TEMAS 26 El Clima

        6         2         0         0         0

   1    0    0    2   e   r    t   s   e   m    i   r    t   o

   4

        8         6         6         5         5         3         1         1         4         8         7         7         9

P.V.P .V.P.. 1000 100 0 PTA. PTA. 6,01 6, 01 EURO EU RO

2 Evolución del clima en los planetas terrestres  James F. F. Kasting, Owen B. Toon Toon y James B. Pollack  Pollack  10 Ciclo climático. Variaciones Variaciones en el Atlántico Norte  Elsa Cortijo, Laurent Labeyrie y Laurence Vidal Vidal 12 Clima caótico Wallace S. Broecker  20 ¿Qué mecanismo gobierna los ciclos glaciales? Wallace S. Broecker y George H. Denton 30 Archivos Archivos subterráneos del clima cambiante  Henry N. Pollack Pollack y David S. Chapman 38 El Niño Colin S. Ramage 47 Un clima cambiante Stephen H. Schneider  58 Dióxido de carbono y clima mundial  Roger Revelle 69 Tendencias hacia el calentamiento global Philip D. Jones y Tom M. L. Wigley 78 Influencia del hombre sobre el clima Thomas R. Karl y Kevin E. Trenberth 84 La subida de los mares  David Schneider  90 El clima que viene Thomas R. Karl, Neville Nicholls y Jonathan Gregory Gregory

    o      i     r     a     m     u      S

Evolución del clima en los planetas terrestres James F. Kasting, Owen B. Toon y James B. Pollack 

Se creyó antaño que los planetas con climas templados,  semejantes al de la Tierra, eran raros en nuestra galaxia.  Los modelos matemáticos indican que, si hubiese planetas fuera  del sistema solar, muchos podrían ser habitables

¿P

or qué es Marte demasiado  Aeronáutica y del Espacio (NASA ) y reduce dicha cantidad cuando aumenta frío para albergar la vida, por otros investigadores indican que la temperatura superficial. Marte está  Venus demasiado cálido y la Tierra ha gozado siempre de un helado porque ha perdido la capacidad la Tierra ideal? A primera vista, la res- clima moderado en virtud de la de retornar el gas a su atmósfera; puesta al problema de Goldilocks, como siguiente razón principal: su meca-  Venus es un infierno porque experise conoce esa cuestión en climatología, nismo cíclico aumenta la cantidad de mentó el problema opuesto: no tiene parece sencilla. El sentido común dióxido de carbono atmosférico cuando manera de extraer dióxido de carbono indica que la Tierra, con una tempe- la superficie del planeta se enfría y de su atmósfera. Mercurio, el otro ratura media de 15 grados Celsius, se formó casualmente a la distancia correcta del Sol, mientras que ni Marte (–60 grados Celsius) ni Venus (460 grados Celsius) tuvieron la misma suerte. Sólo en la superficie de la Tierra se encuentra, pues, el agua en forma líquida, que es crucial para la vida. Pero no debemos atribuir a la casualidad toda la explicación de las temperaturas de estos planetas terrestres, o rocosos. En nuestra opinión, los tres vecinos, formados tras la colisión mutua de grandes cantidades de cuerpos conocidos como planetésimos, fueron antaño semejantes en muchos aspectos. Presentaban, en su superficie, minerales parecidos y, en su atmósfera, gases similares (entre ellos el dióxido de carbono y el vapor de agua); los tres, además, conocían un clima templado que les permitía mantener agua líquida en su superficie. Si adquirieron luego climas espectacularmente distintos, debióse, en gran parte, a su diferente capacidad para crear un ciclo de dióxido de carbono entre la corteza y la atmósfera. El dióxido de carbono, como el vapor de agua y otras substancias, es un gas “invernadero”: permite el paso de la radiación solar a través de él, pero absorbe la radiación infrarroja (calorífica) que procede del planeta y reemite de nuevo parte de este calor hacia su superficie. 1. VENUS, LA TIERRA Y MARTE ( de izquierda a derecha), representados aproLos cálculos realizados por nosotros ximadamente a escala. Los tres pudieron en su historia inicial gozar de un para la Administración Nacional de clima templado que les permitiera conservar la vital agua en fase líquida en

2

TEMAS 26

planeta terrestre, carece de atmósfera; su temperatura está regulada exclusivamente por el Sol.

La paradoja de un Sol débil y joven

N

uestro interés en el papel desempeñado por el dióxido de carbono en la evolución de la Tierra, Marte y  Venus tiene su origen en otro rompecabezas cosmológico relacionado con el origen de la Tierra: la paradoja de un Sol joven y débil. En su inmensa mayoría, los modelos de evolución estelar indican que el Sol era entre un 25 y un 30 por ciento más débil cuando se formó el sistema solar, hace 4600 millones de años, de lo que es hoy. Desde entonces, la luminosidad, o intensidad solar, ha crecido, de forma bastante lineal según parece, con el tiempo. Como señalaron quince años atrás Carl Sagan y George H. Mullen, de la Universidad de Cornell, la paradoja surge del planteamiento siguiente: si la primitiva atmósfera terrestre tenía la misma composición que ahora, un Sol débil habría promovido una Tierra

recubierta de hielos hasta hace unos 2000 millones de años; pero nuestro planeta no se congeló. La verdad es que, de acuerdo con la información ofrecida por las rocas sedimentarias, la Tierra ha tenido océanos líquidos desde hace al menos 3800 millones de años, cuando comienza el registro geológico. Además, la vida ha estado presente durante 3500 millones de años, por lo menos, lo que demuestra que la superficie terrestre nunca ha estado enteramente helada durante ese tiempo. (El agua puede permanecer fluida mientras la temperatura esté comprendida entre cero y 374 grados Celsius; hierve y se evapora a 100 grados Celsius al nivel del mar, pero permanecería líquida a temperaturas más altas si aumentara la presión atmosférica.) Sagan y Mullen comprendieron que la paradoja desaparecía si se suponía que la atmósfera terrestre había ido cambiando en el curso del tiempo. Por ejemplo, si el joven planeta hubiera tenido menos nubes de las que hay hoy, habría reflejado de nuevo al espacio menos radiación solar incidente sobre el planeta, y éste se hubiera

su superficie. Los modelos de ordenador indican que la diferente capacidad para realizar el ciclo del dióxido de carbono entre la atmósfera y el suelo —y no solamente la

EL CLIMA

mantenido, en consecuencia, más caliente. Alrededor de un 30 por ciento de la radiación solar que ahora llega a la cima de la atmósfera se devuelve al espacio, la mayor parte de ella por reflexión en las nubes. Una Tierra más fría habría tenido menos nubes, pero el registro geológico aboga por una Tierra primitiva más caliente que la que conocemos. Parte del planeta está hoy cubierta de glaciares; no hay ninguna señal de glaciaciones similares precedentes a 2700 millones de años atrás. La explicación más plausible es que el efecto de invernadero fuera más intenso en un pasado remoto. Sagan y Mullen sugirieron que el amoniaco (NH (N H 3 ), absorbente eficaz del infrarrojo, pudo haber conducido a un clima más cálido si el gas hubiera constituido apenas 100 de cada millón de moléculas de aire. Pero estudios posteriores han demostrado que el Sol hubiera convertido rápidamente el amoniaco en nitrógeno e hidrógeno, que no contribuyen al invernadero, a menos que la superficie del planeta lo estuviera suministrando sin cesar a la atmósfera.

distancia al Sol— facilitó que Venus perdiera su agua y Marte se congelara, mientras la Tierra permanecía habitable.

3

RADIACION SOLAR

CO2 + H2O

RADIACION INFRARROJA (TERMICA)

2. EFECTO INVERNADERO, que se produce cuando ciertos gases, sobre todo el dióxido de carbono y el vapor de agua, calientan la superficie de un planeta considerado. Tales gases permiten el paso de la radiación solar hasta la superficie del planeta, pero interceptan la radiación infrarroja (térmica) que el planeta emite hacia el espacio, y reenvían gran parte de esta energía hacia la superficie. Estos gases elevan la temperatura en la superficie terrestre unos 35 grados Celsius por encima de la temperatura que habría si faltaran.

El dióxido de carbono

O

tras investigaciones se han centrado en el dióxido de carbono, que la radiación solar no descompone fácilmente. El dióxido de carbono abunda aquí; la cantidad ahora almacenada en el planeta, en forma de rocas carbonatadas, ejercería una presión de unos 60 bares si se desprendiera a la atmósfera. (Un bar equivale a la presión atmosférica al nivel del mar. La presión ejercida por el dióxido de carbono contenido en la atmósfera actual se cifra en unos 0,0003 bar.) Si sólo hubiera habido algunos decibares del dióxido de carbono almacenado en forma gaseosa, su efecto de invernadero hubiera producido un calentamiento capaz de compensar la disminución de radiación solar. La idea de que concentraciones mayores de dióxido de carbono pudieron haber protegido a la Tierra primitiva de su congelación dio pronto lugar a otra noción afín: si el nivel de dióxido de carbono disminuyese a una  velocidad que compensase el aumento de la radiación solar con el tiempo, tal disminución podría explicar que la temperatura de la Tierra persistiera siempre dentro de límites razonables. Un investigador de la NASA , Michael H. Hart, emprendió el cálculo de tal  velocidad compensado ra. Hart obtuvo una solución en la que los niveles del gas disminuían de forma

4

aproximadamente logarítmica con el tiempo. Su descubrimiento más interesante fue, sin embargo, que había acertado en muy pocos cálculos. Dicho de otra manera, si la composición de la atmósfera hubiera variado, en algún momento, a una velocidad diferente de su solución precisa, el planeta habría perdido su capacidad de prestar soporte a la vida. Si el nivel de dióxido de carbono hubiera disminuido con excesiva lentitud, la Tierra se habría convertido en un invernadero; si con excesiva rapidez, se habrían congelado los océanos. Hart realizó cálculos similares para casos en que la distancia entre la Tierra y el Sol variase ligeramente. Halló que si la Tierra se hubiera f ormado a una distancia del Sol un 5 por ciento menor, la atmósfera se habría calentado tanto que los océanos se habrían evaporado; se hubiera producido el efecto de invernadero descontrolado. Por el contrario, el planeta habría sufrido una glaciación sin control si se hubiera formado tan sólo un 1 por ciento más lejos del So l. Unicamente en el estrecho dominio de órbitas que se desenvolviesen entre 0,95 y 1,01 unidades astronómicas podía evitarse una u otra de esas catástrofes climáticas. (Una unidad astronómica es la distancia media entre la Tierra y el Sol, e s decir, 149,6 millones de kilómetros.) Hart denominó a esta banda de distancias orbi-

tales “zona de habitabilidad continua” (ZHC ). Las conclusiones de Hart nos ponían en un aprieto: daban a entender que la Tierra hubo de superar extraordinarias dificultades para evitar el sino de Marte o de Venus. Los investigadores no pudieron descubrir el fallo de esta hipótesis hasta hace poco. De acuerdo con un mode lo matemático elaborado por James C. G. Walker y Paul B. Hays, de la Universidad de Michigan, y por uno de los autores (Kasting), las variaciones de la concentración de dióxido de carbono no se produjeron por mero azar, sino que fluctuaron en respuesta a determinadas variaciones experimentadas por la temperatura de superficie. Cuando la temperatura subía, los niveles de dióxido de carbono atmosféricos decrecieron, enfriando la superficie; cuando ésta se enfriaba, la concentración de dióxido de carbono atmosférico aumentaba y calentaba la superficie. La existencia de este bucle de realimentación negativa implica que la Tierra probablemente nunca corrió peligro de sufrir ni el efecto invernadero descontrolado, ni la glaciación ilimitada postulados por Hart. En el sistema de realimentación propuesto, el papel intermedio corresponde al ciclo geoquímico del carbonato-silicato, que da cuenta de alrededor de un 80 por ciento de l dióxido de carbono que se ha intercambiado entre la parte sólida de la Tierra y su atmósfera durante un período de tiempo superior a los 500.000 años. El ciclo comienza cuando el dióxido de carbono de la atmósfera se disuelve en el agua y forma ácido carbónico (H2CO3). La lluvia erosiona rocas que contienen minerales de calcio y silicatos (compuestos de calcio, silicio y oxígeno). En tal proceso, el ácido carbónico reacciona químicamente con las rocas, liberando iones calcio y bicarbonato (Ca ++   y HCO 3 –) en el agua contenida en el suelo. Esta transporta los iones hacia los arroyos, ríos y, en último término, hasta los océanos.

