jueves, 29 de septiembre de 2011

La radiación solar es menor de lo que se pensaba

El valor más preciso de la irradiancia solar total durante el período del mínimo solar de 2.008 es 1.360,8 ± 0,5 W/ m2, de acuerdo con las mediciones desde el monitor de irradiancia total (TIM) en la misión de la NASA Solar Radiation Climate Experiment (SORCE), que se inició en el 2003, y una serie de nuevas pruebas efectuadas en laboratorios radiométricos. Este valor es significativamente menor que el valor clásico de la radiación solar de 1365,4 ± 1,3 W m2, establecido en la década de 1990, que es el valor que se usa en los cálculos del balance de energía de los modelos climáticos.

La luz dispersada es la causa principal de los valores más altos de radiación medidos por la generación anterior de radiómetros solares. En el TIM, se ha modificado el radiómetro para evitar esta luz dispersa.

La radiación solar es la entrada dominante de energía en el planeta. Pequeñas variaciones de radiación solar pueden producir forzamientos naturales en el clima de la Tierra, que tendrán respuestas globales y locales, por lo que es muy necesario disponer de medidas lo más ajustadas posible de esta radiación para poder hacer balances energéticos que permitan estudiar las variaciones del clima en respuesta a estas variaciones.

En la figura siguiente podemos ver las medidas brutas de radiación solar obtenidas por los diferentes satélites desde el año 1978. Observamos que las diferencias entre los diferentes instrumentos exceden la variación de la radiación solar a largo plazo. Podemos comprobar que la radiación solar medida por SORCE/TIM tiene unos valores bastante menores que los medidos por los satélites más antiguos.


En la figura siguiente vemos como, hasta hace pocos meses, se habían unificado los datos de estos diferentes satélites para tener unos valores que se pudieran utilizar en los balances de energía.


Finalmente, podemos ver los datos obtenidos por la misión SORCE/TIP desde 2003:


Es muy interesante leer el artículo aparecido a primeros de año en Geophysical Research Letters, titulado A new, lower value of total solar irradiance: Evidence and climate significance, que trata en profundidad de este tema.

Datos de TIM - SORCE

martes, 27 de septiembre de 2011

La extensión del hielo ártico

Hasta hace pocos días ha habido un suspense para saber si en este año se batiría el récord de extensión mínima del hielo ártico, que corresponde al 24 se setiembre del 2007, con 4,25 millones de kilómetros cuadrados. Pues no, el récord no se ha batido, ya que este año la superficie helada ha llegado a su mínimo el 18 de setiembre, y ha sido de 4,66 millones de kilómetros cuadrados.

De manera que los amantes del sensacionalismo climático no tendrán ocasión de explicar urbi et orbi que hemos batido un nuevo récord en la carrera hacia el calentamiento global.



El precio de la electricidad del cuarto trimestre

Hoy mismo se ha celebrado la subasta de electricidad por el cuarto trimestre de 2011. Se han subastado 3.600 MWh de base, y el precio resultante de la subasta de estos MWh ha sido de 5,799 céntimos de euro por kWh.


Teniendo en cuenta que en la última subasta, celebrada el pasado 28 de junio, y correspondiente al tercer trimestre, el precio resultante fue de 5,320 céntimos de euro por kWh, el aumento del precio del cuarto trimestre sobre el del tercero es del 9 por ciento.

Al precio resultante de la subasta, para obtener el precio de la tarifa de último recurso, que es la más corriente para los particulares, se le debe añadir la tarifa de acceso, fijada por el gobierno, y que representa un 50 % aproximadamente del total de la tarifa (actualmente, para la tarifa de último recurso, la tarifa de acceso está en 5,5479 céntimos de euro por KWh). Aunque esta tarifa de acceso es muy deficitaria, lo más probable es que el gobierno no la aumente. De modo que podemos esperar un aumento de la tarifa, en porcentaje, de la mitad del aumento correspondiente al de la subasta, es decir, un 4,5%.

