El Largo Verano es un libro de Brian Fagan. Es una historia bien contada de los impactos del cambio climático sobre los seres humanos, empezando en el final de la última glaciación, en torno a 18.000 antes de Cristo.
El libro se centra en el desarrollo de los seres humanos durante los últimos 15 000 años. Brian Fagan destaca que este período de tiempo es a la vez inusualmente cálido y estable, en comparación con los 100.000 años anteriores. Estas condiciones climáticas extraordinarias pueden ser la razón por la que la civilización humana, tal como lo conocemos hoy, se ha podido desarrollar. Teniendo en cuenta el clima más inestable y frío del pasado, Fagan piensa que debemos esperar que, en algún momento en el futuro, volverán a producirse unas condiciones similares. En este sentido, el desarrollo de los seres humanos durante los últimos 15 000 años ocurrió durante un inusual "largo verano".
El punto clave del libro es, por supuesto, que la vida humana y la cultura siempre han sido influenciadas por las condiciones del clima y por cambios climáticos, pero que, debido al desarrollo de la civilización, la humanidad en su conjunto se ha ido haciendo cada vez más vulnerable.
Fagan describe las primeras tribus humanas que vivieron durante las recientes edades de hielo como oportunistas, flexibles y móviles, el moviéndose y la adaptando con facilidad sus herramientas a las condiciones cambiantes del medio ambiente. Por el contrario, los asentamientos en pueblos y ciudades con una alta concentración de personas, contando con producciones agrícolas cercanas, no se pueden mover ni puede adaptarse con suficiente rapidez, y por lo tanto se desmoronan en cuanto el clima haga que su "caja de herramientas de supervivencia" se convierta en una cosa inútil.
Cronología
Sacamos de los cuadros 1 y 2 del libro una cronología de eventos históricos relacionados con el clima:
16.000 a. C. - Edad del Hielo. Rápido retroceso de las capas de hielo. Cro-Magnon en Europa.
15,000 a. C. - mejora climática en Eurasia.
14,000 a. C. - aumento rápido del nivel del mar. Las últimas culturas de la Edad de Hielo en Europa.
13.000 a. C. - Fin del evento Heinrich H1 (nota 1). Primer asentamiento en el noreste de Siberia.
12,500 a. C. - Comienzo del período Bølling-Allerød (nota 2). Rápido calentamiento.
12.000 a. C. - Difusión de los bosques en Europa. Primer asentamiento en América. Cueva con pinturas rupestres en Niaux, en Francia.
11.000 a. C. – El lago Agassiz revienta (nota 3), haciendo que la Circulación del Atlántico Meridional colapse, causando temperaturas mucho más frías de Europa: el episodio Younger Dryas. Abu Hureyra I en Siria. La cultura Clovis de América del Norte.
10,000 a. C - La agricultura comienza en el sureste de Asia. Hay sequía en el sureste de Europa.
9.500 a. C. –La Circulación del Atlántico Meridional renace, dando lugar a unas condiciones más húmedas y a un nuevo calentamiento. La agricultura se propaga rápidamente en el suroeste de Asia. Abu Hureyra II en Siria. Jericó
8.500 a. C. – Un amplio espectro de cazadores-recolectores aparece en el norte de Europa.
8.000 a. C. - La agricultura se propaga rápidamente en el suroeste de Asia.
6.000 a. C. - mini edad de hielo. La capa de hielo Laurentino colapsa, y la Circulación del Atlántico Meridional se ralentiza. Aparecen los agricultores de los Balcanes. Primer asentamiento en el sur de Mesopotamia.
5.600 a. C. - elevación del nivel del mar: el mar Mediterráneo inunda el lago Euxino, formando el actual Mar Negro. El pueblo de agricultores Linearbandkeramik entra en Europa Central.
4.500 a. C. - Sequía en América Oeste, condiciones de calor húmedo en Europa. Se cría ganado en el Sahara. Aparece la cultura Ertebolle en los países escandinavos.
3.500 a. C. – El Sahara, Egipto y Mesopotamia se vuelven mucho más secos. Las ciudades aparecen en Egipto y se desarrollan en Mesopotamia.
(Nota 1) En los eventos Heinrich durante el último período glacial, las capas de hielo del hemisferio norte se derritieron rápidamente, muchos icebergs se desprendieron de los glaciares y flotaban en el Atlántico Norte. Los icebergs contienen rocas erosionadas por los glaciares, y conforme se iban derritiendo estas rocas cayeron al fondo del mar. Estos escombros son la pieza más importante que evidencia estos eventos Heinrich. La perforación a través de los sedimentos marinos permite ver seis eventos Heinrich en los núcleos de barro sacados del fondo del mar, que se denominan H1-H6 conforme se remontan en el tiempo.
Estos eventos Heinrich son interesantes ya que son la evidencia de cambios climáticos abruptos durante el último período glacial. Estos eventos son rápidos: duran alrededor de 750 años, y su aparición puede producirse en tan sólo unos años.
Durante los eventos Heinrich, grandes cantidades de agua dulce fluyen hacia el océano, lo que puede hacer variar la circulación termohalina.
(Nota 2) El período Bølling-Allerød fue un interestadial mundial cálido y húmedo que se produjo al final del último período glacial. Durante la oscilación de Bølling-Allerød aumentaron las temperaturas (en el norte de la región del Atlántico a niveles casi de hoy), antes de que se redujeran de nuevo en el período Younger Dryas, que fue seguido por el periodo interglaciar actual. Su duración aproximada fue del 12.500 a. C. hasta el 11.000 a. C.
(Nota 3) El lago Agassiz era un enorme lago en América del Norte formado por derretimiento de los glaciares al final del último período glacial. En el momento de su extensión mayor, disponía de más agua que todos los lagos juntos que hay ahora en el mundo.
La opinión generalizada es que alrededor del año 10.800 a. C. el lago rompió su pared de hielo y se desbordó hacia el río San Lorenzo. Fue un torrente enorme que duró años, y el agua de este lago llegó más allá del Mar del Labrador. Flotando sobre el agua salada más densa, esta agua dulce bloqueó la Corriente Meridional del Atlántico, que trae agua cálida hacia el norte y ayuda a mantener caliente el norte de Europa. Así, el norte de Europa se convirtió en un congelador, dando comienzo al período del Younger Dryas, del que ya hemos hablado en otra entrada.