El ciclo del carbonato-silicato

E

n el mar, el plancton y otros organismos incorporan los iones en las conchas de carbonato cálcico (CaCO3). Cuando los organismos mueren, caen al fondo del océano, donde forman sedimentos de carbonato. Con el transcurso de los milenios, el fondo de los mares se expande, transpor-

TEMAS 26

tando esos sedimentos a los márgenes superficie descendiera, por ejemplo a Ilustraremos mejor la realimentade los continentes. Allí, el fondo de los causa de una disminución de la ener- ción atendiendo a un caso extremo. Si mares se desliza bajo las masas terres- gía emitida por el Sol. Cuando la tem- los océanos se helaran por completo, tres y se pliega, hundiéndose hacia el peratura del océano desciende, se cesaría la producción de lluvia y se interior del planeta. evapora a la atmósfera menos vapor acumularía el dióxido de carbono en  A medida med ida q ue el e l sedimen sed imen to queda q ueda de agua, llueve menos y se produce, la atmósfera. A la actual velocidad de sometido a este hundimiento o sub- por tanto, menos erosión. Bajo tales desprendimiento desprendimiento del gas, en 20 milloducción, y a temperaturas y presio- circunstancias, disminuye la veloci- nes de años, tiempo insignificante nes más altas, el carbonato cálcico dad a la que el dióxido de carbono desde el punto de vista geológico, se reacciona con el silicio (cuarzo), vol- abandona la atmósfera, mas no la alcanzaría en la atmósfera la presión  vie ndo a for mar roc as de silica sil ica tos  velocidad a la cual el e l dióxido dióx ido de car- de un bar de dióxido de carbono. Es ta (proceso conocido como metamor- bono se regenera por el metamorfismo cifra elevaría la temperatura de fismo de los carbonatos) y despren- de los carbonatos y se desprende a la superficie superficie en unos 50 grados, más que diendo dióxido de carbono gaseoso. atmósfera. El resultado neto es una suficiente para fundir los hielos y resEl gas vuelve entonces a entrar en acumulación del gas en la atmósfera, tablecer condiciones climáticas modela atmósfera por medio de fisuras del un aumento en el calentamiento de radas. fondo de los océanos o, más violen- invernadero y, en consecuencia, un tamente, mediante erupciones vol- retorno a temperaturas de superficie El papel de los organismos cánicas en la vecindad de los bordes más altas. de las placas tectónicas. Por el contrario, si aumentase la Walker y sus colegas advirtieron temperatura en la superficie, la veloos organismos desempeñan un que las variaciones de la temperatura cidad de evaporación de los océanos papel destacado en el intercambio superficial en el curso del tiempo debe- aumentaría y, con ella, la cantidad de de dióxido de carbono con la atmósrían afectar a la cantidad de dióxido lluvia. Se intensificaría la erosión de fera. Apoyados en ello, algunos invesde carbono presente en la atmósfera, las rocas silíceas y, por tanto, la eli- tigadores han sugerido que los seres y ésta, a su vez, al calentamiento pro- minación del dióxido de carbono de la  vivos serían los primeros responsables  vocado por el efecto de invernader o. atmósfera. Disminuiría entonces el de la modulación del clima terrestre. Supongamos que la temperatura en calentamiento de invernadero. James E. Lovelock, de la Estación

L

3. CICLO GEOQUIMICO DEL CARBONATO-SILICATO, que opera en una escala de tiempo superior a 500.000 años; elimina dióxido de carbono de la atmósfera, lo almacena en las rocas carbonatadas y después lo devuelve al aire. Los carbonatos se forman cuando el dióxido de carbono se disuelve en el agua de lluvia y reacciona químicamente con rocas que contienen silicatos minerales de calcio (compuestos formados por calcio, silicio y oxígeno). Tales reacciones liberan iones calcio y bicarbonato (Ca++  y HCO3–) en el agua contenida en el suelo, que

EL CLIMA

transporta, a su vez, los iones a arroyos, ríos y océano. En el interior interior de éste, el plancton y otros organismos usan los iones para construir caparazones de carbonato cálcico (CaCO3); al morir, depositan las conchas en los sedimentos del fondo del mar. Lentamente, el suelo marino se extiende, se desliza bajo los continentes y se dobla hacia abajo, transportando el sedimento con él. Sometido a temperatura y presión crecientes, crecientes, el sedimento desprende gas dióxido de carbono, que tornará luego a la atmósfera en las erupciones de los volcanes.

5

Experimental Coombe Mill, en carbonatados, pero es posible que las Cornualles, y Lynn Margulis, de la plantas terrestres tengan una función Universidad de Boston, son los prin- más importante aún. Cuando las plancipales defensores de este punto de tas se descomponen, la oxidación de  vista, qu e llaman hipótesis Gea sus restos eleva la concentración de (“Gaia”), en honor de la diosa griega dióxido de carbono en el suelo. En conde la Tierra. Estos autores sostienen secuencia, las concentraciones de que la disminución del dióxido de car- dióxido de carbono en el suelo son hoy bono atmosférico en el curso de la probablemente más altas de lo que historia ha sido consecuencia directa eran antes de la aparición de las plande la intervención biológica y que, sin tas vasculares, hace unos 400 millones los organismos, el clima terrestre de años. Esta elevación acelera la conpodría muy bien haber seguido los  versión de silicatos minerales en sediderroteros de Marte o Venus. mentos carbonatados. El reino de lo vivo desarrolla una Expuesto todo lo anterior, creemos, acción importante. La fracción de no obstante, que los controles fundadióxido de carbono (en torno al 20 por mentales de los niveles de dióxido de ciento) que no participa en el ciclo del carbono atmosférico pertenecen al carbonato-silicato se elimina de la dominio de la física más que al de la atmósfera por la fotosíntesis de las biología. Podríamos argumentar, por plantas. Cuando tales organismos ejemplo, que si no existieran los orgamueren, depositan carbono orgánico nismos dotados de concha que depoen los sedimentos. El dióxido de car- sitan carbonato cálcico en el fondo del bono se regenera cuando los procesos mar, la concentración de iones calcio tectónicos elevan las rocas sedimen- y bicarbonato en el agua del mar tarias y forman montañas, permi- aumentaría. Una vez que las concentiendo que el carbono de las rocas traciones de iones alcanzaran cierto reaccione con el oxígeno atmosférico nivel crítico, el carbonato cálcico se del agua de lluvia. formaría sin intervención de organisLos organismos condicionan tam- mos. Tal debió ocurrir hace más de bién el ciclo del carbonato-silicato. Ya 600 millones de años, cuando aparese ha explicado el papel del plancton cieron los organismos portadores de oceánico en la formación de sedimentos caparazón.

25

1,0

0

0,9 CON LA ATMOSFERA ACTUAL

–25

0,8

SIN ATMOSFERA

–50

4,0

3,0

2,0

1,0

0

0,7

   L    A    U    T    C    A    R    O    L    A    V    L    A    A    V    I    T    A    L    E    R    R    A    L    O    S    D    A    D    I    S    O    N    I    M    U    L

MILES DE MILLONES DE AÑOS ATRAS 4. LOS CALCULOS obtenidos mediante modelos climáticos indican que la Tierra se habría congelado durante la primera parte de su historia si su composición atmosférica hubiera sido la misma de hoy. La razón estriba en que el Sol era hasta un 30 por ciento más débil en el pasado (curva en color ). La curva superior muestra la temperatura en superficie calculada mediante un modelo climático “monodimensional” (promediado globalmente), suponiendo una concentración constante de dióxido de carbono. (Muchos de los cálculos explicados en el texto del artículo se basan también en un modelo monodimensional.) La curva inferior representa la temperatura en la superficie de una Tierra sin atmósfera. La región sombreada entre ambas curvas representa la magnitud del efecto de invernadero. Los niveles de dióxido de carbono eran, quizá, más altos en el pasado; la temperatura superficial de la Tierra era también mayor que la mostrada aquí. La curva de lumin osidad solar se basa en un cálculo de Douglas O. Gough, de Cambridge.

6

De manera análoga, los cálculos muestran que la caída en la descomposición de silicatos instada por la desaparición de las plantas terrestres podría quedar compensada con un aumento de temperatura de unos 10 grados, cambio que podría surgir del bucle de realimentación negativ a del ciclo del carbonato-silicato. El aumento del efecto de invernadero produciría un clima semejante al de hace 100 millones de años, durante el Cretácico medio: cálido, aunque adecuado para muchas formas de vida, dinosaurios incluidos. De aquí que haya buenas razones para creer que la Tierra hubiera permanecido habitable, aun cuando nunca hubiera estado habitada. El ciclo del carbonato-silicato, por sí solo, habría producido el necesario mecanismo amortiguador. Cabría preguntar si el vapor de agua, responsable de buena parte de los 35 grados Celsius del efecto invernadero terrestre, fue responsable también de que el planeta se mantuviera templado en el curso de su evolución. La respuesta es negativa. La cantidad de agua de la atmósfera no contrarresta las variaciones de la temperatura en superficie, sino que las intensifica. La abundancia de agua en la atmósfera aumenta cuando lo hace la temperatura en superficie; disminuye cuando baja dicha temperatura. De ello se infiere, pues, que sólo una disminución global de los niveles de dióxido de carbono podría explicar el fenómeno siguiente: a medida que el Sol fue adquiriendo mayor luminosidad, no se registró ningún aumento paralelo en la temperatura de superficie de la Tierra, sino que se mantuvo dentro de unos límites habitables.

La compensación falla en Marte

E

l ciclo del dióxido de carbono puede haber mantenido el clima terrestre dentro de límites razonables mientras el planeta evolucionaba. Si en Marte hubo un proceso similar, fue incapaz de hacer lo mismo en ese planeta. La actual atmósfera está allí enteramente constituida por 0,006 bar de dióxido de carbono, cuyo efecto de invernadero produce un calentamiento de sólo unos 6 grados Celsius. ¿Cabe la posibilidad de que Marte fuera frío desde el principio y que su clima haya experimentado pocos cambios en los últimos 4600 millones de años? No parece verosímil. Las fotografías tomadas por los vehículos

TEMAS 26

espaciales Mariner y Viking, de la NASA , muestran que la superficie marciana está surcada por muchos canales que fueron, casi con certeza, excavados por agua corriente. Aunque algunos canales pudieron haberse formado en un clima frío por brusca liberación de agua desde grandes profundidades, se cree que las redes de valles que surcan los terrenos más antiguos de Marte requirieron , para su formación, temperaturas más altas. Durante los primeros mil millones de años de su historia, el planeta presentó también una tasa de erosión más alta que la de ahora, según estima Peter H. Schultz, de la Universidad de Brown. Este descubrimiento indica también que Marte conoció, tiempo atrás, temperaturas suficientes para retener agua líquida. Los geólogos ignoran cuál fue el margen de temperaturas del planeta, pero su superficie pudo muy bien permanecer cálida bajo el efecto de invernadero de una densa atmósfera de dióxido de carbono. De acuerdo con nuestros cálculos, una atmósfera de entre uno y cinco bares de dióxido de carbono habría mantenido algunas partes de la superficie de Marte por encima de cero grados Celsius en la historia primitiva del planeta. La cifra más baja se aplica a las condiciones en el ecuador marciano, cuando el planeta se halla en la máxima proximidad del Sol; la más alta es un promedio que se aplica al planeta entero. Entra dentro de lo posible que Marte tuviera alguna vez todo ese dióxido de carbono, aun cuando esas cantidades representan de 150 a 800 veces más del que existe en su atmósfera actual. Si Marte, cuya masa viene a ser la décima parte de la terrestre, alcanzó a poseer una cantidad proporcional de dióxido de carbono, el planeta habría tenido una dotación total de dióxido de carbono equivalente a unos 10 bares. (Para llegar a esta cifra, hay que tomar en consideración la menor superficie y gravedad en superficie de Marte, comparadas con las de la Tierra.) Ello nos induce a pensar que Marte tenía una proporción adecuada de dióxido de carbono, pero se enfrió porque su mecanismo de reciclado se fue a pique. Creemos que el planeta conoció, tiempo atrás, un sistema eficaz de reciclado; pues sin él la erosión de las rocas hubiera eliminado todo el dióxido de carbono atmosférico en unos 10 millones de años. Ahora bien, todo indica que la atmósfera retuvo abundantes cantidades del gas durante un tiempo bastante más

EL CLIMA

5. SUPERFICIE DE MARTE surcada por muchos canales. De ello se infiere que el planeta alcanzó, tiempo atrás, una temperatura suficiente para conservar líquida el agua. Los canales de escorrentía típicos, como el Nirgal Vallis (arriba), ofrecen una morfología distinta de los ríos de la Tierra porque sus tributarios son cortos y escasos; proceden del excavado o afloramiento del agua del suelo. Otras estructuras ramificadas (abajo), que se encuentran en suelos antiguos, parecen ser redes de valles; la excavación o la precipitación y ulterior escorrentía pudo haberlas formado. El hecho de que las redes presenten cráteres superpuestos implica que se formaron antes del final del período de intenso bombardeo meteorítico, hace unos 3800 millones de años. Canales “aliviaderos” pudieron haberse formado en un clima frío mediante otros procesos.

largo. Las redes de valles suministran la clave: las tendidas por las antiguas tierras altas del sur se pueden datar contando el número de cráteres meteoríticos superpuestos. Apoyados en ello, los investigadores han llegado a la conclusión de que las redes persistieron hasta casi el final del período de máximo bombardeo meteorítico, es decir, hace unos 3800 millones de años. El sistema de reciclado eliminaba probablemente el dióxido de carbono de la atmósfera por los mismos procesos de erosión que en la Tierra. El mecanismo que devolvía el gas a la atmósfera podía haber diferido bastante, sin embargo, porque un planeta tan pequeño como Marte quizá nunca ha desarrollado tectónica de placas. Cabe la posibilidad de que l a lava expulsada por los volcanes en la superficie de Marte cubriera sedimentos carbonatados, sepultándolos gradualmente hasta una profundidad donde la presión y la temperatura los obligasen a desprender dióxido de carbono gaseoso. Los modelos de ordenador indican que tal proceso podría haber sido suficiente para reciclar los carbonatos hasta unos

mil millones de años después de la formación del planeta.  Al parecer, Marte no se enfrió porque recibiese menos energía solar que la Tierra, sino por su menor tamaño. Poseía también menos calor interno cuando se formó, y su alta relación de superficie a volumen le obligó a perder ese calor a mayor velocidad. Con el tiempo, el interior se hizo tan frío que no pudo ya liberar dióxido de carbono a partir de las rocas carbonatadas. Todo el dióxido de carbono que se eliminara de la atmósfera mediante la erosión quedó retenido en el suelo. La atmósfera marciana se adelgazó y el clima se fue acercando a su presente estado gélido. De haber alcanzado el tamaño de la Tierra, Marte hubiera gozado de grandes probabilidades de conservar suficiente calor interno para continuar reciclando el dióxido de carbono y compensar así el bajo nivel de energía solar recibida. De acuerdo con este supuesto, Marte encerraría considerables cantidades de rocas carbonatadas enterradas en su corteza. Hasta ahora, las e xploraciones espectroscópicas realizadas desde la Tierra no han logrado descubrir tales materiales. Por otra parte,

7

James L. Gooding detectó pequeñas cantidades de carbonato cálcico en los llamados meteoritos SNC (Shergotty, Nakhala y Chassigny), que son fragmentos de roca originados, al parecer, en la superficie marciana.