Añadido el 2 de octubre:

Finalmente, el gobierno ha decidido no aumentar el precio de la electricidad, para lo que ha bajado el importe que nos cobra por la tarifa de acceso. El problema es que haciendo esto se aumenta el déficit tarifario, que ya está en los 20.000 millones de euros. Una manera de escurrir el bulto y dejar el muerto al próximo gobierno. Otra irresponsabilidad, una más que añadir a las muchas de este gobierno.

lunes, 26 de septiembre de 2011

La fusión del manto Laurentino y su influencia sobre el clima

Desde que acabó la última glaciación, el calentamiento del planeta ha sufrido algunos vaivenes, como el Dryas reciente o el enfriamiento de hace 8.200 años, ambos relacionados con la fusión del manto Laurentino, un casquete polar que cubría la parte oriental del Canadá y del Norte de los Estados Unidos. Para entender correctamente estos eventos climáticos, es interesante saber cuales fueron las etapas de esta fusión. Pero antes veamos qué huellas dejan los glaciares al irse fundiendo.

Las huellas de los glaciares

Los glaciares dejan depósitos sedimentarios: las morrenas, que están relacionadas con el movimiento del hielo, y los depósitos fluvio glaciales, que están relacionados con el deshielo. Las morrenas, entre otros, son buenos indicadores de la posición del frente glaciar. Por lo tanto, con una datación correcta de estas morrenas, se puede rastrear el movimiento de un frente glaciar.

Por otra parte, sabemos que el peso de un glaciar produce una depresión de la corteza terrestre. Cuando se produce la fusión del frente glaciar, la elevación del nivel del suelo por el reajuste isostático no es instantánea, sino que es gradual, dejando una depresión llamada pro-glaciar. El agua del deshielo del glaciar se acumula en estas depresiones (que son a la vez el resultado de la excavación hecha por el glaciar y de la sobrecarga impuesta por el peso del glaciar) para formar lagos pro-glaciares.


Los depósitos sedimentarios de estos lagos (arena, grava, lodo) también contribuyen a conocer la historia de los movimientos del frente glaciar, siempre que estén datados correctamente, lo que no siempre es fácil. Estas dataciones se hacen principalmente por el método del carbono 14, pero pueden emplearse también otros métodos, como los anillos de crecimiento de los árboles y el paleomagnetismo (inversiones magnéticas).

De esta manera se ha conseguido reconstituir la historia del retroceso del frente glaciar Laurentino desde el final de la última glaciación al principio del Holoceno, retroceso que comenzó hace unos 15.000 años.

El manto Laurentino

Una gran parte de América del Norte estuvo recubierta de una inmensa masa de hielo durante la última glaciación, que se extendió hasta el sur de los Grandes Lagos, como lo muestra el siguiente mapa. Se trataba del manto o inlandsis canadiense o Laurentino (un indlandsis, casquete de hielo o manto de hielo es un territorio cubierto de hielos de dimensiones continentales; se localizan en latitudes extremas con una extensión convencional de más de 50.000 km²; en la actualidad estos casquetes de hielo solo cubren la Antártida y Groenlandia), al que se unían el manto de la Cordillera, el manto Innuit y el manto de Groenlandia.



En este manto Laurentino se distinguían tres centros de glaciación, desde los que el hielo fluía hacia diferentes direcciones: los centros del Labrador, del Keewatin y de Baffin. Los espesores de hielo de la Bahía de Hudson llegaron a alcanzar los 5.000 metros. Al acabar la última glaciación se fue abriendo un estrecho paso, libre de hielo, entre los mantos de la Cordillera y Laurentino, sin duda el paso utilizado por los primeros hombres venidos de Asia para colonizar el continente americano, hace unos 12.000 años.

El manto Laurentino es el mayor manto de hielo conocido que hubo en la tierra. Es probable que se extendiera más allá del Escudo Canadiense durante la primera etapa de la última glaciación (de 80.000 a 65.000 años antes de ahora), pero fue algo menor durante el período medio de la última glaciación (de 65.000 a 23.000 años antes de ahora). Volvió a crecer para llegar a su último máximo, y probablemente el de mayor superficie, durante la primera parte del final de la última glaciación (de 23.000 a 18.000 años antes de ahora). La erosión causada por la capa de hielo durante la última expansión y el retroceso correspondiente han eliminado gran parte del registro geológico de eventos anteriores por lo que sólo se conoce bien la historia de la capa de hielo del final de la última glaciación (de 23,000 a 10,000 años antes de ahora) y del Holoceno (desde hace 10.000 años hasta la actualidad).

