La causa de los fríos inviernos centroeuropeos puede ser la actividad solar

Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que el ciclo de 11 años del Sol influye en el clima de ciertas regiones de la Tierra. Sin embargo, los registros de temperaturas no se remontan lo suficiente lejos para poder confirmarlo. Una herramienta para determinar los inviernos muy fríos en Europa es seguir la congelación de río más grande de Alemania, el Rin, de lo que se tienen datos desde hace muchos años. Además, es un dato que se puede medir muy fácilmente.

Esto es lo que han hecho los autores del artículo Solar influence on winter severity in central Europe, que han podido determinar los 14 episodios de congelación del Rin desde el año 1780, que podemos ver en la siguiente tabla.

Superponiendo estas fechas con la curva que da el número de manchas solares, se observa que 10 de estos 14 episodios de congelación del Rin tuvieron lugar en los períodos de menor actividad solar. Utilizando métodos estadísticos, los autores han calculado que hay un 99 % de probabilidades que los episodios de congelación del Rin estén correlacionados.

Cuando el número de manchas solares es bajo, el Sol emite menos radiación ultravioleta. Menos radiación significa un menor calentamiento de la atmósfera terrestre, lo que provoca un cambio en los patrones de circulación de los dos niveles más bajos de la atmósfera, la troposfera y la estratosfera. Estos cambios conducen a fenómenos climáticos como la Oscilación del Atlántico Norte, un patrón de variaciones de presión atmosférica que influye en los patrones de viento en el Atlántico Norte y el comportamiento del clima en las regiones de Europa y sus alrededores.

Debido a este efecto indirecto, el ciclo solar no afecta a las temperaturas medias, pero conduce a anomalías de temperatura regionales. Este cambio en la circulación atmosférica conduce al enfriamiento de algunas partes de la Europa central, pero conduce también al calentamiento de otros países europeos, como Islandia. Por lo tanto, la disminución del número de manchas solares no necesariamente enfría el planeta entero, su efecto de enfriamiento es más localizado.

En 2010 y 2011, los inviernos europeos fueron tan fríos que se dio lugar a mínimos récord para el mes de noviembre en ciertos países, coincidiendo también con un mínimo en las manchas solares.

El nivel del mar y los fenómenos El Niño y la Niña

Cuando observamos el nivel medio global del mar medido por satélite, vemos que entre principios de 2010 y el verano de 2011, se redujo considerablemente, alrededor de 5 milímetros.

Esta reducción del nivel del mar coincide con un evento La Niña muy fuerte. Durante un evento de este tipo se cambian las precipitaciones en todo el planeta, llevando enormes cantidades de agua desde el océano hacia los continentes, principalmente a Australia, el norte de América del Sur y Asia Suroriental, causando graves inundaciones.

En los años 1997 y 1998 se pudo observar el mismo fenómeno, pero en sentido contrario: un fuerte fenómeno El Niño trajo como consecuencia un aumento del nivel del mar del mismo orden que el descenso observado recientemente.

Es interesante el gráfico que presenta la Universidad de Colorado en el que muestra la variación del nivel global del mar (GMSL - Global Mean Sea Level)  junto con el índice ENSO.

El artículo recientemente publicado The 2011 La Niña: So strong, the oceans fell, analiza con detalle los flujos de agua que se produjeron durante La Niña de 2010-2011. De este artículo hemos extraído la figura siguiente.

Economía y energía

Hay una fuerte correlación entre la energía y la economía, como lo demuestra el gráfico que muestra la evolución de PIB mundial (medido en dólares de 2006) junto con la del consumo de energía primaria. Y no es de extrañar que esto sea sí, ya que la energía es la capacidad de hacer trabajo. Dado que disponemos de energía en grandes cantidades podemos aumentar el tamaño de nuestra economía.

El problema es que la energía de la que disponemos cuesta cada vez más cara. Leemos en el blog The Oil Crash que un profesor de economía de la Universidad de California San Diego, James Hamilton, ha estudiado con detalle cómo se propaga el coste de la energía, y particularmente el coste del petróleo, dentro de la estructura de costes de la economía de los EE.UU., y ha llegado a la conclusión de que cada vez que el precio del petróleo supera un cierto umbral, la economía empieza a sufrir. Este umbral se sitúa alrededor de los 90 dólares por barril, a precios de hoy, para economías desarrolladas, y alrededor de 110 para las economías emergentes. Como resultado, las economías desarrolladas tienen un freno a su crecimiento, mientras que las emergentes pueden continuar creciendo, ya que el precio actual se sitúa cerca de los 110 dólares por barril desde mediados de diciembre de 2010, hace casi dos años.

