La fuga de la corriente Agulhas y el calentamiento global

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. 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, en lo que se conoce como la “fuga o escape” de la corriente Agulhas.

Como el agua del océano Índico es más cálida y más salada que la del océano Atlántico, esta “fuga” de agua es una fuente importante de sal y de calor para el giro del Atlántico sur. Se cree que este flujo de calor que contribuye a la alta tasa de evaporación en el Atlántico Sur, un mecanismo clave en la circulación termohalina.

En la revista Nature se acaba de publicar un artículo sobre este tema, On the role of the Agulhas system in ocean circulation and climate, en el que un equipo de científicos liderado por la Universidad de Miami Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas y Atmosféricas Oceanógrafo Lisa Beal, sugiere que la fuga de Agulhas puede ser un actor importante en la variabilidad del clima mundial.

La figura muestra el sistema de la corriente Agulhas y su fuga al Atlántico Sur. El desplazamiento de los vientos hacia el sur (figura de la derecha) a causa de un clima más cálido, provoca un desplazamiento hacia el sur del frente subtropical (flechas rojas), ensanhando la “autopista” que permite la fuga de Agulhas alrededor de la punta de África. El aumento de la fuga de Agulhas provoca a su vez un aumento en las corrientes de circunvalación del Atlántico.

Recientes investigaciones apuntan a un aumento de la fuga de Agulhas en las últimas décadas, causada principalmente por el cambio climático inducido por el hombre. Este descubrimiento es muy importante, dicen los oceanógrafos, que piensan que el aumento de fugas de Agulhas podría provocar un fortalecimiento en las corrientes del océano Atlántico, en un momento en que se han acelerado tanto el calentamiento de las corrientes del Atlántico Norte, como la entrada de agua de deshielo, que disminuye su salinidad. Se piensa que ambos factores contribuyen al debilitamiento de las corrientes atlánticas

"Esto podría significar que las actuales predicciones de los modelos del IPCC para el próximo siglo son erróneas, y que no habrá un enfriamiento en el Atlántico Norte para compensar parcialmente los efectos del cambio climático global en América del Norte y Europa", dijo Beal. "En cambio, el aumento de fugas de Agulhas puede estabilizar el transporte oceánico de calor transportado por la circulación del Atlántico."

También hay datos paleo oceanográficos que sugieren que hubo picos muy importantes en las fugas de Agulhas en los últimos 500.000 años, que pudieron haber desencadenado el final de los ciclos glaciales.

Lo dicho muchas veces: nos queda mucho por aprender, por lo que no hay que ser demasiado crédulo con los modelos que nos proponen para predecir los efectos del cambio climático.

El fracaso anunciado del Comercio de Emisiones europeo

Desde que el Comercio de Emisiones de la Unión Europea entró en vigor el 1 de enero de 2005, se ha visto rodeado de incertidumbre. Aunque el sistema está pensado para ser el arma más poderosa en el esfuerzo por reducir las emisiones de carbono en Europa, se han mantenido las dudas sobre su eficacia y viabilidad. En teoría, "el comercio de emisiones debe permitir que la Unión Europea alcance su objetivo de reducción de emisiones bajo el Protocolo de Kyoto, a un costo inferior al 0,1% del PIB, bastante menor del que sería si se actuara de otra forma”, según la Comisión Europea. (2008). En la práctica, la eficiencia y la eficacia del comercio de emisiones siguen siendo cuestionables.

La Comisión Europea propone reducir las emisiones de carbono «nacionales» en un 20% en 2020 respecto a 1990. El comercio de emisiones es el buque insignia en los esfuerzos de la Unión Europea para alcanzar este objetivo. El programa cubre todos los sectores con las emisiones de carbono procedentes de fuentes puntuales importantes, como energía eléctrica, acero, hierro, petróleo y gas. Las fuentes móviles de emisiones (por ejemplo, el sector del transporte) aún no están incluidos en el comercio de emisiones.

El hecho de que al comercio de emisiones se centre en fuentes de emisiones de carbono que sean grandes, inmóviles y concentradas, no es casual. La reducción de las emisiones de unas pocas plantas de energía es más fácil que la reducción de las emisiones de los millones de coches. Dado que las fuentes fijas grandes están todos cubiertas por el comercio de emisiones, se aplica a estos sectores un objetivo de reducción más estricto que a sectores fuera del régimen de comercio de emisiones. En efecto, se espera que los sectores incluidos en el comercio de emisiones europeo reduzcan sus emisiones en un 21% entre 2005 y 2020, mientras que se proyecta que los sectores al margen del régimen reduzcan sus emisiones en sólo un 10%. Juntas, las reducciones son suficientes para alcanzar el objetivo del 20% en 2020.

El énfasis en los sectores cubiertos por el régimen de comercio de misiones subraya su papel clave: si el objetivo de reducción del 21% no se cumple, la consecución de los objetivos globales de reducción será casi imposible, porque requeriría una reducción más fuerte en los sectores en donde la reducción de emisiones es ya más difícil o más costosa de lograr. Por lo tanto, alcanzar la meta del comercio de emisiones es crucial.


¿Por qué la fijación de un tope de emisiones y un comercio de emisiones se supone que es eficaz y eficiente ...