Su peso deprimió centenares de metros la corteza de la tierra, dejando grandes zonas bajo el nivel del mar, mientras que el volumen de agua retenida en la tierra en forma de hielo disminuía el volumen de los océanos del mundo y bajaba el nivel del mar.

Hace unos 18.000 años, la extensión del manto Laurentino era probablemente la mayor de toda la última glaciación. Una divisoria principal (divisoria = línea desde la cual los hielos fluyen en direcciones opuestas) se extendía desde el norte del Canadá hasta Labrador. El manto de la Cordillera estaba unido al Laurentino, aunque se puede ver, por sus divisorias, que se trataba de dos mantos distintos.

Hace unos 14.000 años, el manto Laurentino se había comenzado a retirar hacia el sudeste, donde el hielo se retiró desde Long Island a la actual frontera entre Estados Unidos y Canadá. Sin embargo, los lóbulos James y Des Moines volvieron a avanzar unos 800 km, y este avance coincidió con un cambio de flujo del desagüe en las Grandes Llanuras. Por el sur, al manto de la Cordillera empezaba a separarse.


Hace unos 13.000 años, se consumó la separación física entre el manto de la Cordillera y el Laurentino. El retroceso de los hielos de las zonas que desaguaban en el Golfo de Méjico empezó a formar lagos pro-glaciares. Los lóbulos James y Des Moines desaparecieron.


El paso que se abrió entre los mantos Laurentino y de la Cordillera posiblemente fue utilizado por los hombres que llegaron de Asia a partir del estrecho de Bering, que entonces estaba libre de agua, ya que el nivel del mar era mucho más bajo que el actual.

Hace entre 13.000 y 12.000 años, el retroceso neto del Manto Laurentino fue más rápido que en el milenio anterior, llevando a la expansión de los lagos glaciares, entre los que destacan el Agassiz (en recuerdo del geólogo suizo Louis Agassiz, quien, al terminar su carrera en los Estados Unidos, fue el primero que propuso, en 1837, que los continentes habían conocido períodos en los cuales el hielo había cubierto extensiones mucho mayores que las de hoy en día) y el Algonquin. El lago Agassiz desaguaba en el Missisipi, mientras que el Algonquin desaguaba en el lago Iroquois, en la cuenca del Ontario: Este sistema se vaciaba en el mar Goldthwait, antecesor del golfo de San Lorenzo.

Una protuberancia meridional del manto Laurentino, el Lóbulo Superior, formaba la margen oriental del lago Agassiz. La falta de precipitaciones y el aumento de las temperaturas tuvieron como consecuencia que Lóbulo Superior y el manto Laurentino retrocediesen de manera inexorable. El lago Agassiz crecía continuamente, llegando a rodear el borde meridional del lóbulo.

Aprovechando el drenaje hacia el este, el lago Agassiz empezó a vaciarse. Primero fue una corriente pequeña, que fue excavando el suelo poco compacto, y rápidamente se convirtió en un torrente. En pocos meses, el lago Agassiz dejó de existir, salvo unos pocos vestigios, como el lago Winnipeg.

Este enorme flujo de agua dulce hacia el mar de Labrador flotaba sobre el agua densa y salada de la corriente del Golfo, impidiendo que el agua templada se enfriara y se hundiera: la circulación global se interrumpió, las temperaturas cayeron rápidamente en Europa, y los mantos de hielo escandinavos avanzaron.


El frío duró unos 1.000 años, hasta que la circulación oceánica recomenzó a funcionar. Probablemente lo hizo de forma tan abrupta como cuando se había detenido, en unos 50 años. Fue el Dryass reciente.

La desaparición del lago Agassiz desbloqueó las lluvias que venían del sudoeste, por lo que volvió a nevar sobre el manto Laurentino, que creció hasta volver a bloquear el drenaje hacia la cuenca del río San Lorenzo, formándose de nuevo un lago.

El retroceso del manto Laurentino hace entre 12.000 y 11.000 años fue sustancial al noroeste del lago Agassiz, pero mucho menor entre el lago Superior y Labrador.


Hace unos 10.000 años, los glaciares de la Cordillera no eran mucho mayores que los actuales, el lago Agassiz había aumentado, y el lago Algonquin se había vaciado abriendo una nueva salida en North Way, Ontario, zona que se encontraba entonces a un nivel mucho más bajo que el actual.

La divisoria principal del manto Laurentino desapareció, dando lugar a una mayor autonomía de las masas de hielo regionales.



