando bajo el océano Índico, la corriente se divide hacia el norte a causa del relieve de la Meseta Kerguelen. También se observan diversos cambios de dirección al pasar por el Pacífico, debidos al relieve de la cordillera medio oceánica.

Aguas abajo del Pasaje Drake la rama norte de la CCA, asociada al Frente Subantártico describe un abrupto giro anticiclónico y penetra alrededor de 1500 km en la Cuenca Argentina, llegando a los 38ºS, donde se encuentra con la Corriente de Brasil. Esta rama de la CCA es denominada Corriente de Malvinas (CM).

La CCA crea dos vórtices, el de Ross, en el mar de Ross, y el de Weddel, en el mar de Weddell. Ambos vórtices giran en el sentido de las agujas del reloj.

La CCA se encuentra entre el Frente Subantártico, que se define como la latitud a la que aparece, bien un mínimo de salinidad, bien una gruesa capa de agua no estratificada, y el Frente Polar, que marca una transición hacia unas aguas superficiales muy frías, relativamente poco saladas. Los frentes son límites entre aguas con diferentes características oceanográficas. El Frente Subantártico es una zona de divergencia de masas de agua y el Frente Polar es una zona de convergencia, caracterizado además por un descenso brusco de la temperatura superficial de norte a sur.

domingo, 12 de diciembre de 2010

La retroalimentación de las plantas

En un mundo con el doble de dióxido de carbono en la atmósfera, las plantas podrían crecer más y crear un efecto de enfriamiento. Esta es la conclusión del trabajo publicado el 7 de diciembre en la revista Geophysical Research Letters, titulado Quantifying the negative feedback of vegetation to greenhouse warming: A modeling approach, cuyo autor principal es L. Bounoua, de la NASA.

Uno de los principales desafíos con los que los científicos se enfrentan con el cambio climático es como proyectarlo a través del tiempo, sobre todo cómo dar cuenta de la reacción de la Tierra a temperaturas más cálidas, un fenómeno conocido como "retroalimentación".

Desde hace tiempo se sabe que las plantas, que utilizan el dióxido de carbono, sol y agua para crecer a través del proceso de la fotosíntesis, son capaces de adaptarse a niveles más altos de dióxido de carbono usando los nutrientes de manera más eficiente y desarrollando hojas más grandes. Pero el efecto que el crecimiento de las especies vegetales tiene sobre el calentamiento global ha sido difícil de predecir.

Un nuevo modelo informático de la NASA, que se describe en el artículo citado, ha calculado el efecto enfriamiento de las plantas a nivel mundial en unos -0,3 ºC. Este mismo modelo encuentra que el calentamiento estaba en el rango inferior del aceptado cuando el dióxido de carbono se duplica, pasando de 390 a 780 ppm, proyectando un calentamiento de 1,94 ºC en el planeta, sin incluir la caída de 0,3 ºC para la retroalimentación de las plantas.

Es decir, en el escenario B2 del IPCC (800 ppm a finales de siglo), este modelo proyecta un aumento de la temperatura de 1,6 a 1,7 ºC, por 1,4 a 3,8 ºC en el informe del IPCC.

Este tipo de nuevos modelos, que introducen nuevas retroalimentaciones anteriormente obviadas, así como un mejor conocimiento cuantificado de estas retroalimentaciones (como la de las nubes, de la que hablamos en la entrada anterior) muestran que, con el tiempo, los científicos crearán modelos cada vez más sofisticados que disminuirán el rango de incertidumbre del cambio climático y permitirán proyecciones más precisas del clima futuro.

viernes, 10 de diciembre de 2010

La retroalimentación de las nubes

Muy interesante la discusión que hace furor actualmente, desde que la revista Science ha publicado, ayer mismo, el artículo de A.E. Dessler, un científico del clima de la Universidad A & M de Texas, titulado A Determination of the Cloud Feedback from Climate Variations over the Past Decade, en el que se afirma que la retroalimentación de las nubes es positiva, según los datos del satélite CERES, desde marzo de 2000 a febrero de 2010.

La retroalimentación de las nubes es una de las áreas clave de incertidumbre identificadas por los científicos del clima de trabajo con el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) y es un tema clave citado por los escépticos del cambio climático, por lo que este debate es importante. Las nubes regulan la cantidad de energía que va dentro y fuera del sistema climático de la Tierra. Las nubes reflejan la luz solar hacia el espacio y así tienen un efecto de enfriamiento. También atrapan la radiación infrarroja emitida desde la superficie y evitan que se escape hacia el espacio y de esta manera tienen un efecto de calentamiento. Los cambios en las nubes pueden afectar el clima y la cuestión sobre la retroalimentación de las nubes es la de si o no el efecto de las nubes es amplificar o contrarrestar el calentamiento global – es decir, si tienen un efecto de retroalimentación positivo o negativo.

Dice Dessler: "En mi nuevo papel, calculo la energía atrapada por las nubes y observo cómo varía a medida que el clima se calienta y se enfría durante los ciclos de El Niño. Me parece que, al calentarse el clima, las nubes atrapan una energía adicional de 0,54 ± 0.74 W/m2 por cada grado de calentamiento. Por lo tanto, la nube de retroalimentación positiva es probable, pero no puedo descartar una leve retroalimentación negativa. Es importante señalar que mientras que no se puede descartar una retroalimentación negativa menor, los datos no son compatibles con una retroalimentación negativa lo suficientemente grande como para cancelar sustancialmente las retroalimentación es positivas bien establecidas”.

En realidad, en su papel no da sólo este valor de la retroalimentación de las nubes, sino que también da el de 0,46 ± 0.77 W/m2 K.