Hay que recordar que ésta es solamente una de las teorías que se han elaborado para explicar el período del Younger Dryass.
viernes, 24 de diciembre de 2010
viernes, 17 de diciembre de 2010
La circulación atmosférica general
La circulación atmosférica es el movimiento del aire a gran escala. Junto con la circulación oceánica, es el medio por el que el calor se distribuye en la superficie del planeta. De no existir esta distribución de calor, ecuador sería una zona mucho más caliente que la que es en realidad, y los polos mucho más fríos.
La mayor incidencia del calor del sol en la zona ecuatorial del planeta, calienta el aire de esta zona, que se vuelve más ligero y se eleva. Al ascender, se dirige en altura hacia los polos. En 1686, Edmund Hadley propuso un modelo de circulación basado en dos células convectivas provocadas por el diferente calentamiento del planeta. Considerando que el aire del ecuador se calienta más que el de los polos, debido a que la radiación solar cae más perpendicularmente al suelo, se produciría un despegue del aire al ecuador que sería compensado por un descenso del aire en los polos, la zona más fría del planeta. De esta manera se configuraría, en el hemisferio norte y en superficie, un viento del norte, que iría de una zona anticiclónica (el polo) a una zona depresionaria (el ecuador), como se puede ver en la figura.
Este modelo sería válido si la Tierra no girara y fuera perfectamente esférica, sin rugosidades superficiales. La rotación de la Tierra rompe cada una de las estructuras celulares de Hadley en tres más pequeñas (que ocupan, aproximadamente, 30° cada una). ¿Por qué tres? Parece que este número está relacionado con el valor de la velocidad de rotación de la Tierra y con su radio.
Además, a medida que se desplaza hacia el polo, sufre la acción de la fuerza de Coriolis, y se desvía hacia la derecha de su trayectoria en el hemisferio norte, y hacia su izquierda en el hemisferio sur.
Cuando el aire se enfría en altura, aumenta de densidad y cae, y una vez en la superficie de la tierra vuelve hacia el ecuador absorbido por las bajas presiones que se generan en la zona ecuatorial al ascender el aire caliente. En este trayecto se vuelve a desviar debido a la fuerza de Coriolis, de manera que al llegar a la zona subtropical ya es un viento del noreste en el hemisferio norte, y del sureste en el hemisferio sur: son los denominados vientos alisios.
El circuito cerrado que acabamos de describir se conoce como célula de Hadley, que abarca desde el ecuador hasta los 30º en ambos hemisferios.
En los polos ocurre lo mismo, pero a causa del efecto térmico contrario. El aire frío y pesado se desplaza en superficie hacia el ecuador, pero es desviado por la fuerza de Coriolis hacia el noreste en el hemisferio norte y hacia el sureste en el hemisferio sur. Al descender de latitud el aire se calienta, se vuelve más ligero y asciende, volviendo en altitud hacia el polo, absorbido por la baja presión en altitud generada en el polo. Al llegar sobre el polo, ya ha perdido temperatura, su densidad aumenta, desciende y cierra el ciclo conocido como “célula polar”, que abarca desde ambos polos hasta los 60º.
En las latitudes templadas que quedan entre los 30 y los 60º de latitud se origina otra célula, llamada de Ferrel. El aire de la zona es más cálido que el polar y más frío que el subtropical, por lo que tiene tendencia a trasladarse en superficie hacia el polo para rellenar el hueco dejado por el aire ascendente en los 60º de latitud. En este recorrido es desviado por acción de la fuerza de Coriolis, adquiriendo una marcada componente oeste en ambos hemisferios: son los llamados vientos de poniente, cuyo predominio en la zona denominada templada genera el cinturón de los ponientes.
Debido a esta estructura de la circulación general del aire, las zonas de presión atmosférica relativa se reparten en ambos hemisferios de la forma siguiente:
- Sobre cada polo un anticiclón, generado por el frío de su superficie, con vientos de levante.
- Una zona de depresiones en torno a los 60º de latitud, que es una zona de borrascas, a la que se dirigen los vientos polares y los vientos de poniente, que proceden de los 30º de latitud.
- Una zona de altas presiones en torno a los 30º de latitud, llamada zona de anticiclones subtropicales, de donde parten los vientos de poniente que se dirigen hacia los 60º de latitud, y los vientos alisios que van hacia la zona ecuatorial.
- Una zona de baja presión en el ecuador, llamada zona de calmas ecuatoriales.
En realidad, este modelo de circulación de tres células es una idealización, ya que los vientos no son constantes y los cinturones de presión no son continuos. Hay tres razones principales para ello:
- La superficie de la Tierra no es plana ni uniforme. Hay un calentamiento no homogéneo debido a los contrastes tierra/agua.
- El movimiento del viento puede volverse inestable y generar "remolinos".
- El Sol no permanece inmóvil sobre el ecuador, sino que se mueve entre el 23,5ºN y 23,5ºS a lo largo del año.
Por ello hay en realidad sistemas semipermanentes de altas y bajas presiones. Son semipermanentes porque varían en su posición e intensidad a lo largo del año:
Invierno
- Altas presiones sobre Siberia y Canadá.
- Altas presiones del Pacífico y de las Azores (forman parte del sistema subtropical de altas presiones), bajas presiones de las Aleutianas y bajas presiones de Islandia
Verano
- Las altas presiones de las Azores emigran hacia el oeste y se intensifican para convertirse en ls altas presiones de las Bermudas.
- Las altas presiones del Pacífico también se desplazan hacia el oeste y se intensifican.
- Las altas presiones polares son reemplazadas por bajas presiones.
- Bajas presiones cálidas al sur de Asia.
La mayor incidencia del calor del sol en la zona ecuatorial del planeta, calienta el aire de esta zona, que se vuelve más ligero y se eleva. Al ascender, se dirige en altura hacia los polos. En 1686, Edmund Hadley propuso un modelo de circulación basado en dos células convectivas provocadas por el diferente calentamiento del planeta. Considerando que el aire del ecuador se calienta más que el de los polos, debido a que la radiación solar cae más perpendicularmente al suelo, se produciría un despegue del aire al ecuador que sería compensado por un descenso del aire en los polos, la zona más fría del planeta. De esta manera se configuraría, en el hemisferio norte y en superficie, un viento del norte, que iría de una zona anticiclónica (el polo) a una zona depresionaria (el ecuador), como se puede ver en la figura.
