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.