Un sencillo cálculo sobre la sensibilidad del clima

Ahora que hemos llegado a la cifra redonda de 400 ppm de CO₂ podemos hacer un ejercicio sencillo y divertido para estimar la sensibilidad del clima con los valores actuales. La sensibilidad del clima a la concentración de CO₂ es el aumento de la temperatura cuando se dobla la concentración de CO₂.

Partiremos de una concentración preindustrial de CO₂ de 275 ppm, por aquello de redondear, y tomamos como base la temperatura en aquel momento. En el gráfico podemos ver las temperaturas que resultarían al ir aumentando la concentración de CO₂ en los casos de una sensibilidad climática de 1,5 y de 3,0 ºC.

En el primer caso, a una concentración de 400 ppm como la actual le correspondería un aumento de temperatura de 0,8 ºC, mientras que si la sensibilidad fuera de 3,0 ºC el aumento de temperatura correspondiente sería de 1,6 ºC.

Con estos datos, pues, parece que la sensibilidad del clima es del orden de 1,5 ºC, ya que el aumento de temperatura actual respecto de la era preindustrial es de 0,7/0,8 ºC.

En estos momentos se llevan emitidas unas 300 Gt de carbono, con un aumento de 125 ppm en la concentración atmosférica de CO₂. Al ritmo actual de emisión de 10 Gt/año de carbono, para el año 2100 se habrán emitido unas 1.100 Gt, lo que llevará a una concentración de unas 700 ppm de CO₂. Con una sensibilidad climática de 1,5 ºC, podemos suponer que la temperatura habrá aumentado en 2 ºC en el año 2100, respecto de le temperatura preindustrial.

Cabe esperar que la sensibilidad climática sea efectivamente de 1,5 ºC, ya que si fuera de 3,0, la temperatura subiría, el año 2100, unos 4 ºC.

El nivel del mar según los registros geológicos

Si hacemos un croquis con los niveles del mar y las temperaturas globales registradas a lo largo del tiempo, vemos que, a largo plazo, por cada grado centígrado de variación de la temperatura global le corresponde una variación de unos 19 metros en el nivel del mar.

Colapso de glaciares antárticos

Es la noticia científica del día en la mayoría de los periódicos. Un nuevo estudio realizado por investigadores de la NASA y la Universidad de California y publicado ayer, titulado Widespread, rapid grounding line retreat of Pine Island, Thwaites,Smith and Kohler glaciers, West Antarctica from 1992 to 2011, señala que hay una zona de la capa de hielo de la Antártida occidental, cuya rápida fusión parece indicar un estado irreversible de decadencia, sin nada para detener a los glaciares en esta área de la fusión en el mar. El estudio incorpora datos procedentes de 40 años de observaciones que indican que los seis glaciares gigantes (Pine Island, Thwaites, Haynes, Pople, Smith y Kohler) situados en el sector del Mar de Amundsen de la Antártida occidental han pasado el punto sin retorno, lo que tendrá consecuencias importantes en todos los mares del mundo.

Estos glaciares ya contribuyen de manera significativa al aumento del nivel del mar, con la liberación de casi la misma cantidad de hielo en el océano anualmente como toda la capa de hielo de Groenlandia. Contienen suficiente hielo para elevar el nivel global del mar en 1,2 metros, y se están derritiendo más rápido de lo que la mayoría de los científicos esperaban.

Tres grandes líneas de evidencia apuntan a la eventual desaparición de los glaciares: los cambios en las velocidades a las que fluye el glaciar, la cantidad de cada glaciar que flota en el agua de mar, y la pendiente del terreno sobre el que están fluyendo y su profundidad bajo el nivel del mar.

