lunes, 30 de enero de 2012

El forzamiento radiativo de los gases de efecto invernadero


En la figura podemos ver la evolución desde el año 1979 hasta 2010 del incremento del forzamiento radiativo, tomando como base el año 1750, de los 5 gases de efecto invernadero más importantes (CO2, CH4, N2O, CFC-12 y CFC-11) y el de los 15 menos importantes (CFC-113, CCl4, CH3CCl3, HCFCs 22, 141b y 142b, HFCs 134a, 152a, 23, 143a, y 125, SF6, y halones 1211, 1301 y 2402).


El efecto radiativo del CO2 es dominante, seguido del metano, oxido nitroso y los CFC. Estos cinco gases aportan el 96 % del aumento del efecto radiativo desde 1750.

De los cinco gases más importantes, sólo el CO2 y el N2O continúan aumentando regularmente. El CH4 aumentó de 2007 a 2010 después de permanecer aproximadamente constante de 1999 a 2006.


El aumento del forzamiento radiativo desde 1990 hasta 2010 ha sido de 0,63 W/m2 (un 29 %). A este aumento, el CO2 ha contribuido en 0,50 W/m2, un 80 %.

Si los gases que reducen el ozono no se hubieran regulado con el protocolo de Montreal, se estima que el forzamiento radiativo hubiera sido 0,3 W/m2 mayor en el año 2010.

En el artículo Non-CO2 greenhouse gases and climate change, publicado en agosto del 2011, se muestra la figura siguiente, en la que se estima la evolución del forzamiento radiativo en cuatro escenarios distintos:

a – emisiones de CO2 y de los demás gases constantes
b – emisiones de CO2 constantes y reducción del 80 % de las emisiones de los demás gases
c – emisiones de CO2 reducidas un 80 % y emisiones de los demás gases constantes
d – de CO2 y de los demás gases reducidas un 80 %

Estas emisiones futuras corresponden al nivel del año 2008, y la reducción del 80 % se considera lineal entre 2008 y 2050.

En el escenario d, el forzamiento radiativo aumenta hasta el año 2030, para disminuir luego a niveles inferiores al actual.


Para saber más: The NOAA annual greenhouse gas index

sábado, 28 de enero de 2012

La evolución de la humedad atmosférica


Una de las discusiones sobre el cambio climático es la que se refiere a la amplificación del efecto de calentamiento causado por el CO2 por una evaporación más importante al aumentar la temperatura. Esta evaporación más importante haría aumentar la concentración de vapor de agua en la atmósfera. Teniendo en cuenta que el vapor de agua es el gas cuyo efecto invernadero es el más importante, si realmente aumenta la humedad del aire con el aumento de la temperatura global, se tendría una retroalimentación positiva.

Muchos modelos climáticos hacen la suposición de que la humedad relativa de la atmósfera permanecería constante, lo que significa que la humedad específica (medida en gramos de agua por kilo de aire), aumentaría al elevarse la temperatura.

Podemos consultar la evolución de la humedad atmosférica en Earth System Research Laboratory, de la NOAA a diferentes alturas, donde encontramos datos anuales y mensuales desde el año 1948. Analizaremos los datos desde el año 1980 hasta el 2011.

La troposfera terrestre se puede dividir en tres partes: la cercana a la superficie, que se define por una presión de 1000 mb (milibares), la troposfera media, que se define por una presión de 600 mb, y que se encuentra a una altura de unos 5.000 metros, y la troposfera alta, que se define por una presión media de 300 mb, y que se encuentra a una altura de unos 10.000 metros.


La humedad relativa ha disminuido: la tendencia es de -0,3 % por década cerca de la superficie, -1,3 % por década a 600 mb y -2,2 % por década a 300 mb.

La humedad específica ha disminuido a 300 mb (-0,02 gr/kg y por década), ha aumentado a 600 mb (+ 0,02 gr/kg y por década) y cerca de la superficie (+ 0,07 gr/kg y por década).