Bajo ese régimen, se distribuyen derechos de emisión a todas las instalaciones incluidas en el régimen. Un derecho de emisión proporciona al propietario el derecho a emitir una tonelada de CO2 a la atmósfera. Debido a que el número de derechos de emisión expedidos en un año se puede establecer a un nivel específico, se puede suponer que el régimen es un medio eficaz para reducir las emisiones. El nivel de emisiones, después de todo, viene limitado por el número de derechos de emisión expedidos. Si las empresas no compran derechos de emisión cuando exceden sus límites de emisión, incurrirán en una elevada multa. La multa que se establece está muy por encima del precio real de mercado de derechos de emisión, por lo que no vale la pena hacer trampa.

Al reducir progresivamente el número de derechos de emisión expedidos para llegar al nivel deseado, la Unión Europea debe ser capaz de alcanzar sus objetivos de reducción para 2020. Las empresas tendrán que comprar derechos de emisión si no reducen lo suficiente sus emisiones, o tendrán que invertir en tecnologías de bajas emisiones de carbono para poderlas reducir. Se supone que éste es el mecanismo más eficiente para reducir las emisiones, ya que las fuerzas del mercado asegurarán que las empresas con la tecnología de menor costo disponible serán las primeras en invertir. Así, el objetivo de reducción de emisiones se realizará al menor costo posible.

Si esto es así, entonces ¿por qué, como se indicó anteriormente, siguen en duda la eficiencia y la eficacia de l comercio de emisiones?


... Y por qué el comercio de emisiones de la Unión Europea no lo es?

La respuesta es que hay una gran diferencia en cómo el sistema fue diseñado en teoría y cómo funciona en la práctica. El diseño actual del comercio de emisiones de la Unión Europea no tiene nada que ver con el estilizado, eficaz y eficiente régimen de comercio descrito anteriormente. Con 30 gobiernos nacionales, las distintas industrias y grupos de presión involucrados en el esquema, el diseño real del comercio de emisiones de la Unión Europea es el resultado de un compromiso entre todas las partes interesadas. Este compromiso ha llevado a un diseño con varios fallos que socavan la eficacia y la eficiencia del sistema. De hecho, bajo el régimen actual del régimen es poco probable que sirva para incentivar inversiones sustanciales en tecnologías de bajas emisiones de carbono de aquí al año 2020. Un estudio reciente de la Universidad holandesa de Groningen y de la consultoría tecnológica TNO (Mulder y Bos, 2010) muestra que la probabilidad de alcanzar el objetivo comunitario de reducción es muy baja.

Las inversiones sólo tendrán lugar si los derechos de emisión son escasos o si se espera que sean escasos en el futuro próximo. De lo contrario no hay ningún incentivo para invertir en tecnología de reducción de emisiones. Sin embargo, el comercio de emisiones de la Unión Europea sufre de un exceso de oferta general de derechos de emisión. Según el mencionado estudio se espera que, en promedio, se incorporen a la Fase III del comercio de emisiones de la Unión Europea, que comienza en 2013, un total de 1.400 millones de derechos. El exceso de 1.400 millones de derechos se ha ido construyendo a lo largo de la segunda fase del régimen (2008-2012) y es equivalente a aproximadamente el 70% de la demanda europea de derechos de emisión en 2009. Para ponerlo en otra perspectiva: el excedente sería suficiente para cubrir la demanda holandesa de derechos de emisión por un total de 16 años. Como resultado, los subsidios no son escasos, lo que minimiza la presión sobre las empresas para reducir sus emisiones y presiona a la baja el precio de la emisión de carbono.

A partir de 2013, el número de derechos de emisión se reducirá en un 1,74% anualmente. Sin embargo, esto no implica que el mercado pase de un superávit anual de un déficit anual de inmediato. Aunque el superávit anual se reducirá, en promedio, se espera que el mercado permanezca con un exceso de oferta hasta el año 2020. Como resultado del continuo exceso de oferta, se espera un crecimiento del excedente total de 1.400 millones a finales de 2012 hasta 2.100 millones en 2020.


Las causas del exceso de oferta

La razón para el exceso de oferta en el mercado es que el diseño del comercio de emisiones de la Unión Europea incluye una serie de regulaciones (lagunas jurídicas) que permiten una acumulación gradual de los subsidios a través del tiempo. Se pueden identificar tres fuentes principales de exceso de oferta:

1. "Bancarización" de los derechos de emisión

A partir del inicio de la Fase II en 2008, a las empresas se les permitió depositar en una especie de banco su exceso de derechos de emisión. Antes de ese momento, durante la Fase I (2005-2007), los derechos sólo podían ser utilizados para compensar las emisiones de un año específico y después perdían su función y su valor. La nueva norma implica que el exceso de derechos de emisión sobre la demanda inmediata puedan trasladarse a ejercicios futuros y, como tal, mantienen su valor con el tiempo. Este cambio aumentó la posibilidad de negociar los derechos de emisión, pero también significó que las emisiones ya no se limitan al número de derechos de emisión expedidos en un año determinado.

Esto significa que mientras que en el pasado la Comisión Europea podría establecer los niveles anuales de emisión con los que se llegaría gradualmente a la meta final deseada, ahora sólo puede controlar el número total de derechos de emisión expedidos durante el período de 13 años (2008-2020). Como resultado de esta regla, la reducción de las emisiones de hoy puede incrementar el nivel de emisiones de mañana. Esto hace que el sistema sea vulnerable a los shocks de demanda repentina. La reciente recesión económica es un claro ejemplo. El nivel de emisiones en el marco del los derechos de emisión de la Unión Europea se redujo en más del 11% en 2009 y, como consecuencia, las empresas acumularon alrededor de 250 millones de derechos en ese solo año. Durante la totalidad de la Fase II, a causa de la recesión, se espera que se añadan unos 700 millones de derechos a los excedentes. (Mulder y Bos, 2010)

Con la disposición de la bancarización de los derechos en vigor, el comercio de emisiones seguirá siendo vulnerable en el futuro a los vaivenes de la demanda, eliminando la capacidad de los responsables políticos para poder dirigir el nivel de emisiones en 2020 a un nivel específico.

