martes, 21 de enero de 2014

Las temperaturas del año 2013


GISS (Goddard Institute for Space Studies) acaba de hacer públicos sus datos de temperatura del año 2013, que dan una anomalía global de + 0,61 ºC tomando como base el período de 30 años entre 1951 y 1980.

Vemos en el gráfico que la tendencia a un estancamiento de las temperaturas continúa, ya que la tendencia es, desde el año 2001 hasta el año 2013, de +0,001 ºC/año. Sin embargo, podemos observar también que el coeficiente de correlación de la recta de regresión es muy pequeño, lo que nos indica que esta tendencia no es significativa. En cambio, el coeficiente de correlación del período 1970-2000 es elevado, lo que indica que su tendencia es significativa.


 El período 2001-2013 continúa enmarcándose perfectamente en la tendencia del período 1970-2000, tanto en lo que se refiere a las anomalías globales como en las de los dos hemisferios. En el hemisferio norte, como en el sur, los coeficientes de correlación de las respectivas rectas de regresión del período 2001-2013 también tienen unos valores bajos que no permiten considerar que su tendencia sea significativa.




viernes, 17 de enero de 2014

La evolución de las manchas solares del ciclo actual


Parece que el ciclo solar actual, el 24, ya ha llegado a su máximo. Es un ciclo que tardó en arrancar y que, de ser ciertas las previsiones, será parecido, en cuanto al número de manchas, al ciclo 14, el que tuvo menos manchas del siglo XX.

Aunque poco, esta menor actividad solar afectará al clima de la Tierra.



jueves, 16 de enero de 2014

Las glaciaciones precámbricas (2)


Las temperaturas de la Tierra no han sido siempre las mismas. La superficie del planeta ha vivido alternativas de períodos cálidos y de períodos fríos. En inglés se designa los períodos cálidos como “greenhouse” y los períodos fríos como “icehouse”, que podríamos traducir como “planeta invernadero” y como “planeta igloo”. En la historia de la Tierra ha habido cuatro grandes períodos de planeta igloo, cada uno de los cuales se ha traducido por una o varias glaciaciones:

1 – hace unos 2.300 millones de años, al principio del proterozoico.
2 – hace entre 940 y 600 millones de años, a finales del proterozoico.
3 – hace entre 290 y 250 millones de años, en el pérmico.
4 – hace 2 millones de años, al final del plioceno, hasta el día de hoy.

Durante el período de calentamiento hacia un planeta invernadero, la atmósfera contiene cada vez más vapor de agua, lo que da lugar a una serie de reacciones en cadena: aumento de lluvias sobre los continentes, aumento de la alteración química de los silicatos, aumento de la producción y del aporte hacia los océanos de Ca2+, HCO3- y SiO2, aumento de la precipitación de CaCO3, aumento del almacenamiento de carbono en los sedimentos y en las rocas sedimentarias, lo que constituye una captación de carbono y una disminución de la concentración del CO2 atmosférico, dando lugar a una disminución del efecto invernadero y a un enfriamiento del clima, lo que conduce a un planeta igloo.

Durante el período de enfriamiento hacia un planeta igloo, al disminuir la cantidad de vapor de agua en la atmósfera se produce una disminución de la alteración química que tiene como consecuencia una disminución de la captación del CO2 atmosférico. El carbono almacenado en el CaCO3 de los sedimentos y rocas sedimentarias durante el período de planeta invernadero precedente se engulle en las zonas de subducción y es devuelto a la atmósfera en forma de CO2 por los volcanes, con la consecuencia de un aumento del efecto invernadero y de las temperaturas, y una vuelta al planeta invernadero.