Esto quiere decir que, en efecto, la cantidad de vapor de agua ha aumentado con el calentamiento global, pero menos de lo que la habría hecho si la humedad relativa no hubiera disminuido.

Como consecuencia, la cantidad de lluvia ha aumentado durante este período. La tendencia global ha sido de un aumento de 19 mm anuales por década. El aumento ha sido el mismo en los trópicos, mayor en el hemisferio norte, donde ha aumentado con la latitud, y menor en el hemisferio sur.


viernes, 27 de enero de 2012

Las temperaturas del año 2011 (4)


Recogemos ahora los datos proporcionados por la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), que acaba de publicar los datos correspondientes al año 2011.



La temperatura global del año ha sido de 14,41 ºC (la media del período 1901-2000 fue de 13,9 ºC). Esta temperatura es la décima más alta de las registradas hasta ahora. Como en las demás series de temperaturas, es menor que la del 2010, que con 14,54 ºC fue una de las dos más elevadas. Como ya hemos dicho, en el año 2010 hubo un fenómeno El Niño, y en el 2011, La Niña, lo que explica esta disminución de un año para otro.

Si miramos la serie de temperaturas desde el año 2001 al 2011, vemos que durante este período no han aumentado (la tendencia es ligeramente negativa), en contraste con la de los años 1970-2000, en que la tendencia fue de + 0,16 ºC/década. Sin embargo, si encuadramos la tendencia de loa años 1970-2000 con las líneas ± 2 desviaciones tipo, vemos que el período 2001-2011 se mantiene dentro de estas dos líneas. Por ahora, por tanto, no podemos decir que el calentamiento se haya detenido.



Como es lógico, las anomalías de temperatura del océano son menores que las de la tierra emergida. La temperatura media de la tierra durante el año 2011 ha sido de 9,32 ºC, la octava más elevada de los registros. La temperatura media del océano ha sido de 16,50 ºC, la onceava más elevada.




domingo, 22 de enero de 2012

Las temperaturas del año 2011 (3)


El instituto Goddard (Goddard Institute for Space Studies, GISS, de la NASA) acaba de publicar la anomalía de temperatura del mes de diciembre, lo que nos permite hacer el promedio del año 2011. La anomalía del año 2011 respecto del período de base (1951 – 1980) ha sido de + 0,51 ºC, el noveno año más caluroso de la serie. Se trata de datos de estaciones terrestres.



Como en los datos obtenidos por satélite, el año 2011 ha sido menos caluroso que el anterior, y confirma que el calentamiento global ha sido plano en los últimos 11 años.

La mejor estimación de la temperatura media del período 1951 – 1980 es de 14,0 ºC. Si trazamos la serie de temperaturas desde el año 1970 hasta el 2011 entre las rectas de tendencia del período 1970 – 2000 con ± dos desviaciones tipo, vemos que la temperatura del año 2011 se mantiene entre ellas. Por tanto, a pesar de que no ha habido calentamiento los últimos años, la temperatura del año 2011 se enmarca perfectamente dentro de la tendencia al calentamiento de los años 1970 – 2000, que es de + 0,147 ºC/década.


Datos GISS

jueves, 19 de enero de 2012

El gas no convencional es fácil de encontrar pero difícil de obtener


Hace unos meses tratamos sobre el gas no convencional o gas de esquisto, que se ha desarrollado espectacularmente el los Estados Unidos, lo que ha llevado a esta nación a ser el primer productor mundial de gas. Siendo el problema de la dependencia energética uno de los principales frenos al desarrollo europeo, le explotación de esta gas de esquisto podría ayudar a resolver este problema.

Sin embargo, hay dificultades en Europa que no se encuentran en los Estados Unidos. Se trata de dificultades geológicas y de dificultades debidas a la densidad de población y a las regulaciones europeas.

