jueves, 31 de octubre de 2013

Una estimación de los beneficios del aumento del CO2 atmosférico en la producción agrícola


Se han realizado muchos análisis para estimar los posibles daños y perjuicios monetarios de la creciente concentración de CO2 atmosférico. Pocos, sin embargo, han tratado de investigar sus beneficios. El principal beneficio monetario es el valor económico agregado a la producción mundial de cosechas, debido a varias propiedades que potencian el crecimiento de las plantas al aumentar CO2 atmosférico. Muchos estudios, tanto de laboratorio como de campo, han demostrado de manera concluyente que un aumento del CO2 atmosférico estimula la productividad y crecimiento de las plantas, así como un consumo menor de agua por parte de las plantas. Para un aumento de 300 ppm en el contenido de CO2 del aire, por ejemplo, la biomasa herbácea puede mejorar en un 25 a 55%, lo que representa una importante externalidad positiva que está ausente de los cálculos habituales de los cálculos del costo social del carbono.

Se acaba de publicar hace unos días un estudio de este tipo, bajo el título de The positive externalities of carbon dioxide, en el que el autor estudia las 45 diferentes cosechas que representan el 95 % de la producción mundial de comida. Para cada una de ellas, a partir de los diferentes estudios realizados, estima el aumento de la producción debido a un aumento de 300 ppm en la concentración de CO2 atmosférico: este aumento de producción va desde un 4,7 % para los melones hasta un 77,8 % para las zanahorias y los nabos, pasando por un aumento del 34,9 % en el trigo, del 24,1 % en el maíz, del 36,1 % en el arroz y el 31,3 % en las patatas.




A partir de estos datos se calcula el aumento de la producción de cada una de estas cosechas, año por año, debido al aumento de la concentración de CO2. Por ejemplo, para el trigo, que según datos de la FAO, tenía una productividad de 1.088,9 kg por Ha en el año 1961, teniendo en cuenta que la concentración de CO2 en el año 1961 fue de 317,4 ppm, lo que, con respecto a la concentración anterior a la revolución industrial, que era de 280 ppm, representa un aumento de 37,4 ppp. La contribución de este aumento de la concentración de CO2 al aumento de la productividad de las cosechas de trigo del año 1961 será, por tanto de

37,4/300 x 34,9 % = 4,35 %

Lo que significa que la producción de trigo, sin el aumento de la concentración de CO2, hubiera sido de

1.088,9/1,0435 =  1.043,5 kg por Ha

Es decir, en el año 1961, la producción de trigo se vio incrementada en 1.088,9 – 1.043,5 = 45,4 kg por Ha debido al aumento de la concentración de CO2

Así se puede seguir por cada una de las 44 cosechas restantes para determinar el aumento de producción de cada una en el año 1961. Haciéndolo año a año de 1961 a 2011 se puede calcular el aumento de producción de las cosechas que representan el 95 % del total de la producción mundial de comida durante 50 años. Multiplicando este aumento de producción por el precio de cada una de ellas de los años 2004-2006 (precio que da la FAO), se obtiene que, en el año 1961, el beneficio del aumento de producción agrícola debido al incremento de la concentración de CO2 a partir de la concentración preindustrial (280 ppm) fue de 18.500 millones de dólares. Al ir aumentando la concentración de CO2, este beneficio aumentó año a año, llegando a ser de 140.000 millones en 2011. En el total del período, el beneficio calculado ha sido de 3,17 billones de dólares (dólares 2004-2006).





El mismo cálculo, para los años 2012 a 2050, si la concentración de CO2 atmosférico sigue aumentando, da unos beneficios para este período de 9,76 billones de dólares (dólares 2004-2006). 


martes, 22 de octubre de 2013

Las temperaturas de los nueve primeros meses del año


La anomalía de las temperaturas globales de enero a setiembre del año actual, según los datos de la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH), ha sido de + 0,23 ºC, la sexta más elevada de la serie.

Por lo que se refiere a las tierras emergidas, la anomalía de los 9 primeros meses de 2013 ha sido de + 0,31 ºC, la cuarta más elevada de la serie.

Finalmente, la anomalía de enero a setiembre de los océanos ha sido de + 0,19 ºC, la quinta más elevada de la serie.

En los tres casos (global, tierra emergida y océanos), las anomalías más elevadas fueron las de los años 1998 y 2010, con diferencia sobra los demás años. En estos dos años, El Niño fue muy acusado, sobre todo en 1998. En cambio, en el año actual, El Niño es prácticamente inexistente.





lunes, 14 de octubre de 2013

Las “olas de los estadios” pueden explicar la parada del calentamiento global


Las “olas de los estadios” podrían explicar la pausa en el calentamiento global, al explicar los ciclos de calentamiento y enfriamiento de las temperaturas globales, que se producen cada 60 años aproximadamente.

