La temperatura global de los próximos veinte años

Hacer previsiones fiables del cambio climático en el futuro inmediato es difícil. Un artículo titulado How will Earth’s surface temperature change in future decades?, publicado en agosto del 2009, lo intenta. Pare ello descompone los últimos observaciones de temperaturas de la superficie en cuatro componentes: los asociados con el ENSO (El Niño), con las actividades volcánica y solar, y con las influencias antropogénicas, lo que permite predecir los cambios mundiales y regionales en las próximas dos décadas.

A partir de 2009 a 2014, predicen un aumento de la temperatura superficial global de 0,15 ± 0,03 ºC, debido a un aumento en las influencias antropogénicas y la radiación solar, lo que representa un aumento 50% mayor que lo predicho por el IPCC y una aceleración del aumento de la temperatura global, estancada desde 2002.

Pero como resultado de la disminución de la actividad solar en los cinco años siguientes, la temperatura promedio en 2019 se prevé que sea sólo 0,03 ± 0,01 ºC más cálida que en el 2014. Esta falta de calentamiento global en el período 2014 – 2019 es similar a lo sucedido en el período comprendido entre 2002 y 2008, cuando la radiación solar disminuyó, y esta disminución contrarrestó la mayor parte del calentamiento antropogénico.

En la figura podemos observar las conclusiones de este artículo. El gráfico superior muestra las temperaturas medias globales observadas mensualmente (negro) y un modelo empírico (naranja) que combina estos cuatro componentes.

En el gráfico central se ven las contribuciones individuales de estos componentes, es decir, ENSO (púrpura), los aerosoles volcánicos (azul), la radiación solar (verde) y efectos antropogénicos (rojo). Juntos, los cuatro componentes explican el 76% de la varianza en las observaciones de la temperatura global. Los escenarios de futuro se muestran como líneas discontinuas.

En el gráfico inferior se establecen las hipótesis de la variación de la radiación solar y de la influencia antropogénica.

De manera arbitraria, pero coherente con lo que ha sucedido en los últimos años, se ha previsto una erupción volcánica tipo Pinatubo en 2014, y un ENSO extraordinario, parecido al de 1998, para el 2009. Sus consecuencias se ven en la figura superior, en naranja y en trazos.

Es interesante ver que este artículo llega a la conclusión que el estancamiento en al aumento de la temperatura global de estos últimos años ha sido debido a la disminución de la actividad solar, por lo que podremos comprobar fácilmente si llevan razón observando si en los próximos años el calentamiento se acelera, ya que la actividad solar se sumará al efecto antropogénico.

Las temperaturas del tercer trimestre de 2010

A estas alturas del mes, normalmente ya se han publicado, por parte de la NOAA,  los datos de la temperatura global del mes anterior. Pero no ha sido así por ahora, por lo que he recurrido a las temperaturas publicadas por el CRU (Climate Research Unit) para ver cómo han sido las temperaturas del tercer trimestre del año, trimestre que, grosso modo, coincide con el verano.

Podemos observar en el gráfico que, según el CRU, este verano ha sido el cuarto más caluroso desde que se tienen datos. El verano más caluroso fue el de 1998 (recordemos, con un episodio muy importante de El Niño), seguido de los veranos de 2009 y de 2005.

Los valores de las anomalías de temperatura del tercer trimestre de los años más calurosos han sido, tomando como base la temperatura media del período 1961-1990:

1998 = 0,827 ºC

2009 = 0,737 ºC

2005 = 0,723 ºC

2010 = 0,702 ºC

2006 = 0,666 ºC

Si consultamos las anomalías de temperatura publicadas por GISS Codard Institute for Space Studies, de la NASA), el tercer trimestre de 2010 queda en quinto lugar entre los más cálidos observados hasta ahora. Las anomalías respecto al período 1951 – 1980 de estos cinco terceros trimestres son:

2009 = 0,61 ºC
2005 = 0,60 ºC
1998 = 0,58 ºC
2003 = 0,57 ºC
2010 = 0,54 ºC

Cuando se publiquen los datos de la NOAA veremos si son coherentes con las del CRU y las del GISS.