2. La Directiva de Enlace

Otra importante fuente de exceso de oferta es la Directiva de Enlace. La Directiva de Enlace permite a las empresas importar derechos adicionales al régimen de comercio de emisiones europeo. Estos derechos provienen de dos programas en el marco del Protocolo de Kyoto: el Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) y Aplicación Conjunta (AC). Las empresas pueden utilizar estos derechos de emisión para compensar sus emisiones por encima de los derechos de emisión que ya han sido concedidas en el sistema europeo. La directiva permite a las empresas a aumentar un máximo de 13,3%el número de derechos de emisión del sistema europeo.

En 2009 se utilizó alrededor de un tercio del potencial de la Directiva de Enlace. Esto dio lugar a un extra de 82 millones de derechos de emisión que entraron en comercio de emisiones de la Unión Europea en ese mismo año, añadiendo aproximadamente un 4% al límite previsto inicialmente. Como este límite de derechos de emisión previsto inicialmente debe disminuir a partir de 2013, y como los programas del MDL y la IC se desarrollan cada vez más, es probable que el recurso a la Directiva de Enlace crezca con el tiempo, aunque la Comisión Europea tiene previsto prohibir el uso de derechos de emisión de determinados programas específicos.

3. Los sobrantes de la Reserva para Nuevos Participantes.

La Reserva para Nuevos Participantes (RNP) es la tercera fuente importante del exceso de oferta. Como su nombre indica, los derechos de emisión de la RNP se reservan para los nuevos participantes en el comercio de emisiones de la Unión Europea. Por ejemplo, si se construye una nueva central eléctrica, la RNP asigna los derechos de emisión a esta instalación.

Se reserva al cinco por ciento del límite de la previsión total para nuevos participantes. Si hay derechos de emisión sobrantes en la RNP al final de la Fase II, los estados miembros son libres de venderlos en el mercado. Como estos derechos no serán cubiertos por emisiones, no harán más que aliviar la presión sobre los titulares que estén en condiciones de comprar.

Se espera que se quede un considerable número de derechos de emisión en la RNP a finales de 2012. Las estimaciones van desde 180 hasta 360 millones derechos de emisión, dependiendo de las acciones individuales de los estados miembros y del número de nuevos participantes en los próximos dos años. Si los estados miembros decidieran la retirada de su superávit en lugar de vender estos derechos en el mercado, el problema dejaría de existir. Sin embargo, los excedentes son una fuente fácil de dinero en efectivo para los gobiernos con los que podrían financiar otros proyectos. Con un precio de mercado de 15 euros por derechos de emisión, un exceso de 180 millones de derechos proporcionaría a los gobiernos nacionales con un total de ingresos de 2.700 millones de euros. El resultado es que los gobiernos nacionales tienen un incentivo para no actuar en interés del régimen de comercio vendiendo todos los derechos que queden en la reserva.


Fase III: la falta de coherencia socavará aún más el comercio de emisiones

Este análisis no sólo indica que no hay una base para un incentivo de precio fuerte y estable del comercio de emisiones, sino que, todavía más importante, muestra que la política europea de emisiones de carbono carece de coherencia interna. El excedente, después de todo no es una consecuencia de circunstancias imprevistas, sino el resultado directo de los elementos que se han introducido deliberadamente en el sistema, como la Regla de Bancarización de los derechos de emisión, la Directiva de Enlace y la Reserva para Nuevos Participantes, que son opciones esencialmente políticas.

Por desgracia, los elementos que socavan la eficacia de este régimen no se limitan a la segunda fase del comercio de emisiones. Por ejemplo, también se ha creado una RNP para la tercera fase (2013-2020). Aunque todavía es demasiado pronto para decir si habrá o no derechos de emisión sobrantes en esta reserva en el año 2020, la Comisión Europea ya ha reservado 300 millones de derechos como un medio para financiar proyectos relacionados con las tecnologías energéticas innovadoras y la captura y almacenamiento de carbono (CAC). Por lo tanto, la Comisión Europea vuelve a aliviar la presión sobre las empresas cubiertas por el régimen mediante la puesta en circulación de más derechos de emisión para financiar otros proyectos. Aunque el apoyo para el desarrollo de tecnologías como la CAC es una necesidad para alcanzar metas a largo plazo de reducción de emisiones, la fuente de financiación (derechos de emisiones), socava una vez más el comercio de emisiones. Considerando que es necesaria una gran demanda de derechos de emisión para estimular las inversiones, un continuo exceso de oferta hasta el año 2020 es una posibilidad real. Con esto en mente, incluso el nivel actual de precios de 15 euros por tonelada de CO2 debe ser considerado elevado, incluso dentro de algunos años.


Porque una simple reducción del límite no es la solución

La manera de resolver este problema de grandes excedentes parece sencilla: reducir el número de derechos de emisión expedidos. Actualmente la Comisión Europea tiene previsto reducir el número de derechos de emisión expedidos en la fase 3 de 500 a 800 millones para corregir los efectos de la recesión económica reciente. Tal medida podría aumentar la probabilidad de alcanzar la meta de reducción de emisiones. Sin embargo, por sí sola, una reducción de derechos de emisión puede ser todavía ineficaz, porque no soluciona ninguna de las debilidades del comercio de emisiones. Sigue presente la vulnerabilidad a los vaivenes de la demanda, a la Directiva de Enlace y a la RNP.