Uno de los temas más polémicos que surgen del reciente Quinto Informe de Evaluación (AR5), del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), es el fracaso de los modelos globales del clima para predecir la pausa en el calentamiento de las temperaturas superficiales globales desde 1998. Se han propuesto varias ideas para explicar esta pausa, incluyendo la que el IPCC se refiere como "la variabilidad imprevisible del clima", que se asocia con los regímenes de circulación a gran escala en la atmósfera y el océano.

El más conocido de estos regímenes es El Niño / La Niña, que son partes de una oscilación en el sistema océano- atmósfera. En escalas de tiempo multi-decenales más largas, hay una red de regímenes de circulación atmosférica y oceánica , incluyendo la Oscilación multidecadal del Atlántico y la Oscilación Decadal del Pacífico.

Un nuevo estudio publicado en la revista Climate Dynamics, titulado Role for Eurasian Arctic shelf sea ice in asecularly varying hemispheric climate signal during the 20th century, sugiere que esta "variabilidad imprevisible del clima " se comporta de forma más previsible que se suponía anteriormente. Los autores del artículos apuntan a una señal lque se propaga como la “ola” en los eventos deportivos, en donde las secciones de aficionados al deporte sentados en un estadio se ponen de pie y se sientan como si se propagase una "ola" a través de la audiencia. De la misma manera, la señal climática se propaga a través del hemisferio norte a través de una red formada por el océano, el hielo y los regímenes de circulación atmosférica que se autoorganizan en un “tempo” colectivo.

Esta hipótesis ofrece una explicación plausible para la pausa en el calentamiento y ayuda a explicar porqué los modelos climáticos no la predijeron. Además, la nueva hipótesis sugiere que la duración de la pausa puede durar.

Sobre la base de la tesis expresada en un artículo anterior titulado A secularly varying hemisphericclimate signal propagation previously detected in instrumental and proxy data nondetected in CMIP3 data base, los autores han identificado dos ingredientes clave para la propagación y mantenimiento de esta señal tipo “ola”: la Oscilación multidecadal del Atlántico (OMA) y la extensión del hielo marino en las aguas de la plataforma del Ártico en la zona de Eurasia. El AMO establece el “tempo” de la señal, mientras que el hielo del mar tiende puentes de comunicación entre el océano y la atmósfera. La naturaleza oscilatoria de la señal se puede pensar en términos de "frenado", en la que retroalimentaciones positivas y negativas interactúan para apoyar inversiones de los regímenes de circulación. Como resultado, los regímenes climáticos (intervalos multidecadales de calentamiento o de refrigeración) evolucionan de manera ordenada espacialmente y temporalmente. Aunque no es estrictamente periódico en su ocurrencia, su repetición es regular: el orden de eventos cuasi-oscilatorios se mantiene constante. Se ha encontrado que la señal tipo “ola” ha existido por lo menos durante los últimos 300 años.

El nuevo estudio ha analizado los índices derivados de los datos atmosféricos, oceánicos y del hielo marino desde 1900. Se retiró la tendencia lineal de todos los índices para centrarse sólo en el componente de varias décadas de la variabilidad natural. Se utilizó una técnica estadística multivariante para identificar los patrones de variabilidad compartidos por todos los índices analizados, lo que caracteriza un comportamiento del tipo de una “ola del estadio”. La eliminación de la tendencia a largo plazo elimina eficazmente la respuesta del clima a factores tales como los gases de efecto invernadero antropogénicos.

La “ola” aumenta o amortigua periódicamente la tendencia de aumento de las temperaturas a largo plazo, lo que puede explicar el reciente receso en el aumento de las temperaturas superficiales globales. Si esta explicación es cierta, la actual pausa en el calentamiento global podría alargarse hasta la década de 2030, lo que está en contradicción con el informe del IPCC AR5 publicado recientemente, que proyecta una reanudación inminente del calentamiento, que estiman estará en el rango de 0,3 a 0,7 ºC en la temperatura media global de la superficie en el período de 2016 a 2035 .

El estudio también proporciona una explicación de las tendencias climáticas aparentemente incongruentes como, por ejemplo, que el hielo marino haya seguido disminuyendo durante este período en que el calentamiento se ha estancado, y predice cuando la disminución del hielo marino podría terminarse. Después que las temperaturas alcanzaron su máximo a finales de los 1990, las temperaturas superficiales continentales comenzaron a disminuir, mientras que las latitudes altas del Atlántico Norte continuaron calentándose y la extensión del hielo marino del Ártico siguió bajando. Según la hipótesis de la "ola", estas tendencias marcan un período de transición por lo que las próximas décadas verán que el Atlántico Norte comienza a enfriarse y el hielo marino en la región ártica de Eurasia comenzará a recuperarse.