Parece que los vientos disminuyen en el hemisferio norte

Mientras los gobiernos invierten fuertemente en la energía eólica algo ha estado pasando a los vientos de superficie del Hemisferio Norte, y es que los vientos han disminuido. Si bien las causas de esta disminución siguen siendo inciertas, los vientos de superficie se han reducido en China, los Países Bajos, la República Checa, Estados Unidos y Australia durante los últimos decenios.

Un nuevo estudio, publicado en Nature Geoscience, analiza los cambios en el hemisferio norte de las velocidades de viento en la superficie en los últimos 30 años. En ella, los investigadores han encontrado que las velocidades de viento en la superficie han disminuido en un 15,5% con respecto a casi todas las zonas en las latitudes medias del hemisferio norte, y que los vientos fuertes han disminuido más que los débiles. También señalan que la disminución observada del viento en la superficie en muchas regiones del mundo es una preocupación potencial para la producción de electricidad eólica.

El viento siempre ha sido la más caprichosa de las fuentes de energía, soplando de manera inconstante y variable y en direcciones impredecibles. Sin embargo, el viento representa la más económica de las fuentes de energía renovables que están tan de moda en los círculos verdes. En este estudio,  publicado recientemente, "Northern Hemisphere atmospheric stilling partly attributed to an increase in surface roughness", Robert Vautard y otros han analizado los datos de viento de 822 estaciones meteorológicas de seguimiento de las velocidades del viento de superficie desde 1979 hasta 2008. Hay hallazgos que podrían tener un impacto en la naciente industria de la energía eólica:

La disminución de viento en la superficie observada en muchas regiones del mundo es una preocupación potencial para la producción de electricidad de energía eólica. En China, se ha observado una disminución persistente de los vientos del monzón en todas las estaciones. Se han evidenciado vientos en disminución también en los Países Bajos, en la República Checa, en los estados limítrofes de EE.UU. y en la mayor parte de Australia. En las regiones del Mediterráneo, las tendencias del viento no eran monótonas en las últimas décadas.

Utilizando sólo los datos de los sitios que tenían registros históricos continuos, los investigadores encontraron un patrón común en las latitudes medias del Hemisferio Norte. Parece que el viento ha disminuido en casi todas partes:

Se encontró que las velocidades del viento promedio anual han disminuido del 100 % al 73 % de estaciones de superficie en los últimos 30 años. En Europa, Asia Central, Asia Oriental y en América del Norte la velocidad media anual del viento en la superficie se ha reducido en promedio a una tasa de -0.09, -0.16, -0.12 y -0.07 m/s y por década, respectivamente (-2,9, -5,9, -4,2 y -1,8 % por década), es decir, una disminución de alrededor del 10 % en 30 años y hasta casi un 20 % en Asia Central, donde las tendencias de la velocidad del viento no han sido estudiados hasta el momento . Estas cifras son estadísticamente significativas (p <0,1 % para el coeficiente de regresión). Las zonas tropicales no están bien cubiertas por el conjunto de datos. Sin embargo, la disminución del viento sobre el sur de Asia es también del 5 % por década, y de -0,08 m/s y por década.

Aunque apuntando que algunas series de datos todavía pueden exhibir heterogeneidades, el análisis detallado de los autores apunta hacia una tendencia generalizada a una disminución del viento que no se puede explicar por una deriva de los instrumentos o por otros errores de medición sistemática. Los autores sugieren que los cambios en los procesos de la superficie podrían desempeñar un papel importante en esta amortiguación del viento en la superficie:

Los vientos de superficie son sensibles a los cambios en
(1) la rugosidad de la superficie y
(2) los flujos de calor sensible que modifican los flujos verticales impulso a través de la de la capa límite de convección.
Las tendencias del viento no presentan fuertes variaciones diurnas, lo que sugiere que los cambios de rugosidad deben dominar sobre los cambios de flujo de calor sensible como causa de la disminución.