Las medidas políticas deberían por lo tanto, ante todo, centrase en la eliminación de las debilidades del comercio de emisiones. La coherencia política es la clave: eliminar la Directiva de Enlace, dejar de utilizar la RNP como instrumento financiero y eliminar los derechos que quedan en la reserva. Un acuerdo que incluyera estos elementos constituiría un gran paso adelante. Por desgracia, un acuerdo de largo alcance como éste es difícil de alcanzar dado el número de partes presentes en la mesa de negociación.


Porqué los subsidios para la energía eólica son una mala idea

Pero todavía hay otro problema. Incluso si asumimos que las partes lleguen a un acuerdo y hagan lo que es necesario resolver algunas de las principales debilidades del sistema actual, no se podrá decir que el régimen de comercio de emisiones es un método eficaz y eficiente para alcanzar la meta de reducción de emisiones europeas.

El mercado del carbono sólo funcionará de manera eficiente (es decir, alcanzar el objetivo al menor costo posible) si el precio de las emisiones de carbono es razonablemente estable, para que las empresas puedan planificar sus inversiones en consecuencia. Esto sólo ocurrirá si los responsables políticos se abstienen de interferir en el mercado y limiten sus acciones a proporcionar un entorno político estable y coherente. En ese caso un régimen de comercio de emisiones podría funcionar.

En realidad, en los últimos cinco años hemos visto un precio del carbono inestable e impredecible. En efecto, el mercado de emisiones de carbono no es un mercado real, en los que las fuerzas del mercado determinan los resultados. Los responsables políticos interfieren constantemente y tratan de dirigir el mercado. Si interferir significa que se han resuelto las deficiencias, sería una buena cosa. Sin embargo, en la práctica, esta interferencia es a menudo igual a cualquier gestión de crisis (por ejemplo, la reparación de los daños de la recesión) o proporcionando sustitutos del mercado (por ejemplo mediante la subvención de ciertas formas de energía renovable).

Este último tipo de interferencia a menudo pasa desapercibida porque la interferencia con el régimen de comercio de emisiones es indirecta. Por ejemplo, los gobiernos proponen continuamente nuevos esquemas y subsidios para estimular el uso de fuentes de energía renovables y otras fuentes con baja emisión de carbono. Estas subvenciones favorecen el negocio de las empresas involucradas. Como resultado, pueden invertir, por ejemplo, en la energía eólica en alta mar antes de lo que habría hecho sin subvenciones. El problema es, sin embargo, que ya existe un plan que tiene por objeto proporcionar el mismo incentivo para la industria: el comercio de emisiones. Si los responsables políticos tomaran las medidas necesarias para mejorar el funcionamiento del comercio de emisiones, el aumento de los precios del carbono haría que con el tiempo el parque eólico marino fuese económicamente viable por sí mismo. Un subsidio no sería necesario y se podría ahorrar dinero de los contribuyentes.

El argumento, sin embargo, va aún más lejos. Las empresas que invierten en energía eólica en alta mar con la ayuda de una subvención lo hacen antes de lo que deberían hacerlo, con el consiguiente ahorro de derechos de emisión que de otra manera se usarían para cubrir las emisiones. Estos subsidios ahora se pueden vender en el mercado para uso de otras empresas. Las empresas que compran los derechos de emisión en exceso pueden aplazar sus propias inversiones. Como resultado, las políticas que aceleran el esfuerzo de reducción de carbono en un país, en realidad reducen la presión sobre las empresas en otros estados miembros del comercio de emisiones. En conjunto, la subvención no añade nada a la reducción del esfuerzo en general, pero no es más que un sustituto costoso para las reducciones que se habrían producido de todos modos.

El subsidio para la energía eólica es sólo un ejemplo de cómo las políticas en un trabajo a nivel local o nacional (o incluso europeas) actúan como sustituto del comercio de emisiones, con el efecto de socavar el precio de los derechos y la eficiencia del sistema. Las normas sobre las emisiones, las regulaciones, los impuestos y cualquier otra medida destinada a "acelerar" los esfuerzos de reducción de las industrias cubiertas por el régimen tendrían un efecto similar.

Los responsables políticos tienen hasta cierto punto razón cuando insisten en la necesidad de otros incentivos. El comercio de emisiones no está proporcionando el tipo de incentivo fuerte y estable que cabe esperar de él, así que es comprensible que busquen otros métodos. Mientras el comercio de emisiones siga en vigor, sin embargo, los responsables políticos deberían abandonar el trabajo por libre, abstenerse de introducir otros incentivos y centrarse en la coherencia del comercio de emisiones para que éste sea un arma eficaz y eficiente en la lucha contra las emisiones de carbono.

La alternativa es la abolición del comercio de emisiones en su conjunto y cambiarlo por otro plan de incentivos. Un ejemplo de un plan de incentivos que podría eludir todos los problemas mencionados sería un impuesto progresivo sobre las emisiones de carbono. Aunque el gobierno no tendría ningún control directo sobre los niveles de emisión, y un impuesto se supone que es menos eficiente que un mecanismo de mercado, proporcionaría la estabilidad, la seguridad y el mecanismo para que los precios de las emisiones de carbono aumentaran. Como resultado, se crearía un aliciente para poner en marcha las inversiones necesarias para lograr el objetivo de reducción previsto para 2020. Los sistemas de control ya están en marcha y los derechos que ya se han emitido no tendrían que perder su valor o función. Lo más importante, sin embargo, el «excedente de derechos» se convertiría en una cosa del pasado. Los gobiernos tienen que elegir: o bien permitir que el mercado haga su trabajo, o introducir un impuesto que no tenga control sobre los niveles de emisión. Pero interferir en el mercado con proyectos y medidas que socavan el precio del CO2, no es viable en ningún caso.