En el proterozoico hubo dos períodos de planeta igloo. La primera, hace unos 2.300 millones de años, de la que ya hemos hablado en otra entrada, corresponde a varias glaciaciones mayores. La segunda duró más de 300 millones de años, y estuvo marcada por cuatro glaciaciones importantes:

No se han encontrado indicios que haya habido en la tierra otras glaciaciones desde entonces hasta el final del período proterozoico, hace entre 710 y 600 millones de años. Por tanto, el planeta estuvo libre de glaciaciones durante más de 1.500 millones de años. Se han encontrado indicios de glaciaciones en rocas datadas en estas fechas. Y fueron, probablemente, las glaciaciones más importantes de la historia del planeta, y que cubrieron toda su superficie. Se cree que pudo haber hasta cuatro glaciaciones (Age constraints on Precambrian glaciations and the subdivision of Neoproterozoictime), aunque hay discusiones sobre este tema:

- la glaciación Kaigas, hace entre 770 y 735 millones de años. Su existencia es dudosa y su período tiene una delimitación poco precisa
- la glaciación sturtiense, hace entre 715 y 680 millones de años
- la glaciación marinoense, hace entre 660 y 635 millones de años
- la glaciación varagiense, hace entre 585 y 582 millones de años, llamada también glaciación Gaskiers. Es la glaciación de la que se tiene una mejor precisión de su período y duración

La glaciación sturtiense toma su nombre de unos sedimentos glaciales en el sur de Australia, descubiertos y descritos en 1908 por el geólogo Walter Howchin. La característica de estos sedimentos es que contienen formaciones en las que se alternan capas con hierro y capas sin hierro. Las estructuras consisten en repetidas capas delgadas de óxidos de hierro, o bien magnetita o hematita, con bandas de esquisto y cuarzo. Algunas de las formaciones rocosas más antiguas conocidas de hace 3 mil millones años, presentan capas de hierro, y son una característica común en los sedimentos durante gran parte de la historia temprana de la Tierra, aunque son menos comunes desde hace 1.800 millones de años.



El concepto convencional para explicar este tipo de formaciones sedimentarias es que son el resultado de oxígeno liberado por cianobacterias fotosintéticas, que se combina con el hierro disuelto en los océanos terrestres para formar óxidos insolubles de hierro. Como las cianobacterias producían relativamente poco oxígeno, una vez éste se consumía en la formación de compuestos insolubles de hierro que precipitaban, se formaba otra capa de sedimentos sin compuestos de hierro. Hasta hace poco, se suponía que los escasos depósitos de hierro en capas que se formaron más tarde representan condiciones inusuales donde el oxígeno se agotó a nivel local y que las aguas ricas en hierro disuelto pudieron entrar, más tarde, en contacto con agua que contuviera oxígeno.

Pero hay otra explicación. Durante las glaciaciones, las aguas profundas de los océanos, cubiertas y separadas del aire por una capa de hielo de varios kilómetros de espesor, no se ventilaban, y la respiración biológica de los organismos que habitaban en ellas agotaba el oxígeno disuelto en el agua. De esta forma, el hierro, que emanaba de las fuentes termales del fondo del mar, se iba disolviendo en el agua marina, sin oxidarse ni precipitar. De ahí el color gris de los sedimentos depositados durante las glaciaciones. Por el contrario, durante las desglaciaciones, el deshielo de la superficie permitía de nuevo la ventilación del agua. Entonces, el hierro disuelto que se había ido concentrando en el agua se oxidaba y precipitaba masivamente en capas de arcillas ferruginosas rojas, que sucedían a los sedimentos grises anteriores.

En la figura siguiente se puede ver la datación de los sedimentos de capas de hierro alternadas con sedimentos sin hierro. Hay, en efecto, un período en que estos sedimentos no se encuentran, que va desde hace unos 1.800 millones de años hasta que reaparecen de nuevo, pero en cantidad mucho menor, hace unos 700 millones de años.