Durante los mil años transcurridos entre 10.000 y 9.000 años antes de ahora, las masas de hielo del oeste retrocedieron más rápidamente que las del este. La fusión de lóbulo Michigan permitió al lago Agassiz comunicarse con el lago Ojibway, en dirección hacia el este.


Hace unos 8.400 años, el mar comenzó a entrar en la bahía de Hudson. Sin embargo, la cantidad de hielo del norte del manto Laurentino no disminuyó, probablemente debido a un aumento de las nevadas en esta zona. La zona sur de la bahía de Hudson llegó a entrar en contacto repetidamente con el lago Ojibway, lo que posibilitó un pequeño drenaje del conjunto lacustre Agassiz – Ojibway hacia en norte.


A partir de este período, el manto Laurentino empezó a colapsarse, enviando una importante cantidad de agua hacia el golfo de Méjico. Mientras tanto, la presa de hielo que separaba el lago Oibway con el mar rompió, el conjunto lacustre Agassiz – Ojibway se vació casi instantáneamente hacia el norte. Como en el caso del Dryass reciente, esta masa de agua dulce y fría interrumpió la circulación oceánica, dando lugar a un período de enfriamiento del clima, conocido como Mini Era Glacial, que duró unos 400 años, hasta que la circulación oceánica se restableció.

Este colapso del manto Laurentino desencadenó un rápido ascenso del nivel de los océanos en todo el mundo. Hace unos 8.200 años el nivel del mar del Norte aumentaba unos 46 mm anuales. Enormes porciones del sur de Escandinavia desaparecieron bajo las aguas, y Gran Bretaña se separó del continente. Las aguas del mar de Mármara estaban a punto de rebasar sur riberas, preludio de la inundación del lago Euxine para convertirse en el mar Negro, que ocurriría 600 años más tarde.

Hace unos 8.000 años, el manto Laurentino ya estaba dividido en dos, con el mar bien introducido en la bahía de Hudson.


Los mapas siguientes muestran la posterior reducción del manto Laurentino hace unos 7.000 y unos 5.000 años.













miércoles, 14 de septiembre de 2011

El aumento de la concentración de metano

Después de diez años de estabilidad de la concentración de metano en la atmósfera, parece que, desde el año 2007 la concentración de metano ha vuelto a aumentar. El año 2007 fue un año muy caluroso en el Ártico, con una superficie helada bajo mínimos. Durante los años 2008, 2009 y 2010 la concentración de metano ha seguido aumentando. Siendo el metano un gas cuyo efecto invernadero es unas 60 veces más potente que el del CO2 a 10 años vista, aunque desaparece más rápidamente que el CO2 (el tiempo medio de vida del metano en la atmósfera es de 8,7 ± 1,3 años, por lo que el equivalente a 100 años vista del metano es de unas 25 veces el CO2), este aumento es preocupante.


El metano o gas natural es el producto de la actividad biológica de los microbios, por lo general en la vegetación u otra materia orgánica en descomposición, y es emitido a la atmósfera tanto por fuentes naturales y actividades humanas. Los humedales pueden emitir hasta un tercio de la cantidad total producida. A su vez, grandes cantidades también son liberados durante la producción y la distribución de gas como combustible, y también por las actividades agrícolas y ganaderas, incluyendo la producción de arroz en los arrozales y eructos de las vacas, ya que rumian (que se conoce como "eructos bovinos"). Sin embargo, el metano se descompone, principalmente por la reacción entre el metano y el OH troposférico, según la reacción:

CH4 + OH → CH3 + H2O

En la figura siguiente los balances de las emisiones y los sumideros de metano, publicados en el informe del IPCC del año 2007, en el que se observa que hay diferencias importantes entre unos autores y otros (cifras en Tg o, lo que es lo mismo, en millones de toneladas).


Como 1 ppm de metano en la atmósfera equivale a 2.780 millones de toneladas, el exceso de 1 millón de toneladas anuales entre las emisiones y los sumideros equivale a un aumento de la concentración atmosférica de 0,00036 ppm de metano por año, lo que quiere decir que el aumento de 0,005 ppm entre 2009 y 2010 equivale a un exceso de emisiones de 14 millones de toneladas.