El aumento de la rugosidad de la superficie podría ser causada por el crecimiento de los bosques, los cambios en los árboles y distribución de los bosques o los cambios en las prácticas agrícolas. El aumento promedio de alrededor de 1,1% anual del sumidero de carbono forestal en las latitudes medias y altas del hemisferio norte podría ser un indicador del aumento de la forestación. La constante expansión urbana que rodea las ciudades del mundo también puede desempeñar un papel en la disminución de los vientos de superficie. De un modo u otro, los seres humanos están seguros de ser responsables por lo menos de una parte de esta disminución. La tendencia global se muestra en la ilustración de abajo.

Las conclusiones del documento sugieren que entre el 25 y el 60 % de la disminución puede ser debido a un aumento de la rugosidad causada por la vegetación. La urbanización también puede añadir rugosidad extra, pero observaciones recientes no apoyan directamente a este mecanismo, e incluso no se ha podido hacer una estimación bruta de la rugosidad debida al aumento de la urbanización. Esto indicaría que la mayor parte de la responsabilidad no puede ser achacada a la humanidad.

Pero ¿qué pasa con el impacto sobre la energía eólica? Así es como concluye el artículo:

Una pregunta importante es si la producción de energía eólica podría verse afectada en el futuro por la disminución del viento. Durante los últimos 30 años los vientos de superficie experimentaron una disminución promedio del 10%, con mayor tendencia a la disminución en los vientos más fuertes. Dado que la producción eólica de electricidad es mucho más eficiente con vientos más fuertes, una continuación de esta tendencia llevaría a una pérdida importante de la producción de energía eólica. Sin embargo, la energía eólica no se toma en la superficie, sino entre 50 y 100 m de altura, donde las tendencias deben ser más débiles de acuerdo a nuestro análisis en tres dimensiones.

Parece que puede haber algún impacto en la generación de energía eólica (tanto como una reducción del 10% de la producción), pero hay pocas posibilidades de encontrarnos viviendo en un mundo en calma. Aun así, algunos de las previsiones optimistas de la producción de energía eólica puede que necesiten alguna revisión.

Información complementaria de Nature sobre el artículo mencionado

La extensión del hielo ártico

Tomando los datos diarios que facilita IARC-JAXA Information System (IJIS), y poniéndolos en un gráfico, observamos que, en 2010, comparando con el promedio de los años 2003 a 2009, la máxima extensión de hielo ártico es algo superior a la media de estos 7 años, y que esta máximo ha durado más tiempo (prácticamente un mes más). En cambio, la fusión de los hielos ha sido más rápida, ya que de julio a primeros de octubre la extensión del hielo ha sido inferior a la media. Actualmente la extensión del hielo ártico coincide con la media.

Al día de ayer, la extensión del hielo ártico fue de 7.463.281 km2.

En la figura se indica también la extensión diaria del hielo ártico en 2007, año en que esta extensión fue la menor del período estudiado.

En resumen, éste parece ser un año normal, comparado con el período desde 2003 hasta hoy.

Sin embargo, si vamos más lejos en el tiempo y tomamos los datos de la Universidad de Colorado, que nos dan la media mensual de la extensión del hielo ártico desde el año 1979, observamos una tendencia neta al decrecimiento de la extensión del hielo ártico. La tendencia es la disminución de 81.000 km2/año de hielo en su punto mínimo, que siempre es el mes de setiembre, y de 42.000 km2/año en su punto máximo, que siempre es el mes de marzo.

Las corrientes oceánicas (4) Las corrientes del Océano Pacífico

El vórtice del Pacífico Norte

El vórtice del Pacífico Norte es uno de los cinco vórtices principales, como ya hemos indicado en anteriores entradas. Es el mayor ecosistema del planeta, y está localizado entre el ecuador y los 50 º de latitud norte, ocupando un área de unos 20 millones de km2.

Este vórtice está formado por las siguientes corrientes principales:

- la corriente Norecuatorial, que de este a oeste, cerca del ecuador, entre 10 y 20º de latitud norte, que transporta el agua desde el continente americano hasta Asia, y que forma el brazo sur del vórtice.

- la corriente Kuroshio o corriente del Japón, que empieza en Taiwán y corre a lo largo del Japón, en dirección noreste. Se trata de una corriente análoga a la corriente del Golfo en el Atlántico, transportando agua cálida del ecuador hacia el polo norte. Tiene una rama hacia el mar del Japón, la corriente Tsushima.