Otra indicación de que hubo glaciaciones durante el final del neoproterozoico es que el planeta casi dejó de ser apto para la vida. En muchas series sedimentarias de localidades situadas entonces en los trópicos aparecen estratos correspondientes a una fase tan fría que hace pensar que cesó la actividad biológica marina. Los análisis muestran que el carbono de esos estratos de carbonatos inorgánicos es muy pobre en su isótopo carbono-13, lo que indica falta o pobreza de actividad biológica marina. Ocurre que los organismos fotosintéticos oceánicos prefieren absorber dióxido de carbono con carbono-12 antes que con carbono-13, por lo que, cuando la vida es prolífica, suelen hacer que en el agua sea alta la concentración isotópica del carbono-13 sobrante. En consecuencia sube también la concentración del carbono-13 en los carbonatos inorgánicos, ya que estos se forman a partir del carbono disuelto en el océano. Por eso, la concentración pequeña de carbono-13 en los sedimentos carbonatados de las últimas fases de las glaciaciones neoproterozoicas indica lo contrario, que la actividad fotosintética marina fue entonces mínima, como podemos ver en la figura siguiente, extraída del artículo Calibrating the Cryogenian.


domingo, 12 de enero de 2014

Producción y consumo de energía eléctrica en la España peninsular


El consumo de energía eléctrica peninsular del año 2013 ha sido de 243,3 TWh. Este consumo es un 2,2 % inferior al de 2012, y ha ido disminuyendo desde el año 2008, en que se alcanzó el máximo de consumo, con 262,0 TWh.

La generación neta ha sido de 260,3 TWh, un 3,1 % inferior a la de 2012. La diferencia entre la generación neta y el consumo son las pérdidas de transporte, los consumos de bombeo, los intercambios internacionales y el enlace península – Baleares.


La generación neta se ha producido de la manera siguiente:

-         hidráulica = 34,0 TWh, 13,0 % del total, en aumento considerable respecto a 2012.
-         nuclear = 56,8 TWh, 21,8 % del total, en disminución respecto a 2012.
-         carbón = 39,8 TWh, 15,3 % del total, en disminución respecto a 2012. El 34 % procede de carbón nacional, y el 66 % de carbón de importación. La proporción de carbón nacional ha caído respecto a los años 2011 y 2012, en los que fue del 55 y del 52 %, respectivamente.
-         ciclo combinado de gas = 25,0 TWh, 9,6 % del total, con una disminución muy importante respecto de los años anteriores, ya que en el año 2008 representó un 32,6 %, y ha ido disminuyendo desde entonces, al ir aumentando la producción de energía eólica.
-         eólica = 54,5 TWh, 20,9 % del total, en aumento constante.
-         otras energías especiales = 56,6 TWh, 21,7 % del total, también en constante aumento.


Las otras energías especiales (además de la eólica) se componen de:

-         hidráulica = 7,0 TWh, 2,7 % del total de generación neta.
-         solar fotovoltaica = 8,0 TWh, 3,1 % del total de generación neta.
-         solar térmica = 4,5 TWh, 1,7 % del total de generación neta.
-         térmica no renovable = 32,0 TWh, 12,3 % del total de generación neta.
-         térmica renovable = 5,0 TWh, 1,9 % del total de generación neta.




España ha sido exportadora de energía eléctrica, exportando 6,8 TWh, algo más de la mitad que en el año 2012.



sábado, 4 de enero de 2014

Las temperaturas del año 2013


RSS (Remote Sensing Systems) ha completado su serie de medidas de temperatura del año 2013. La anomalía media global del año, tomando como base el período 1979-1998, ha sido de + 0,22 ºC.

El hemisferio norte ha tenido una anomalía de + 0,31 ºC, mientras que el hemisferio sur ha tenido una anomalía de + 0,13 ºC.

Las zonas continentales han tenido una anomalía de + 0,28 ºC, y las zonas oceánicas han tenido una anomalía de + 0,19 ºC.