Este modelo sería válido si la Tierra no girara y fuera perfectamente esférica, sin rugosidades superficiales. La rotación de la Tierra rompe cada una de las estructuras celulares de Hadley en tres más pequeñas (que ocupan, aproximadamente, 30° cada una). ¿Por qué tres? Parece que este número está relacionado con el valor de la velocidad de rotación de la Tierra y con su radio.
Además, a medida que se desplaza hacia el polo, sufre la acción de la fuerza de Coriolis, y se desvía hacia la derecha de su trayectoria en el hemisferio norte, y hacia su izquierda en el hemisferio sur.
Cuando el aire se enfría en altura, aumenta de densidad y cae, y una vez en la superficie de la tierra vuelve hacia el ecuador absorbido por las bajas presiones que se generan en la zona ecuatorial al ascender el aire caliente. En este trayecto se vuelve a desviar debido a la fuerza de Coriolis, de manera que al llegar a la zona subtropical ya es un viento del noreste en el hemisferio norte, y del sureste en el hemisferio sur: son los denominados vientos alisios.
El circuito cerrado que acabamos de describir se conoce como célula de Hadley, que abarca desde el ecuador hasta los 30º en ambos hemisferios.
En los polos ocurre lo mismo, pero a causa del efecto térmico contrario. El aire frío y pesado se desplaza en superficie hacia el ecuador, pero es desviado por la fuerza de Coriolis hacia el noreste en el hemisferio norte y hacia el sureste en el hemisferio sur. Al descender de latitud el aire se calienta, se vuelve más ligero y asciende, volviendo en altitud hacia el polo, absorbido por la baja presión en altitud generada en el polo. Al llegar sobre el polo, ya ha perdido temperatura, su densidad aumenta, desciende y cierra el ciclo conocido como “célula polar”, que abarca desde ambos polos hasta los 60º.
En las latitudes templadas que quedan entre los 30 y los 60º de latitud se origina otra célula, llamada de Ferrel. El aire de la zona es más cálido que el polar y más frío que el subtropical, por lo que tiene tendencia a trasladarse en superficie hacia el polo para rellenar el hueco dejado por el aire ascendente en los 60º de latitud. En este recorrido es desviado por acción de la fuerza de Coriolis, adquiriendo una marcada componente oeste en ambos hemisferios: son los llamados vientos de poniente, cuyo predominio en la zona denominada templada genera el cinturón de los ponientes.
Debido a esta estructura de la circulación general del aire, las zonas de presión atmosférica relativa se reparten en ambos hemisferios de la forma siguiente:
- Sobre cada polo un anticiclón, generado por el frío de su superficie, con vientos de levante.
- Una zona de depresiones en torno a los 60º de latitud, que es una zona de borrascas, a la que se dirigen los vientos polares y los vientos de poniente, que proceden de los 30º de latitud.
- Una zona de altas presiones en torno a los 30º de latitud, llamada zona de anticiclones subtropicales, de donde parten los vientos de poniente que se dirigen hacia los 60º de latitud, y los vientos alisios que van hacia la zona ecuatorial.
- Una zona de baja presión en el ecuador, llamada zona de calmas ecuatoriales.
En realidad, este modelo de circulación de tres células es una idealización, ya que los vientos no son constantes y los cinturones de presión no son continuos. Hay tres razones principales para ello:
- La superficie de la Tierra no es plana ni uniforme. Hay un calentamiento no homogéneo debido a los contrastes tierra/agua.
- El movimiento del viento puede volverse inestable y generar "remolinos".
- El Sol no permanece inmóvil sobre el ecuador, sino que se mueve entre el 23,5ºN y 23,5ºS a lo largo del año.
Por ello hay en realidad sistemas semipermanentes de altas y bajas presiones. Son semipermanentes porque varían en su posición e intensidad a lo largo del año:
Invierno
- Altas presiones sobre Siberia y Canadá.
- Altas presiones del Pacífico y de las Azores (forman parte del sistema subtropical de altas presiones), bajas presiones de las Aleutianas y bajas presiones de Islandia
Verano
- Las altas presiones de las Azores emigran hacia el oeste y se intensifican para convertirse en ls altas presiones de las Bermudas.
- Las altas presiones del Pacífico también se desplazan hacia el oeste y se intensifican.
- Las altas presiones polares son reemplazadas por bajas presiones.
- Bajas presiones cálidas al sur de Asia.
martes, 14 de diciembre de 2010
Las corrientes marinas (6) - Océano Austral
El océano Austral se localiza desde el Frente Sub-Antártico (aproximadamente entre las latitudes 50° y 60° S) hasta la costa del continente antártico. El océano Austral es el único cuyas aguas rodean todo el globo, lo que es un elemento crucial para el motor calórico mundial. Los fuertes vientos, las bajas temperaturas y la dinámica del hielo marino antárticos, provocan corrientes que influencian fuertemente el clima de la Tierra.
El principal sistema de circulación del océano Austral es la Corriente Circumpolar Antártica (CCA), conocida también como West Wind Drift (Deriva del Viento del Oeste), la cual fluye de oeste a este transportando un caudal de ~ 130 Sv 125 Sv (1 Sv = 1 Sverdrup = 1.000.000 m3/s) a lo largo de un camino de unos 23.000 km. Es la mayor corriente oceánica y mantiene las aguas cálidas lejos del continente antártico, lo que permite que éste mantenga su enorme cubierta de hielo. La CCA es la causa más importante de intercambio de agua entre los diferentes océanos, por lo que juega un papel esencial en la circulación termohalina, incluyendo la redistribución de calor y de salinidad.
Empezando en América del Sur, la CCA fluye a través del Paso de Drake entre América del Sur y la Península Antártica, y después gira hacia el este debido al relieve del Arco de Escocia, con una rama hacia el norte que se convierte en la Corriente Falkland o de las Malvinas. Pasando bajo el océano Índico, la corriente se divide hacia el norte a causa del relieve de la Meseta Kerguelen. También se observan diversos cambios de dirección al pasar por el Pacífico, debidos al relieve de la cordillera medio oceánica.