Cómo se secó Venus

M

arte conserva una ingente pro visión de agua, aunque congelada; Venus, en cambio, está casi por entero deshidratado. La escasa cantidad que allí queda reside en la atmósfera en forma de vapor, o integrada en las densas nubes de ácido sulfúrico que rodean el planeta. Los climatólogos han propuesto dos teorías para explicar la sequedad de  Venus. John S. Lewis y sus colaboradores, de la Universidad de Arizona, han sugerido que Venus nunca tuvo mucha agua, esto es, que la región de la nebulosa solar donde se formó Venus era

demasiado caliente para permitir la cuando llegó hasta la alta atmósfera. formación de minerales hidratados.  Allí, la radiación solar destrozó las Teoría ésta a la que puede planteár- moléculas de agua, liberando átomos sele una seria objeción: no tiene en de hidrógeno que escaparon al espacio. cuenta el papel de la gravedad. De (Sólo el agua de la alta atmósfera está acuerdo con los modelos dinámicos sometida al escape de hidrógeno; a elaborados por George W. Wetherill, altitudes menores, los átomos de de la Institución Carnegie de hidrógeno, que son ligeros, se conserWashington, los planetas en forma-  van en la atmósfera bajo la influencia ción, además de acumular los plane- de los gases de fondo, como el dióxido tésimos que cruzan sus órbitas, per- de carbono.) turban también las órbitas de tales Esta segunda teoría ofrece distintas cuerpos, dispersándolos por todo el  variaciones según permita o no que el sistema solar interno. Durante las agua permanezca fluida en la superúltimas fases de su crecimiento, los ficie durante un tiempo apreciable. protoplanetas Tierra y Venus tenían La explicación clásica, la del efecto de masas de tamaño suficiente para invernadero descontrolado, sostiene haber intercambiado planetésimos. que Venus nunca retuvo agua en su Como los procedentes de la Tierra superficie. La noción de efecto inverhabrían sido ricos en agua, Venus nadero sin control fue ya sugerida en habría recibido una dotación substan- 1955 por Fred Hoyle, de la Universidad cial de ella. de Cambridge, pero debemos muchos La objeción nos lleva de la mano a de sus pormenores a Andrew P. la otra teoría: Venus tenía originaria- Ingersoll, del Instituto de Tecnología mente agua en abundancia, tal vez de California, y a uno de los autores tanta como la Tierra, pero la perdió (Pollack).

6. TENDENCIA DEL VAPOR DE AGUA a escapar de la Tierra: es mínima. No puede decirse lo mismo del Venus primitivo. En la Tierra (a), el agua de la troposfera no puede penetrar en la estratosfera a causa de la trampa fría, la región donde la baja temperatura y la presión atmosférica relativamente alta se combinan para minimizar la concentración de vapor de agua. Cuando el vapor llega a la trampa, se condensa en su mayor parte. En el primitivo Venus, la baja atmósfera, aun que caliente en comparación con la de la Tierra, pudo haber estado suficientemente fría para que el vapor se condensara y formase un océano. Pero éste habría desaparecido por culpa del “invernadero húmedo” (b): situación que se produce cuan-

8

do, a causa de una alta temperatura superficial, el vapor de agua constituye más del 20 por ciento de la baja atmósfera. La trampa fría se traslada entonces a mayores alturas y se torna ineficaz para impedir que el vapor de agua llegue hasta la alta atmósfera. Aunque parte del vapor se condensa en forma de lluvia, el que no lo hace se disocia en las alturas y los átomos de hidrógeno que lo forman escapan al espacio. Venus pudo haber alcanzado una temperatura tal que, en vez de lo anterior, se produjera un efecto invernadero descontrolado (c): el agua liberada por el planeta se convirtió en vapor y no se formó ningún océano. El agua sólo viajó en una dirección: hacia arriba.

TEMAS 26

Según dichos investigadores, el agua de la superficie no puede mantenerse en estado líquido si, sobre un planeta, incide energía solar superior a un valor crítico. Si el flujo solar en SOL MERCURIO VENUS TIERRA MARTE la órbita de Venus excedió ese valor crítico desde el principio, el agua que hubiera emergido del interior se hubiera vaporizado al instante. Al menos en la parte más baja y cálida de la atmósfera, este vapor no se habría condensado en forma de lluvia 7. SE LLAMA ZONA DE HABITABILIDAD CONTINUA ( azul claro) la región del y, por tanto, no se habrían formado espacio donde un planeta podría mantener, en teoría, un clima semejante al de l a Tierra océanos. durante un tiempo suficiente para que proliferase la vida. Una primera estima La atmósfera habría perdido agua sugirió que la zona era bastante estrecha, extendiéndose desde unas 0,95 unidades porque, en un ambiente tan cálido y astronómicas hasta 1,01 U.A., a ambos lados de la órbita terrestre. Trabajos más húmedo, el aire se enfriaría de forma recientes indican que el borde externo podría llegar h asta 1,5 unidades astronómiextraordinariamente lenta al ascen- cas, allende la órbita de Marte. der. En consecuencia, la “trampa fría” atmosférica habría subido hasta una altitud muy elevada (unos 100 kiló- estaba al borde de un efecto de inve r- Tierra, pero se vaciaría, por escape metros). La trampa fría es la región nadero descontrolado. Ello no obs- del hidrógeno, en escasos cientos de donde la baja temperatura y la alta tante, si hubiera habido nubes capa- millones de años. presión ambiental se combinan para ces de reflejar una proporción Desde nuestro punto de vista, la mantener el punto de saturación en substancial de la radiación solar inci- teoría del invernadero húmedo explica un valor mínimo. Normalmente, la dente, es probable que se hubiera mejor que la del invernadero desconconcentración relativa de vapor de evitado un efecto de invernadero des- trolado el motivo por el que Venus agua (la fracción de volumen atmos- controlado en el Venus primigenio, apenas si tiene agua líquida. Como la férico representada por el vapor) es permitiendo la existencia de océanos erosión reduciría los niveles de dióxido mucho más baja en la trampa fría que durante algún tiempo. de carbono atmosférico en un inveren la atmósfera subyacente; el agua Tales océanos no se hubieran sal- nadero húmedo, la presión atmosfése condensa en vez de ascender. Pero  vado indefinidamente. Como hipótesis rica total sería más baja que en el caso en una trampa fría a gran altura, la alternativa a la teoría del efecto de del invernadero descontrolado. En concentración relativa de vapor de invernadero descontrolado, propone-  virtud de ello, bastaría una pequeña agua sería semejante a la que hay en mos que Venus tuvo océanos, pero los cantidad de vapor de agua para consla atmósfera mucho más cerca de la perdió a causa de un “invernadero tituir el 20 por ciento del volumen superficie. Bajo estas condiciones, la húmedo”; entendemos por tal una con- gaseoso total y, por tanto, una mayor trampa fría permitiría que una pro- dición en la que la concentración rela- fracción del agua total existente alcanporción apreciable de vapor de agua tiva de vapor de agua cerca del suelo zaría la atmósfera superior. Por ejempasara a las partes altas, donde que- da cuenta de más del 20 por ciento del plo, si la atmósfera constase de un bar daría sometida a la fotodisociación y  volumen. Para una atmósfera de un de vapor de agua y un bar de dióxido al escape de hidrógeno. Tal escape bar, como la de la Tierra, esta concen- de carbono, el agua constituiría el 50 podría haber eliminado el equivalente tración se alcanza cuando la tempe- por ciento del volumen y mucha de a un océano en menos de 30 millones ratura en superficie sube por encima ella escaparía. Pero si hubiera 99 de años. de 70 grados C. (Si Venus hubiera bares de dióxido de carbono, el bar de En la presente atmósfera terrestre, tenido un océano y lluvia, la mayor agua constituiría el 1 por ciento del por el contrario, la trampa fría se parte de su dióxido de carbono habría  volumen y permanecería en la atmósencuentra a alturas relativamente quedado enterrado en las rocas car- fera del planeta. bajas (entre nueve y 17 kilómetros), bonatadas y hubiera sido posible una Con independencia de si la primien la frontera entre la troposfera y la atmósfera de un bar.) tiva atmósfera de Venus se hallaba estratosfera (frontera llamada tropoNuestras simulaciones climáticas en estado de invernadero descontropausa). Cuando el vapor de agua pro- indican que el efecto de invernadero lado o de invernadero húmedo, el placedente de alturas menores asciende húmedo debe producirse cuando la neta habría alcanzado con el tiempo hasta la trampa fría, se condensa; ello radiación solar incidente sobre una su presente condición ardiente y seca. explica que nuestra estratosfera sea atmósfera libre de nubes sea al menos Una vez desaparecidos los océanos, muy seca y escape poco hidrógeno. 1,1 veces la cantidad de radiación cesaría la formación de carbonatos, Calculamos que el flujo solar nece- solar incidente sobre la Tierra. provocando la acumulación del dióxido sario para desencadenar un efecto de Cuando la concentración del vapor de carbono en la atmósfera. En coninvernadero descontrolado viene a de agua en la proximidad del suelo secuencia, la atmósfera actual del ser de 1,4 veces la cantidad de ener- sobrepasa el 20 por ciento, la conden- planeta, de 93 bares, sería, sobre todo, gía solar que incide actualmente sación del agua (que genera calor) de dióxido de carbono. Los gases sulsobre la Tierra, siempre que el pla- calienta bastante la atmósfera y, furosos, escasos en un comienzo porneta en cuestión tenga una atmósfera como en el caso del efecto de inver- que se disuelven fácilmente en el saturada y libre de nubes. Esta can- nadero descontrolado, eleva la trampa agua, se acumularon también y fortidad de energía equivale al flujo fría. El agua puede llegar entonces maron las nubes de ácido sulfúrico solar estimado en la órbita de Ven us hasta la alta atmósfera. Podría exis- que constituyen hoy una de las caracen los albores de la historia del sis- tir océano en un planeta con un flujo terísticas más importantes de la tema solar, lo que indica que Venus solar de entre 1,1 y 1,4 ve ces el de la atmósfera de Venus.

EL CLIMA

9

Es el dióxido de carbono, y no la distancia de Venus al Sol, lo que explica las altas temperaturas que hoy se encuentran en su superficie.  Venus recibe 1,9 veces más radiación solar que la Tierra, pero sus nubes de ácido sulfúrico reflejan aproximadamente el 80 por ciento de la misma;  Venus absorbe, pues, bastante menos energía solar que la Tierra. Sin el efecto de invernadero, Venus estaría más frío que la Tierra y sólo un poco más caliente que Marte.

La zona de habitabilidad continua

E

l descubrimiento de que un planeta con 1,1 veces el flujo solar de la Tierra perdería su agua por fotodisociación concuerda con el cálculo de Hart según el cual la frontera interior de la zona de habitabilidad continua se encuentra a unas 0,95 unidades astronómicas. Ahora bien, se trata de una concordancia meramente casual: nosotros basamos nuestros cálculos en las tasas de escape del hidrógeno, mientras que él llegó a su previsión por otros medios. Ni que decir tiene que un planeta instalado en la frontera interna no sería habitable por mucho tiempo. El Sol aumenta actualmente su luminosidad en alrededor de un 1 por ciento cada 100 millones de años, lo que implica que la propia Tierra puede verse en dificultad para conservar su agua dentro de los próximos mil millones de años. Este desastre puede aplazarse cierto tiempo

mediante una disminución del dióxido de carbono atmosférico propiciada por el ciclo del carbonato-silicato. Tal disminución, sin embargo, podría ser perjudicial para los organismos, porque muchas plantas serían incapaces de realizar su fotosíntesis si recibieran menos dióxido de carbono del q ue hoy disponen. (Los lectores podrían recordar, a este propósito, que los niveles de dióxido de carbono aumentan en la atmósfera debido al consumo de combustibles fósiles. Pero ese proceder no puede continuar más allá de algunos cientos de años, porque las reservas de carbón y petróleo se agotarían. Tras el breve período de calentamiento, el nivel de dióxido de carbono volverá a caer de nuevo.) El límite exterior de la ZHC   debe quedar bastante más lejos de lo imaginado por Hart, tal vez hasta 1,5 unidades astronómicas, lo que colocaría dicho límite algo más allá de la órbita de Marte. Restringimos la frontera exterior a esa distancia, porque parece poco verosímil que un planeta terrestre se formara más lejos. El mecanismo de realimentación negativa que ha ayudado a estabilizar el clima de la Tierra durante los últimos 4500 millones de años actuaría, en líneas generales, en un planeta de tamaño similar y más lejano al Sol. Marte se congeló por la exclusiva razón de su tamaño, demasiado pequeño para continuar reciclando el dióxido de carbono. De acuerdo con nuestra teoría, un planeta del tamaño de la Tierra situado en la órbita de Marte debería tener varios bares de dióxido de carbono en su

atmósfera y una temperatura media en superficie por encima del punto de congelación. Esa atmósfera, irrespirable para los humanos, sería capaz de mantener algunas formas de vida. Cuando Hart determinó que la ZHC era extraordinariamente estrecha, su conclusión implicaba una probabilidad pequeña de encontrar planetas semejantes a la Tierra alrededor de otras estrellas, aun cuando abundasen los otros sistemas planetarios. Nuestros cálculos señalan la conclusión opuesta. Si existen otros sistemas planetarios, algo muy verosímil, habrá también una buena probabilidad de hallar planetas habitables. Que alguno de ellos esté o no habitado es una cuestión abierta, que no se puede ya descartar apelando al clima, único, de la Tierra. Tal vez en planetas así haya una versión extraterrestre del problema de Goldilocks.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA ATMOSPHERES. Richard M. Goody y James

C. G. Walker. Prentice-Hall, Inc., 1972. CLIMATIC CHANGE

ON THE

TERRESTRIAL

PLANETS .