- la corriente del Pacífico Norte, que es una corriente cálida que va de oeste a este entre los 40 y los 50º de latitud norte. Está formada por la unión de las corrientes Kuroshio y Oyashio. Esta última es una corriente subártica que proviene del estrecho de Bering. La corriente del Pacífico Norte se divide, al llegar cerca del continente americano, en dos: la corriente de Alaska, que va hacia el norte, y la de California, que va hacia el sur.

- la corriente de Alaska es una corriente cálida derivada de la corriente del Pacífico Norte, y discurre a lo largo de la Columbia Británica y de las costas sur de Alaska. En contraste con las corrientes subárticas, tiene una temperatura de unos 4 ºC y una salinidad de 32,6 partes por mil. Debido a la geografía costera, la corriente de Alaska inicia un pequeño vórtice en sentido antihorario, que se cierra con la corriente subártica, que se junta con la del Pacífico Norte antes de que ésta derive hacia la corriente de California.

- la corriente de California deriva de la corriente del Pacífico Norte y se dirige hacia el sur. Al venir del norte, sus aguas son relativamente frías si las comparamos con las de la costa este de los Estados Unidos. Además, se producen surgencias (upwelling) de aguas más profundas y frías, debidas a los vientos dominantes del nordeste y a las fuerzas de Coriolis, que traen a la superficie sedimentos ricos en nutrientes, lo que permite mantener grandes poblaciones de ballenas, peces y pájaros marinos. Las frecuentes nieblas características de la costa californiana se deben a estas agua frías. La corriente de California alimenta de nuevo la corriente Norecuatorial, cerrando así el vórtice del Pacífico Norte.


La contracorriente ecuatorial

Esta corriente fluye de oeste a este a unos 5º de latitud norte. Es el resultado del balance de las corrientes Norecuatorial y Surecuatorial, que transportan agua hacia el oeste. Esta contracorriente ecuatorial se intensifica durante los años del fenómeno El Niño.

 
El vórtice del Pacífico Sur

Es el mayor sistema de corrientes oceánicas. Está localizado entre el ecuador, Sudamérica y Australia. En su mayor parte contiene poca vida marina. Está formado por las siguientes corrientes:

- la corriente Surecuatorial, que fluye de este a oeste entre los 5º de latitud norte y los 20º de latitud sur. Al llegar a las costas australianas toma dirección sur, formando la corriente del Este de Australia.

- la corriente del Este de Australia es una corriente cálida que transporta las aguas ecuatoriales hacia el sur. Tiene una rama que bordea Nueva Zelanda y otra que llega hasta las costas de Australia.

- la corriente del Perú o corriente de Humboldt es una corriente de agua fría que recorre las costas de Chile y de Perú, en dirección noroeste, dirigiéndose hacia el ecuador. Es una de las mayores surgencias (upwellings) oceánicas, lo que, como en el caso de la corriente de California, aporta muchos nutrientes y permite mantener una abundancia extraordinaria de vida marina. Esta surgencia ocurre todo el año en las costas del Perú, pero solamente durante la primavera y el verano en las de Chile, debido al desplazamiento del centro de las altas presiones subtropicales durante el verano. Periódicamente, esta surgencia se ve interrumpida por el fenómeno de El Niño. La corriente de Humboldt tiene una considerable influencia en el clima de Perú y de Chile, enfriándolo. También es responsable de la aridez del norte de Chile y de las zonas costeras de Perú y del sur de Ecuador.

La gran mancha de basura

Situada en el centro de la zona de convergencia del vórtice del Pacífico Norte se encuentra una zona con una gran concentración de basura. El tamaño de esta mancha no es fácil de determinar, ya que no existe un standard específico para determinar cual es el nivel de concentración normal y alto de la basura, y debido a que estas manchas no son visibles desde el espacio, ya que los plásticos se hunden en las capas superficiales de agua. Sin embargo, se estima que su tamaño es del doble que la superficie de Texas, es decir, casi 1,5 millones de km2.

Algunos sugieren que podría haber dos manchas de basura en el Pacífico Norte, tal como se indica en la figura.