La CCA crea dos vórtices, el de Ross, en el mar de Ross, y el de Weddel, en el mar de Weddell. Ambos vórtices giran en el sentido de las agujas del reloj.
La CCA se encuentra entre el Frente Subantártico, que se define como la latitud a la que aparece, bien un mínimo de salinidad, bien una gruesa capa de agua no estratificada, y el Frente Polar, que marca una transición hacia unas aguas superficiales muy frías, relativamente poco saladas. Los frentes son límites entre aguas con diferentes características oceanográficas. El Frente Subantártico es una zona de divergencia de masas de agua y el Frente Polar es una zona de convergencia, caracterizado además por un descenso brusco de la temperatura superficial de norte a sur.
El principal sistema de circulación del océano Austral es la Corriente Circumpolar Antártica (CCA), conocida también como West Wind Drift (Deriva del Viento del Oeste), la cual fluye de oeste a este transportando un caudal de ~ 130 Sv 125 Sv (1 Sv = 1 Sverdrup = 1.000.000 m3/s) a lo largo de un camino de unos 23.000 km. Es la mayor corriente oceánica y mantiene las aguas cálidas lejos del continente antártico, lo que permite que éste mantenga su enorme cubierta de hielo. La CCA es la causa más importante de intercambio de agua entre los diferentes océanos, por lo que juega un papel esencial en la circulación termohalina, incluyendo la redistribución de calor y de salinidad.
Empezando en América del Sur, la CCA fluye a través del Paso de Drake entre América del Sur y la Península Antártica, y después gira hacia el este debido al relieve del Arco de Escocia, con una rama hacia el norte que se convierte en la Corriente Falkland o de las Malvinas. Pasando bajo el océano Índico, la corriente se divide hacia el norte a causa del relieve de la Meseta Kerguelen. También se observan diversos cambios de dirección al pasar por el Pacífico, debidos al relieve de la cordillera medio oceánica.
Aguas abajo del Pasaje Drake la rama norte de la CCA , asociada al Frente Subantártico describe un abrupto giro anticiclónico y penetra alrededor de 1500 km en la Cuenca Argentina , llegando a los 38ºS, donde se encuentra con la Corriente de Brasil. Esta rama de la CCA es denominada Corriente de Malvinas (CM).
La CCA crea dos vórtices, el de Ross, en el mar de Ross, y el de Weddel, en el mar de Weddell. Ambos vórtices giran en el sentido de las agujas del reloj.
La CCA se encuentra entre el Frente Subantártico, que se define como la latitud a la que aparece, bien un mínimo de salinidad, bien una gruesa capa de agua no estratificada, y el Frente Polar, que marca una transición hacia unas aguas superficiales muy frías, relativamente poco saladas. Los frentes son límites entre aguas con diferentes características oceanográficas. El Frente Subantártico es una zona de divergencia de masas de agua y el Frente Polar es una zona de convergencia, caracterizado además por un descenso brusco de la temperatura superficial de norte a sur.
domingo, 12 de diciembre de 2010
La retroalimentación de las plantas
En un mundo con el doble de dióxido de carbono en la atmósfera, las plantas podrían crecer más y crear un efecto de enfriamiento. Esta es la conclusión del trabajo publicado el 7 de diciembre en la revista Geophysical Research Letters, titulado Quantifying the negative feedback of vegetation to greenhouse warming: A modeling approach, cuyo autor principal es L. Bounoua, de la NASA.
Uno de los principales desafíos con los que los científicos se enfrentan con el cambio climático es como proyectarlo a través del tiempo, sobre todo cómo dar cuenta de la reacción de la Tierra a temperaturas más cálidas, un fenómeno conocido como "retroalimentación".
Desde hace tiempo se sabe que las plantas, que utilizan el dióxido de carbono, sol y agua para crecer a través del proceso de la fotosíntesis, son capaces de adaptarse a niveles más altos de dióxido de carbono usando los nutrientes de manera más eficiente y desarrollando hojas más grandes. Pero el efecto que el crecimiento de las especies vegetales tiene sobre el calentamiento global ha sido difícil de predecir.
Un nuevo modelo informático de la NASA, que se describe en el artículo citado, ha calculado el efecto enfriamiento de las plantas a nivel mundial en unos -0,3 ºC. Este mismo modelo encuentra que el calentamiento estaba en el rango inferior del aceptado cuando el dióxido de carbono se duplica, pasando de 390 a 780 ppm, proyectando un calentamiento de 1,94 ºC en el planeta, sin incluir la caída de 0,3 ºC para la retroalimentación de las plantas.
Es decir, en el escenario B2 del IPCC (800 ppm a finales de siglo), este modelo proyecta un aumento de la temperatura de 1,6 a 1,7 ºC, por 1,4 a 3,8 ºC en el informe del IPCC.
Este tipo de nuevos modelos, que introducen nuevas retroalimentaciones anteriormente obviadas, así como un mejor conocimiento cuantificado de estas retroalimentaciones (como la de las nubes, de la que hablamos en la entrada anterior) muestran que, con el tiempo, los científicos crearán modelos cada vez más sofisticados que disminuirán el rango de incertidumbre del cambio climático y permitirán proyecciones más precisas del clima futuro.
Uno de los principales desafíos con los que los científicos se enfrentan con el cambio climático es como proyectarlo a través del tiempo, sobre todo cómo dar cuenta de la reacción de la Tierra a temperaturas más cálidas, un fenómeno conocido como "retroalimentación".
Desde hace tiempo se sabe que las plantas, que utilizan el dióxido de carbono, sol y agua para crecer a través del proceso de la fotosíntesis, son capaces de adaptarse a niveles más altos de dióxido de carbono usando los nutrientes de manera más eficiente y desarrollando hojas más grandes. Pero el efecto que el crecimiento de las especies vegetales tiene sobre el calentamiento global ha sido difícil de predecir.
Un nuevo modelo informático de la NASA, que se describe en el artículo citado, ha calculado el efecto enfriamiento de las plantas a nivel mundial en unos -0,3 ºC. Este mismo modelo encuentra que el calentamiento estaba en el rango inferior del aceptado cuando el dióxido de carbono se duplica, pasando de 390 a 780 ppm, proyectando un calentamiento de 1,94 ºC en el planeta, sin incluir la caída de 0,3 ºC para la retroalimentación de las plantas.