Dessler cree que su trabajo reduce el margen de duda acerca de las nubes. "Cuando nos fijamos en lo que sabemos sobre el cambio climático, se puede ver que sabemos mucho, pero las nubes son una de las zonas de incertidumbre. Mi papel no ha resuelto completamente el problema, pero se ha reducido considerablemente la posibilidad de que los escépticos del clima sigan apoyándose en esta cuestión. En algún momento la gente va a tener que aceptar que si se pone más dióxido de carbono a la atmósfera, la consecuencia es que aumentará la temperatura ".

Rápidamente, Roy Spencer, conocido escéptico sobre el cambio climático, y que publicó un artículo sobre el mismo tema este mismo año en el Journal of Geophysical Research, ha replicado. Spencer se muestra completamente en desacuerdo con las conclusiones de la investigación Dessler. "Hemos demostrado que los datos del satélite que Dessler ha analizado muestran en realidad una retroalimentación negativa, sin respuesta positiva", escribió en un comunicado publicado el jueves 09 de diciembre de la conferencia sobre cambio climático en Cancún, México.

"La afirmación de Dessler (y la línea del partido del IPCC)", dice Spencer, "es que los cambios en las nubes son causados por cambios de temperatura y no al revés. La causalidad sólo se produce en una dirección, no la otra. En su interpretación, si se observa un año más caluroso que viene acompañado de una menor cantidad de nubes, entonces eso es una evidencia de la retroalimentación positiva de las nubes. ¿Por qué? Porque si el calentamiento disminuye las nubes, se deja entrar más luz solar que luego amplifica el calentamiento. Esa es, en pocas palabras, la retroalimentación positiva de las nubes."

Spencer continúa: "Pero ¿y si el calentamiento se debe a que hay menos nubes, en vez de que la disminución de las nubes haya sido causada por el calentamiento?. En otras palabras, ¿qué pasaría si los investigadores simplemente han confundido la causa y el efecto en la estimación de la retroalimentación de las nubes?”

Una discusión sin duda interesante, cuyo desarrollo intentaremos seguir.

jueves, 25 de noviembre de 2010

¿Estamos cerca del pico del carbón?

He quedado impactado al leer el artículo publicado la semana pasada en Nature, con el título de The end of cheap coal (El final del carbón barato). Nos pronostica la llegada inminente de un pico del carbón. Hasta ahora, todo el mundo decía que había carbón aún por muchos años, aunque, con el aumento del consumo, se había pasado de una previsión de dos o tres siglos a otra más modesta de 50 o 60 años. Consecuentemente, todas las previsiones sobre la energía han hecho basándose en unos precios bajos por el carbón durante décadas. Pero, parece que no será así.

Según el artículo citado, hay dos motivos por los que creer que el precio del carbón es probable que aumente fuertemente en los próximos años:

- En primer lugar, un conjunto de diferentes estudios sugieren que el carbón disponible y útil es menos abundante que lo supuesto hasta ahora. Es más: el pico de la producción de carbón puede producir dentro de unos pocos años.

- En segundo lugar, la demanda está creciendo muy deprisa, fuertemente empujada por China. La demanda de carbón creció modestamente en los años 1990 (0,45% anual), pero desde 2000 lo ha estado haciendo al 3,8% anual.

¿Cuando se producirá el pico del carbón? Creen los autores que es poco probable que el suministro energético mundial sea capaz de seguir la demanda prevista antes de 2020, por lo que afirman que, si no se limita rápidamente el consumo de energía, incluyendo la agricultura, el transporte y la producción industrial, esta limitación vendrá impuesta por los precios y la escasez de energía. El mundo deberá aceptar una ralentización del crecimiento económico.

Si los autores tienen razón, esto cambia radicalmente la visión que muchos hemos tenido hasta ahora del futuro del mix de la energía que usaremos los próximos veinte años, y hará que las energías renovables sean rentables más pronto.

Revisemos lo que se había publicado recientemente sobre este tema. De una parte, el informe "International Energy Outlook" de la Administración de Información Energética, dependiente del Gobierno de Estados Unidos, señalaba a mediados de 2008 que el porcentaje de consumo mundial de carbón pasará del 27% en 2005 al 29 % en 2030 del total de las fuentes de energía utilizadas. Afirman que hay varias razones de peso sostienen este paulatino ascenso: el creciente consumo mundial de energía, el inestable y caro mercado del petróleo y del gas natural, la seguridad que ofrece para los países que cuentan con reservas propias, el rechazo a la energía nuclear y unas reservas mundiales estimadas en 200 años por la ortodoxia energética.

Pero ya había quien dudaba de que todavía quedaran dos siglos de carbón. Dave Rutledge, experto de la División de Ciencias Aplicadas e Ingeniería del Instituto de Tecnología de California, sugería recientemente que la cifra de reservas sería mucho menor, ya que el total de mineral de carbón en el mundo, incluido el consumido en el pasado, llegaría a los 662 mil millones de toneladas. Por su parte, el Consejo de Energía Mundial (World Energy Council - WEC), una alianza de más de 90 países que ofrece datos de referencia sobre la producción energética, asegura que aún quedarían por extraer casi 850 mil millones de toneladas. La diferencia, como se ve, es muy importante.

Rutledge se basa, para hacer sus cálculos, por un lado, en los datos históricos de agotamiento de combustibles fósiles. Por ejemplo, la producción de carbón en Reino Unido terminó de forma precipitada en 1913, mucho antes de lo esperado. Por otra parte, asegura que los datos de las estimaciones oficiales están equivocados, además de infravalorar la dificultad y los costes de extraer este mineral. En este sentido, recuerda que China sólo ha ofrecido dos estimaciones al WEC, y ambas completamente diferentes. Además, estas previsiones se basan en métodos y datos que no han sido revisados desde principios de los años 70 del siglo XX. Por ejemplo, un informe de 2007 de la Comisión de Investigación del Carbón, Tecnología y Evaluaciones de los Recursos en Política de Energía, del Consejo Nacional de Investigaciones de los Estados Unidos, con datos y métodos actualizados de reservas en áreas limitadas, indica que sólo una pequeña fracción de las reservas estimadas previamente son realmente extraíbles.