Traducción de un artículo de la European Energy Review

El gradiente natural de pH de los océanos

En los océanos existen gradientes naturales de pH del agua de mar, pilotados principalmente por la temperatura del agua. Estos gradientes están relacionados con procesos físicos y biológicos. En el mapa de la figura se muestran los gradientes horizontales típicos de pH en la superficie del agua. Este mapa refleja la disminución del pH en las zonas bajo la influencia de las surgencias, debido a la advección hacia la superficie de las aguas profundas, frías, ricas en carbono inorgánico disuelto y de bajo pH. Esto ocurre, por ejemplo, en el Pacífico Ecuatorial Oriental, el Mar Arábigo a lo largo de las costas de Somalia y Omán, y frente a la costa occidental de África.

Para las regiones que no están afectadas por surgencias, las zonas donde la producción biológica es mayor tienden a caracterizarse por valores de pH más altos. En estas regiones, la fijación por el fitoplancton de carbono inorgánico disuelto y su posterior transporte a las capas más profundas (por la llamada "bomba biológica"), eleva el pH del agua superficial.

El pH del agua de mar tiende a disminuir con la profundidad, como se ilustra en la figura. Este es también el resultado del flujo descendente de carbono fijado en la zona fótica (aquella en la que penetra la luz del sol) por el fitoplancton, que es remineralizado en las capas más profundas.

Curiosamente, las aguas profundas del Océano Pacífico tienen un pH significativamente más bajo que las del Océano Atlántico. Esto refleja el papel interactivo de la actividad biológica y la circulación global del agua de los océanos. Las aguas profundas del Océano Pacífico, han tenido más tiempo para acumular CO2 de remineralización de la materia orgánica que las aguas del Atlántico, debido a su mayor edad (o mayor tiempo transcurrido desde su último contacto con la atmósfera al circular el agua a lo largo de la cinta transportadora de profundidad desde el Atlántico hacia el Índico y el Océano Pacífico).

Hay que tener en cuenta también la reducción progresiva de la gama de variabilidad del pH con la profundidad en las tres cuencas, lo que representa a un entorno mucho más limitado en términos de la química del carbonato a profundidades por debajo de unos 3000 metros. Esta situación podría haber llevado a un menor grado de tolerancia a los cambios de pH para las especies que viven en estas profundidades en comparación con que habitan en las masas de agua superficial. El estrecho límite de tolerancia de las especies bentónicas podrían hacerlas especialmente susceptibles a los futuros cambios de la química marina debidos a la acidificación de los océanos.

Las temperaturas globales del primer trimestre (2)

La NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) acaba de publicar las anomalías globales de temperatura del mes de marzo de 2011, por lo que podemos completar la entrada sobre este mismo tema en la que comentábamos las temperaturas del primer trimestre, entonces con los datos del GISS.

Según la NOAA, el primer trimestre del año 2011 ha sido el treceavo más cálido, a igualdad con el primer trimestre del año 2008. El primer trimestre más cálido fue el del año 2002, seguido de los de 1998, 2007 y 2010. El notable enfriamiento del primer trimestre de este año es un reflejo del fenómeno La Niña.

Hay una diferencia relativamente importante con los datos del GISS en la clasificación, ya que este organismo da como el primer trimestre del año 2010 como el más cálido, seguido del 2002, del 2001 y del 2005.

Para evaluar estas diferencias, podemos ver los dos gráficos siguientes, en donde se comparan las anomalías de temperatura del primer trimestre de ambos organismos de 1970 a 2011. La correlación entre ambas tiene un coeficiente de correlación R2 = 0,96 (muy significativo) y, si listamos las diferencias anuales, la media es de menos de 0,01 ºC y la desviación tipo de 0,05 ºC. La diferencia entre ambas series, año por año, no debe superar 0,15 ºC (tres veces la desviación tipo).

Es interesante ver como, según la NOAA, han evolucionado las temperaturas del primer trimestre desde el año 1880: en el gráfico se pueden ver las temperaturas anuales y las medias decenales. Desde la década de los 30 hasta la de los 70, es decir, durante 50 años, la temperatura del primer trimestre se mantuvo relativamente estable, con una anomalía entre -0,05 y + 0,06 ºC. A partir de la década de los 80, la temperatura global del primer trimestre aumenta de unos 0,18 ºC por década.

Datos NOAA

La erupción del Monte Toba

Hace unos 74.000 años se produjo una enorme explosión volcánica, la del Monte Toba, cuya ceniza puede rastrearse en el noroeste de la India, donde se pueden encontrar espesores de hasta 6 metros de espesor.

Tambora, la mayor erupción histórica conocida, desplazó 20 kilómetros cúbicos de ceniza. La del Monte Toba produjo 800 kilómetros cúbicos. Fue, por tanto, cuarenta veces mayor que la mayor erupción de los últimos dos siglos y al parecer la segunda mayor erupción explosiva de los últimos 450 millones de años.

La erupción del Monte Toba está marcada por un período de 6 años durante los cuales se depositó la mayor cantidad de azufre volcánico de los últimos 110.000 años. Este dramático suceso fue seguido por 1000 años de los ratios más bajos de isótopos de oxígeno en los núcleos de hielo (ice cores) del último período glacial, entre los eventos Dansgaard-Oeschger 20 y 19. En otras palabras, durante los 1.000 años inmediatamente posteriores a la erupción, la tierra fue testigo de temperaturas más frías que las que hubo durante el último máximo glacial de hace 18-21,000 años.