Las dificultades geológicas están relacionadas con la composición del subsuelo. El esquisto es una arcilla enterrada profundamente, y si esta arcilla cuenta con un alto grado de materia orgánica puede ser una capa que contenga reservas recuperables de gas de esquisto. La materia orgánica se compone de los restos de plancton depositados en los océanos y fondos marinos hace millones de años. Estas capas fueron enterradas posteriormente a grandes profundidades de la corteza terrestre por los movimientos tectónicos. Una combinación de alta presión y altas temperaturas conduce a la formación de petróleo a una profundidad de unos tres kilómetros. Para la formación de gas se requieren mayores temperaturas y la capa orgánica debe haber sido enterrada a una profundidad de por lo menos cuatro kilómetros.

El diagrama muestra en forma esquemática la naturaleza geológica de la mayoría de las principales fuentes de gas natural.
El esquisto rico en gas (gas-rich shale) es la roca fuente de muchos recursos de gas natural. La perforación horizontal y la fractura hidráulica han hecho del gas de esquisto una alternativa económicamente viable a los recursos de gas convencionales.
Las acumulaciones de gas convencionales (conventional gas accumulations) se producen cuando el gas migra del esquisto hacia una formación de arenisca que se encuentra por encima, y queda entonces atrapado por una formación impermeable que lo cubre, llamada sello (seal).
El gas asociado se acumula junto con el petróleo, mientras que el gas no asociado no se acumula con el petróleo.
Las acumulaciones de gas atrapado en formaciones arenosas (tight gas accumulations) se encuentran en una gran variedad de ambientes geológicos donde el gas migra desde una roca de origen hacia una formación de arenisca, pero cuya capacidad de migrar hacia arriba está limitada debido a la reducción de la permeabilidad de la piedra arenisca.
El gas metano que se genera durante la transformación de materia orgánica en carbón (coalbed methane) no migra de los esquistos.

El gas de esquisto tiende a ser recuperable una vez que estas capas compactadas, debido a los movimientos de la corteza terrestre, han sido movidas de nuevo y llevadas un poco más cerca de la superficie. Y es precisamente esta secuencia geológica de enterramiento profundo seguido de un movimiento ascendente la que se produjo en grandes áreas de los Estados Unidos. El sustrato contiene esquistos que tienen millones de años y que se extienden por los territorios de varios estados, tales como el esquisto Marcellus en el este de los Estados Unidos. Hace alrededor de 10 millones de años estas capas fueron empujadas de nuevo hacia arriba y ahora se encuentran a una profundidad de alrededor de 1,5 kilómetros por debajo de la superficie de la tierra, una profundidad ideal para la explotación de gas.

¿En qué formaciones geológicas en el oeste de Europa se busca el gas de esquisto? Los esquistos que contienen una proporción relativamente alta de materia orgánica son particularmente prometedores.


En los Países Bajos que está buscando en las pizarras del Jurásico y el Carbonífero. En el caso de los esquistos del Jurásico, la formación más interesante es la de Posidonia, una banda de treinta a sesenta metros de espesor, que data de hace 180 millones de años que se encuentra en torno a tres kilómetros bajo la superficie en los Países Bajos y se extiende a Alemania y Francia. La perforación exploratoria en Alemania ha sido hasta ahora infructuosa.

Actualmente se cree que la región del Báltico representa el mayor potencial para recuperar el gas de esquisto, por ejemplo, en países como Polonia. Lo que es más, Polonia está dispuesta a poner fin a su dependencia de los combustibles fósiles de Rusia, por lo que también juega un papel.

La Kimmeridge Clay también es una buena candidata, pero está situada en el Mar del Norte, donde ninguna reserva de gas de esquisto será económicamente rentable durante mucho tiempo. La producción de gas de esquisto en el mar no es viable por ahora debido a la densa red de pozos que se requiere y los altos costos de perforación mar adentro.

Una segunda formación posible para los Países Bajos es la Formación Geverik, que es considerablemente mayor y se encuentra en la base del Carbonífero. En Inglaterra, esta capa se conoce como el esquisto de Bowen. Pero las estimaciones más recientes sobre el potencial de gas de esquisto de Bowen, que corresponden a unos 65 años de consumo actual de Reino Unido, son muy prematuras.