¿Quién tiene razón? Este artículo de la revista Nature servirá, muy probablemente, para alimentar la controversia. Tendremos que ir siguiendo con atención los nuevos estudios que se publiquen para ver si esto del pico de carbón para los próximos años es verdad o intoxicación.

Las corrientes marinas (5) - Océano Índico

Corrientes marinas en la superficie del océano Índico. Las corrientes marinas cálidas aparecen en color rojo y amarillo, el afloramiento de aguas profundas y frías en las costas occidentales de los continentes en color verde, y las corrientes frías en color morado o rosado.

El comportamiento de las aguas del océano Índico es más complejo que en otros océanos. Es el único que está limitado al norte por el continente asiático, a unos 20 º de latitud norte, por lo que sufre, dos veces por año, una inversión de los vientos: es el régimen de los monzones. Como este océano se sitúa en la región tropical, donde la fuerza de Coriolis es más débil, la circulación oceánica de superficie responde rápidamente al viento y se invierte también dos veces por año. En cambio, en las regiones situadas más al sur, esta influencia de los monzones es menor y se mantiene el vórtice (giro) clásico.

Por tanto, se puede dividir en dos partes: el sistema austral (al sur del paralelo 10º S) y el resto, llamado sistema monzónico.

El sistema austral (al sur de los 10º de latitud sur) se caracteriza por la distribución regularmente zonal de los vientos, de las temperaturas (del aire y del agua), de la salinidad y de las corrientes superficiales. Este sistema forma el vórtice o giro del Índico, con una circulación de rotación antihoraria. El sistema está compuesto por:

- la corriente Sur Ecuatorial del Índico, cálida, de dirección este – oeste, va desde Australia hasta Madagascar, donde rodea la isla, dando lugar a las corriente de Mozambique y de Madagascar Este, hacia el sur, y la corriente del Suroeste o de Somalia, hacia el norte.

- la corriente del Este de Madagascar fluye hacia el sur 20 º de latitud sur por el lado este de Madagascar hasta el límite sur de la isla y, posteriormente, alimenta la corriente de Agulhas. Su caudal medio es de 25 Sv.

- la corriente de Madagascar fluye hacia el norte a lo largo de la costa oeste de la isla de Madagascar. Es la única corriente que los marinos pueden aprovechar para el viaje desde África del Sur hacia la India.

- la corriente de Mozambique, cálida, de dirección sur, fluye a lo largo de la costa del África del Este por el canal de Mozambique, entre Mozambique y la isla de Madagascar. Está alimentada por la parte de la corriente Sur Ecuatorial que rodea Madagascar por el norte. Su caudal medio es de 5 Sv. Una vez se junta con la corriente del Este de Madagascar, forma la corriente Agulhas.

- la corriente Agulhas, cálida, se forma al sur del paralelo 30º S, y circula en dirección sudoeste. Es una de las corrientes oceánicas más fuertes, con una velocidad media de 1,6 m/s, con un trasiego de 65 millones de metros cúbicos por segundo (65 Sverdrups o Sv). En verano (de enero a marzo) alcanza un volumen máximo, con una velocidad de hasta 2,5 m/s. La contribución de la corriente de Mozambique es relativamente pequeña, ya que la mayor parte de la corriente Agulhas procede de la corriente sur ecuatorial que rodea Madagascar por el este. Cuando llega al meridiano del cabo de Buena Esperanza, se divide en dos ramas: una que continúa hacia el sur y otra que se dirige hacia el este. Esta última alimenta la corriente austral. Se estima en unos 15 Sv el caudal medio que la corriente Agulhas traspasa del Índico al Atlántico del Sur.

- la corriente Austral o corriente del Sur del Índico, fría, forma parte de la corriente Circumpolar Antártica o West Wind Drift, va de oeste a este y que llega hasta las costas australianas.

- la corriente de Australia Occidental es una corriente de superficie relativamente fría del sureste del Océano Índico, que forma parte del movimiento antihorario del vórtice sur de este océano. A medida que el sur la corriente del Sur del Índico se acerca a la costa oeste de Australia, gira hacia el norte hasta circular paralelamente a la costa donde toma el nombre de corriente de Australia Occidental. Esta corriente está muy afectada por los vientos, es débil durante el invierno y fuerte durante el verano, alcanzando velocidades de 20-35 cm/s. Esta corriente gira hacia el noroeste para formar la corriente Sur Ecuatorial del Índico y cerrar el bucle.


El sistema monzónico ocupa todo el resto del océano Índico. Su motor es la inversión estacional de los vientos del monzón. En verano (noviembre a febrero), el viento sopla del nordeste. En invierno (junio a agosto) el viento sopla del sudoeste.

La corriente Monzónica del Índico se refiere a la variación estacional del régimen de corrientes del océano en las regiones tropicales del norte del Océano Índico. Durante el invierno, el flujo de la capa superior del océano se dirige hacia el oeste desde cerca del archipiélago de Indonesia en el Mar Arábigo. Durante el verano, la dirección se invierte, con un flujo hacia el este que se extiende desde Somalia en el Golfo de Bengala. Estas variaciones se deben a cambios en la fuerza del viento asociadas a los monzones. Las corrientes de inversión de la temporada de alta mar que pasan al sur de la India se conocen como las Corrientes del Monzón de Invierno y las del Monzón de Verano (o bien como Corriente del Monzón del Noreste y Corriente del Monzón del Suroeste).