Para que los aerosoles volcánicos pudieran ser efectivamente distribuidos alrededor de la tierra, el penacho de las erupciones volcánicas debe llegar a la estratosfera, a una altura de más de 17 kilómetros. La pluma de Monte Toba probablemente alcanzó dos veces esta altura. La mayoría de la energía solar incide en las latitudes bajas entre los trópicos de Cáncer y Capricornio, por lo que las erupciones que se producen cerca del ecuador causan un enfriamiento mucho más sustancial debido a la reflexión de la energía solar. Toba se encuentra a 2 grados al norte del Ecuador, en la isla de Sumatra.

La reducción de la visibilidad atmosférica debido a la ceniza volcánica y las partículas de polvo es relativamente de corta duración, de tres a seis meses. A más largo plazo, el enfriamiento climático global es causado por la niebla de ácido sulfúrico altamente reflectante, que permanece suspendida en la atmósfera superior durante varios años.

Pruebas de núcleos de hielo implica Monte Toba como la causa de los más fríos del Milenio de las finales del Pleistoceno. Esto demuestra que esta erupción inyectó más de azufre que se mantuvo en la atmósfera durante más tiempo (seis años) que cualquier otra erupción volcánica en los últimos 110.000 años. Esto podría haber causado la deforestación casi total del sudeste de Asia, y al mismo tiempo que las temperaturas superficiales del mar disminuían entre 3 y 3,5 grados centígrados durante varios años.

En esta época, los parámetros de Milankovitch favorecían de nuevo el crecimiento de los casquetes de hielo en el hemisferio norte (insolación veraniega baja) y la erupción del Toba quizás agudizó el proceso. Según algunos autores pudo incluso ocurrir que la erupción fuese consecuencia de la desestabilización litosférica producida por un previo descenso del nivel del mar y que produjese una aceleración del proceso de enfriamiento (Climate – Volcanism Feedback and the Toba Eruption of ~ 74.000 years ago).

Si Tambora causó el "El año sin verano" en 1816, el Monte Toba podría haber sido responsable de seis años de invierno volcánico implacable, causando una deforestación masiva, una hambruna desastrosa para todos los seres vivos, y una casi extinción de la Humanidad (Late Pleistocene human population bottlenecks, volcanic winter, and differentiation of modern humans).

Los estudios genéticos sugieren que el tamaño de la población humana se redujo a menos de 10.000 adultos hace entre 50 y 100 mil años. Los supervivientes de esta catástrofe mundial encontraron refugio en zonas tropicales aisladas, principalmente en el África Ecuatorial. Las poblaciones que vivían en Europa y el norte de China fueron completamente eliminadas por la reducción de las temperaturas de verano de hasta 12 grados centígrados.

Este invierno volcánico con su inmediata edad de hielo puede explicar este origen común del homo sapiens, pero si hace tan poco tiempo que hemos salido de África, ¿por qué no tenemos todos un aspecto más africano? La explicación puede estar en que al reducirse tanto los niveles de población, la deriva genética y las adaptaciones locales pudieron producir cambios rápidos en las poblaciones supervivientes, por lo que los pueblos del mundo parecen tan diferentes hoy en día. En otras palabras, la explosión del Toba puede haber causado que las razas modernas se diferenciaran bruscamente en sólo 70.000 años, en lugar hacerlo poco a poco durante más de un millón de años.

La importancia de la variación del pH

El agua pura se encuentra autoioniozada en iones H+ y OH- . Cualesquiera que sean las otras substancias presentes en la disolución, el producto de las concentraciones molares de ambos iones es 10^-14.

[H+] × [OH-] = 10^-14

En el agua pura hay el mismo número de iones H+ que iones OH-, por lo que la concentración molar de cada uno de ellos es de 10^-7, o, lo que es lo mismo, de 0,0000001 moles de cada ión por mol de agua, lo que equivale a decir que sólo una de cada 10 millones de moléculas de agua se autoioniza.

Cuando la concentración de iones H+ disminuye, para mantener el producto de ambos iones constante, la concentración de iones OH- aumenta, y la solución se hace más básica. Al revés, cuando aumenta la concentración de iones H+, disminuye la de iones OH-, y la solución se hace más ácida. Para medir la acidez y la basicidad de una solución se emplea el concepto de pH, que se define como el logaritmo decimal cambiado de signo de la concentración molar de iones H+ en la solución.

pH = - log [H+]

En las figuras podemos ver como varía la concentración molar de iones H+ en función de la variación del pH. Lógicamente, esta variación no es lineal.

Cuando decimos que las aguas superficiales de los océanos ya se han acidificado en promedio de 0,1 unidades de pH desde los niveles pre-industriales, en realidad estamos diciendo que la concentración de iones H+ ha aumentado un 26 %, y cuando decimos que a finales del siglo XXI, las proyecciones basadas en diferentes escenarios indican que el pH del océano se habrá reducido de 0,3 a 0,4 unidades de pH, estamos diciendo que la concentración de iones H+ habrá aumentado del 58 al 100 %, como se comprueba fácilmente al dividir el valor de la concentración molar correspondiente a un determinado pH por el correspondiente a un pH de un valor 0,1, 0,2 o 0,3 mayor.