James B. Pollack en  Icarus, vol. 37, n. o  3, págs. 479-553; marzo, 1979. A NEGATIVE FEEDBACK MECHANISM TH E

L ONG -T ER M S TABILIZATION

FOR OF

EARTH’S SURFACE TEMPERATURE .

James C. G. Walker, P. B. Hays y J. F. Kasting en Journal of Geophysical Research , vol. 86, n. o  C10, págs. 9776-9782; 20 de octubre de 1981.

Ciclo climático. Variaciones en el Atlántico Norte Elsa Cortijo, Laurent Labeyrie y Laurence Vidal 

E

n el transcurso de los últimos millones de años, el clima de la Tierra ha oscilado entre épocas glaciales, durante las cuales los casquetes polares alcanzaban una extensión máxima en las altas latitudes, y épocas interglaciales, semejantes a la que vivimos actualmente. Tales cambios climáticos tienen que ver con las variaciones de los parámetros orbitales de la Tierra (precesión de los equinoccios, oblicuidad del eje y excentricidad de la elipse terrestre en torno al Sol), que modulan la cantidad de

10

energía solar recibida por nuestro planeta y que actúan en una escala temporal de varios millares a varias decenas de millares de años. Las variaciones climáticas resultantes han comportado fluctuaciones del volumen de hielo almacenado en los casquetes polares y, por tanto, del nivel de los mares. Las fluctuaciones han quedado archivadas en la proporción de isótopos de oxígeno que encontramos en los caparazones de los foraminíferos y otros organismos marinos.

TEMAS 26

Los fenómenos de evaporación y precipitación, vinculados con la expansión y retirada de los hielos polares, provocan una peculiar proporción entre isótopos del oxígeno, a razón de O18 a O16. Los resultados obtenidos por los métodos de geoquímica isotópica indican que el clima se mantenía bastante estable a lo largo de cada época glacial e interglacial. Pero esa regularidad acaba de ponerse en cuestión. Las cosas son mucho más complejas. En efecto, el análisis de muestras de sedimento oceánico y testigos de hielo de la última época glacial (ocurrida hace entre 70.000 y 15.000 años) pone de manifiesto que el Atlántico Norte ha sufrido importantes modificaciones climáticas durante períodos breves, de sólo varios siglos.

D

Observamos que la temperatura y la salinidad de las aguas superficiales del mar de Noruega habían bajado bruscamente hace 123.000 años, en pleno Eemiense, en tanto que el Atlántico Norte sólo revelaba una leve caída de temperatura (4 grados en el mar de Noruega frente a 1,5 grados en el Atlántico Norte). La bajada de la temperatura y salinidad en el mar de Noruega puede asociarse con una disminución de la intensidad de la circulación termohalina, producida a su vez por variaciones del balance hídrico. En el comienzo del Eemiense, las temperaturas eran de unos dos grados por encima del clima actual y el nivel del mar estaba entre 4 y 7 metros más alto. En consecuencia, el balance hídrico en el mar de Noruega pudo sufrir la influencia de la llegada de agua superficial del Pacífico por el estrecho de Bering, del aumento de las precipitaciones en las altas latitudes y de la fusión del hielo de mar. Aunque este cambio climático en el mar de Noruega representa una importante modificación climática que afecta las circulaciones oceánicas y atmosféricas, no tiene la amplitud de los acontecimientos evidenciados por el registro de hielo en el proyecto GRIP. Tampoco podemos avanzar ninguna conclusión definitiva sobre la estabilidad del clima durante las épocas interglaciales. El Eemiense, que constituye el período que tiene un clima más caliente que el actual, es una época clave para la comprensión de los cambios climáticos futuros.

urante la postrera época glacial, los hielos de las altas latitudes del hemisferio norte se habían expandido por América del Norte (Laurántida), Groenlandia y Escandinavia. Los hielos presentaban inestabilidades, provocadas en parte por la fusión de su base, y se fueron independizando, más o menos cada 5000 a 10.000 años, en una multitud de icebergs. Estos últimos transportan, junto con el hielo, una gran cantidad de elementos detríticos arrancados a los continentes, devueltos al océano entre 45 y 50 grados de latitud norte durante el deshielo. Los deshielos masivos de los icebergs quedan así registrados en el sedimento a través del material detrítico depositado. Tales episodios transcurren en un intervalo tempoTESTIGO SU90-08 ral bastante corto, en menos de 1000 años, y dejan su 43oN 30oO % ELEMENTOS DETRITICOS (>150 µm) impronta en la circulación oceánica global. En efecto, 100 la corriente del Golfo arrastra las aguas calientes y 90 a  saladas ecuatoriales hacia el norte, donde se enfrían y aumentan de densidad. Por encima de los 60 grados 80 de latitud norte se forman las aguas profundas que 70 invaden después todas las cuencas oceánicas. La lle60 gada súbita de agua dulce, procedente de los icebergs, provoca una disminución de la densidad de las aguas 50 superficiales, modifica sus características hidrológicas 40 (decaen los valores de temperatura, salinidad y den30 sidad) y, en consecuencia, condicionan la formación de aguas profundas. Los análisis del polen realizados 20 de muestras lacustres en América del Norte y Europa 10 revelan que, durante estos episodios de deshielo, 0 sufrieron profundos cambios las temperaturas continentales y la pluviosidad. ( oC) Creíase hasta ahora que esas variaciones climáticas TEMPERATURA 23 tan bruscas ocurrían sólo en las épocas glaciales. Idea 21 que acaba de desmentirse tras los análisis isotópicos b  del oxígeno realizados en muestras de hielo de 19 Groenlandia (proyecto GRIP). De acuerdo con los mis17 mos, el Eemiense, la última época interglacial que se extiende entre hace 128.000 y 113.000 años, experi15 mentó también una variabilidad climática rápida 13 cuando sólo había en el hemisferio norte el casquete de hielo de Groenlandia. Estos episodios de cambio 11 en época interglacial, que pudieron durar de 70 a 5000 9 años, rebajaron las temperaturas, entre tres y 10 grados, por debajo de las que existían al principio del 7 Eemiense. Pero, según demostraba el proyecto GISP2, eso no se cumplía en muestras de hielo vecinas perte5 0 10 20 30 40 50 60 necientes al Eemiense también. AÑOS ( 1000) Con el fin de dilucidar la cuestión, analizamos la última época interglacial en dos muestras de sedi- VARIACIONES del contenido en material detrítico ( A) y de la mento marino, procedentes una del mar de Noruega temperatura (B) en un testigo sedimentario del Atlántico Norte y otra del Atlántico Norte. Examinamos los cambios durante los últimos 60.000 años. Cada uno de los deshielos made composición isotópica del oxígeno de los sivos ( zona punteada) se registra por un aumento del material foraminíferos y los registros micropaleontológicos. detrítico y una bajada de temperatura

EL CLIMA

11

Clima caótico

Wallace S. Broecker

 La temperatura media de la Tierra ha experimentado  a veces cambios notables en pocos decenios. ¿Nos hallamos en las puertas de uno de tales episodios?

L

os últimos 10.000 años constituyen una rareza en la historia del planeta. Este período, durante el cual se desarrollaron las civilizaciones, se ha caracterizado por un tiempo más benigno y menos variable que cualquier otro intervalo similar transcurrido durante los últimos cien milenios. Los testigos, o cilindros de hielo, extraídos de diversos puntos del casquete helado de Groenlandia muestran una serie de bruscas olas de frío y períodos cálidos —de 1000 años o más de duración— que hicieron descender o subir la temperatura media invernal en Europa septentrional hasta 10 grados Celsius en el curso de intervalos temporales brevísimos, de sólo un decenio. Los signos de esas bruscas variaciones se hallan escritos en los archivos de polvo atmosférico, concentración de metano y precipitación conservados en las capas anuales de hielo. El último período frío duró un milenio. El Joven Dryas, así se le llam a en referencia a una flor de la tundra que medró mucho por entonces, acabó hace unos 11.000 años. Dejó sus huellas en los sedimentos marinos del Atlántico Norte, en las morrenas glaciales de Escandinavia e Islandia y en los lagos y pantanos marítimos canadienses y de Europa septentrional.  Abundan l as prue bas del alcance global que adquirieron los efectos del Joven Dryas. El calentamiento posglacial de la meseta polar antártica se detuvo hace 1000 años; al mismo tiempo, avanzaron de forma espectacular los glaciares de las montañas de Nueva Zelanda y cambiaron notablemente las proporciones de especies planctónicas de la porción meridional del mar de la China. El contenido de metano en la atmósfera bajó en un 30 por ciento. Sólo en los archivos de polen de distintas zonas de los EE.UU. no se aprecia el impacto del período.

12

La gran cinta t ransportadora

¿Q

ué hay detrás de esta turbulenta historia? ¿Podría ésta repetirse? Aunque no existe una certeza absoluta, cabe presumir que así será a tenor de los indicios. De acuerdo con diversos modelos, puede alterarse bruscamente la circulación de calor y sal a través de los océanos, lo que ejercería efectos drásticos sobre el clima global. Unas células de circulación, a manera de cintas transportadoras gigantes, abarcan la extensión de cada océano. En el Atlántico, las aguas cálidas superficiales viajan

TEMAS 26

hacia el norte, llegando a la vecindad tir el ciclo. En los océanos Pacífico e de Groenlandia, donde el aire ártico Indico, el movimiento hacia el norte las enfría; se sumergen y forman una de las aguas profundas queda comcorriente que recorre el Atlántico pensado por un movimiento hacia el hasta el océano Glacial Antártico. Allí, sur de las superficiales. En el Atlánesta corriente, al ser más cálida y por tico, esta contracorriente hacia el tanto menos densa que las frígidas norte se incorpora rápidamente en el aguas superficiales, asciende de seno de la corriente hacia el sur, nuevo, se enfría hasta el punto de mucho más vigorosa, de la cinta transcongelación y se hunde nuevamente portadora. en el abismo. Algunas lenguas del Esta agua profunda se forma e n el agua antártica de fondo, la más densa  Atlá ntico No rte —per o no en el del mundo, fluyen en dirección norte Pacífico— porque la salinidad de las hasta los océanos Atlántico, Pacífico aguas superficiales del Atlántico es e Indico, aflorando de nuevo para repe- mayor, en varios puntos porcentuales, que la de las aguas del Pacífico. La posición de las grandes cordilleras de ambas Américas, Europa y Africa genera circulaciones atmosféricas que hacen que el aire que abandona la cuenca atlántica esté más húmedo que al penetrar en ella; en consecuencia, la pérdida neta de agua de superficie conduce a un exceso de salinidad. La sal confiere mayor densidad a las capas superficiales de agua; por ello, éstas descienden en el Atlántico

Norte e inician un tipo global de circulación que redistribuye de manera efectiva la sal en todos los océanos del mundo. La circulación de la cinta transportadora atlántica, cuyo caudal centuplica el del río Amazonas, origina un enorme transporte de calor hacia el norte. El agua que fluye en esa dirección está, en promedio, ocho grados más caliente que el agua fría que avanza hacia el sur. La cesión de este calor a las masas de aire ártico sobre el Atlántico Norte explica el clima anómalo, por templado, de que disfruta Europa. Se trata, sin embargo, de un mecanismo vulnerable, que podría arruinarse con inyecciones de un exceso de agua dulce en el Atlántico Norte. A altas latitudes, la precipitación y la escorrentía continental exceden a la evaporación, por lo que la salinidad de las aguas superficiales del Atlántico Norte depende de la rapidez con que la cinta transportadora se lleva el exceso de agua dulce aportado por la lluvia y los ríos. Cualquier interrup1. LA CINTA TRANSPORTADORA global ( flechas azules) acarrea agua fría y muy salina, originada en el Atlántico Norte, a todos los océanos del mundo (mapa pequeño ). Cuando el agua caliente fluye hacia el norte para reemplazarla, el intercambio de calor resultante produce fuertes efectos climáticos (mapa grande). Europa septentrional debe sus moderadas temperaturas al calor que el agua superficial cede a las corrientes de aire ártico ( flechas anaranjadas).

CORRIENTE DE AIRE ARTICO

AGUA FRI A Y SALADA

AGUA CALIDA

EL CLIMA

13

2. EL TRANSPORTADOR AUXILIAR ( abajo) propuesto por Stefan Rahmstorf, de la Universidad de Kiel, operaría a la latitud de Europa meridional y, por tanto, no cedería calor a los vientos del Atlántico Norte. Las temperaturas reinantes en Europa durante los períodos glaciales, cuando funcionaría esa cinta auxiliar, eran en promedio hasta 10 grados inferiores a las actuales. El transportador auxiliar se caracterizaba por una circulación más somera (derecha).