Estructura de la temporada de invierno

La corriente del Monzón de Invierno se extiende desde la Bahía de Bengala, cerca de la India y Sri Lanka, y por todo el Mar de Arabia en una latitud de aproximadamente 8 grados Norte. Las corrientes fluyen hacia el suroeste a lo largo de la costa de Somalia hasta el ecuador. La corriente del Monzón del Noreste sólo se dirige hacia el oeste durante los meses de enero a marzo. Su velocidad mayor es en febrero, cuando se llega a 50 cm/s. Las estimaciones del volumen de transporte de hacia el oeste están entre 7 y 14 Sv.

Estructura de la temporada de verano

La Corriente de Somalia, que fluye a lo largo del Cuerno de África desde el ecuador hasta una latitud de unos 9º N, también cambia de dirección con los vientos estacionales del monzón. Se separa de la costa, girando a la derecha al entrar en el Mar Arábigo. La corriente del Monzón de Verano, que se encuentra entre 10 y 15º de latitud norte en el Mar Arábigo, se dirige hacia la India y Sri Lanka, y entra en la Bahía de Bengala. El Remolino Grande es un giro situado a unos 10º N y 55º E, y sólo está presente durante la temporada de verano.

Durante el verano, cuando la corriente fluye hacia el noreste y se separa de la costa, adentrándose en el mar, transporta aguas más cálidas hacia el interior del mar Arábigo, lo que permite la surgencia de aguas más frías a lo largo de la costa. Este patrón de temperatura superficial del mar (aguas más frías al oeste de aguas más cálidas) refuerza la corriente hacia el norte. La corriente del Monzón del Suroeste fluye hacia el este de abril a noviembre, y alcanza una velocidad máxima de 30 cm/s durante los meses de verano. A mediados de setiembre, la corriente de Somalia transporta entre 32 y 42 Sv.


La contracorriente Ecuatorial del Índico (recordemos que hay también una contracorriente Ecuatorial en el Pacífico) fluye de oeste a este a unos 5 º de latitud norte. La contracorriente Ecuatorial del Índico es el resultado del balance entre los flujos de agua de las corrientes Sur Ecuatorial y las corrientes Monzónicas.

En este mapa de la revista National Geographic, publicado en agosto del 2002, se puede ver la temperatura del mar en las costas de África del Sur, el día 23 de mayo de 1997.


Al este observamos la corriente Agulhas, la equivalente africana de la corriente del Golfo, que desplaza las cálidas aguas del océano Índico desde las inmediaciones de Mozambique hacia el extremo sudoriental del continente, a velocidades de hasta ocho kilómetros por hora.

En la costa atlántica, desde la punta meridional del continente africano hasta la altura de Angola, el proceso oceánico predominante es el afloramiento (upwelling) de Benguela, que lleva agua fría y rica en nutrientes del fondo a la superficie.

Esta imagen de las temperaturas de la superficie marina muestra la corriente Agulhas como una lengua amarilla que lame el frente de la verde masa de frías aguas meridionales y proyecta remolinos calientes hacia el oeste, invadiendo el sistema de Benguela. Es esta interacción entre el calor y el frío, el este y el oeste, lo que hace única la costa sudafricana. Aunque en el mundo existen otros tres afloramientos importantes (frente a las costas de California, Perú y el Noroeste de África), tan sólo en Sudáfrica el frío y productivo afloramiento de la costa occidental recibe la influencia de una corriente cálida y rápida de la costa oriental.

domingo, 21 de noviembre de 2010

Las corrientes marinas del Japón


Hemos visto en la entrada que hemos dedicado a las corrientes del océano Pacífico que en el Japón confluían las corrientes Kuroshio y Oyashio, la primera cálida y la segunda, fría.

En el National Geographic de noviembre, una figura muy interesante ilustra la diferencia de temperaturas de las aguas que bordean las islas del Japón. La diferencia de temperaturas es espectacular.

miércoles, 17 de noviembre de 2010

El albedo

El albedo (del latín "blanco") del planeta es un importante mecanismo de retroalimentación, ya que una cantidad extra de hielo puede aumentar su enfriamiento o una reducción en la cantidad de hielo puede llevar al calentamiento. La cantidad de radiación entrante que es reflejada por la Tierra (albedo) tiene una influencia importante en la respuesta de la Tierra al cambio climático. El albedo de las diferentes superficies varía con la vegetación y la cubierta. El albedo promedio de la tierra normalmente se toma como 0,31. Los valores medios de las distintas superficies son los siguientes:


El albedo según la latitud

La figura 1 muestra el albedo promedio de la tierra en diferentes latitudes. La forma de la gráfica refleja el hecho de que los océanos y las regiones áridas tropicales tienen un bajo albedo, pero que las regiones polares, y las latitudes limítrofes, tienen una cubierta de nieve durante gran parte del año.

La variación del albedo con el tiempo

El albedo de la Tierra no es constante sino que varía con la estación del año. Como se puede observar en la Figura 2, durante el transcurso de un año el albedo de la Tierra tiene dos picos, el primero, más bajo, se corresponde con el momento en que el hielo marino de la Antártida se encuentra en su máximo y el segundo pico, más alto, corresponde a la época en que en latitudes más altas la mayor parte de la masa de tierra está cubierta de nieve.

