jueves, 31 de mayo de 2012

¿Origen celeste de las oscilaciones del clima?


Nicola Scafetta es un científico de la Universidad de Duke. Afirma que "al menos el 60% del calentamiento de la Tierra observado desde el año 1970 parece ser inducida por los ciclos naturales que están presentes en el sistema solar." Para el futuro cercano predice una estabilización de la temperatura global o enfriamiento hasta 2030-2040.

La teoría se puede describir de una manera muy simple. El sistema solar se caracteriza por un conjunto de oscilaciones gravitacionales específicas debido al hecho de que los planetas se mueven alrededor del sol. Todo en el sistema solar tiende a sincronizar a estas frecuencias, empezando por el mismo sol. La oscilación del sol es la causa de ciclos equivalentes en el sistema climático. También la luna actúa sobre el sistema climático, con sus armónicos propios. En conclusión, tenemos un sistema climático que está compuesto principalmente de una serie de ciclos complejos que reflejan los ciclos astronómicos. En consecuencia, es posible utilizar estos armónicos tanto para obtener información retrospectiva como para la previsión del componente armónico del clima, por lo menos a escala global. Esta teoría está respaldada por sólidas evidencias empíricas utilizando los datos disponibles solares y climáticos.

La analogía más parecida viene dada por el modelo armónico que se utiliza para predecir las mareas oceánicas.

Hay tres mecanismos principales que actúan conjuntamente: la gravedad, la fusión nuclear y la producción de la luminosidad, el magnetismo.

1) Los planetas actúan sobre el sol sobre todo a través de las mareas gravitatorias que se caracterizan por los armónicos astronómicos de la misma manera que las mareas en la Tierra están regulados por los armónicos gravitacionales de la luna y del sol.

2) El sol está en un estado de equilibrio casi perfecto entre las fuerzas gravitacionales y la producción de luminosidad por la fusión nuclear. Este equilibrio es muy sensible a los cambios gravitacionales. Si, por ejemplo, las fuerzas gravitacionales en le sol aumentan (en relación con un valor promedio dado), el sol responde aumentando su producción de la luminosidad para restablecer el equilibrio, y viceversa. Las mareas planetarias modulan un poco el equilibrio gravitatorio en el interior del sol, y el sol responde modulando su luminosidad. Debido a que la producción de la luminosidad es energéticamente cerca de 1.000.000 mayor que la energía gravitacional que se libera en la estrella, el núcleo solar debe funcionar como un gran amplificador de la energía de las mareas gravitatorias planetarias. Así, la luminosidad solar y todos los procesos solares dinámicos terminan oscilando con frecuencias similares a las frecuencias planetarias.

3) Esta oscilación del Sol induce oscilaciones magnéticas equivalentes en la heliosfera. Las oscilaciones magnéticas tienen numerosos efectos: modulan el flujo de entrada de rayos cósmicos y modulan otras corrientes eléctricas en la heliosfera, es decir, regulan el clima espacial, que se compone sobre todo de fenómenos eléctricos. Estos fenómenos se producen junto con las oscilaciones de luminosidad.

Punto 1 - La influencia de los planetas sobre el Sol

El ciclo solar de 11 años, deducido del número de manchas solares desde 1749 hasta 2010, es la suma de tres frecuencias de 9,93, 10,87 y 11,86 años. La media de la duración de los ciclos solares ha sido de 11,06 años:

- 11,86 años es el tiempo que tarda Júpiter en dar una vuelta alrededor del Sol.

- Como el tiempo que tardan Júpiter y Saturno en dar una vuelta alrededor del sol es de 11,862 y 29,467 años respectivamente, suponiendo sus órbitas circulares y su velocidad constante, la fuerza gravitacional sobre el Sol tiene un período de 0,5×29,467×11,862/(29,467-11,862) = 9,93 años, cuando los planetas están alineados con el Sol, bien en el mismo sentido, bien en oposición.

- La Tierra, Venus y Júpiter están alineados con el Sol, bien en el mismo sentido (J, T, V, Sol), bien con Júpiter en oposición (T, V, Solo, J), cada 11,07 años.

- La combinación orbital de Mercurio y Venus se repite cada 11,08 años aproximadamente. El período sideral de Mercurio es de 0,241 años, y 46×0,241 = 11,086 años. El período sideral de Venus es de 0,615 años, y 18×0,615 = 11,07 años. En realidad, las órbitas de Mercurio y Venus se repiten cada 5,54 años, pero el período de 11,08 años sincroniza mejor con el sistema Tierra, Venus, Júpiter y con el sistema Júpiter Saturno.