LIBERACION DE CALOR 0    )    S    O    R1    T    E    M    O    L 2    I    K    (    D    A    D3    I    D    N    U    F    O4    R    P

5

60

40

20 0 20 LATITUD (GRADOS)

40

60

ATLANTICO ATLANTICO DE HOY GLACIAL CARBONO 14 CINTA TRANSPORTADORA CORRIENTES DE AIRE ARTICO

AGUA FRIA Y SALADA

AGUA CALIDA

ción del sistema transportador tendería a perpetuarse. Si el mecanismo transportador se detuviera, la temperatura del Atlántico Norte y tierras aledañas caería bruscamente cinco grados o más. Dublín sufriría el clima de Spitzberg, enclave siberiano situado a sólo 1000 kilómetros del círculo polar. Además, el cambio se produciría en 10 años, como mucho. (Los testigos de hielo y otros archivos indican que la temperatura media en toda la cuenca del Atlántico Norte descendió unos siete grados en pretéritas olas de frío.) Según los modelos sobre el comportamiento del océano, la cinta transportadora tornaría a ponerse en funcionamiento, aunque habrían de transcurrir antes cientos o m iles de años. El calor cedido hacia abajo desde

14

circulación que operase a profundidades menores, y en el que las aguas profundas no se formarían cerca de Groenlandia sino al norte de las Bermudas. Semejante alteración pro vocaría que el calor liberado resultara mucho menos eficaz en el proceso de calentamiento de Europa septentrional. El transportador superficial de Rahmstorf se bloquearía con una entrada brusca de agua dulce, lo mismo que el primario, aunque su modelo predice una reactivación espontánea al cabo de sólo algunos decenios. No está claro, sin embargo, el mecanismo mediante el cual la circulación oceánica podría retornar desde el transportador superficial al más profundo, tal como está funcionando hoy día. Dos propiedades del modelo de Rahmstorf han llamado la atención de los paleoclimatólogos. En primer las capas cálidas de la superficie del lugar, la corriente superficial del mar y la difusión de la sal marina transportador auxiliar reproduce la desde el fondo hasta la superficie distribución de isótopos de cadmio y reducirían con el tiempo la densidad carbono del período glacial que ha del agua profunda rebalsada hasta el quedado aprehendida en las conchas punto en que las aguas superficiales de foraminíferos del bentos. Las aguas de una u otra de las regiones polares de la cinta transportadora del Atlánpodrían de nuevo penetrar hacia el tico Norte son hoy pobres en cadmio abismo, restableciendo la circulación y ricas en carbono 13, mientras que de calor y sal. La configuración de esta las aguas más profundas en el resto circulación rejuvenecida no tendría, del océano son ricas en cadmio y sin embargo, por qué ser la misma pobres en carbono 13. que existía antes del paro. Dependería, Este contraste refleja que la respipor contra, de la forma peculiar en ración de los organismos marinos que se desarrollara la aportación de retrae carbono 13 y favorece la conagua dulce en cada región polar. centración de cadmio (y otros compoEn un modelo más reciente, Stefan nentes cuya historia no queda Rahmstorf, de la Universidad de Kiel, registrada en las conchas bénticas). propone que a la detención del sistema Durante los episodios de frío, los nivetransportador primario podría seguir les de cadmio descendieron en las la creación de un sistema distinto de aguas atlánticas de profundidades

TEMAS 26

intermedias y subieron espectacular- superficie y las profundidades oceá- por radiocarbono, contemporáneas de mente en las aguas de fondo; la rela- nicas, la tasa de carbono 14 en el las muestras correspondientes al peción de carbono 13 a carbono 12 mos- océano superficial y la atmósfera ríodo cálido, que vivieron más de 1000 tró una variación opuesta, acorde con aumentaría a razón de un 5 por ciento años después. la conclusión de Rahmstorf de que la cada siglo porque se iría añadiendo  Aunque la concentración atmosfécinta transportadora funcionaba a carbono 14, pero no se arrastraría rica de carbono 14 ha variado algo a menores profundidades y cortocircui- hacia las profundidades oceánicas. lo largo del tiempo, las secuencias de taba las aguas abisales. Después de un milenio de aisla- fechas mediante radiocarbono relatiEn segundo lugar, el transportador miento, la concentración atmosférica  vas a sedimentos marinos que se han auxiliar mantiene el movimiento del de carbono 14 habría aumentado en ido acumulando a velocidad casi consradiocarbono hacia las profundidades un tercio de su valor original. tante demuestran que no se produjo marinas. Si este intercambio hubiera Tal suceso conduciría a una altera- tal perturbación brusca durante los cesado, los métodos de datación radio- ción radical del registro de datación últimos 20.000 años. Además, contaquímica basados en la desintegración por radiocarbono. Los paleontólogos mos con las mediciones realizadas en del carbono 14 mostrarían enormes determinan la edad de los materiales corales cuyas edades absolutas se han distorsiones. Y es cierto que el reloj orgánicos midiendo su contenido establecido mediante el método de de radiocarbono se ha calibrado por residual de carbono 14. La cuantía datación por uranio-torio; nos indican otros medios y se ha comprobado que, asimilada por un vegetal depende de que, durante el final del último pepese a su imperfección, mantiene la proporción de radiocarbono atmos- ríodo glacial, cuando el transportador básicamente su validez. debería haber reanudado su Sólo alrededor de una cuarta funcionamiento e iniciado su RAYOS COSMICOS parte del carbono mundial extracción de carbono 14 de la reside en las capas superatmósfera, aumentó la concenATMOSFERA ficiales del océano y en la tración atmosférica de radioNITROGENO 14 atmósfera. El resto está en el carbono. abismo. La distribución del CARBONO 14 carbono 14 radiactivo, que se Una flota forma en la atmósfera por la CARBONO 14 PENETRA EN EL MAR de grandes témpanos acción de los rayos cósmicos, COMO CONSECUENCIA depende de la intensidad de la DEL INTERCAMBIO DE GAS circulación oceánica. En el ué nos dicen todas esas océano, la mayor parte del indicaciones del regisAGUA radiocarbono que alcanza las tro? Dos cosas: todas las OCEANICA SUPERFICIAL profundidades abisales lo hace paradas de la cinta duraron Y CALIENTE poco, no más de un siglo, y e sas por medio de la circulación del EL CARBONO 14 ALCANZA transportador atlántico. interrupciones se vieron comLAS PROFUNDIDADES AGUA OCEANICA Durante su via je Atl ánt ico pensadas por intervalos OCEANICAS POR MEDIO PROFUNDA Y FRIA DE LA CIRCULACION intermedios de rápida mezcla. arriba, las aguas del brazo DEL TRANSPORTADOR superior y cálido de la cinta En particular, el Joven Dryas EL CARBONO 14 SE DESINTEGRA EN NITROGENO 14 transportadora ab sorben fue, al parecer, una época en (1 POR CIENTO CADA 82 AÑOS) que la circulación general oceáradiocarbono del aire. La cinta transportadora lo acarrea nica aumentó y no disminuyó, luego hasta las profundidades como sería de esperar si la ola de frío la hubiera provocado oceánicas. Aunque el agua profunda vuelve bre vemente a la una parada completa del trans3. EL PROCESO DE FORMACION de las aguas profunsuperficie en la vecindad del portador atlántico. Si éste realdas extrae carbono 14 radiactivo, formado por los rayos continente antártico, allí ape- cósmicos, de la atmósfera y capa superficial del océano mente se paró, debió entrar en nas se disuelve radiocarbono. funcionamiento algún otro para transportarlo hasta profundidades abisales. La De todo ese cuadro cabe infe- datación por el método del radiocarbono mide indirec- mecanismo capaz de arrastrar rir que basta una ligera dece- tamente el estado del transportador oceánico; en efec- carbono 14 hasta las profundito, cualquier paro prolongado causa un enriquecimienleración en la marcha de la dades oceánicas. cinta para producir un efecto to de carbono 14 en la atmósfera y trastorna las edades Suponiendo que las variacioaparentes de los residuos orgánicos. nes experimentadas por el significativo en la concentración de carbono 14 en la mecanismo transportador proatmósfera y en el océano. La dujeron los bruscos cambios proporción de carbono 14 a carbono férico (u oceánico) en esa época; cuanto hallados en los testigos de hielo de 12 estable en las profundidades oceá- menos carbono 14 quede, tanto más Groenlandia y en otros archivos climánicas se cifra hoy en torno a un 12 antigua debe ser la muestra. Las plan- ticos, ¿de dónde saldría el exceso de por ciento menor que el promedio tas que crecieron durante una agua dulce necesario para interrumpir para la superficie oceánica y la atmós- interrupción de la operación de la el transporte de agua hacia las profunfera; culpable de ello es la desinte- cinta incorporaron el carbono 14 extra didades? Los casquetes de hielo polares gración radiactiva que tiene lugar y parecen más modernas de lo que en son las fuentes obvias de las cataratas mientras circula el agua profunda. realidad son. Después, cuando el de agua dulce necesarias para alterar Paralelamente, los rayos cósmicos transportador arrancó de nuevo y aca- la circulación oceánica. Además, las reponen un 1 por ciento de las exis- rreó el carbono 14 atmosférico hasta  variaciones bruscas parecen estar contencias de radiocarbono en el mundo cerca de su nivel actual, la anomalía finadas a épocas en que grandes capas cada 82 años. Por consiguiente, si se desvaneció. Así, las plantas de épo- de hielo cubrían el Canadá y cesaran los intercambios entre la cas frías parecen, según la datación Escandinavia. Desde el final de los

¿Q

EL CLIMA

15

COMIENZA LA AGRICULTURA

   A    I    D    E    M    E    A    T    R 0    N    )    U    E    S    T    S    U    I    A    E    S    R    R    L    E    P    E    P    C    L    M    A    E    S    T    O    O    D    T    E    A    C    D    R    E    A    G    I   P    (    S    C    E    N    R    E    R    E    F    I –10    D

100

80

60 40 EDAD (MILES DE AÑOS)

20

0

4. LOS TESTIGOS DE HIELO ( arriba, a la izquierda) muestran la variabilidad del clima en los últimos 100.000 años. Se han realizado perforaciones hasta el lecho rocoso en la vecindad del centro del casquete de hielo groenlandés (arriba) y se ha medido la concentración relativa de oxígeno 18 y oxígeno 16. ( Las muestras por analizar se ven en una cámara refrigerada a la derecha. ) La cantidad de oxígeno 18 en el vapor de agua atmosférico depende de la temperatura del aire: cuanto más frío sea el clima, menos agua habrá que contenga el isótopo pesado. La imagen obtenida al microscopio de una sección del testigo (arriba, a la derecha) saca a la luz los distintos cristales de hielo mediante su diferente transmisión de la luz polarizada; las burbujas de aire aprisionadas registran la composición de la atmósfera (centro, derecha). El movimiento del casquete de hielo sobre un suelo irregular distorsiona las capas inferiores (abajo, derecha), lo que dificulta la obtención de mediciones precisas.

períodos glaciales, el clima mundial ha permanecido encerrado en su modo actual. De acuerdo con los datos disponibles, hubo por lo menos ocho invasiones de agua dulce en el Atlántico Norte: siete flotas de témpanos desprendidos del margen oriental de la capa de hielo de la bahía de Hudson y una inundación de agua de fusión de hielos procedente de un lago enorme que delimitaba el borde meridional de la capa de hielo durante la retirada de ésta. A principios de los años ochenta, siendo alumno de segundo ciclo en la Universidad de Göttingen, Hartmut Heinrich descubrió un curioso conjunto de capas en los sedimentos del Atlántico Norte.

16

Las capas se extienden desde el mar del Labrador hasta las Islas Británicas. Según la explicación más plausible de sus características, débense a la fusión de numerosísimos témpanos desprendidos en el Canadá. Los residuos procedentes de esta flota pierden potencia en dirección Este; su grosor de medio metro en el mar del Labrador se reduce a centímetros en el Atlántico oriental. La mayoría de las macropartículas de los sedimentos están constituidas por fragmentos característico s de arcillas sedimentarias y lechos de rocas ígneas procedentes de la bahía de Hudson y aledaños. Escasean las conchas de foraminíferos en estas capas, señal de que nos hallamos ante un océano

cubierto de hielo marino; la baja relación de oxígeno 18 a oxígeno 16 en las conchas ofrece una inequívoca indicación de que los animales vivían en aguas mucho menos saladas de lo usual. (La lluvia y la nieve de grandes latitudes son pobres en oxígeno 18 porque el agua “pesada” que lo contiene se condensa preferentemente en la atmósfera al enfriarse las masas de aire.) La octava invasión de agua dulce procedió del lago Agassiz, aprisionado en la depresión topográfica producida por el peso de la masa de hielo en regresión. Inicialmente, el agua del lago inmenso vertía desde una terraza rocosa a la cuenca del río Mississippi y de allí al golfo de México. Hace unos

TEMAS 26

12.000 años, la retirada del frente de hielos abrió un canal hacia el este, desencadenando una caída del nivel del lago catastrófica. El agua liberada inundó el sur del Canadá hasta el valle ocupado hoy por el río San Lorenzo y desembocó directamente en la región donde ahora se forman las aguas profundas. La vinculación de estos sucesos con los cambios climáticos locales no admite dudas. Cuatro de ellos acontecieron en épocas de cambios importantes en el clima de la cuenca del  Atlántico Norte. Una de las capas de Heinrich señala el final del ciclo glacial que fue el segundo en duración y otra la del ciclo más reciente. Una tercera capa parece coincidir con el

EL CLIMA

comienzo de las condiciones glaciales del Atlántico Norte; por su lado, la invasión catastrófica de agua dulce procedente del lago Agassiz data del inicio del Joven Dryas. Cada uno de los cuatro pulsos restantes da fin a un subciclo climático. Gerard C. Bond, del Observatorio Terrestre LamontDoherty de la Universidad de Columbia, correlacionó las capas de Heinrich con el archivo del testigo de hielo de Groenlandia y halló que los episodios fríos de un milenio de duración aparecen en grupos caracterizados por olas de frío de intensidad creciente, culminando en un suceso de Heinrich tras el cual se observa un calentamiento considerable que inicia un nuevo ciclo.