 
La variación estacional en el albedo

La mayor diferencia en el albedo es entre las superficies cubiertas de nieve y superficies sin nieve. Las figuras 1 y 2 muestran la variación del albedo con la latitud y con el tiempo. La Figura 3 muestra la diferencia en el albedo a diferentes latitudes y en diferentes momentos del año. Aunque lo titulemos "estacional", esta diferencia es de hecho la máxima diferencia en el registro del albedo por satélite durante 4 años. No es posible ampliar el gráfico más allá de las latitudes ± 70º, ya que para una parte del año las regiones polares no son visibles para el satélite. La Figura 3 muestra claramente que la máxima diferencia en el albedo es de 0,3, y se produce en torno a 60 º N. Esta es la latitud de los bosques de la región boreal (norte), principalmente coníferas. También es la latitud en la que la insolación del mes de julio, como se supone por los ciclos de Milankovitch, se cree que determinar la secuencia de las glaciaciones y de los periodos cálidos.


La importancia del albedo

La importancia del albedo puede medirse al observar su efecto cuando los bosques del norte están cubiertos de nieve. Estos bosques cubren un 12% de la superficie total de tierra, que a su vez abarca el 29% de la superficie de la tierra. La diferencia en el albedo de entre los bosques cubiertos de nieve y sin nieve es de al menos 0,5. El producto de estos valores indica una diferencia en el albedo promedio de toda la tierra de 0,12 × 0,29 × 0,5 = 0,017. Si aumentara el albedo promedio del planeta de 0,31 a 0,327, entonces, con todos los demás parámetros en igualdad de condiciones, la temperatura del planeta aumentaría en 3,8 º C.

El Tea Party y el cambio climático

Como a mucha gente, lo del Tea Party me ha interesado. ¿Qué piensa esta gente? ¿Son tan carcas como nos dicen? El blog de Antón Uriarte habla del libro An Inconvenient Book - Real Solutions to the World's Biggest Problems, de un tal Glenn Beck, para entender un poco este fenómeno. El libro trata de 22 temas. El primero, del cambio climático.

De entrada, el señor Beck nos resume en seis puntos lo que piensa sobre el cambio climático:

1. Sí, creo que el globo se ha calentado un poco. Aproximadamente 0,74 º C (± 0,18 º C) en los últimos 100 años. ¡Un margen de error del 26%!

2. Sí, creo que la humanidad es responsable de una parte de este calentamiento, pero no estoy convencido al 100% de cuanto.

3. Creo que los cambios naturales están jugando también un papel en este calentamiento y que la única constante del clima es el cambio.

4. Creo que aún no entendemos del todo el funcionamiento del clima, y que debemos ser cuidadosos hasta que lo entendamos.

5. No creo que las supuestas soluciones, como el Protocolo de Kioto, sean una respuesta, por muchas razones.
6. Creo que la ciencia, los gobiernos y los medios de comunicación, deberían dejar de tapar la boca a las opiniones disidentes.

Un séptimo punto, medio en broma:

7. Ya que vivo en el Noreste, me gustaría tener un calentamiento global de unos 30 grados en invierno y un enfriamiento global de unos 10 grados en verano. Un poco de brisa global tampoco estaría mal. Evidentemente, se trata aquí de grados Farenheit y, conociendo el Noreste americano en invierno, no puedo más que darle la razón.

Diré que estoy prácticamente de acuerdo con lo que resume el señor Beck de su pensamiento sobre el cambio climático. Veamos ahora algo más de detalle de lo que dice.

Empezamos por el punto 4, donde dice que no entendemos del todo el funcionamiento del clima. Pone el ejemplo de un artículo publicado en 2007 por David Bromwich sobre el calentamiento de la Antártida. En este artículo, que por cierto no tuvo demasiado eco, se dice que "lo mejor que podemos decir ahora mismo es que los modelos climáticos no aciertan cuando observamos los datos de los últimos 50 años de la Antártida continental... Buscamos algún pequeño signo del impacto de la actividad humana, y es difícil encontrarlo por el momento". Es decir, el continente antártico no se calienta como debería hacerlo según los modelos. Si esto es así, tenemos que llegar a la conclusión de que los modelos no son lo suficientemente buenos. La respuesta oficial es que tenemos pocas observaciones del continente antártico (que tiene una superficie grande como los Estados Unidos y México, y sólo doscientas estaciones meteorológicas) y que, por tanto, las conclusiones del profesor Bromwich no tienen ninguna base.

Pero desde el año 1978 la temperatura de la baja atmósfera de todo el planeta se mide por satélite. A pesar de que las medidas por satélite son indirectos y, por tanto, menos precisas que las convencionales, presentan las mismas tendencias. En la entrada anterior me he entretenido en consultar las medidas por satélite de las zonas polares norte y sur, y se puede ver en las figuras de la misma que, en efecto, el continente antártico no parece que se caliente, contrariamente a lo que pasa en el polo norte. Aunque es verdad que las temperaturas medidas por satélite del continente antártico son muy irregulares, y que la recta de regresión tiene un coeficiente de correlación muy pequeño, no se puede decir es que la Antártida se esté calentando. De modo que el profesor Bromwich parece tener razón. Como consecuencia, podemos decir que, en efecto, es muy probable es que los modelos actuales sobre el clima no seann lo suficientemente buenos.

No cree el señor Beck en los ahorros individuales de emisiones de CO2, ya que son perfectamente insignificantes si tenemos en cuenta el aumento de las emisiones chinas. El aumento de las emisiones chinas de aquí a 2020 será muy importante, equivalente a las emisiones de 2.000 millones de “cuatro-cuatros” que hagan, cada uno, 20.000 Km. por año.

En cuanto al protocolo de Kioto, que pretende limitar las emisiones de CO2 de los países industrializados, está claro que no se cumplirá, ni en la Unión Europea de los 15, que fue la que más se comprometió. Y, aunque se cumpliera, sus efectos sobre el clima serían minúsculos, ya que los países no industrializados, como China o India, no tienen ninguna obligación en este tratado. Además, estos países no tienen ningún interés en gastar miles de millones para reducir sus emisiones, sólo para luchar contra un problema que tardará décadas en producirse, si es que se produce, y que se producirá mayormente fuera de sus fronteras.