Cuando el CO2 se disuelve en el agua, se produce la siguiente reacción:

CO2 (disuelto) + H2O <=> H2CO3 <=> HCO3- + H+

Se produce, por cada molécula de CO2 disuelta en el agua, un ión bicarbonato y un ión H+, por lo que el agua se acidifica.

Una característica importante a tener en cuenta es que el CO2 se disuelve más fácilmente en agua fría que en agua caliente. Por tanto, la acidificación de los océanos será superior en los polos que en el ecuador.

Las temperaturas del primer trimestre

La anomalía de temperatura global del primer trimestre de 2011 ha sido, según los datos del GISS (Godard Institute for Space Studies), de +0,49 ºC (en base a la referencia de 1951 a 1980. Ha sido el décimo primer trimestre más cálido, a igualdad con el del año 2009, según se ve en los gráficos. Parece que el sobrecalentamiento del 2010 se ha detenido.

Cuando la NOAA publique sus datos podremos comprobar si el orden es el mismo.

Datos GISS

La Circulación Meridional de Retorno del Atlántico Norte

La circulación termohalina global se manifiesta en el Atlántico Norte en una Circulación Meridional de Retorno (Meridional Overturning Circulation – MOC), que transporta hacia el norte una gran cantidad de calor, estimada en un 25 % del flujo global, y que alcanza su máximo a una latitud de 24,5ºN.

El calor transportado por la MOC se emite a la atmósfera y en gran parte se lleva hacia el este por los vientos del oeste. Esta es una importante contribución al clima suave del noroeste de Europa. Los modelos numéricos indican que la MOC es probable que se debilite en un 30% en el próximo siglo como consecuencia de las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, los registros paleoclimáticos sugieren que durante la última Edad de Hielo la MOC fue objeto de reajustes bruscos que fueron responsables de un enfriamiento del clima europeo de entre 5-10 ° C. Es, pues, muy importante seguir el flujo de la MOC para comprobar como varía.

Para ello se ha lanzado un proyecto que mide este flujo, diariamente, desde abril de 2004, y que se supone durará hasta el año 2014. En el gráfico se presentan los resultados de la medida de este flujo, en Sv (1 Sv = 1 Sievert = 1.000.000 m3/seg), desde abril de 2004 hasta abril de 2009. El promedio es de 18,5 Sv, y la desviación tipo es de 4,7 Sv. Las variaciones son estacionales, con una periodicidad anual. Los mecanismos que rigen estas variaciones no se conocen.

La tendencia en estos 5 años de medidas es ligeramente a la baja, pero no es significativa.

Proyecto y datos
Artículo en Nature - Monitoring the Atlantic Meridional Overturning Circulation

La actividad solar

Después de un inicio del ciclo 24 que se ha hecho esperar, tanto el número de manchas solares como la radiación solar medida por satélite indican que este ciclo ya está arrancando con fuerza. El promedio del número de machas de marzo ha llegado a 56, después de un año 2010 en que el promedio de manchas fue de sólo 16,5, y de que en enero fue de 19 y en febrero de 29.

Vemos también que la radiación solar medida por satélite también va aumentando poco a poco. Los datos disponibles al día de hoy van hasta el día 2 de febrero, razón por la cual no sabemos si la medida de marzo reflejará el aumento importante del número de manchas.

De todas maneras, por ahora el inicio del ciclo 24 es bastante lento y recuerda la transición del ciclo 14 al 15. Los ciclos 13, 14 y 15 fueron unos ciclos de actividad solar relativamente reducida. Veremos si el ciclo 24 también lo es.

Aunque sabemos que hay una correlación entre el número de manchas y la radiación solar, podemos comprobarlo poniendo en un gráfico los promedios mensuales de ambas magnitudes, como se ve en el gráfico. La correlación no es perfecta, pero es muy significativa.

Media mensual de manchas solares

Radiación solar medida por satélite

Primera aproximación a la acidificación de los océanos

Uno de los principales retos ambientales a los que enfrenta la sociedad es el impacto del aumento de los niveles de CO2 atmosférico y otros gases de efecto invernadero en los sistemas físicos y biológicos en la tierra. Estos niveles elevados se deben principalmente a la combustión de combustibles fósiles y los cambios en el uso del suelo y la deforestación. Hasta ahora, la mayoría de la investigación se ha centrado en los impactos derivados del calentamiento global que ha llevado a (y sigue impulsando) grandes cambios fundamentales en los sistemas biológicos. Sin embargo, la continua acidificación de los océanos (apodada el "gemelo malvado" del calentamiento global) es otra insidiosa consecuencia de los crecientes niveles de CO2 atmosférico. Aunque será difícil cuantificar los efectos por separado, y de hecho su comportamiento sinérgico, los datos recopilados en los últimos años sugieren que la acidificación de los océanos podría representar una amenaza igual (o incluso mayor) para la biología de nuestro planeta.

Una gran parte del CO2 emitido por las actividades de los seres humanos es absorbido por los océanos. Esta absorción representa la captación de ~ 50% del CO2 liberado por la combustión de combustibles fósiles y la producción de cemento, o del 30% si también se incluyen las prácticas de uso de la tierra, como la deforestación. Como el CO2 se disuelve en los océanos, participa en una serie de reacciones que conducen a una disminución en el pH (como se puede ver en la figura). Este cambio en la química del agua de mar afecta a los organismos y los ecosistemas marinos de varias formas, con los impactos más evidentes en los organismos que producen conchas y esqueletos compuestos de carbonato de calcio.