La mayoría de las interpretaciones de la reciente disminución de la extensión del hielo marino del Ártico se han centrado en el papel de los gases de efecto invernadero antropogénicos, con algún margen para la variabilidad natural.
La disminución de la extensión del hielo del mar durante la última década es compatible con la señal de la “ola”, y la continua evolución de la ola augura una inversión de esta tendencia a la disminución del hielo marino. El mínimo del hielo marino observado en 2012, seguido por un aumento del hielo marino en 2013, es sugerente de la coherencia con el tiempo de evolución de la señal de la “ola”.


Ilustración simplificada del funcionamiento de la “ola”

La rueda de la “ola de los estadios” se divide en segmentos, que van del centro al exterior. El primer segmento muestra su número, el segundo indica los índices hemisféricos clave, el tercero los índices del hielo marino ártico y el exterior las fechas del pico de cada segmento.

El segmento I empieza con un Atlántico Norte frío (-AMO), una extensión máxima del hielo en el Ártico Europeo (+WIE). Los segmentos del II al IV muestran la evolución de la señal del clima iniciada en el Atlántico frío. A medida que el hielo aumenta hacia el este en dirección al Ártico Siberiano (+ArcSib), se desarrollan fuertes vientos que convierten una señal de un océano frío en otra de una atmósfera que se calienta (segmento II). Los acontecimientos siguen, llevado la señal a través de Eurasia hasta el Pacífico (+PDO), como se muestra en el segmento III, culminando finalmente en un máximo de las temperaturas de superficie del Ártico y del hemisferio norte (segmento IV).

El segmento -I  sigue con el calentamiento máximo en el Atlántico Norte y con el mínimo de hielo marino en los mares del Ártico europeo. Esto marca un cambio de tendencia del AMO y WIE, que disminuyen y aumentan respectivamente. Una señal inicialmente cálida se convierte en otra fría hasta alcanzar el segmento –IV, cuando las temperaturas alcanzan su mínimo, seguido poco después por un cambio a un régimen de  calentamiento.

AMO – Oscilación multidecadal del Atlántico Norte
WIE – Western ice extension
EIE - Eastern ice extension










sábado, 5 de octubre de 2013

El mínimo anual de extensión del hielo ártico


Este año el mínimo de extensión del hielo ártico ha sido notablemente superior al de los años anteriores, con un valor de 3,55 millones de km2, un valor que no se alcanzaba desde el año 2006, en que fue de 4,02 millones de km2.

Desde que se dispone de estas medidas, la superficie mínima de hielo ártico ha experimentado una disminución, si la consideramos lineal, de 71.400 km2 anuales. A este ritmo, el océano ártico quedaría libre de hielo durante su extensión mínima dentro de 45 años aproximadamente. Sin embargo, una línea de regresión en forma de polinomio de segundo grado se adapta mejor a los datos históricos que una regresión lineal. En este caso, el océano ártico podría quedar libre de hielo durante su extensión mínima dentro de 18 años.

Será curioso ver como los negacionistas del calentamiento global aprovechan este dato para intentar convencernos de que no hay para tanto, de la misma manera que los que opinan que el calentamiento global existe y es una gran amenaza aprovecharon el dato del año 2012 para convencernos de lo contrario.






jueves, 3 de octubre de 2013

Las manchas solares del ciclo 24


Ya estamos llegando al máximo del ciclo solar 24, que se confirma como uno de los que tiene menos manchas desde el año 1900.



Si lo comparamos con los datos históricos, que empiezan en el año 1749, observamos que durante 50 años, entre los años 1950 y 2000, el número de manchas solares (en media móvil de 11 años, que es lo que dura un ciclo solar en promedio) ha sido mayor que en cualquier otro período. Desde entonces, se observa una disminución brusca, que tiene un cierto parecido con la que tuvo lugar al principio del mínimo de Dalton.


 En la predicción del ciclo 24, vemos que el máximo de manchas solares del ciclo 24 se sitúa en aproximadamente la mitad que el máximo del ciclo anterior, lo que indica que la radiación solar emitida ha sido sensiblemente menor a la del ciclo anterior.


 La radiación solar, medida por el satélite SORCE, no nos permite ver si la radiación solar en el máximo del ciclo 23 fue superior a la del ciclo actual, ya que el máximo del ciclo 23 ocurrió en los años 2001, 2001 y 2002, mientras que los datos de radiación comienzan en el 2003, cuando el ciclo 23 estaba ya en su fase descendente. Otro problema es que este satélite se ha deteriorado y probablemente dará muy pocos datos a partir de ahora.