Es decir, en el escenario B2 del IPCC (800 ppm a finales de siglo), este modelo proyecta un aumento de la temperatura de 1,6 a 1,7 ºC, por 1,4 a 3,8 ºC en el informe del IPCC.
Este tipo de nuevos modelos, que introducen nuevas retroalimentaciones anteriormente obviadas, así como un mejor conocimiento cuantificado de estas retroalimentaciones (como la de las nubes, de la que hablamos en la entrada anterior) muestran que, con el tiempo, los científicos crearán modelos cada vez más sofisticados que disminuirán el rango de incertidumbre del cambio climático y permitirán proyecciones más precisas del clima futuro.
viernes, 10 de diciembre de 2010
La retroalimentación de las nubes
Muy interesante la discusión que hace furor actualmente, desde que la revista Science ha publicado, ayer mismo, el artículo de A.E. Dessler, un científico del clima de la Universidad A & M de Texas, titulado A Determination of the Cloud Feedback from Climate Variations over the Past Decade, en el que se afirma que la retroalimentación de las nubes es positiva, según los datos del satélite CERES, desde marzo de 2000 a febrero de 2010.
La retroalimentación de las nubes es una de las áreas clave de incertidumbre identificadas por los científicos del clima de trabajo con el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) y es un tema clave citado por los escépticos del cambio climático, por lo que este debate es importante. Las nubes regulan la cantidad de energía que va dentro y fuera del sistema climático de la Tierra. Las nubes reflejan la luz solar hacia el espacio y así tienen un efecto de enfriamiento. También atrapan la radiación infrarroja emitida desde la superficie y evitan que se escape hacia el espacio y de esta manera tienen un efecto de calentamiento. Los cambios en las nubes pueden afectar el clima y la cuestión sobre la retroalimentación de las nubes es la de si o no el efecto de las nubes es amplificar o contrarrestar el calentamiento global – es decir, si tienen un efecto de retroalimentación positivo o negativo.
Dice Dessler: "En mi nuevo papel, calculo la energía atrapada por las nubes y observo cómo varía a medida que el clima se calienta y se enfría durante los ciclos de El Niño. Me parece que, al calentarse el clima, las nubes atrapan una energía adicional de 0,54 ± 0.74 W/m2 por cada grado de calentamiento. Por lo tanto, la nube de retroalimentación positiva es probable, pero no puedo descartar una leve retroalimentación negativa. Es importante señalar que mientras que no se puede descartar una retroalimentación negativa menor, los datos no son compatibles con una retroalimentación negativa lo suficientemente grande como para cancelar sustancialmente las retroalimentación es positivas bien establecidas”.
En realidad, en su papel no da sólo este valor de la retroalimentación de las nubes, sino que también da el de 0,46 ± 0.77 W/m2 K.
Dessler cree que su trabajo reduce el margen de duda acerca de las nubes. "Cuando nos fijamos en lo que sabemos sobre el cambio climático, se puede ver que sabemos mucho, pero las nubes son una de las zonas de incertidumbre. Mi papel no ha resuelto completamente el problema, pero se ha reducido considerablemente la posibilidad de que los escépticos del clima sigan apoyándose en esta cuestión. En algún momento la gente va a tener que aceptar que si se pone más dióxido de carbono a la atmósfera, la consecuencia es que aumentará la temperatura ".
Rápidamente, Roy Spencer, conocido escéptico sobre el cambio climático, y que publicó un artículo sobre el mismo tema este mismo año en el Journal of Geophysical Research, ha replicado. Spencer se muestra completamente en desacuerdo con las conclusiones de la investigación Dessler. "Hemos demostrado que los datos del satélite que Dessler ha analizado muestran en realidad una retroalimentación negativa, sin respuesta positiva", escribió en un comunicado publicado el jueves 09 de diciembre de la conferencia sobre cambio climático en Cancún, México.
"La afirmación de Dessler (y la línea del partido del IPCC)", dice Spencer, "es que los cambios en las nubes son causados por cambios de temperatura y no al revés. La causalidad sólo se produce en una dirección, no la otra. En su interpretación, si se observa un año más caluroso que viene acompañado de una menor cantidad de nubes, entonces eso es una evidencia de la retroalimentación positiva de las nubes. ¿Por qué? Porque si el calentamiento disminuye las nubes, se deja entrar más luz solar que luego amplifica el calentamiento. Esa es, en pocas palabras, la retroalimentación positiva de las nubes."
Spencer continúa: "Pero ¿y si el calentamiento se debe a que hay menos nubes, en vez de que la disminución de las nubes haya sido causada por el calentamiento?. En otras palabras, ¿qué pasaría si los investigadores simplemente han confundido la causa y el efecto en la estimación de la retroalimentación de las nubes?”
Una discusión sin duda interesante, cuyo desarrollo intentaremos seguir.
La retroalimentación de las nubes es una de las áreas clave de incertidumbre identificadas por los científicos del clima de trabajo con el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) y es un tema clave citado por los escépticos del cambio climático, por lo que este debate es importante. Las nubes regulan la cantidad de energía que va dentro y fuera del sistema climático de la Tierra. Las nubes reflejan la luz solar hacia el espacio y así tienen un efecto de enfriamiento. También atrapan la radiación infrarroja emitida desde la superficie y evitan que se escape hacia el espacio y de esta manera tienen un efecto de calentamiento. Los cambios en las nubes pueden afectar el clima y la cuestión sobre la retroalimentación de las nubes es la de si o no el efecto de las nubes es amplificar o contrarrestar el calentamiento global – es decir, si tienen un efecto de retroalimentación positivo o negativo.
Dice Dessler: "En mi nuevo papel, calculo la energía atrapada por las nubes y observo cómo varía a medida que el clima se calienta y se enfría durante los ciclos de El Niño. Me parece que, al calentarse el clima, las nubes atrapan una energía adicional de 0,54 ± 0.74 W/m2 por cada grado de calentamiento. Por lo tanto, la nube de retroalimentación positiva es probable, pero no puedo descartar una leve retroalimentación negativa. Es importante señalar que mientras que no se puede descartar una retroalimentación negativa menor, los datos no son compatibles con una retroalimentación negativa lo suficientemente grande como para cancelar sustancialmente las retroalimentación es positivas bien establecidas”.