En todos los casos, las anomalías del año 2013 se sitúan cerca la media de los últimos años (1999 a 2002). Es decir, no se observa ninguna tendencia a una reanudación del calentamiento.






miércoles, 1 de enero de 2014

La formación de las nubes y la sensibilidad climática


El problema fundamental para decidir si el calentamiento global debido al efecto de los gases de efecto invernadero será o no será significativo es dilucidar cual es la sensibilidad del clima terrestre al aumento de la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

A pesar de décadas de investigación tratando de reducir la incertidumbre, las estimaciones de la sensibilidad climática de los modelos climáticos todavía dan valores comprendidos entre 1,5 a 5 ºC para  una duplicación de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, lo que impide hacer proyecciones precisas del clima futuro: una sensibilidad de 1,5 ºC haría que el calentamiento global fuera muy poco relevante, mientras que una sensibilidad de 5 ºC haría que fuera catastrófico.  Este intervalo tan grande en los valores de la sensibilidad del clima es en gran parte debida a las diferencias en la respuesta de las nubes bajas, por razones que no se entienden.

En un reciente estudio titulado Spread in climate sensitivity traces to atmosphere connective mixing se estudia el papel de la formación de nubes y si esto tiene un efecto positivo o negativo sobre el calentamiento global. En él se analizan 43 modelos climáticos, y reduce el intervalo de la sensibilidad climática a uno comprendido entre 3 y 5 ºC al doblar la concentración de CO2.

La clave para esta disminución del intervalo de la sensibilidad del clima se encuentra en las observaciones reales sobre el papel del vapor de agua en la formación de las nubes.

Estas observaciones muestran que las corrientes ascendentes del vapor de agua absorbido por la atmósfera a través de la evaporación, pueden o bien llegar a una altura de 15 kilómetros para formar nubes que produzcan lluvias intensas, o bien pueden elevarse solo unos pocos kilómetros antes de regresar a la superficie sin formar nubes de lluvia. Cuanto mayor sea la cantidad de estas últimas corrientes ascendentes, más se reduce la cubierta total de nubes, ya que dejan más vapor de agua lejos de las regiones más altas de formación de la nube.

En líneas continuas, el ciclo hidrológico que lleva a la formación de nubes. En líneas discontinuas, el que no lleva a la formación de nubes

Todo el vapor de agua evaporado llegaría a las regiones de formación de nubes si sólo existieran corrientes ascendentes de hasta 15 kilómetros. En este caso, se formarían más nubes y la temperatura en la superficie sería menor, ya que las nubes reflejan parte de la radiación solar hacia el exterior.

Al examinar los 43 modelos anteriormente citados, los autores del estudio descubrieron que los modelos que muestran una sensibilidad climática menor solamente contemplan las corrientes ascendentes de más de 15 kilómetros, por lo que, en estos modelos, se producen más nubes, lo que da lugar a una mayor reflexión de la luz solar. Como consecuencia, el clima global de estos modelos resulta menos sensible a la concentración de CO2 en la atmósfera. Sin embargo, afirman, las observaciones del mundo real muestran que este supuesto es erróneo.

Cuando los procesos en los modelos climáticos se corrigen para que coincidan con las observaciones en el mundo real, los modelos contemplan ciclos que tienen vapor de agua en una gama más amplia de alturas en la atmósfera, causando que se formen menos nubes cuando el clima se calienta. Esto aumenta la cantidad de luz solar y de calor que entran en la atmósfera y, como resultado, aumenta la sensibilidad de nuestro clima en dióxido de carbono o cualquier otra perturbación.

El mecanismo aparente es que la mezcla de corrientes ascendentes de diferentes alturas deshidrata la parte inferior de la región de formación de nubes, y esta deshidratación aumenta a medida que el clima se calienta. En los modelos, este aumento depende de la mezcla inicial de corrientes ascendentes, lo que relaciona esta mezcla con la retroalimentación de las nubes.

El resultado es que cuando los procesos de vapor de agua se representan correctamente, la sensibilidad del clima a una duplicación del dióxido de carbono (que se producirá en los próximos 50 años) significa que podemos esperar un aumento de temperatura de por lo menos 4 °C para el año 2100.

Si los autores de este estudio tienen razón (algunos ya lo consideran basura, como es el caso de The k2p blog), las consecuencias de proseguir quemando combustibles fósiles al ritmo que se está haciendo pueden ser muy importantes. Seguramente veremos muchos comentarios sobre este estudio en las próximas fechas.