Durante los años 2000 a 2006, la concentración de metano en la atmósfera se mantuvo en 1,79 ppm (partes por millón). La concentración de metano se comenzó a medir en 1984, año en el cual la concentración fue de 1,63 ppm, y aumentó gradualmente hasta el año 2000. Se supone que este aumento fue debido a las enormes pérdidas de la industria rusa de gas natural, antes y durante el colapso de la Unión Soviética. A partir del año 1991, al privatizarse la industria rusa, se invirtieron grandes cantidades de dinero en modernizar la industria de gas natural, por lo que estas pérdidas se fueron reduciendo, dando lugar a la estabilidad de la concentración.

¿De dónde procede el aumento actual de la concentración de metano? En realidad, nadie lo sabe con certeza. Pero muchos científicos piensan que la tundra helada de las regiones árticas es una bomba de relojería para el calentamiento global, ya que contiene enormes cantidades de metano, que se ha ido acumulando durante cientos de miles de año en estas regiones, donde ha sido mantenido fuera de circulación por el permafrost (capa del suelo permanentemente congelada en las regiones polares), que actúa como un tapón impermeable. Pero si el permafrost empieza a fundirse al aumentar la temperatura, el tapón se puede abrir, con unos resultados potencialmente catastróficos.

Las regiones árticas almacenan el metano principalmente de tres maneras:

- depósitos convencionales de gas (atrapado en rocas bituminosas, etc)
- en forma de clatratos (moléculas de metano atrapadas en cristales de hielo) almacenados en el fondo del mar.
- encerrados en el permafrost, almacenados bajo algunos metros de suelo congelado.

Los depósitos convencionales de gas tienen en las regiones árticas la misma estabilidad que en cualquier otro lugar, pero tanto los depósitos en el fondo del mar como los que se encuentran bajo el permafrost pueden desestabilizarse por un aumento significativo de la temperatura de las regiones árticas.

El artículo A slipping giant?, publicado por Nature en 2009, explica que, en el año 2007, unos científicos descubrieron que en la mitad de las muestras del agua del mar del Océano Ártico que habían tomado, la concentración de metano era de dos a diez veces mayor que en las muestras tomadas en años anteriores. Al año siguiente, descubrieron anillos de gas atrapados en el hielo, así como penachos de metano borboteando hacia la superficie en una superficie de cientos de kilómetros cuadrados de las aguas poco profundas de la plataforma continental siberiana.

Una liberación rápida del metano no puede ser considerada como inverosímil: hay sospechas fundadas de que el metano ha sido protagonista de casi todos los períodos donde ha habido un calentamiento espectacular del planeta.

Se estima que la plataforma continental siberiana contiene 1,4 billones (billones europeos, es decir, millones de millones) de toneladas de metano en forma de hidratos, alrededor del doble del carbono contenido en todos los árboles, arbustos, hierba y flores del planeta. Si solamente un uno por cien de esta cantidad se liberara a la atmósfera en unos pocos decenios, esta liberación sería suficiente para causar un calentamiento brusco.

A pesar de que los hidratos de metano son probablemente el mayor depósito de metano potencialmente peligroso, los científicos están tan o más preocupados por la descongelación del permafrost de las regiones árticas, donde ya está habiendo cambios significativos. Se cree que el permafrost del hemisferio norte contiene 950 mil millones de toneladas de carbono, del que algo menos de la mitad se encuentra en un permafrost muy rico en materia orgánica llamado yedoma, la mayor parte del cual ha estado congelado desde el Pleistoceno, hace unos 10.000 años.

Sin embargo, se ha descubierto en el noroeste del Canadá permafrost a algunos metros bajo la superficie que tiene una antigüedad de 700.000 años, lo que hace pensar que ha permanecido estable en climas más cálidos que los actuales, lo que indica claramente que no se sabe demasiado sobre la estabilidad del permafrost.

Por ahora, los científicos están trabajando con rapidez para responder a las preguntas básicas, tales como la cantidad de metano que podría ser liberado como resultado del calentamiento, y cuándo. Todo lo que podemos decir por ahora es que quizá tenemos una bomba de relojería que puede explotar en cualquier momento. Pero no sabemos si la bomba puede explotar, y, si puede explotar, cuando y como lo hará. Como casi siempre en lo que se refiere al calentamiento global, todavía desconocemos muchas cosas fundamentales.

Datos de la concentración de metano
Capítulo 7.4.1. del informe IPCC 2007