La aceleración de la velocidad con la que fluyen estos glaciares y la posición de su línea de asentamiento (en la que el glaciar empieza a flotar; en inglés, grounding line) se refuerzan mutuamente, como se puede ver en la figura siguiente. Cuando los glaciares fluyen más rápido, se estiran y disminuyen su espesor, lo que reduce su peso y los lleva más allá de la roca madre. A medida que la línea de conexión con la tierra queda atrás y más masa del glaciar tiene su base sobre el agua, hay menos resistencia por debajo, por lo que la velocidad con la que el glaciar fluye se acelera. Por ejemplo, el glaciar Smith se ha contraído unos 45 km, a razón, en los últimos años, de 2 km/año.

 El colapso de este sector de la Antártida occidental parece ser imparable. El hecho de que la fusión de los glaciares esté sucediendo al mismo tiempo en un sector grande sugiere que tiene una causa común, tal como un aumento en la cantidad de calor del océano debajo de las secciones flotantes de los glaciares. Llegados a este punto, el final de los glaciares de este sector parece inevitable.

El 50 % del calentamiento de las zonas árticas puede ser debido a causas naturales

El rápido calentamiento del Ártico y la reducción del hielo marino en el Océano Ártico se atribuyen al cambio climático antropogénico. Groenlandia y el noroeste de Canadá han experimentado un calentamiento desde 1979 a un ritmo doble de la media mundial. Además, en esta región, gran parte de la variabilidad de la temperatura de año a año se asocia con la variabilidad de la circulación a gran escala en el Atlántico Norte, es decir, con la Oscilación del Atlántico Norte.

Se acaba de publicar el estudio Tropical forcing of the recent rapid Arctic warming in northeastern Canada and Greenland que, utilizando observaciones y  modelos informáticos, muestra que un océano Pacífico tropical occidental más cálido de lo habitual ha causado cambios atmosféricos sobre el Atlántico Norte que han calentado su superficie en alrededor de medio grado por década desde 1979.

El patrón de los cambios en el Pacífico tropical que son responsables de notables cambios en la circulación atmosférica y el calentamiento en Groenlandia y el Ártico canadiense está en consonancia con lo que podríamos llamar la variabilidad natural.

Las variaciones naturales en el nuevo estudio están relacionadas con un Pacífico tropical occidental inusualmente cálido, cerca de Papua Nueva Guinea. Desde mediados de la década de 1990 la superficie del agua ha sido unos 0,3ºC más cálida de lo normal. Los modelos muestran que esto afecta a la presión de aire en la región, lo que desencadenó una ola estacionaria en la atmósfera en forma de un gran círculo en el Pacífico tropical hacia Groenlandia antes de volver sobre el Atlántico. A lo largo de este tren de ondas hay puntos calientes donde el aire ha sido empujado hacia abajo, y zonas frías donde el aire se ha tirado hacia arriba. Y Groenlandia y el noroeste de Canadá se encuentran en uno de los puntos calientes.

Este trabajo muestra que aproximadamente la mitad del calentamiento en Groenlandia procede del forzamiento climático por los gases de efecto invernadero antropogénicos, pero que la otra la mitad proviene de variaciones naturales del clima. Sin embargo, los investigadores no pueden decir por cuánto tiempo el Pacífico tropical se mantendrá en este estado, lo que hace muy difíciles las previsiones de lo que pasará a corto plazo en estas zonas.

Las variaciones naturales podrían acelerar o desacelerar la tasa de fusión de los glaciares de Groenlandia en las próximas décadas, pero en el largo plazo, es probable que prevalezca el componente inducido por el hombre, comenta uno de los autores de la investigación.

a. Temperatura anual media Surf-T (land), altura geopotencial a 200 hPa (Z200) media sobre Groenlandia y el noroeste del Canadá, y el índice NAO, Oscilación del Atlántico Norte (cuyo signo se ha puesto al revés para facilitar la comparación), para el período 1979-2012. Las unidades de la izquierda son metros geopotenciales, mientras que las de la derecha son ºC (temperatura de la superficie), y el índice NAO (sin unidades)

b,c,d,e. Temperatura media de la superficie y Z200 sobre Groenlandia y noroeste del Canadá para cada estación en el período 1979-2012. Abajo a la derecha se puede ver el coeficiente de correlación (r) entre ambas series de cifras: el primer número es la correlación entre las cifras brutas, y el segundo entre las series una vez eliminada la tendencia.