Sin embargo, esta estrecha correlación entre el PIB y el consumo de energía primaria no sucede en todos y cada uno de los países, como podemos ver en los gráficos siguientes. Observamos que en Alemania y en el Reino Unido el PIB ha crecido a pesar de que el consumo de energía no lo haya hecho, mientras que en otros países con economía desarrollada, como Francia, Italia o los EE.UU. la economía ha crecido a la vez que lo hacía la economía hasta hace tres o cuatro años, mientras que ahora el consumo de energía desciende a pesar de que el PIB se mantiene o continúa aumentando. Mientras que en España el consumo de energía sigue exactamente la evolución de PIB.

Para China y la India, podemos observar que el crecimiento del PIB y el del consumo de energía están muy correlacionados.

Podemos ver los mismos datos de otra manera, mediante la intensidad de energía primaria, es decir, la cantidad de energía primaria correspondiente a un PIB de un millón de dólares. Vemos que para China este valor era de 1,26 TEP en 1990, y ha sido de 0,62 en 2011. Para la India, estos valores son de 0,52 y de 0,42, respectivamente, y para los EE.UU., de 0,25 y de 0,17.

Por lo que respecta a los principales países europeos, Alemania ha pasado de 0,16 a 0,10, Francia de 0,13 a 0,11, el Reino Unido de 0,13 a 0,08, Italia se ha mantenido entre 0,10 y 0,11, mientras que España, que estaba en 0,12 en 1990, aumentó su intensidad de energía a 0,14 para volver a 0,12 en 2011, lo que la hace el país europeo, de los cinco citados, con más intensidad energética. Es decir, más vulnerable al aumento de precio de la energía.

Por tanto, con una política de eficiencia energética, por lo menos en teoría, podemos aumentar el PIB sin tener que aumentar, forzosamente, el consumo de energía.

La balanza comercial española de productos energéticos presenta sistemáticamente un saldo negativo. Debido al aumento de precio de los productos energéticos, que en España son importados en su gran mayoría, se ha disparado en los últimos años, a pesar de que el consumo de energía primaria ha disminuido.

Una de las salidas de la crisis económica de España pasa, pues, por disminuir la intensidad energética para poder tener un déficit comercial energético menor, que pueda ser compensado por las exportaciones, por el turismo y demás componentes de la balanza de pagos. Con una balanza de pagos positiva o, por lo menos, equilibrada, no tendremos necesidad de nueva financiación exterior, por lo que los que nos prestan tendrán mayor confianza en que podremos devolver lo que les debemos, lo que hará bajar el tipo de interés que pagaremos por la refinanciación de la deuda.

Para ello, el gobierno anterior publicó un documento llamado Plan de ahorro y eficiencia energética 2011 – 2020, que pretendía reducir la intensidad energética de España. Con el cambio de gobierno, nunca más hemos oído hablar de este plan. Será porque consideran que si lo hicieron los socialistas no servía para nada. Mientras tanto, estamos perdiendo el tiempo.

Datos PIB
Datos de consumo de energía - BP 2012
Plan de ahorro y eficiencia energética 2011-2020

La sequía acabó con la civilización maya

Ya hace tiempo que se sabe que la civilización maya desapareció debido a la sequía. Un nuevo artículo aparecido esta semana en Science lo confirma.

En el año 1995 se publicó Possible role of climate in the collapse of Classic Maya Civilization, en el que se estudiaban los sedimentos del lago salado Chichancanab, en Yucatán. Se encontró que hubo tres grandes sequías. La primera tuvo lugar entre los años 475 y 250 a.C., cuando la civilización maya estaba aún en formación. La segunda duró entre el año 125 a.C. hasta el año 210 de nuestra era, coincidiendo con el apogeo de la primera de las grandes ciudades mayas, el Mirador, que fue abandonada alrededor del año 150 de nuestra era, probablemente a causa de esta sequía. La tercera sequía, la mas severa de todas, ocurrió entre los años 750 y 1025, y coincide con el gran colapso de la civilización maya.

En el año 2005 se publicó Climate and the Collapse of Maya Civilisation, donde se estudia con más detalle el clima de, período del colapso de la civilización maya, a partir de los sedimentos del Cariaco. Podemos ver en la figura siguiente las secuencias de clima seco y húmedo según los testigos de los sedimentos del lago Cariaco. Podemos ver que, durante el colapso de la civilización maya, entre los años 760 y 910 de nuestra era, tuvo lugar un período más seco que el las épocas anteriores. Dentro de este período seco de 150 años, observamos cuatro grandes sequías, alrededor de los años 760, 810, 860 y 910. La segunda se prolongó durante 8 años y la última durante 6.