En realidad, en su papel no da sólo este valor de la retroalimentación de las nubes, sino que también da el de 0,46 ± 0.77 W/m2 K.
Dessler cree que su trabajo reduce el margen de duda acerca de las nubes. "Cuando nos fijamos en lo que sabemos sobre el cambio climático, se puede ver que sabemos mucho, pero las nubes son una de las zonas de incertidumbre. Mi papel no ha resuelto completamente el problema, pero se ha reducido considerablemente la posibilidad de que los escépticos del clima sigan apoyándose en esta cuestión. En algún momento la gente va a tener que aceptar que si se pone más dióxido de carbono a la atmósfera, la consecuencia es que aumentará la temperatura ".
Rápidamente, Roy Spencer, conocido escéptico sobre el cambio climático, y que publicó un artículo sobre el mismo tema este mismo año en el Journal of Geophysical Research, ha replicado. Spencer se muestra completamente en desacuerdo con las conclusiones de la investigación Dessler. "Hemos demostrado que los datos del satélite que Dessler ha analizado muestran en realidad una retroalimentación negativa, sin respuesta positiva", escribió en un comunicado publicado el jueves 09 de diciembre de la conferencia sobre cambio climático en Cancún, México.
"La afirmación de Dessler (y la línea del partido del IPCC)", dice Spencer, "es que los cambios en las nubes son causados por cambios de temperatura y no al revés. La causalidad sólo se produce en una dirección, no la otra. En su interpretación, si se observa un año más caluroso que viene acompañado de una menor cantidad de nubes, entonces eso es una evidencia de la retroalimentación positiva de las nubes. ¿Por qué? Porque si el calentamiento disminuye las nubes, se deja entrar más luz solar que luego amplifica el calentamiento. Esa es, en pocas palabras, la retroalimentación positiva de las nubes."
Spencer continúa: "Pero ¿y si el calentamiento se debe a que hay menos nubes, en vez de que la disminución de las nubes haya sido causada por el calentamiento?. En otras palabras, ¿qué pasaría si los investigadores simplemente han confundido la causa y el efecto en la estimación de la retroalimentación de las nubes?”
Una discusión sin duda interesante, cuyo desarrollo intentaremos seguir.
jueves, 25 de noviembre de 2010
¿Estamos cerca del pico del carbón?
He quedado impactado al leer el artículo publicado la semana pasada en Nature, con el título de The end of cheap coal (El final del carbón barato). Nos pronostica la llegada inminente de un pico del carbón. Hasta ahora, todo el mundo decía que había carbón aún por muchos años, aunque, con el aumento del consumo, se había pasado de una previsión de dos o tres siglos a otra más modesta de 50 o 60 años. Consecuentemente, todas las previsiones sobre la energía han hecho basándose en unos precios bajos por el carbón durante décadas. Pero, parece que no será así.
Según el artículo citado, hay dos motivos por los que creer que el precio del carbón es probable que aumente fuertemente en los próximos años:
- En primer lugar, un conjunto de diferentes estudios sugieren que el carbón disponible y útil es menos abundante que lo supuesto hasta ahora. Es más: el pico de la producción de carbón puede producir dentro de unos pocos años.
- En segundo lugar, la demanda está creciendo muy deprisa, fuertemente empujada por China. La demanda de carbón creció modestamente en los años 1990 (0,45% anual), pero desde 2000 lo ha estado haciendo al 3,8% anual.
¿Cuando se producirá el pico del carbón? Creen los autores que es poco probable que el suministro energético mundial sea capaz de seguir la demanda prevista antes de 2020, por lo que afirman que, si no se limita rápidamente el consumo de energía, incluyendo la agricultura, el transporte y la producción industrial, esta limitación vendrá impuesta por los precios y la escasez de energía. El mundo deberá aceptar una ralentización del crecimiento económico.
Si los autores tienen razón, esto cambia radicalmente la visión que muchos hemos tenido hasta ahora del futuro del mix de la energía que usaremos los próximos veinte años, y hará que las energías renovables sean rentables más pronto.
Revisemos lo que se había publicado recientemente sobre este tema. De una parte, el informe "International Energy Outlook" de la Administración de Información Energética, dependiente del Gobierno de Estados Unidos, señalaba a mediados de 2008 que el porcentaje de consumo mundial de carbón pasará del 27% en 2005 al 29 % en 2030 del total de las fuentes de energía utilizadas. Afirman que hay varias razones de peso sostienen este paulatino ascenso: el creciente consumo mundial de energía, el inestable y caro mercado del petróleo y del gas natural, la seguridad que ofrece para los países que cuentan con reservas propias, el rechazo a la energía nuclear y unas reservas mundiales estimadas en 200 años por la ortodoxia energética.
Pero ya había quien dudaba de que todavía quedaran dos siglos de carbón. Dave Rutledge, experto de la División de Ciencias Aplicadas e Ingeniería del Instituto de Tecnología de California, sugería recientemente que la cifra de reservas sería mucho menor, ya que el total de mineral de carbón en el mundo, incluido el consumido en el pasado, llegaría a los 662 mil millones de toneladas. Por su parte, el Consejo de Energía Mundial (World Energy Council - WEC), una alianza de más de 90 países que ofrece datos de referencia sobre la producción energética, asegura que aún quedarían por extraer casi 850 mil millones de toneladas. La diferencia, como se ve, es muy importante.
Rutledge se basa, para hacer sus cálculos, por un lado, en los datos históricos de agotamiento de combustibles fósiles. Por ejemplo, la producción de carbón en Reino Unido terminó de forma precipitada en 1913, mucho antes de lo esperado. Por otra parte, asegura que los datos de las estimaciones oficiales están equivocados, además de infravalorar la dificultad y los costes de extraer este mineral. En este sentido, recuerda que China sólo ha ofrecido dos estimaciones al WEC, y ambas completamente diferentes. Además, estas previsiones se basan en métodos y datos que no han sido revisados desde principios de los años 70 del siglo XX. Por ejemplo, un informe de 2007 de la Comisión de Investigación del Carbón, Tecnología y Evaluaciones de los Recursos en Política de Energía, del Consejo Nacional de Investigaciones de los Estados Unidos, con datos y métodos actualizados de reservas en áreas limitadas, indica que sólo una pequeña fracción de las reservas estimadas previamente son realmente extraíbles.