Un ejemplo de la acidificación de los océanos

Se acaba de publicar un nuevo artículo que lleva por título Limacina helicina shell dissolution as an indicator of declining habitat suitability owing to ocean acidification in the California Current Ecosystem, en el que se describe que una porción importante de pterópodos en la zona de los estados de Washington, Oregón y California presentan daños severos de disolución de sus conchas. Han encontrado que un 53 % de los individuos de las zonas costeras y un 24 % de los individuos de las zonas de mar adentro, en los primeros 100 metros de profundidad, presentan estos daños, que coinciden con aguas que no están sobresaturadas de agaronita. Lo que parece demostrar que la absorción de las emisiones de dióxido de carbono de origen humano por el océano también está aumentando el nivel de las aguas corrosivas cerca de la superficie, que es donde viven pterópodos.

Los pterópodos son unos caracoles que nadan libremente y que se encuentra en los océanos de todo el mundo. Crecen hasta tener un tamaño que puede variar entre tres y doce milímetros.

Afirman los autores del artículo que respecto a la concentración preindustrial de CO2 atmosférico, la extensión de aguas no saturadas ha aumentado seis veces a lo largo del ecosistema de la Corriente de California.

Ejemplar sano de pterópodo 

Ejemplar de pterópodo con señales de disolución de la concha 

 Imagen microscópica de una concha con señales de disolución

Los precios del petróleo, caros pero estables

Los precios spot FOB del petróleo Brent permanecen muy caros pero relativamente estables, alrededor de los 110 $ por barril, desde marzo del 2011. Por ahora no se cumplen los pronósticos pesimistas que anunciaban un aumento paulatino hasta llegar a un precio parecido al de julio de 2008, en que alcanzó los 140 $ por barril.

Datos

El nivel del mar durante el último período interglacial

“Durante el último período interglacial (hace entre 130.000 y 115.000 años) el clima del Ártico era más cálido que el actual y el nivel medio del mar era probablemente unos 6,6 metros más elevado. Sin embargo, hay discrepancias en la estimación de las contribuciones a este cambio del nivel del mar entre las posibles fuentes (Groenlandia y la Antártida)”. Así empieza un artículo publicado en marzo de 2013 titulado Quantification of the Greenland ice sheet contribution to Last Interglacial sea level rise, y que trata precisamente de determinar la contribución de cada una de estas fuentes al aumento del nivel del mar del último período interglacial. Pero no vamos a hablar del contenido de este artículo, solo tomaremos de él que el nivel del mar en el último interglacial era significativamente más elevado que el actual.

Si miramos las anomalías de temperatura correspondientes a este último período interglacial, vemos que llegaron, según los datos de los testigos de hielo extraídos de la Antártida (Vostok) a un valor entre +2 y +3 ºC durante un período de unos 3.000 años., mientras que, según los datos de los testigos extraídos en Groenlandia (Epica) hubo una anomalía media de +4 ºC durante 2.000 años, seguida de un período de unos 6.000 años con una anomalía media de unos +2 ºC. Entonces como ahora, según estos datos, el Ártico se calentaba más que el Antártico y, se puede suponer, que el calentamiento medio del planeta.

Lo que quiere decir que, con una anomalía térmica global de alrededor de 2 ºC, se produjo una fusión importante de las capas de hielo, que llevaron el nivel del mar a unos niveles superiores a los actuales. Esta fusión no fue inmediata. Se cree que tardó unos mil años o más.

Una de las razones por las que se cree que un aumento de la temperatura de 2 ºC respecto al período preindustrial es un peligro es que, según lo ocurrido en el último período interglacial, puede desencadenarse un punto de inflexión (tipping point, en inglés) que afecte profundamente la fusión de las capas de hielo y, por consiguiente, un aumento del nivel del mar que sería catastrófico para una parte importante de la población.