En términos generales se requieren varias decenas de pozos de exploración y producción para llegar a algo parecido a una estimación realista de las reservas recuperables comercialmente viables de gas no convencional en una región particular. Todavía estamos lejos en ninguna exploración de Europa.

Pero no sólo es la historia geológica la que determina el potencial de gas de esquisto.En Estados Unidos la producción de gas de esquisto ha sido capaz de despegar realmente a causa de la libertad que se permite a los “vaqueros” del petróleo (de manera formal se les conoce como independientes) para la prospección de gas de esquisto. Y los propietarios de EE.UU. también se benefician de cualquier combustible fósil que se encuentra en sus tierras. Eso hace que sea atractivo para ellos el permitir la exploración y producción en su propiedad. En Europa, el gobierno es el dueño de los descubrimientos situados a más de 700 metros bajo tierra, lo que hace que los dueños de los terrenos no puedan tener grandes beneficios. En cambio, un granjero americano que permite la extracción de petróleo y gas en su tierra puede llegar a hacerse rico muy rápidamente. Con este interés financiero, los agricultores americanos son más propensos a ver su tierra perforada. Las preocupaciones por el medio ambiente pasan rápidamente a segundo plano.

Otra diferencia significativa entre los Estados Unidos y Europa en lo que respecta a la producción de gas de esquisto es la densidad de población. En una Europa con muchas construcciones es mucho más difícil obtener los permisos necesarios para crear una densa red de pozos de perforación. En la fase de exploración, hay que perforar pozos cada par de kilómetros, pero en la fase de producción de la densidad de los pozos es mucho mayor: más o menos uno cada doscientos de metros. Se pueden ver estas aglomeraciones de torres de perforación en las imágenes por satélite de las zonas secas y con baja densidad de población de los EE.UU. en donde se produce el gas de esquisto. Su aspecto es horrible y en Europa occidental sería inconcebible.

Aunque hoy en día existen tecnologías de perforación que son capaces de limitar el daño al paisaje, como una perforación desviada (horizontal) de muchos pozos a partir de un pozo central único y, posteriormente, se curvan los pozos para perforar horizontalmente en la roca donde se encuentra el gas. Esta perforación desviada ya es bastante común en la exploración y la producción de petróleo y gas.

En conclusión, podemos decir que, por ahora, el gas de esquisto puede ser fácil de descubrir pero será difícil de explotar en Europa.

miércoles, 18 de enero de 2012

La concentración de CO2


La concentración de CO2 en la atmósfera ha seguido aumentando durante el año 2011, llegando a ser de 391,6 ppm a final de año, con un aumento de 1,8 ppm respecto del año anterior, lo que equivale a 15.000 millones de toneladas de CO2. Actualmente, la cantidad de CO2 que contiene la atmósfera puede cifrarse en 3.290.000 millones de toneladas.


Desde que se mide la concentración de CO2 en la atmósfera, su aumento anual ha pasado de 1 ppm en los años sesenta a 2 ppm en los años dos mil. Es decir, se ha doblado en medio siglo.


Datos de la concentración de CO2

martes, 17 de enero de 2012

Las temperaturas del año 2011 (2)


Se acaban de publicar las temperaturas de la UAH (Universidad de Alabama Huntville) del mes de diciembre. Estas temperaturas están tomadas por satélite desde el año 1979.

Vemos que la temperatura global del año 2011 ha sido notablemente inferior a la del año anterior, en que fue anormalmente alta debido a El Niño. Podemos observar que las temperaturas globales no han aumentado en lo que llevamos de siglo XXI.

La temperatura global de la tierra ha aumentado más que la del océano. También se ve que la del hemisferio norte ha aumentado más que la del hemisferio sur, y que la del polo norte ha aumentado enormemente, mientras que la del polo sur ha tenido una ligera tendencia a la baja.





Podemos observar que las temperaturas globales siguen bastante bien las oscilaciones ENSO, con tres a cuarto meses de retraso.