¿Quién tiene razón? Este artículo de la revista Nature servirá, muy probablemente, para alimentar la controversia. Tendremos que ir siguiendo con atención los nuevos estudios que se publiquen para ver si esto del pico de carbón para los próximos años es verdad o intoxicación.
Según el artículo citado, hay dos motivos por los que creer que el precio del carbón es probable que aumente fuertemente en los próximos años:
- En primer lugar, un conjunto de diferentes estudios sugieren que el carbón disponible y útil es menos abundante que lo supuesto hasta ahora. Es más: el pico de la producción de carbón puede producir dentro de unos pocos años.
- En segundo lugar, la demanda está creciendo muy deprisa, fuertemente empujada por China. La demanda de carbón creció modestamente en los años 1990 (0,45% anual), pero desde 2000 lo ha estado haciendo al 3,8% anual.
¿Cuando se producirá el pico del carbón? Creen los autores que es poco probable que el suministro energético mundial sea capaz de seguir la demanda prevista antes de 2020, por lo que afirman que, si no se limita rápidamente el consumo de energía, incluyendo la agricultura, el transporte y la producción industrial, esta limitación vendrá impuesta por los precios y la escasez de energía. El mundo deberá aceptar una ralentización del crecimiento económico.
Si los autores tienen razón, esto cambia radicalmente la visión que muchos hemos tenido hasta ahora del futuro del mix de la energía que usaremos los próximos veinte años, y hará que las energías renovables sean rentables más pronto.
Revisemos lo que se había publicado recientemente sobre este tema. De una parte, el informe "International Energy Outlook" de la Administración de Información Energética, dependiente del Gobierno de Estados Unidos, señalaba a mediados de 2008 que el porcentaje de consumo mundial de carbón pasará del 27% en 2005 al 29 % en 2030 del total de las fuentes de energía utilizadas. Afirman que hay varias razones de peso sostienen este paulatino ascenso: el creciente consumo mundial de energía, el inestable y caro mercado del petróleo y del gas natural, la seguridad que ofrece para los países que cuentan con reservas propias, el rechazo a la energía nuclear y unas reservas mundiales estimadas en 200 años por la ortodoxia energética.
Pero ya había quien dudaba de que todavía quedaran dos siglos de carbón. Dave Rutledge, experto de la División de Ciencias Aplicadas e Ingeniería del Instituto de Tecnología de California, sugería recientemente que la cifra de reservas sería mucho menor, ya que el total de mineral de carbón en el mundo, incluido el consumido en el pasado, llegaría a los 662 mil millones de toneladas. Por su parte, el Consejo de Energía Mundial (World Energy Council - WEC), una alianza de más de 90 países que ofrece datos de referencia sobre la producción energética, asegura que aún quedarían por extraer casi 850 mil millones de toneladas. La diferencia, como se ve, es muy importante.
Rutledge se basa, para hacer sus cálculos, por un lado, en los datos históricos de agotamiento de combustibles fósiles. Por ejemplo, la producción de carbón en Reino Unido terminó de forma precipitada en 1913, mucho antes de lo esperado. Por otra parte, asegura que los datos de las estimaciones oficiales están equivocados, además de infravalorar la dificultad y los costes de extraer este mineral. En este sentido, recuerda que China sólo ha ofrecido dos estimaciones al WEC, y ambas completamente diferentes. Además, estas previsiones se basan en métodos y datos que no han sido revisados desde principios de los años 70 del siglo XX. Por ejemplo, un informe de 2007 de la Comisión de Investigación del Carbón, Tecnología y Evaluaciones de los Recursos en Política de Energía, del Consejo Nacional de Investigaciones de los Estados Unidos, con datos y métodos actualizados de reservas en áreas limitadas, indica que sólo una pequeña fracción de las reservas estimadas previamente son realmente extraíbles.
¿Quién tiene razón? Este artículo de la revista Nature servirá, muy probablemente, para alimentar la controversia. Tendremos que ir siguiendo con atención los nuevos estudios que se publiquen para ver si esto del pico de carbón para los próximos años es verdad o intoxicación.
Las corrientes marinas (5) - Océano Índico
Corrientes marinas en la superficie del océano Índico. Las corrientes marinas cálidas aparecen en color rojo y amarillo, el afloramiento de aguas profundas y frías en las costas occidentales de los continentes en color verde, y las corrientes frías en color morado o rosado.
El comportamiento de las aguas del océano Índico es más complejo que en otros océanos. Es el único que está limitado al norte por el continente asiático, a unos 20 º de latitud norte, por lo que sufre, dos veces por año, una inversión de los vientos: es el régimen de los monzones. Como este océano se sitúa en la región tropical, donde la fuerza de Coriolis es más débil, la circulación oceánica de superficie responde rápidamente al viento y se invierte también dos veces por año. En cambio, en las regiones situadas más al sur, esta influencia de los monzones es menor y se mantiene el vórtice (giro) clásico.
Por tanto, se puede dividir en dos partes: el sistema austral (al sur del paralelo 10º S) y el resto, llamado sistema monzónico.
El sistema austral (al sur de los 10º de latitud sur) se caracteriza por la distribución regularmente zonal de los vientos, de las temperaturas (del aire y del agua), de la salinidad y de las corrientes superficiales. Este sistema forma el vórtice o giro del Índico, con una circulación de rotación antihoraria. El sistema está compuesto por:
- la corriente Sur Ecuatorial del Índico, cálida, de dirección este – oeste, va desde Australia hasta Madagascar, donde rodea la isla, dando lugar a las corriente de Mozambique y de Madagascar Este, hacia el sur, y la corriente del Suroeste o de Somalia, hacia el norte.
- la corriente del Este de Madagascar fluye hacia el sur 20 º de latitud sur por el lado este de Madagascar hasta el límite sur de la isla y, posteriormente, alimenta la corriente de Agulhas. Su caudal medio es de 25 Sv.
- la corriente de Madagascar fluye hacia el norte a lo largo de la costa oeste de la isla de Madagascar. Es la única corriente que los marinos pueden aprovechar para el viaje desde África del Sur hacia la India.
- la corriente de Mozambique, cálida, de dirección sur, fluye a lo largo de la costa del África del Este por el canal de Mozambique, entre Mozambique y la isla de Madagascar. Está alimentada por la parte de la corriente Sur Ecuatorial que rodea Madagascar por el norte. Su caudal medio es de 5 Sv. Una vez se junta con la corriente del Este de Madagascar, forma la corriente Agulhas.