Debido a la disminución inducida por CO2 en la concentración de iones de carbonato en el agua de mar, el estado de saturación del carbonato de calcio precipitado disminuye progresivamente a medida que el pH disminuye, haciendo más difícil la calcificación. Además, la acidificación de los océanos también puede alterar procesos fisiológicos sensibles al pH tales como el intercambio de gases y la reproducción.

Un pH reducido también alterar la química de los nutrientes y la forma química de los metales disueltos en agua de mar, lo que podría reforzar su papel como micronutrientes (hierro, por ejemplo) o su potencial tóxico (por ejemplo, cobre y zinc).

En una escala más amplia, los cambios en la fisiología de los organismos clave como pterópodos, foraminíferos y los corales podría dar lugar a grandes cambios en los ecosistemas de importancia fundamental y/o en las redes alimentarias, con consecuencias para el ciclo del carbono y el intercambio de gases entre el océano y el ambiente.

Las aguas superficiales de los océanos ya se han acidificado en promedio de 0,1 unidades de pH desde los niveles pre-industriales, y los cambios futuros dependerán en última instancia de la velocidad a la que el CO2 se emita por las actividades de los seres humanos.

A finales del siglo XXI, las proyecciones basadas en diferentes escenarios indican que el pH del océano se habrá reducido de 0,3 a 0,4 unidades de pH.

Las condiciones actuales son probablemente más extremas que la que sufrieron los océanos durante millones de años, y las condiciones futuras serán sin duda más extremas. Sin embargo, existe un importante grado de heterogeneidad espacial y temporal en el pH del agua de mar, y la tendencia a la disminución en el pH marino será más pronunciada en algunas zonas que en otras. Las latitudes más altas, por ejemplo, experimentarán el mayor cambio, mientras que los trópicos experimentarán, al parecer, menos cambios. En consecuencia, las condiciones pueden llegar a ser muy hostiles para la calcificación de especies en las regiones de alta latitud norte durante la próxima década, así como en el Océano Sur durante las próximas décadas. Esto no significa, sin embargo, que no haya actualmente cambios a gran escala que se producen (y se seguirán produciendo) en las regiones tropicales.

Comprender las implicaciones de estos cambios en la química del agua de mar para los organismos y ecosistemas marinos está en su infancia.

Intentaremos, en próximas entradas, profundizar en la acidificación de los océanos y sus consecuencias.

Tarifas eléctricas: hemos pagado 726 millones de más

Dentro de la inmensa maraña de los precios que pagamos por la electricidad, es interesante leer el artículo que publicó el diario económico Cinco Días el pasado día 23 de marzo. Para resumir, la tarifa que pagamos la mayoría de los consumidores (los que tenemos contratados menos de 10 kW de potencia), llamada Tarifa de Último Recurso (TUR), tiene dos componentes: el coste de la energía y la tarifa de acceso. Esta última es fijada por el gobierno y financia los costes del sistema (déficit de tarifa, primas a las renovables, primas al carbón nacional, primas a las centrales que tienen que estar paradas por si no hace viento, etc.).

El coste de la energía para la tarifa TUR se fija mediante subastas. A estas subastas, llamadas CESUR (Contratos de Energía para el Suministro de Último Recurso), van, como compradores, las cinco compañías habilitadas para comercializar esta tarifa (Endesa, Iberdrola, Gas Natural, HC Energía y Eon), y, como vendedores, deberían ir, en teoría, los productores de electricidad. Pues no, van entidades financieras como el Deutsche Bank, el Royal Bank of Scotland, Goldman Sachs o Morgan Stanley.

Estas entidades financieras especulan sobre el precio de la energía eléctrica, ya que la subasta CESUR es una subasta virtual, donde no hay venta física de electricidad. Una vez finalizada la subasta, estas entidades financieras actúan como tenedores de una prima de riesgo sobre el precio real al que las cinco compañías comercializadoras comprarán, día a día, la energía a los productores: si este precio es superior al de la subasta, pagan la diferencia a los comercializadores, pero si es inferior, se quedan con el margen. Como, desde que se ha implantado este sistema, el precio que han pagado las cinco comercializadoras a los productores ha resultado inferior al precio resultante de las subastas, el margen que se han llevado las entidades financieras ha sido positivo.

Naturalmente, la tarifa se calcula según el precio resultante de la subasta, y eso es lo que pagamos los consumidores. Naturalmente, también, los precios de cada subasta van aumentando cada vez, como puede verse en el gráfico.

Según dice el artículo al que hemos hecho referencia, desde la subasta del 22 de junio de 2009, la primera hecha con el nuevo sistema, estas entidades financieras se han embolsado 726 millones de euros. Que es lo que los consumidores hemos pagado de más.

Debemos felicitar al Profesor Franz de Copenhague (conocido también como Miguel Sebastián, Ministro de Industria) por su perspicacia a la hora de organizar la liberalización del mercado de energía eléctrica.

Las temperaturas anuales sobre España

Según los datos recientemente publicados por la Agencia Estatal de Meteorología, la temperatura del año 2010 sobre España ha sido de 15,0 º C. Poniendo las temperaturas de los últimos cincuenta años en un gráfico, podemos ver como las medias de cada década han ido aumentando, de modo que la media de la década 2001-2010, de 15,4 ºC, es la más elevada de los últimos cincuenta años.

Este aumento gradual ha sido interrumpido durante la década 1971-1980, que fue excepcionalmente fría, ya que tuvo una temperatura media de 13,9 ºC. Si hubiera seguido la tendencia de las otras décadas, la temperatura hubiera sido de 14,7 ºC, ya que la tendencia de estos últimos cincuenta años es de un aumento de unos 0,2 ºC por década.