La solución propuesta en el libro es muy sencilla: no hacer nada. Copio:

Me pone enfermo sentir la pregunta: ¿pero el gobierno no debería probar algo? No, respondo, debería probar algo inteligente. Cuando el gobierno prueba algo, sólo hace que crear nuevos problemas sin resolver los antiguos. La única solución es innovar y adaptarse.

Un ejemplo claro de innovación es que el coste de la energía eólica ha bajado un 60% desde 1990, y el de la energía fotoeléctrica es sólo un 2% del que tenía cuando se empezó a utilizar en los satélites. Estas tecnologías se adoptarán por todas partes cuando, y sólo cuando, su coste sea competitivo. Claro que el gobierno puede ayudar a esta innovación con reducción de impuestos y otros incentivos, pero no hay nada como la competitividad para resolver este problema.

Resumiendo: con respecto al cambio climático, si no fuera que no me gusta el té, yo sería también del Tea Party.

miércoles, 10 de noviembre de 2010

La extensión del hielo antártico sigue aumentando

La paradoja antártica continúa. La extensión de hielo marino en los meses de octubre aumenta en el hemisferio sur a un ritmo de unos 100.000 km2 por década, un 0,8 %. El año 2010 se presenta, al día de hoy, con una extensión de hielo superior a la media de los años 1979-2000 más dos desviaciones tipo.


Sin embargo, en el Ártico las cosas son totalmente diferentes. La extensión de hielo marino en los meses de octubre disminuye de manera muy notable, unos 550.000 km2 por década, un 6,2 %. El año 2010, al día de hoy, tiene una extensión media inferior a la media de los años 1979-2000 menos dos desviaciones tipo.


La situación ártica es fácilmente explicable considerando el calentamiento global. La situación antártica lo es menos. Hace poco hemos discutido una explicación debida a Liu Jiping y Judith A. Curry, explicitada en su documento Accelerated Warming of the Southern Ocean and Its Impacts on the Hydrological Cycle and Sea Ice, donde se explica el incremento de la superficie helada de la Antártida por un calentamiento de las aguas del océano Austral. Asociado con este calentamiento de las aguas del océano, se ha producido una mayor ciclo hidrológico atmosférico en el Océano Austral que se ha traducido en nevadas, que han producido un aumento del hielo marino antártico durante las últimas tres décadas. A su vez, el aumento del hielo ha aumentado el albedo de la zona, lo que ha reducido la cantidad de energía solar absorbida por la superficie del continente antártico. Por tanto, el aumento de la superficie helada antártica sería, según los autores del documento, este aumento de la temperatura de la superficie marina.

Sin embargo, si tomamos las medidas de temperatura de las zonas polares medidas por satélite, observamos que, desde 1978, en que estas medidas comenzaron, la temperatura en la zona polar norte ha aumentado a un ritmo medio de 0,47 ºC por década, mientras que en la zona polar sur ha disminuido a un ritmo de 0,07 ºC por década. La variabilidad de las temperaturas registradas en la Antártida es, en cambio, mucho mayor que la del Ártico, lo que hace que la tendencia sea mucho menos significativa. Pero lo que sí parece evidente es que la anomalía antártica se encuentra, no solamente en la extensión de los hielos marinos, sino también en la temperatura, que no se puede decir que haya aumentado en los últimos 30 años.



martes, 9 de noviembre de 2010

Las temperaturas del tercer trimestre

El tercer trimestre del año abarca la mayor parte de los meses de verano en el hemisferio norte y de los de invierno en el hemisferio sur. Completamos los datos de temperatura del tercer trimestre con los de la NOAA, que tienen la ventaja de detallar por hemisferios y por tierra y océano.

Las temperaturas globales del tercer trimestre del año 2010 han sido las quintas más elevadas desde que hay registros, es decir, desde el año 1880. Los cinco años con el tercer trimestre más cálido globalmente han sido:

2005 – 16,09 ºC
2009 – 16,07 ºC
1998 – 16,07 ºC
2006 – 16,05 ºC
2010 – 16,04 ºC

La temperatura media del tercer trimestre en el período 1901-2000 ha sido de 15,5 ºC. Como se observa en el gráfico, la línea de tendencia muestra una tendencia al estancamiento de las temperaturas del tercer trimestre desde el año 2002.


Las temperaturas globales de las zonas terrestres del tercer trimestre del año actual han sido las segundas más altas desde 1880. La tendencia de las temperaturas del tercer trimestre denota un crecimiento. La temperatura media del tercer trimestre del período 1901-2000 ha sido de 13,4 ºC. La secuencia de los cinco años más cálidos es:

1998 – 14,24 ºC
2010 – 14,22 ºC
2005 – 14,21 ºC
2006 – 14,14 ºC
2007 – 14,13 ºC


Las temperaturas de las zonas oceánicas del tercer trimestre del año 2010 han sido las décimas más altas desde 1880, con una temperatura media de 16,82 ºC. La tendencia de estas temperaturas es de estabilidad desde hace 8 o 10 años, si no tenemos en cuenta las temperaturas de los años 1987 y 1988, debidas a un fenómeno El Niño excepcional. La temperatura media del tercer trimestre del período 1901-2000 ha sido de 16,3 ºC. Los cinco años cuyo tercer trimestre ha sido más cálido han sido:

2003 – 16,89 ºC
2005 – 16,88 ºC
2009 – 16,88 ºC
1998 – 16,86 ºC
1997 – 16,85 ºC


En cuanto a la anomalía de temperatura referida al período 1901-2000 de cada hemisferio, la del tercer trimestre del año 2010 ha sido la segunda más alta (+ 0,72 ºC), mientras que la del hemisferio sur ha sido la onceava (+ 0,44 ºC). En el hemisferio norte la tendencia de los últimos 8 años presenta un ligero aumento, mientras que la tendencia en el hemisferio sur es de un ligero descenso.

