Cambio climático

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Una introducción a un campo complejo

Por Eric J. Lerner, científico jefe de LPPFusion

Algunas cosas sobre el cambio climático global son claras, con buena evidencia científica, pero aún no se sabe mucho, principalmente porque el sistema climático de la Tierra es muy complejo.

El calentamiento global es real

Existe buena evidencia de que desde aproximadamente 1975, la tierra se ha calentado en promedio alrededor de 0,9 °C (1,6 grados F). Esto es ciertamente comparable, y posiblemente mayor, a las mayores fluctuaciones climáticas a corto plazo que se han producido en los últimos miles de años.

Temperaturas globales durante los últimos 2000 años

Figura 1. Temperaturas globales, últimos 2000 años. Rápida subida de 0,8 ° C en los últimos 50 años.

Pero este fue un período de relativa estabilidad climática después del final de el último periodo glacial. En comparación, durante el último periodo glacial, la temperatura global fue alrededor de 8-10 °C más baja que en la actualidad, un cambio diez veces mayor.

Temperatura de los testigos de hielo - últimos 800.000 años

Figura 2. Temperatura de los testigos de hielo, últimos 800.000 años. Tome en cuenta una escala de temperatura mucho más grande: los periodos glaciales mucho más fríos que el presente. También tenga en cuenta que el tiempo corre de derecha a izquierda aquí. El presente está a la izquierda. Últimos 10.000 años de interglacial: clima más cálido y estable.

Del mismo modo, hay pruebas sólidas de que el nivel del mar ha aumentado unos 10 cm durante el mismo período de 40 años. Nuevamente, esto parece ser más grande que las variaciones históricas durante al menos los últimos 1000 años. Pero es diminuto comparado con los 150 metros de desnivel que llegó con el final de el periodo glacial.

Los cambios en el Ártico han sido mucho más dramáticos que los cambios globales, con la extensión del hielo marino del Océano Ártico durante el verano disminuyendo rápidamente en aproximadamente un 50%, comenzando a fines de la década de 1990. (Dado que el hielo marino flota, su derretimiento no contribuye al cambio del nivel del mar).

Las tendencias a más largo plazo, que incluyen un calentamiento mucho más lento desde finales de la década de 1880 hasta alrededor de 1950, se complican por el hecho de que el clima global era considerablemente más frío en el siglo XVIII que el promedio de los últimos mil años, por lo que parte o la totalidad de el calentamiento de los principios del siglo XX se debió a un regreso a temperaturas más normales.

El sol ha contribuido, pero eso no puede explicarlo todo.

Durante las últimas décadas, el Sol se ha vuelto un poco más brillante, sin duda debido a algún ciclo solar que se revertirá en el futuro. Las mediciones de los satélites de la NASA indican que la tasa de aumento de el brillo es ahora de alrededor del 0,05% por década. Por sí solo, eso conduciría a una tasa de aumento de temperatura de aproximadamente 0,04 °C por década, aproximadamente el 20% de lo que ha ocurrido en los últimos 45 años.

El efecto del Sol podría amplificarse de varias formas. Pero tenemos alguna idea al respecto por las variaciones a largo plazo en la radiación solar que cae sobre la Tierra que ocurren debido a cambios cíclicos en la órbita de la Tierra y la inclinación de su eje. Estos cambios a lo largo de escalas de tiempo de decenas de miles de años han llevado a los periodos glaciales que se han producido durante los últimos dos millones de años. Los cambios en la radiación solar son aproximadamente de la magnitud correcta para crear los enormes cambios en el clima, teniendo en cuenta la amplificación a largo plazo del tamaño de las gigantes capas de hielo continentales. Por lo tanto, es poco probable que, en escalas de tiempo de solo décadas, los cambios de radiación solar puedan multiplicarse por cinco. Si bien el Sol ha contribuido al calentamiento global, tiene que haber causas adicionales.

Las causas humanas son grandes contribuciones

Cuando se trata de causas, existen varias posibilidades. Los aumentos de dióxido de carbono a causa de los combustibles fósiles es sin duda el más popular, pero los aumentos de temperatura no siguen de cerca los aumentos de CO2 en las últimas décadas, y en datos antiguos, los aumentos de temperatura pueden preceder a los aumentos de CO2, según algunos investigadores.