- la corriente Agulhas, cálida, se forma al sur del paralelo 30º S, y circula en dirección sudoeste. Es una de las corrientes oceánicas más fuertes, con una velocidad media de 1,6 m/s, con un trasiego de 65 millones de metros cúbicos por segundo (65 Sverdrups o Sv). En verano (de enero a marzo) alcanza un volumen máximo, con una velocidad de hasta 2,5 m/s. La contribución de la corriente de Mozambique es relativamente pequeña, ya que la mayor parte de la corriente Agulhas procede de la corriente sur ecuatorial que rodea Madagascar por el este. Cuando llega al meridiano del cabo de Buena Esperanza, se divide en dos ramas: una que continúa hacia el sur y otra que se dirige hacia el este. Esta última alimenta la corriente austral. Se estima en unos 15 Sv el caudal medio que la corriente Agulhas traspasa del Índico al Atlántico del Sur.
- la corriente Austral o corriente del Sur del Índico, fría, forma parte de la corriente Circumpolar Antártica o West Wind Drift, va de oeste a este y que llega hasta las costas australianas.
- la corriente de Australia Occidental es una corriente de superficie relativamente fría del sureste del Océano Índico, que forma parte del movimiento antihorario del vórtice sur de este océano. A medida que el sur la corriente del Sur del Índico se acerca a la costa oeste de Australia, gira hacia el norte hasta circular paralelamente a la costa donde toma el nombre de corriente de Australia Occidental. Esta corriente está muy afectada por los vientos, es débil durante el invierno y fuerte durante el verano, alcanzando velocidades de 20-35 cm/s. Esta corriente gira hacia el noroeste para formar la corriente Sur Ecuatorial del Índico y cerrar el bucle.
El sistema monzónico ocupa todo el resto del océano Índico. Su motor es la inversión estacional de los vientos del monzón. En verano (noviembre a febrero), el viento sopla del nordeste. En invierno (junio a agosto) el viento sopla del sudoeste.
La corriente Monzónica del Índico se refiere a la variación estacional del régimen de corrientes del océano en las regiones tropicales del norte del Océano Índico. Durante el invierno, el flujo de la capa superior del océano se dirige hacia el oeste desde cerca del archipiélago de Indonesia en el Mar Arábigo. Durante el verano, la dirección se invierte, con un flujo hacia el este que se extiende desde Somalia en el Golfo de Bengala. Estas variaciones se deben a cambios en la fuerza del viento asociadas a los monzones. Las corrientes de inversión de la temporada de alta mar que pasan al sur de la India se conocen como las Corrientes del Monzón de Invierno y las del Monzón de Verano (o bien como Corriente del Monzón del Noreste y Corriente del Monzón del Suroeste).
Estructura de la temporada de invierno
La corriente del Monzón de Invierno se extiende desde la Bahía de Bengala, cerca de la India y Sri Lanka, y por todo el Mar de Arabia en una latitud de aproximadamente 8 grados Norte. Las corrientes fluyen hacia el suroeste a lo largo de la costa de Somalia hasta el ecuador. La corriente del Monzón del Noreste sólo se dirige hacia el oeste durante los meses de enero a marzo. Su velocidad mayor es en febrero, cuando se llega a 50 cm/s. Las estimaciones del volumen de transporte de hacia el oeste están entre 7 y 14 Sv.
Estructura de la temporada de verano
La Corriente de Somalia, que fluye a lo largo del Cuerno de África desde el ecuador hasta una latitud de unos 9º N, también cambia de dirección con los vientos estacionales del monzón. Se separa de la costa, girando a la derecha al entrar en el Mar Arábigo. La corriente del Monzón de Verano, que se encuentra entre 10 y 15º de latitud norte en el Mar Arábigo, se dirige hacia la India y Sri Lanka, y entra en la Bahía de Bengala. El Remolino Grande es un giro situado a unos 10º N y 55º E, y sólo está presente durante la temporada de verano.
Durante el verano, cuando la corriente fluye hacia el noreste y se separa de la costa, adentrándose en el mar, transporta aguas más cálidas hacia el interior del mar Arábigo, lo que permite la surgencia de aguas más frías a lo largo de la costa. Este patrón de temperatura superficial del mar (aguas más frías al oeste de aguas más cálidas) refuerza la corriente hacia el norte. La corriente del Monzón del Suroeste fluye hacia el este de abril a noviembre, y alcanza una velocidad máxima de 30 cm/s durante los meses de verano. A mediados de setiembre, la corriente de Somalia transporta entre 32 y 42 Sv.
La contracorriente Ecuatorial del Índico (recordemos que hay también una contracorriente Ecuatorial en el Pacífico) fluye de oeste a este a unos 5 º de latitud norte. La contracorriente Ecuatorial del Índico es el resultado del balance entre los flujos de agua de las corrientes Sur Ecuatorial y las corrientes Monzónicas.
En este mapa de la revista National Geographic, publicado en agosto del 2002, se puede ver la temperatura del mar en las costas de África del Sur, el día 23 de mayo de 1997.
Al este observamos la corriente Agulhas, la equivalente africana de la corriente del Golfo, que desplaza las cálidas aguas del océano Índico desde las inmediaciones de Mozambique hacia el extremo sudoriental del continente, a velocidades de hasta ocho kilómetros por hora.
En la costa atlántica, desde la punta meridional del continente africano hasta la altura de Angola, el proceso oceánico predominante es el afloramiento (upwelling) de Benguela, que lleva agua fría y rica en nutrientes del fondo a la superficie.
Esta imagen de las temperaturas de la superficie marina muestra la corriente Agulhas como una lengua amarilla que lame el frente de la verde masa de frías aguas meridionales y proyecta remolinos calientes hacia el oeste, invadiendo el sistema de Benguela. Es esta interacción entre el calor y el frío, el este y el oeste, lo que hace única la costa sudafricana. Aunque en el mundo existen otros tres afloramientos importantes (frente a las costas de California, Perú y el Noroeste de África), tan sólo en Sudáfrica el frío y productivo afloramiento de la costa occidental recibe la influencia de una corriente cálida y rápida de la costa oriental.
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