Las secuencias de los cinco años cuyo tercer trimestre ha sido más cálido en cada hemisferio son:

Hemisferio norte
2005 = + 0,73 ºC
2010 = + 0,72 ºC
1998 = + 0,66 ºC
2003 = + 0,65 ºC
2006 = + 0,64 ºC

Hemisferio sur
1998 = + 0,58 ºC
2009 = + 0,58 ºC
1997 = + 0,56 ºC
2002 = + 0,52 ºC
2005 = + 0,51 ºC



En el hemisferio norte, las temperaturas terrestres del tercer trimestre del año 2010 han sido las más elevadas desde el año 1880, con una anomalía de + 0,98 ºC respecto del período 1901-2000, mientras que las de los océanos han sido las sextas más cálidas, con una anomalía de + 0,56 ºC.



En el hemisferio sur, las temperaturas terrestres del tercer trimestre del año 2010 han sido las onceavas más elevadas desde el año 1880, con una anomalía de + 0,51 ºC respecto del período 1901-2000, mientras que las de los océanos han sido las sextas más cálidas, con una anomalía de + 0,43 ºC.



Hay, pues, una diferencia significativa entre el calentamiento de ambos hemisferios, tanto en la superficie terrestre como en los océanos. Parece ser que, al menos en los últimos años, al hemisferio norte se calienta más rápidamente que el sur, como ya hemos visto en algunas ocasiones. No sé si hay una explicación a esta diferencia.

viernes, 5 de noviembre de 2010

El clima de finales del siglo XVI. La Armada Invencible y otros desastres


En toda Europa, los últimos 40 años del siglo XVI fueron más fríos y tormentosos que lo que era normal; en ese período, los viñedos las cosechas fueron tardías y los vientos mucho más fuertes que durante el siglo XII. El cambio climático se convirtió en un factor de peso en la variación del precio de los alimentos. Entre 1580 y 1600, la producción de vino decayó en Suiza, Ia baja Hungría y parte de Austria. Los vinos austriacos tenían un contenido de azúcar tan bajo y eran tan caros que gran parte de la población se volcó al consumo de cerveza. Los ingresos de la economía de los Habsburgo se vieron afectados por ese motivo. La práctica de matar ratones y topos por dine ro fue mucho menos frecuente después de 1560, recuperándose en el siglo XVII. El reverendo Daniel Schaller, pastor de Stendal, en los Alpes prusianos, escribe: "La luz del sol no es plena ni son estables el invierno o el verano; los productos de la tierra no maduran ni son tan saludables como en las viejas épocas. La productividad de todas las criaturas y del mundo en su conjunto está en pleno retroceso; los campos se han cansado dar frutos y se han empobrecido; como consecuencia, suben los precios y hay más hambre, algo que se refleja en las quejas y los lamentos de los granjeros de distintas villas y aldeas”.

Con el deterioro del clima, una combinación letal de desgracias cayó sobre gran parte de la población europea. Se arruinaron cosechas y murieron cabezas de ganado debido a la incidencia de enfermedades asociadas con las anomalías climáticas. Años consecutivos de hambre eran portadores de epidemias, y las protestas y el desorden social generaban temor y desconfianza. Se multiplicaron las acusaciones de brujería, porque la gente creía que había responsables por el mal tiempo a quienes había que castigar. La ortodoxia luterana declaró que el frío y la nevada que afectaron a Leipzig en 1562 eran una muestra de la ira de Dios ante el pecado de los hombres. En un primer momento, los clérigos levantaron la bandera contra las acusaciones de brujería, pero cuando los cambios climáticos afectaron a las cosechas, el alimento empezó a escasear y los animales enfermaron, sus convicciones se desmoronaron. Acusadas de brujería., 53 mujeres fueron condenadas a morir en la hoguera en la pequeña ciudad alemana de Wisensteig en 1563, en una época en que se debatía acaloradamente respecto a la autoridad de Dios sobre el clima..El pánico a las brujas tuvo sus brotes periódicos después de la década de 1560. Entre 1580 y 1620, sólo en Berna más de 1.000 personas fueron quemadas en la hoguera por brujería. En Inglaterra y Francia, las acusaciones contra supuestas brujas alcanzaron su número máximo en 1587 y 1588, dos años en los cuales el clima fue sumamente desfavorable. Casi siempre, esas persecuciones coincidían con los años más fríos de la Pequeña Edad de Hielo, cuando la gente exigía la erradicación de la brujería que, según se creía, era la responsable de las desgracias derivadas del mal tiempo. Cuando los científicos comenzaron a buscar explicaciones en la naturaleza, el tema de la brujería perdió terreno. Sólo Dios o la naturaleza eran responsables del clima, y Dios influía sobre éste como una forma de manifestar su ira contra los pecados del hombre. Hoy, nuestros pecados ecológicos han tomado el relevo a nuestras transgresiones espirituales en lo que atañe a las causas del cambio climático.

En la segunda mitad del siglo XVI, las tormentas se incrementaron en un 85 %, en especial durante los inviernos más fríos. La incidencia de fuertes tormentas aumentó hasta un 400 %. Del 11 al 22 de noviembre de 1570, un vendaval tremendo se fue trasladando lentamente de sudoeste a noreste por el mar del Norte a una velocidad de cerca de 5 nudos. La tormenta, que quedó grabada en la memoria de los pobladores durante muchísimos años como la "inundación de Todos los Santos”, coincidió con las mareas altas de luna llena. Mientras la tempestad iba hacia el noreste, las costas bajas se vieron desbordadas por el agua. El paso de un frente determinó que la dirección del viento cambiara al noroeste. Se generaron olas inmensas que derribaron diques y otras defensas costeras. En la isla de Walcheren, en los Países Bajos, los diques cedieron entre las 4 y las 5 de la tarde del21 de noviembre, cuando ya estaba anocheciendo. Por la noche gran parte de la ciudad de Rotterdam estaba bajo el agua. El mar tomó por asalto las ciudades de Ámsterdam y Dordrecht, entre otras, y al menos murieron 100.000 personas. En la zona de la desembocadura del río Ems, el mar subió cuatro metros y medio sobre el nivel normal.