Sin embargo, los aumentos de CO2se correlacionan con aumentos de temperatura en el pasado geológico, y aproximadamente en la cantidad correcta para haber causado el calentamiento reciente. Un aumento del 10% en el CO2 se ha correlacionado con un aumento de aproximadamente 0,5 °C en la temperatura en el pasado. Dado que el aumento real de este gas desde 1975 es de aproximadamente un 5% por década, esto podría explicar el aumento total de 0,2 °C por década. Entonces, el impacto del CO2 parece ser alrededor de seis veces más que el del sol en calientamiento.

Pero el caso se complica por el hecho de que, en el pasado geológico, un aumento de CO2 podría deberse al calentamiento, en lugar de ser la causa del mismo. A medida que el agua se calienta, la solubilidad del CO2 disminuye, por lo que los océanos más cálidos liberan grandes cantidades de CO2.

Figura 3. Con base en la evidencia química en las rocas, los científicos pueden estimar tanto las temperaturas como la abundancia de CO2 en épocas geológicas anteriores. Los niveles naturales de CO2 de 400 PPM se alcanzaron en el Plioceno, hace 5 millones de años, antes del período de periodos glaciales recurrentes. Se produjo un nivel de 750 PPM en el Oligoceno, hace 30 millones de años, antes de que la evolución de los pastizales permitiera que las plantas redujeran mucho los niveles de CO2. Hace 400 millones de años, en el Devónico, existían niveles mucho más altos de 2400 PPM, antes del desarrollo generalizado de la vida animal en la tierra. En todos los casos, niveles más altos de CO2 se correlacionan con temperaturas más altas. La línea azul muestra una predicción de un modelo informático detallado que se ajusta a los datos recientes de temperatura y CO2. El cuadro azul muestra las condiciones actuales. A las tasas de cambio actuales, se alcanzaría un nivel de 750 PPM en aproximadamente un siglo, aunque es probable que el cambio de temperatura resultante sea mucho menor que el que implican los puntos marrones.

Una segunda contribución humana al calentamiento global es la destrucción de las selvas tropicales. Esta deforestación se aceleró mucho alrededor de 1970 por razones económicas y condujo a la reducción de las áreas de selva tropical en aproximadamente un 30%. Dado que las selvas tropicales reciclan la humedad en la atmósfera, creando nubes bajas, la deforestación podría haber contribuido significativamente a la reducción de la cobertura de nubes y, por lo tanto, al aumento de la temperatura global.

La temperatura es muy sensible a la nubosidad. Una disminución de solo 0,6% en la cobertura de nubes podría explicar por sí mismo el aumento de 0,9 °C en la temperatura global. Si bien la cobertura de nubes es realmente difícil de medir con precisión, algunas investigaciones indican una disminución de hasta un 1%. Por lo tanto, la disminución de la cobertura de nubes, al igual que el aumento de CO2, puede representar por sí mismo un 50% más de calentamiento del que realmente ha ocurrido.

Si las selvas tropicales contribuyen incluso con un 2% a la cobertura de nubes global, la deforestación del 30% por sí solo podría explicar todo el calentamiento global observado hasta ahora. Dado que el 8% de la lluvia del mundo cae sobre las selvas tropicales, su contribución a la cobertura global de nubes es probablemente mucho más del 2%.

Un tercer efecto de calentamiento humano es causado por aerosoles a gran altitud, generados por aviones de pasajeros. Estos aerosoles pueden ser eficaces en evitar que la radiación infrarroja se escape al espacio.

En cuarto lugar, el hollín de la quema de combustibles fósiles puede depositarse en la nieve o en regiones cubiertas de hielo, oscureciéndolas y permitiéndoles absorber más radiación solar. A su vez, el derretimiento más rápido del hielo y la nieve, debido en parte a este oscurecimiento del hollín, descubre una tierra u océano subyacente mucho más oscuro, lo que aumenta el efecto de calentamiento. La cantidad de calentamiento debido a estas dos últimas causas es muy difícil de estimar.

Resumen:

El calentamiento global es real, aunque todavía pequeño en comparación con grandes cambios como el final del periodo glacial. Los procesos provocados por el hombre (deforestación tropical y emisiones de CO2) son los mayores contribuyentes conocidos al calentamiento desde 1975. El hollín y los aerosoles de los aviones también provocan calentamiento. Pero el aumento de la radiación solar también ha contribuido sustancialmente.

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