Las variaciones climáticas del período del Joven Dryas dejaron su huella por doquier. ¿Podemos decir lo mismo de la quincena de episodios similares que le anteceden en el archivo del testigo de hielo? Aunque sólo tenemos dos pruebas que apuntan en esa dirección, ambas son sólidas. Jerome A. Chappellaz, del Laboratorio de Glaciología y Geofísica del Medio Ambiente de Grenoble, que analizó las burbujas de aire aprisionadas en los testigos de hielo de Groenlandia, descubrió que los períodos fríos iban acompañados de descensos en la concentración atmosférica de metano. Este gas se produce en ciénagas y pantanos. Ahora bien, en la zona templada septentrional tales

17

5. EL IMPACTO SOBRE EUROPA de una desorganización de la formación de aguas profundas traería consecuencias catastróficas. El verano de Dublin (arriba, izquierda) se

parecería al que hoy vive Spitzberg, en el Artico lejano, y el invierno de Londres (abajo, izquierda) recordaría los actuales fríos del siberiano Irkutsk.

lugares estaban congelados o enterraMayor sorpresa reviste el comprobar plantea una paradoja. De acuerdo con dos bajo el hielo durante las épocas que los episodios de Heinrich pudieron los modelos atmosféricos, los cambios glaciales; por consiguiente, el metano tener también alcance mundial. El de clima relacionados con variaciones presente en la atmósfera debió de pro- grupo de Eric Grimm, del Mu seo esta- de la cantidad de calor cedida a la ceder de los trópicos. Las fluctuacio- tal de Illinois, observó en muestras de atmósfera en el Atlántico Norte afecnes en el archivo del metano revelan polen extraídas de los sedimentos del tarían sólo a las regiones circundanque los trópicos se secaban en los lago Tulane, en Florida, un máximo tes. Pero las pruebas recogidas demanperíodos fríos del norte. destacado en la relación de pino a roble dan un mecanismo que generalice esos La segunda prueba la recabaron estudiada para cada episodio de efectos a los trópicos, las regiones James P. Kennet y Richard J. Behl, Heinrich. Los pinos prosperan en cli- templadas meridionales e incluso la de la Universidad de California en mas húmedos, mientras que los robles región antártica. Santa Bárbara, de un testigo de sedi- prefieren entornos más secos. Aunque La distribución simétrica de esos mento extraído de una profundidad la relación exacta entre los intervalos cambios climáticos alrededor del ecuade 500 metros bajo el nivel del mar ricos en pinos y los sucesos de Heinrich dor apunta a los trópicos. Los cambios en la cuenca de Santa Bárbara. Obser- está pendiente de una datación más operados en la dinámica de la atmós varon bandas de sedimento sin per- exacta mediante radiocarbono, el fera tropical podrían producir efectos turbar en el que se distinguían capas archivo del lago Tulane respalda la de vasto alcance. Las células convecanuales, alternando con secciones tesis de un intervalo húmedo por ciclo. tivas de gran altura que se forman en perturbadas por gusanos formadores El grupo de George H. Denton, de la la atmósfera tropical, donde se enfrende túneles. La presencia de tales orga- Universidad de Maine, descubrió una tan los vientos alisios, alimentan la nismos indica que el agua de fondo de  vinculación entre fenómenos más ale- atmósfera con su gas de invernadero aquella zona contenía una cantidad  jados: cada uno de los cuatro episodios predominante: el vapor de agua. Pese apreciable de oxígeno, suficiente para de Heinrich que caía dentro del domi- a la levedad de la relación entre la conservar la vida. Dichos períodos nio de la datación por radiocarbono circulación oceánica y la convección presentan una invariable correlación correspondía a un máximo realzado de tropical, parece plausible que las con épocas frías de Groenlandia, lo la extensión de los glaciares andinos.  variaciones en las características de que implica que las variaciones expeLa observación de que la creación la circulación alterasen la cantidad rimentadas en la circulación oceánica y destrucción masiva de los glaciares de agua fría que aflora en superficie abarcaban el planeta. canadienses afectó al globo entero a lo largo del Pacífico ecuatorial. Este

18

TEMAS 26

afloramiento es una parte importante del balance de calor de la región y, por tanto, de su clima general. La reducción de este afloramiento ecuatorial, como ahora sucede durante los episodios de El Niño, pueden producir sequías en unas regiones e inundaciones en otras.

Cambios globales

T

al supuesto viene apoyado no sólo por los datos de Chappellaz, que atestiguan la sequía en los trópicos, sino también la humedad en Nevada, Nuevo México, Texas, Florida y Virginia. La prueba más contundente proviene de la región de la Gran Cuenca del oeste de los EE.UU.: inmediatamente después del último episodio de Heinrich, hace 14.000 años, el lago Lahontan de Nevada alcanzó su máxima extensión, un orden de magnitud superior al actual residuo. El mantenimiento de semejante masa de agua requiere cantidades ingentes de precipitación, del orden de las que se dieron durante el episodio cumbre de El Niño en el invierno de 1982-1983. Podríamos, pues, imaginarnos aquellos sucesos anteriores a la manera de cambios en la configuración de la circulación oceánica que originaron episodios de El Niño de 1000 años de duración. Los descubrimientos recientes de Lonnie G. Thompson, de la Universidad estatal de Ohio, refuerzan la idea de que el tiempo tropical difirió drásticamente durante los períodos glaciales. Los antiguos testigos de hielo de más de 6000 metros procedentes de los Andes tropicales contienen 200 veces más polvo fino que las muestras más modernas: polvo probablemente transportado por vientos que soplaban desde la Amazonia, árida entonces. El hielo más antiguo es también pobre en oxígeno 18, si lo comparamos con el hielo formado hace menos de 10.000 años, lo que implica una temperatura 10 grados inferior a la actual. Junto con la observación de que la línea de nieves andina llegaba 1000 metros más cerca del nivel del mar durante los períodos glaciales, esos datos indican que los trópicos de las eras glaciales resultaban al propio tiempo más fríos y secos. La conclusión de que el sistema climático de la Tierra saltó en ocasiones de un modo de operación a otro es, pues, sólida como una roca. Deben los investigadores identificar las causas de esos bruscos cambios. Aunque las reorganizaciones de la circulación oceánica en gran escala parecen el

EL CLIMA

mecanismo verosímil, quizá podrían salir a la palestra mecanismos atmosféricos.

Un balance frágil

T

al situación nos deja a extramuros de la predicción climática. ¿Podría el actual aumento de la concentración de gases de invernadero instar otra reorganización de la cinta transportadora de aguas profundas y las situaciones meteorológicas de gran escala que de ella dependen? Por una parte, el archivo paleográfico indica que los saltos se dieron en épocas en que el Atlántico Norte estaba rodeado de enormes capas de hielo, circunstancia de la que ahora nos ha llamos alejadísimos. Por otra parte, el impulso del invernadero promete ser mucho mayor que cualquier otro estímulo experimentado durante un intervalo interglacial, y no hay certeza de que el sistema permanezca encerrado en su modo actual, bastante benigno. No hay razón para que se produzca ahora un paro de la cinta transportadora o un cambio radical de magnitud pareja. Pero si ello ocurriera, el impacto resultaría catastrófico. La probabilidad de un tal suceso será máxima de aquí a 50 o 150 años, cuando la población del planeta sufra la amenaza del hambre y las enfermedades, mientras se debate por conservar un entorno su jeto a una atosigante presión ambiental. Nos conviene tomar esta posibilidad en serio. No deberíamos ahorrar esfuerzo en el intento de comprender mejor el comportamiento caótico del sistema climático global.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA

¿QUÉ MECANISMO GOBIERNA LOS CICLOS GLACIALES? Wallace S. Broecker y George H. Denton en Investigación y Ciencia, vol. 162, páginas 48-57; marzo, 1990.

EVIDENCE FOR GENERAL INSTABILITY OF PAST CLIMATE FROM A 250-KYR ICECORE RECORD. W. Dansgaard et al. en  Nature, vol. 364, páginas 218-220, 15 de  julio, 1993.

A LOW-ORDER MODEL OF THE HEINRICH EVENT CYCLE. D. R. MacAyeal en Paleoceanography , volumen 8, n. o 6, páginas 767-773; diciembre, 1993.

SYNCHRONOUS CHANGES IN ATMOSPHERE CH4 AND GREENLAND CLIMATE BETWEEN 40 AND   8 KYR BP. J. Chappellaz, T. Blunier, D. Raynaud, J. M. Barnola, J. Schwander y B. Stauffer en  Nature, volumen 366, páginas 443-445; 2 de diciembre, 1993.

19

¿Qué mecanismo gobierna los ciclos glaciales? Wallace S. Broecker y George H. Denton

Vastas reorganizaciones del sistema océano-atmósfera constituyen  acontecimientos decisivos para ligar los cambios cíclicos de la órbita terrestre con el avance y retroceso de la capa de hielos

P

or ocho veces en el último millón incremento de la misma las funde; los Cuanto mayor sea la inclinación, tanto de años, algo cambió en la ecua- hielos, a su vez, alteran el clima más extremas resultarán las estacioción climática de la Tierra, que terrestre. Nosotros, por el contrario, nes en ambos hemisferios: los veranos permitió que la nieve permaneciera creemos que las glaciaciones fueron se hacen más cálidos y los inviernos en montañas y latitudes septentrio- una consecuencia de sucesos climáti- más crudos. nales donde anteriormente no cua- cos más amplios. Al alterar las distriEl segundo factor que acentúa las  jaba. La nieve se compr imió hast a buciones de pluviosidad y evaporación,  variaciones estacionales, más débil, convertirse en hielo y éste se acumuló los cambios de intensidad de las esta- es la forma de la órbita terrestre. Con formando glaciares y barreras. En el ciones parecen haber provocado que un período de 100.000 años, la órbita transcurso de decenas de miles de el océano y la atmósfera (un sistema se estira, haciéndose la elipse más años, las capas de hielo alcanzaron único acoplado) salte de un modo de excéntrica y retornando después a una espesores de varios kilómetros; apla- operación a otro muy diferente. Con forma más circular. Cuando aumenta naron las tierras, las pulimentaron y cada salto, cambió la circulación oceá- la excentricidad orbital, también dejaron sus huellas, incluso en Europa nica, el transporte de calor alrededor aumenta la diferencia de distancia Central y el Medio Oeste de los EE. del globo tuvo lugar de manera dife- entre la Tierra y el Sol en sus puntos UU. De repente acaba el ciclo glacial. rente, se alteraron las propiedades de más próximo y más lejano, intensifi Apenas unos miles de año s, y los hie- la atmósfera, cambió el clima y, como cándose las estaciones en un hemislos se retiraron de nuevo hasta sus consecuencia, las masas de hielo se ferio y moderándose en el otro. (En la límites actuales. expandieron o retrajeron. actualidad, la Tierra alcanza su punto  A lo largo de los últim os treinta más alejado del Sol durante el invierno años, se han ido acumulando pruebas uestra propuesta no supone un del hemisferio sur; en virtud de ello, rechazo de la teoría astronómica los inviernos del hemisferio sur son que atribuyen a factores astronómicos la razón última de esos ciclos glaciales: de los períodos glaciales, sino una un poco más fríos y los veranos un lentas variaciones cíclicas de la excen- ampliación de la misma. La hipótesis poco más cálidos que sus homólogos tricidad de la órbita terrestre y de la fue avanzada en 1842, a los pocos años septentrionales.) inclinación y orientación del eje de de que el naturalista suizo-americano Una tercera fluctuación astronórotación del planeta. Al alterar la Louis Agassiz sostuviera que las rocas mica rige la relación entre los efectos intensidad de las estaciones, los ciclos pulidas y estriadas y los montones de de la inclinación y la excentricidad. astronómicos inclinan el fiel hacia la detritus de los Alpes registraban una Nos referimos a la precesión; así se expansión, o retirada, de los glaciares. antigua edad de glaciares. El mate- llama el bamboleo del eje de rotación Pero, ¿cuál es la relación entre los mático francés Joseph A. Adhémar de la Tierra, que describe una circunciclos astronómicos y los períodos gla- propuso por la misma época que las ferencia completa respecto a las estreciales? ¿Cómo revierten los cambios  variaciones de intensidad de las esta- llas fijas aproximadamente cada estacionales en cambios globales del ciones provocadas por factores astroclima? nómicos quizá desencadenaran glacia- 1. CAMPO DE HIELO EN PATAGONIA. Termina en un profundo lago glacial. Cualquier respuesta que se dé ciones periódicas. El astrónomo yugoslavo Milutin Los glaciares del hemisferio sur se han deberá enfrentarse con el cúmulo de indicaciones que se han ido recogiendo Milankovitch refinó y formalizó la extendido y retirado al unísono con las grandes masas de hielo septentrionales, sobre la naturaleza, la pauta temporal hipótesis en los decenios de 1920 y según la datación mediante radiocarboy la magnitud de las variaciones cli- 1930. El mecanismo astronómico que no de la vegetación que fue arrasada por máticas que acompañaron los avances él proponía constaba de tres compo- el avance de los glaciares o que creció y las retiradas de los hielos. Muchos nentes; dos alteran la intensidad de tras su retirada. (Los árboles que apareinvestigadores han propuesto la hipó- las estaciones y el tercero afecta a la cen en primer plano podrían ser objeto tesis de que las variaciones estaciona- relación entre aquéllos. El primero es de esa medida en el futuro.) El calendales actúan directamente sobre las la inclinación del eje de rotación de la rio es un rompecabezas, porque la intensidad de la insolación en verano, que se masas de hielo del hemisferio norte. Tierra. Actualmente desviado unos cree influye sobre el crecimiento de los Una reducción de la radiación solar 23,5 grados respecto a la vertical, fluc- hielos, cambia según pautas completaen verano permite el crecimiento de túa desde 21,5 grados hasta 24,5 gra- mente diferentes en las latitudes medias las masas de hielo, mientras que el dos con un período de 41.000 años. de los dos hemisferios.