Resultados de los sedimentos del lago Cariaco

De los fechas inscritas en las estelas de las ciudades mayas abandonadas se deduce que alrededor del año 810 se abandonaros las ciudades de Palemque y Yaxchilán. Alrededor del año 860 les tocó el turno a las ciudades de Caracol y Copán. Finalmente, entre los años 890 y 910 cayeron las ciudades de Tikal y Uaxactún. Estas fechas coinciden con las sequías determinadas por los sedimentos del Cariaco.

El problema es que el lago Cariaco se encuentra muy lejos de la zona donde se asentó la civilización maya, por lo que existen dudas de que el clima seco detectado en la zona del Cariaco se hubiera extendido hasta Yucatán.

Se acaba de publicar Did Pulses of Climate Change Drive the Rise and Fall of the Maya?, en donde se estudia una estalagmita de 54 cm de la cueva de Yok Balum, a menos de 200 kilómetros de las ciudades de Tikal, Caracol. A partir de la desintegración radioactiva del uranio-234 presente en el mineral, los investigadores han datado las capas de la estalagmita con un margen de error máximo de 17 años. Esto les ha permitido establecer que la estalagmita está formada por minerales acumulados a lo largo de 2.000 años. Después, a partir de la abundancia del isótopo 18O han podido calcular la cantidad de lluvia que cayó en cada momento de estos 2.000 años, lo que supone la reconstrucción más precisa realizada hasta la fecha de la historia del clima en Centroamérica.

Imagen de la cueva Yok Balum y su localización

La conclusión es que fueron las lluvias generosas que cayeron entre los años 440 y 660 en territorio maya las que propiciaron el auge demográfico y la prosperidad de la civilización maya. Y fue el largo periodo de aridez que se prolongó desde el año 660 al año 1.000 el que provocó la reducción de las cosechas, el declive de la población, las guerras entre ciudades-estado y la decadencia. Ocho décadas de sequía extrema y continuada entre los años 1020 y 1100, una sequía más larga y rigurosa que cualquiera de los siglos anteriores, acabó de hundir a los mayas.

Se confirma, pues, que la civilización maya es otro ejemplo de cómo una civilización sofisticada no es capaz de adaptarse con éxito al cambio climático.

Almacenamiento del CO2: el triste estado actual de las cosas en Europa

La captura y almacenamiento de carbono (CCS – carbon capture and storage) siempre ha tenido una prensa bastante mala. La causa es, probablemente, porque no produce nada, a diferencia de la energía renovable, por ejemplo. Sólo evita algo, a saber, que el CO2 llegue a la atmósfera.

La prevención, por desgracia, nunca ha tenido mucho prestigio para los políticos o para la sociedad en general. El problema es que no se puede ver. Evitar que las personas se enfermen es seguramente mejor, desde cualquier punto de vista, que el tratamiento de las personas enfermas, pero los políticos no ganan votos con hospitales que no se han construido y la industria médica no puede hacer dinero con ellos.

Lo mismo sucede con la CCS. Los políticos son reacios a poner miles de millones de euros en proyectos de CCS, cuando pueden utilizar ese mismo dinero para hacer todo tipo de cosas que son mucho más visibles para los votantes.

Sin embargo, lo que ahora se les pide exactamente es que pongan miles de millones de euros en la CCS.

La CCS se encuentra en Europa en un hoyo muy profundo. Ni un solo proyecto importante en Europa ha tenido una decisión final de inversión positiva hasta el momento. De las docenas de proyectos presentados sólo unos pocos años atrás, en el mejor de los casos todavía se ven como viables a 2 o 3.

De hecho, la cruda realidad es que la CCS no va a ver la luz en Europa, a menos que se inviertan en ella cantidades significativas de dinero público. Y como la Comisión Europea ya ha prometido hacer todo lo posible, son los gobiernos de los Estados miembros que tienen que poner el dinero. Es más, tienen que hacerlo ahora. Si no apoyan sus proyectos nacionales ahora, tampoco recibirán ninguna ayuda de la UE. Eso significa más o menos al final de la CCS en Europa. Como dice un experto CCS: "Es tiempo de decisiones”

¿Por qué ha llegado el momento de tomar decisiones en Europa? El hecho cierto es que Europa está construyendo nuevas centrales de energía a base de carbón, pero continuará dependiendo de las centrales que queman gas, está cerrando la mayoría de su industria nuclear y quiere preservar su industria pesada. Esto significa que, probablemente, la única manera de limitar significativamente las emisiones de CO2, es almacenándolo. América del Norte parece que ya se ha hecho a la idea de que tendrá que hacerlo. Los políticos europeos tendrán que decidirse si quieren seguir el ejemplo estadounidense. El problema es que no van a conseguir ningún voto por hacerlo.