Para desgracia de la Armada Invencible, el clima tormentoso continuó hasta la década de 1580. En agosto de 1588, la armada española debió soportar un “viento muy fuerte del sudoeste” en la costa oriental de Escocia: "Pasamos por borrascas, lluvia y niebla; las condiciones eran tan duras que resultaba imposible distinguir una nave de otra”. Ese mismo día, sir Francis Drake informó de una “tormenta muy fuerte para esta época del año” en la zona sur del mar del Norte. Un mes después, una importante depresión ciclónica avanzó al noreste desde la región de las Azores, quizás originada por un huracán tropical situado al otro lado del Atlántico. Los barcos que guiaban a la armada española en retirada se encontraron con la tormenta el 18 de setiembre en la bahía de Vizcaya. Tres días más tarde, el vendaval del oeste sopló con furia en el océano Atlántico, a la altura de Irlanda, donde los buques rezagados de la gran flota se encontraban cerca de la costa. "Se levantó una tormenta tan feroz y el mar estaba tan embravecido que no podíamos sostener las cuerdas y no nos servían las velas, así que fuimos empujados hacia la costa. En total, tres barcos fueron a parar a la playa, donde quedaron cubiertos de arena y atrapados entre las rocas”. La armada perdió más barcos en ese episodio de mal tiempo que en cualquier enfrentamiento con los ingleses.



Las bajas presiones que afectaron a la Armada Invencible

Los registros de las condiciones climáticas anotados en los cuadernos de bitácora de los capitanes españoles han sido analizados rigurosamente. Según estimaciones actuales, el máximo empuje alcanzado por el viento fue entre 40 y 60 nudos, es decir, una velocidad similar a la de un huracán.

La velocidad máxima de las corrientes de aire en días ventosos entre julio y septiembre de 1588 fue varias veces mayor que la máxima registrada en los mismos meses entre 1961 y 1970 y, probablemente, que la de un período mucho más amplio del siglo XX. La intensidad y la frecuencia inusual de los vientos y las tormentas coincidieron con un extenso gradiente térmico originado por una extensión importante hacia el sur del hielo polar al este de Groenlandia e Islandia y al sur del cabo Farewell. John Davis, el navegante inglés de la época isabelina, se propuso descubrir el casi mítico pasaje del noroeste, pero tanto en 1586 como en 1587 se topó con una capa de hielo que bloqueaba el mar que separa Islandia de Groenlandia. Es probable que un año más tarde la situación fuese la misma.

La última década del siglo XVI fue la más fría de todo ese siglo. Las malas cosechas obtenidas desde 1591hasta 1597 se iniciaron tres años después de la victoria triunfal de Inglaterra sobre la Armada Invencible. Un cronista observaba: “Todos se quejan de la escasez reinante”. En muchos condados ingleses se desataron protestas por la falta de alimento, en las que los pobres manifestaban su desacuerdo con el cercado de las tierras comunales para crear granjas más productivas y de mayor tamaño. Las ciudades padecieron más que el campo. En Barnstaple, Devon, un hombre llamado Philip Wyot escribió en 1596: “En todo el mes de mayo no ha habido ni un solo día ni una sola noche sin lluvia. [...] Llega poco cereal al mercado [así que] los agricultores no tienen dinero .Hay cereal, pero no lo traen al mercado, y lo poco que llega genera una desesperación y una ansiedad como jamás se había visto”. En ciudades como Penrith, en el noreste, la tasa de mortalidad a causa del hambre se multiplicó por cuatro.

Una de las mayores preocupaciones de los reyes ingleses de la dinastía Tudor, con sus más de tres millones de súbditos, era que faltara el cereal o que el pueblo pasase hambre. Durante el reinado de los Tudor, en Inglaterra existía una economía de subsistencia cuyos métodos y útiles de labranza casi no habían cambiado desde la Edad Media. El gobierno tenía motivos para preocuparse, pues el rendimiento de las cosechas era bastante pobre. En un suelo de gran calidad cabía esperar que a partir de dos fanegas de trigo se obtuvieran sólo entre ocho y diez en el momento de la cosecha. La producción era buena un 40 % de las veces, con secuencias de tres o cuatro años favorables seguidos de un ciclo de hasta cuatro malas cosechas, hasta que la mala situación se invertía. Por supuesto, el precio de los granos fluctuaba en consecuencia. La variación en el precio afectaba más a los pobres que a los ricos y provocaba desconfianza entre la población urbana, que iba en aumento respecto a la de los granjeros. Cuando la cosecha fallaba y el grano era escaso, crecía la sospecha de que los granjeros lo acaparaban. Los clérigos denunciaban a los acaparadores desde el púlpito con estas palabras del libro de los Proverbios: "El pueblo maldice a aquel que acapara el trigo”, pero sus palabras caían en saco roto. Inglaterra, como el resto de Europa, no disponía de una estructura adecuada para transportar el grano del campo a la ciudad o de una región a otra donde hubiera escasez. Incluso después de la última gran hambruna de 1623 sufrida en el sur de Inglaterra, el hambre siguió estando al acecho.

Del libro La Pequeña Edad del Hielo, de Brian Fagan.