N

20

TEMAS 26

ciento, la irradiancia solar recibida en las altas latitudes septentrionales durante el verano, lo que, según argumentaba, basta para permitir que las grandes masas de hielos se extiendan sobre los continentes del hemisferio boreal en las épocas de veranos frescos e inviernos suaves. Durante muchos años, sin embargo, la falta de un registro independiente que indicara los momentos en que habían tenido lugar los períodos glaciales impidió someter a prueba la hipótesis.

 A

2. CICLOS ASTRONOMICOS (arriba), reguladores del desarrollo de la glaciación. Los ciclos —de entre 23.000 y 100.000 años de duración— influyen en la excentricidad de la órbita terrestre, la orientación de su eje de rotación (que describe lentamente un cono en el espacio) y la inclinación del eje (que afecta a la abertura del cono). El efecto ejercido por los cambios sobre la intensidad de la insolación estival en las altas latitudes del hemisferio n orte se representa a la izquierda. La curva de la derecha indica el volumen de las masas de hielo terrestres, determinada a p artir de estudios isotópicos de sedimentos de los fondos marinos. El volumen de los hielos aumenta gradualmente durante unos 100.000 años, después de lo cu al desciende bruscamente en los episodios del final de los períodos glaciales, que corresponden a períodos de creciente insolación estival en latit udes septentrionales. (La estacionalidad varía de manera diferente en el hemisferio sur, señal de que debe ser la del hemisferio norte la que rija los períodos glaciales.)

23.000 años. La precesión determina si el verano en un hemisferio dado cae en un punto cercano o lejano de la órbita; dicho de otra manera, si la inclinación y la distancia se oponen mutuamente o colaboran entre sí para reforzar las estaciones. Cuando esos

22

dos factores que influyen en la estacionalidad se apoyan entre sí en un hemisferio, se contraponen en el hemisferio opuesto. Milankovitch calculó que esos tres factores actúan conjuntamente haciendo variar, hasta en un 20 por

principios de los años cincuenta, Cesare Emiliani, que trabajaba en el laboratorio de Harold C. Urey en la Universidad de Chicago, presentó la primera historia completa que mostraba el avance y retroceso de los hielos durante las últimas glaciaciones. La obtuvo de un lugar insólito: el fondo del océano. Los foraminíferos, organismos marinos unicelulares, se alojan en conchas formadas por carbonato cálcico. Cuando mueren se hunden y pasan a engrosar los sedimentos de los fondos oceánicos; el carbonato de sus conchas sigue conservando ciertas características del agua de la zona que habitaban. En particular, la razón de un isótopo pesado del oxígeno (oxígeno 18) al oxígeno ordinario (oxígeno 16) en el carbonato registra el cociente de los dos oxígenos en las moléculas de agua. Se sabe ahora que la relación de los isótopos en las aguas marinas guarda estrecha relación con la proporción global de agua encerrada en forma de glaciares y capas de hielo. La relación se explica por una especie de destilación meteorológica. Las moléculas de agua que contienen el isótopo más pesado tienden a condensarse y caer en forma de precipitación un poco más fácilmente que las moléculas que alo jan el isótopo más ligero. De aquí que, a medida que el agua se evaporaba de los océanos calientes y el vapor se ale jab a de su fue nte , su oxí gen o 18 retornó preferentemente a los océanos en forma de precipitación. La que terminaba por caer en forma de nieve sobre los campos de hielo y glaciares se halla relativamente empobrecida en oxígeno 18. Al acumularse el hielo pobre en oxígeno 18, los océanos quedaron enriquecidos en el isótopo. Cuanto más crecieran las masas de hielo, tanto más subiría la proporción de oxígeno 18 en el agua del mar y, por tanto, en los sedimentos.  Analizando testigos extraídos de los sedimentos de los fondos marinos, Emiliani halló que la relación isotópica ascendía y descendía, en buen acuerdo con los ciclos que Milankovitch había predicho. Desde aquel trabajo pionero,

TEMAS 26

3. MASAS DE HIELO y glaciares de montaña: avanzaron en ambos hemisferios durante la última glaciación. El mapa (una proyección equiárea poco corriente) muestra la extensión de los hielos terrestres (rojo) y marinos (amarillo) en los continentes durante el máximo de la glaciación, hace 19.500 años. (Los hielos terrestres se prolongaban más allá de algunas de

EL CLIMA

las actuales costas porque el nivel del mar era más bajo.) La gráfica representa la altura media de la línea nival en las montañas de la Cordillera americana, señaladas a lo largo del corte norte-sur indicado en el mapa. Las líneas nivales del período glacial (azul) estaban 1000 metros por debajo de las líneas nivales de hoy (rojo), con independencia de la latitud.

23

4. CALENDARIO de la retirada de los hielos; siguió idénticas pautas en el hemisferio norte (izquierda) y en el hemisferio sur (centro). Las gráficas dan la extensión de los glaciares de montaña y de las masas de hielo desde su región de origen (en kilómetros) y muestran que, en todos los casos, la espectacular

se han tomado mediciones de relación isotópica del oxígeno en cientos de testigos. Una cronología del registro combinado permitió a James D. Hays, de la Universidad de Columbia, John Imbrie, de la Brown, y Nicholas Shackleton, de Cambridge, demostrar en 1976 que el registro muestra precisamente las mismas periodicidades que los procesos orbitales.  A lo largo de los últimos 800.000 años, el volumen global de hielo ha alcanzado un máximo cada 100.000 años, concordando con el período de la variación de la excentricidad.  Además, las “arrugas” superpuestas a cada ciclo —reducciones o aumentos a menor escala del volumen de hielo— se han sucedido a intervalos de unos 23.000 y 41.000 años, en concordancia con las frecuencias de la precesión y la inclinación. Más tarde, Imbrie, trabajando con el grupo SPECMAP, reforzó todavía más la defensa de la teoría astronómica cuando mostró que la amplitud de las señales de período más corto había variado exactamente según cabía esperar si estuvieran moduladas por la estacionalidad debida a la distancia. Quedaban cabos sueltos. La variación de cada 100.000 años ejerce un efecto mucho más débil sobre la insolación estacional que los ciclos cortos, y, sin embargo, establece, al parecer, la frecuencia fundamental de la glaciación. Los ciclos más cortos aparecen sólo en las pequeñas oscilaciones (arrugas) del archivo isotópico. Es más, los ciclos de variación estacional calculados suben y bajan de forma suave, pero la curva del hielo presenta contornos con dientes de sierra: el hielo aumenta episódicamente durante casi 100.000 años y después

24

retirada comenzó hace 14.000 años. Los cambios de int ensidad estacional no pudieron haber impulsado directamente la retirada, porque, aun cuando los veranos del hemisferio norte se iban haciendo más intensos, los del hemisferio sur se iban, por contra, debilitando (derecha).

se desintegra en pocos miles, en la época de veranos septentrionales extremos. Los investigadores han buscado la respuesta a ambas cuestiones en la física de las capas de hielo y del fondo rocoso subyacente, que se hunde bajo el peso del hielo. Así, William L. Peltier y William T. Hyde, de la Universidad de Toronto, han elaborado un modelo teórico que incluye hipótesis sobre el hundimiento del fondo rocoso y que reproduce muy de cerca el predominio del ciclo de 100.000 años y la pronta retracción de los hielos. Según el modelo, la masa de hielo tarda casi 100.000 años en alcanzar un tamaño crítico, punto en el cual la roca dúctil que subyace a la corteza terrestre comienza a fluir rápidamente y deja que la corteza sobrecargada se hunda. La superficie de la capa de hielo desciende; a menor altura, el hielo se calienta más y puede fundirse con rapidez cuando los ciclos de período más corto traen el próximo episodio de intensos veranos septentrionales.

E

l modelo de Peltier y Hyde, como muchos otros, supone que son los cambios de estacionalidad en el hemisferio norte los que rigen directamente el avance y retroceso de los hielos, dando forma a cada cielo la respuesta del fondo rocoso y estableciendo su duración. No obstante, la hipótesis adolece de un fallo crucial: los glaciares también se extendieron y se retiraron en el hemisferio sur. Estudios realizados por varios geólogos, entre ellos John H. Mercer, de la Universidad de Ohio, y Stephen C. Porter, de la de Washington, muestran que, durante la última glaciación,

el clima cambió al mismo tiempo y en cuantía comparable en las latitudes medias del hemisferio sur, aun cuando allí la estacionalidad varía de acuerdo con un calendario completamente diferente. Estos y otros autores han descubierto, por ejemplo, que, durante la última edad del hielo, los glaciares de las zonas montañosas también se expandieron. Las pruebas —deducidas de las morrenas, montones de restos rocosos arrojados por los glaciares a su paso— son tan claras en los trópicos (Nueva Guinea, Hawai, Colombia y Africa Oriental) y en las latitudes templadas meridionales (Chile, Tasmania y Nueva Zelanda) como en las latitudes templadas septentrionales (las Cascadas, los Alpes y el Himalaya). En todas las montañas estudiadas hasta ahora, con independencia de su configuración geográfica o de la intensidad de las precipitaciones, bajó alrededor de un kilómetro la línea nival, lo que corresponde a un descenso de temperatura de unos cinco grados Celsius. Donde las morrenas aprisionaron materia orgánica, la datación mediante radiocarbono muestra que los glaciares avanzaron y se retiraron con la misma pauta temporal. Fluctuaron en torno a su máxima extensión entre 19.500 y 14.000 años atrás, aproximadamente al mismo tiempo en que pasaba por su máximo la glaciación de los continentes septentrionales. Después, justo al mismo tiempo que la banquisa septentrional comenzó a retroceder, los glaciares montañosos sufrieron una espectacular mengua que redujo bruscamente su tamaño, hace aproximadamente 12.500 años. ¿Cómo podrían las variaciones de

TEMAS 26

la insolación estival en Islandia haber provocado el avance y retroceso de los glaciares en los Andes meridionales o en Nueva Zelanda? Si los ciclos orbitales gobiernan los ciclos glaciales actuando directamente sobre las masas de hielos septentrionales, la repuesta a las variaciones de estacionalidad en las altas latitudes del hemisferio norte debe adquirir suficiente intensidad para prevalecer sobre los efectos, totalmente diferentes, de las variaciones en el hemisferio sur. Una posibilidad es que las propias masas de hielo septentrionales traduzcan la estacionalidad del hemisferio norte en cambios climáticos globales. Se han propuesto dos razones de enlace entre las masas de hielo septentrionales y el avance mundial de los hielos, pero ninguna de ellas resiste el envite de un examen minucioso. Una invoca el nivel del mar, que debió descender cuando el crecimiento de los hielos septentrionales se llevó buena parte del agua existente en el mundo. Como los glaciares pueden crecer solamente en tierra, el descenso del nivel del mar pudo haber permitido la expansión de los glaciares meridionales hasta cubrir las plataformas continentales, ahora expuestas, incluso sin cambio global alguno de temperatura. Más tarde, cuando se fundieron las masas de hielo septentrionales, el aumento del nivel del mar debió erosionar los bordes de los glaciares del hemisferio sur, obligándolos a retirarse. La explicación, sin embargo, sólo es plausible para la Antártida, porque la mayoría de los glaciares de montaña ni siquiera se acercan al mar. La segunda propuesta se basa en el alto albedo, o reflectividad, de las vastas masas de hielo septentrionales. Al reducir la absorción de la radiación solar del planeta, los hielos podrían haber provocado un enfriamiento global que permitiese el crecimiento de los glaciares en las latitudes meridionales. Pero los modelos climáticos de ordenador muestran que los efectos de los hielos del hemisferio norte sobre el albedo deben confinarse a las latitudes septentrionales. Además, si el efecto de los hielos sobre el albedo rigiera el cambio climático, lo lógico sería encontrar un pronunciado gradiente de norte a sur en el registro de los glaciares montañosos, de modo que las montañas adyacentes a las masas de hielo septentrionales registraran el máximo descenso de la línea nival, y los Andes, por poner un ejemplo, mostraran muy poca variación. No se encuentra tal gradiente.