Cómo se produjo el enfriamiento del Dryas reciente

Desde hace más de 30 años, los científicos del clima han debatido si las aguas de inundación de fusión de la enorme capa de hielo Laurentino, que marcó el comienzo del último gran episodio frío en la Tierra, hace 12.900 años aproximadamente, fluyó primero hacia el Ártico por el noroeste, o lo hizo por el este a través del Golfo de San Lorenzo, debilitando la circulación termohalina del océano, lo que tuvo un efecto glacial sobre el clima global.

Temperaturas reconstruidas a partir de los testigos de hielo de Groenlandia (GISP2), y episodios fríos: evento de haee 8,2 miles de años, oscilación preboreal (PBO), Dryas reciente, período frío intra-Allerød (IACP) y Dryas antiguo.

Unos científicos de las Universidades de Massachusetts y de Alaska informan que han encontrado la primera evidencia concluyente de que esta gran cantidad de agua de deshielo debe haber fluido, al menos en una primera instancia, hacia el Ártico por el valle del río Mackenzie. Han llegado a esta conclusión utilizando nuevos modelos de circulación global del océano de alta resolución. También demuestran que si las aguas procedentes de este enorme deshielo hubieran fluido hacia el este por el valle del río San Lorenzo, el clima de la Tierra se habría mantenido relativamente sin cambios. Lo han publicado hace unos días en el artículo Meltwater routing and the Younger Dryas, en Proceedings of the National Academy of Sciences

Este episodio fue la última vez que la Tierra experimentó un enfriamiento mayor, por lo que comprender exactamente lo que lo causó es muy importante para entender cómo el clima moderno podría cambiar en el futuro.

Se sabe que el Dryas reciente se desarrolló después que el lago glacial Agassiz, situado en el extremo sur de la capa de hielo Laurentino, que cubría la bahía de Hudson y gran parte del Ártico canadiense, rompió de manera catastrófica un dique de hielo, lo que, en muy poco tiempo, llevó miles de kilómetros cúbicos de agua dulce hacia el océano.

Esta afluencia masiva de agua dulce y fría sobre la superficie del océano detuvo el hundimiento, en el Atlántico Norte, del agua densa, más salada y más fría, que impulsa la circulación oceánica a gran escala, la llamada circulación termohalina, que transporta el calor hacia Europa y América del Norte. El debilitamiento de esta circulación causado por la inundación dio como resultado un enfriamiento espectacular en América del Norte y Europa.

Usando su modelo de circulación global océano-hielo de alta resolución, que es de 10 a 20 veces más potente que los existentes hasta el momento, los autores compararon las consecuencias que tendrían cada una de las dos posibles salidas del agua del deshielo hacia el Atlántico Norte. Encontraron que la hipótesis original propuesta en 1989 por Wally Broecker de la Universidad de Columbia, que sugiere que el Lago Aggasiz vertió en el Atlántico Norte por el río St. Lawrence, habría debilitado la circulación termohalina en menos del 15 por ciento. Los autores piensan que este nivel de debilitamiento de la circulación termohalina es poco probable que pudiera ser la causa del evento de clima frío de 1.000 años que siguió.

Si el agua de deshielo hubiera fluido por el río St. Lawrence en realidad hubiera entrado en el océano a casi 3.000 km al sur de las regiones de formación de aguas profundas, demasiado al sur para tener un impacto significativo sobre el hundimiento de las aguas superficiales, lo que explica por qué el impacto en la circulación termohalina es tan pequeño.

Por el contrario, el modelo muestra que cuando el agua de deshielo desemboca en el Océano Ártico, corrientes costeras estrechas pueden transportar eficazmente el agua dulce del deshielo muy cerca de las regiones de formación de aguas profundas del Atlántico sub-polar norte, lo que causa que el debilitamiento de la circulación termohalina sea de más del 30 por ciento . Como consecuencia, llegan a la conclusión de que este escenario es el que tiene más probabilidades de haber provocado el enfriamiento del Dryas reciente.

Anomalías de salinidad superficial a lo largo del tiempo según la ruta seguida por el flujo de agua dulce procedente del deshielo.

Los cálculos de este nuevo modelo de circulación global se desarrollan en uno de los superordenadores más importantes del mundo, en el Centro de Investigación de Energía Nacional de Ciencias de la Computación en Berkeley, California. Con su alta resolución el modelo puede simular corrientes costeras estrechas y de rápido movimiento, lo que aumenta espectacularmente el conocimiento de donde se puede dirigir el agua dulce.

Estos resultados son particularmente relevantes para poder modelizar, ahora y en el futuro, la fusión del hielo de Groenlandia y la Antártida, y poder predecir sus consecuencias sobre el clima global.