Cuando vamos más atrás en el tiempo, las manchas solares y los isótopos cosmogénicos como C14 y Be10, se caracterizan por ciclos de aproximadamente 45, 60, 85, 128 y 205 años. Estos ciclos se pueden explicar por las conjunciones planetarias. El período sinódico de Júpiter y Urano es de unos 45 años; el ciclo de la gran alineamiento de Júpiter y Saturno es de unos 60 años (compuesto de tres períodos de 20 años); 85 años es 1/7 de la resonancia de Júpiter y Urano; 205 años es la resonancia acoplada entre los ciclos de 60 y de 85 años.


No todos los planetas, como es natural, tienen la misma influencia sobre el Sol. Uno de los valores usados para definir los esfuerzos causados en un cuerpo es la variación de aceleración causada en el mismo. Estos esfuerzos pueden provocar cambios en la aceleración de los vórtices y, como consecuencia, contribuir a las variaciones solares. La tabla siguiente da los valores del vector de variación de la aceleración que cada planeta provoca en el Sol.



Puntos 2 y 3 - La influencia de los cambios eléctricos del Sol en el clima de la Tierra

El sistema de la Tierra es muy sensible a los cambios eléctricos del Sol debido a que causan la ionización de la atmósfera superior y regulan la formación de nubes. Así, la formación de nubes seguirá aproximadamente los armónicos astronómicos y hace que el albedo oscile, variando alrededor de 1 a 3%. Un albedo oscilante provoca oscilaciones en la cantidad de luz que alcanza la superficie de la Tierra, que es lo que causa las oscilaciones observadas en la temperatura de la superficie.

Por supuesto que actualmente no todos los mecanismos físicos individuales se comprenden, aunque pueden ser cuantificados o modelados.

El punto 2 se ha cuantificado, por lo menos Nicola Scafetta ha hecho una propuesta, pero un modelo completo no se puede desarrollar a partir de la teoría, ya que la física solar no está suficientemente avanzada, por lo que se necesitan modelos empíricos, que actualmente no existen.

El punto 3 requiere la comprensión de cómo se forman las nubes y su relación con los rayos cósmicos, etc., lo que aún está en estudio. Se puede realizar un modelo empírico.

Comprobación del modelo astronómico

El modelo astronómico del clima terrestre se ha probado tanto comprobando los climas históricos como pronosticando la evolución de las temperaturas, y funciona bastante bien.

Por ejemplo, se calibró el modelo en el período 1850-1950 y fue capaz de reproducir todas las variaciones decenales multidecadales observadas desde 1950 hasta 2012, y viceversa. Un modelo completo que incluye también un componente antropogénico se ha calibrado desde 1970 hasta 2000 y ha sido capaz de predecir con exactitud la tendencia de la temperatura desde 2000 hasta 2012.

También se ha utilizado el modelo para calcular la radiación solar: el modelo se ha construido mediante el uso de la información obtenida en el período 1750-2010 y ha sido capaz de obtener información retrospectiva, todas las grandes variaciones solares y del clima durante el Holoceno (12.000 años). Por ejemplo, el modelo da aproximadamente la pequeña edad de hielo, el período cálido medieval, el período frío de la edad oscura, el período cálido de la época romana, etc.

Resultados del modelo comparados con el número de manchas solares observadas

El modelo es capaz de reconstruir todas las oscilaciones seculares observadas en los registros de temperatura y de manchas solares desde hace 2000 años por lo menos, incluyendo el mínimo de Maunder, el mínimo de Dalton y otros grandes mínimos solares.

Resultados del modelo en los últimos 2.000 años comparados con la estimación de temperaturas:RWP, período cálido romano; DACP, período frío de la edad oscura; MWP, período cálido medieval; LIA, pequeña edad del frío; CWP, período cálido contemporáneo.

Por supuesto, el modelo también se ha utilizado para predecir la evolución futura, utilizando la tendencia de base del actual período cálido (que se puede considerar debido a la acción antropológica) y la modulación de 60 años que se observa en la temperatura desde 1850. Como el sol está entrando en un gran mínimo que alcanzará su nivel más bajo en torno a la década de 2030 y alcanzará un nuevo máximo en de década de 2060.

Temperaturas desde 1850, curva de regresión y ciclo de 60 años

Predicción del clima futuro

Esta nueva aproximación sobre el cambio climático es muy discutida en los ámbitos del IPCC. Sólo el tiempo y posteriores estudios dirán si corresponde a alguna realidad física. Por el momento, no deja de ser una teoría muy interesante.

Algunos artículos de Nicola Scafetta:

Does the Sun work as a nuclear fusion amplifier of planetary tidal forcing? A proposal for a physical mechanism based on the mass-luminosity relation

Empirical evidence for a celestial origin of the climate oscillations and its implications

Multi-scale harmonic model for solar and climate cyclical variation throughout the Holocene based on Jupiter–Saturn tidal frequencies plus the 11-year solar dynamo cycle

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