EL CLIMA

Cualquier relación causal entre el reduciendo el contenido en oxígeno 18 cambio climático global y los hielos del vapor restante.) Los estudios isodebe también explicar la pauta tem- tópicos de los testigos de Groenlandia poral de la retirada de los glaciares y la Antártida muestran que, durante de montaña. Las masas de hielo sep- la última glaciación, ambos polos se tentrionales y los glaciares de mon- enfriaron —llegando hasta 10 grados taña iniciaron su retroceso desde el Celsius por debajo de su temperatura último máximo glacial en la misma actual— y se calentaron al unísono. época, hace unos 14.000 años. Los El hielo reveló también algo mucho glaciares continentales tardaron unos más intrigante. Grupos dirigidos por 7000 años en fundirse, mientras que Hans Oeschger, de la Universidad de los glaciares de montaña se retiraron Berna, y Claude Lorius, del Laboratorio mucho más rápidamente. La dispari- de Glaciología y Geofísica del Medio dad indica que los hielos septentrio-  Ambiente, en Grenoble, midieron el nales no son los que llevan la batuta contenido en dióxido de carbono de las de los cambios climáticos sobre el resto diminutas burbujas de aire que habían de la Tierra. quedado aprisionadas en el hielo. Hallaron que, durante la última glai los hielos por sí solos no pueden ciación, el contenido en dióxido de enlazar los ciclos astronómicos carbono de la atmósfera era de unos con los cambios climáticos, ¿qué puede dos tercios de su nivel interglacial. La hacerlo? Hay indicaciones proceden- curva del dióxido de carbono descubría tes de testigos obtenidos perforando un ingrediente que faltaba en la receta hasta dos kilómetros de profundidad climática: el océano. los hielos que cubren todavía Sólo una alteración drástica del Groenlandia y la Antártida. Lo pri- comportamiento del océano podría mero que ofrecen los testigos de hielo explicar cambio tan espectacular de es la confirmación del carácter global la composición atmosférica. Después y sincrónico de los cambios climáticos de todo, los océanos contienen una cande las edades de hielo. tidad de dióxido de carbono 60 veces  Aunque el hielo glacial es en gene- superior a la de la atmósfera; como el ral pobre en oxígeno 18, el contenido gas se difunde fácilmente a través de exacto registra la temperatura local la superficie de separación océanoen la época en que se formó el hielo. atmósfera, su concentración en las (Cuanto más se enfría una burbuja de aguas superficiales regula la concenaire, tanto mayor es la probabilidad tración atmosférica. de que buena parte de su vapor haya  A su vez, los organis mos controlan caído ya en forma de precipitación, la concentración de las aguas super-

S

5. CORRIENTE SALINA PROFUNDA, que recorre los océanos, compensando el transporte de vapor de agua por l a atmósfera. (Las flechas de color azul claro indican la corriente superficial de retorno.) La corriente se origina en el Atlántico Norte, donde el agua caliente que avanza hacia el norte, y es anormalmente salina (y por tanto densa), se enfría en virtud del exceso de evaporación; con ello, su densidad aumenta todavía más. El agua se hunde en el abismo y corre hacia el sur, hasta salir del Atlántico. La mayor parte del agua salada suministrada por este mecanismo de cinta transportadora atlántica se mezcla, en el Pacífico, con la de encima y compensa allí el exceso de precipitación. El mecanismo de transporte atlántico quedó desorganizado durante el período glacial.

25

ficiales; actúan de bomba biológica que transporta dióxido de carbono desde la superficie hasta las profundidades oceánicas. En el curso de la fotosíntesis, las diminutas plantas  verde s de la s uperficie oceánica iluminada captan dióxido de carbono disuelto para formar tejidos orgánicos. Parte de la materia que constituye las plantas, así como la materia animal que se alimenta de ellas, se hunde con el tiempo en las profundidades oceánicas, donde las bacterias la oxidan de nuevo a dióxido de carbono. De esta manera, el gas sufre un bombeo continuo hacia el abismo,  junto con fosfatos y nitratos, entre otros nutrientes. La eficacia de este bombeo no depende sólo de la población y especies del plancton, sino también de la mezcla vertical. La relación exacta entre la eficacia de la bomba y la circulació n oceánica es una cuestión debatida, pero cabe imaginar, por ejemplo, que, si se hace más lenta la mezcla de las aguas profundas con las superficiales, el fitoplancton tendrá más tiempo para empobrecer en dióxido de car-

bono las aguas superficiales, antes de que la agitación aporte nuevo gas de las profundidades. Durante la época glacial, la combinación que conjugara alteraciones en la mezcla con cambios en la ecología hubo de aumentar la eficacia de la bomba biológica.

L

as primeras señales de que el océano de la edad de hielo operaba de manera diferente las aportó el registro fósil: cambios en las poblaciones de microorganismos que habitan en masas de agua de temperatura y salinidad específicas, estudiados por William E. Ruddiman y Andrew McIrnyre, de la Universidad de Columbia, y por Detmar F. Schnitker, de la de Maine. Más recientemente, una técnica geoquímica iniciada por Edward A. Boyle, del Instituto de Tecnología de Massachusetts, proporcionó una confirmación espectacular y directa de que el océano circulaba de forma distinta durante la última glaciación. Boyle descubrió que, por razones desconocidas, la distribución de cadmio en los océanos actuales reproduce

6. TESTIGO DE SEDIMENTOS ( izquierda) del Atlántico Norte, que da fe de un brusco cambio en la circulación al final de la penúltima glaciación, hace 128.000 años. La transición (descubierta por Gerard C. Bond, de la Universidad de Columbia) abarca algunos milímetros y representa unos 50 años. La micrografía, con microscopio electrónico de barrido, del material grueso de los sedimentos oscuros (abajo) revela abundantes fragment os rocosos, ricos en silicio (azules en la fotografía de rayos  X ), presumiblemente provenientes de témpanos en fusión. Los sedimentos de color claro (arriba) apenas contienen roca y están constituidos sobre todo por conchas ricas en calcio (rojo) de los organismos marinos que habitan las aguas cálidas. (Las conchas de los sedimentos oscuros provenían de especies de aguas frías.) La brusca puesta en marcha del mecanismo de cinta transportadora atlántica debió haber calentado la superficie, eliminando los témpanos y alterando la ecología.

26

fielmente las de los nutrientes fosfatados y nitratados. Habida cuenta de que el ion cadmio tiene la misma carga y tamaño que el calcio, Boyle supuso que aquél podría sustituir a éste en el carbonato cálcico de las conchas de los foraminíferos. Si así fuera, las mediciones de cadmio en las conchas de los testigos de sedimentos podrían revelar la distribución de nitratos y fosfatos en los océanos glaciales. La intuición de Boyle demostró ser correcta cuando él mismo halló que los foraminíferos del océano actual incorporan cadmio en proporción constante a su abundancia en el agua del mar. Midió entonces el cadmio e n los testigos de sedimentos. El resultado fue emocionante: una característica clave de la circulación del  Atlántico en nuestros días falta ba en la época glacial, hasta hace 14.000 años. Las aguas profundas de nuestro  Atlántico contienen sólo alrededor de la mitad de fosfatos y nitratos que las aguas profundas de los océanos Pacífico e Indico. El bajo contenido de nutrientes revela el recorrido reciente del agua cerca de la superficie (donde la actividad biológica la empobrece en nutrientes). Cada invierno, a la latitud aproximada de Islandia, asciende agua de salinidad relativamente alta que se mueve hacia el norte a profundidades intermedias (tal vez a 800 metros), al empujar lateralmente el viento a las aguas superficiales. Expuesta al aire frío, el agua libera calor, enfriándose desde 10 grados C hasta dos grados. La alta salinidad del agua, junto con el bajón de temperatura, le confiere una densidad insólita y se hunde de nuevo, esta vez hasta el fondo del océano. La formación de agua profunda del  Atlántico Norte desprende una enorme cantidad de calor: representa un 30 por ciento de la energía solar recibida anualmente en la superficie del  Atlántico Norte. Este calor adicional explica los inviernos sorprendentemente templados de Europa occidental. (El calentamiento se atribuye, con frecuencia y de manera equivocada, a la corriente del Golfo, que termina mucho más al sur.) La magnitud de la circulación vertical es también ingente, pues su caudal es 20 veces mayor que la suma de todos los ríos del mundo. De hecho, gran parte de las aguas profundas de los demás océanos del mundo proviene en último término de aquí. Desde su fuente, el agua fluye por las profundidades del  Atlá ntico, dobl a el cabo de Buena Esperanza y se une a la corriente abisal que rodea la Antártida y dis-

TEMAS 26

7. DESVIO DE AGUA DULCE procedente de la fusión de los hielos durante la retirada de la capa de hielo norteamericana hace 11.000 años; ese fenómeno podría explicar el período frío de 1000 años de duración conocido como Joven Dryas. El lago  Agassiz, alimentado por agua de fusión, había estado vertiendo en el Golfo de México a través del río Mississippi. Pero cuando la retirada de los hielos abrió un canal hacia el este, el agua

tribuye el agua profunda a los demás océanos.  A medida que las aguas profundas envejecen y se alejan de su lugar de formación, van recogiendo los fosfatos y nitratos que caen, lo que da por resultado un gradiente de niveles crecientes de nutrientes. Midiendo el contenido de cadmio en foraminíferos que vivieron cerca del fondo, Boyle descubrió que, durante la época glacial, los nutrientes mostraban una distribución más uniforme con la profundidad en todos los océanos del mundo. Además, la concentración en el Atlántico glacial era máxima en las partes más profundas, y no en las intermedias como ocurre hoy. Estas conclusiones confirmaban las implicaciones de investigaciones anteriores sobre microfósiles. La “cinta transportadora” atlántica, que libera enormes cantidades de calor en el  Atlántico Norte y env ía inme nsos  volúmenes de agua al abismo, estuvo fuera de servicio hasta que terminó el último período glacial, hace 14.000 años. En ausencia de este componente crucial, la circulación oceánica mundial ofreció un aspecto muy distinto del que hoy presenta.

EL CLIMA

fluyó inundando la región de los Grandes Lagos hasta el río San Lorenzo ( flecha). La entrada de agua dulce en el Atlántico Norte diluyó la salinidad del agua superficial, rebajando su densidad e impidiendo que se hundiera. El mecanismo de cinta transportadora atlántica quedó inutilizado: el agua caliente ya no podía fluir hacia el norte y una amplia región alrededor del  Atlántico Norte se enfrió entonces (región sombreada).

Las pruebas, oceánicas y continentales, apuntan a un cambio simultáneo del comportamiento de los océanos y la atmósfera hace 14.000 años. La configuración de la circulación oceánica cambió drásticamente; en ambos hemisferios, los glaciares comenzaron a retirarse, augurando un calentamiento global; y el contenido en dióxido de carbono de la atmósfera inició su ascenso hasta niveles interglaciales. Creemos que todos esos sucesos indican una importante reorganización del sistema conjunto atmósfera-océano: un salto del comportamiento glacial al interglacial. La verdad es que pensamos que los saltos bruscos de un comportamiento a otro pueden ser la causa fundamental de los ciclos glaciales en general.

P

ara nosotros, los cambios de estacionalidad constituyen la causa última de esas alteraciones de comportamiento. Aunque no podemos sugerir mecanismos sencillos que relacionen la estacionalidad, el sistema océano-atmósfera y el clima global, sí podemos ofrecer algunas ideas. La atmósfera, que sufriría los cambios de estacionalidad, influye de

manera poderosa en la circulación de los océanos. El acoplamiento guarda relación con la distribución de salinidad. Los vientos dominantes transportan agua evaporada de una parte del océano a otra región, donde cae en forma de precipitación. El transporte de vapor deja su impronta: aumenta la salinidad en la primera región y la diluye en la segunda.  Ahora bien, la tendencia de las aguas superficiales a hundirse en las profundidades y propiciar un mecanismo de cinta transportadora vertical, como el del Atlántico Norte, depende de sus densidades. La densidad refleja tanto la temperatura como la salinidad, pero esta ultima es el factor decisivo. (El agua superficial se enfría hasta llegar casi al punto de congelación en todas las altas latitudes en invierno, si bien sólo la anormalmente salina se hunde en el abismo.) El sistema tiene de por sí un carácter no lineal: un cambio gradual en la circulación atmosférica, que alterase la salinidad en regiones tales como el Atlántico Norte, podría transformar radicalmente la configuración de la circulación global. De hecho, el mecanismo de transporte atlántico

27

 Amazonas. Al principio, casi toda el agua fundida del borde meridional de la inmensa capa de hielo fluyó Mississippi abajo hacia el Golfo de México. No obstante, hace 11.000 años, algún acontecimiento provocó que gran parte del agua de fusión se desviara por el río San Lorenzo hacia el Atlántico. En la depresión de fondo rocoso al borde de la capa de hielo en retirada, en lo que ahora es Manitoba meridional, el acopio del agua de fusión había dado lugar a un enorme depósito conocido por lago Agassiz. Hasta hace 11.000 años, el lago, mayor que ninguno de los actuales Grandes Lagos, había sobrepasado un reborde rocoso que cerraba el camino del Sur y desaguaba en el río Mississippi. Después, la retirada de los hielos dejó libre un canal hacia el este. El nivel del agua en el lago Agassiz bajó 40 metros conforme desaguaba a través de la región de los Grandes Lagos hasta el río San Lorenzo. 8. EL FINAL DE LA ULTIMA EDAD GLACIAL trajo consigo cambios globales, resumidos aquí. Empezaron al mismo tiempo (hace unos 14.000 años), aun cuando su ritmo fue diferente. La circulación del Atlántico Norte saltó bruscamente de las condiciones glaciales a las interglacia les (con una breve recaída durante el período frío del Joven Dryas), al reanudarse la producción de agua profunda. Disminuyó la cantidad de polvo en la atmósfera y comenzó a aumentar la concentración de CO2. Las variaciones formarían parte de una reorganización más drástica del océano y la atmósfera, que calentó el planeta e hizo que los glaciares de montaña y las capas de hielo se retiraran.

parece ser el elemento más vulnerable del sistema, lo que puede explicar por qué la estacionalidad del hemisferio norte rige los cambios climáticos globales. Un acontecimiento climático llamado Joven Dryas, que tuvo lugar  varios miles de años después de que los glaciares iniciasen su retirada, aporta una prueba fehaciente en favor de esta parte de la teoría que proponemos. Ilustra vívidamente la ligazón entre el transporte de agua dulce —en este caso, agua líquida y no vapor— y la circulación oceánica. Hace unos 11.000 años, la retirada de los glaciares estaba bastante avanzada y las temperaturas habían subido hasta niveles interglaciales. De repente, en sólo 100 años, Europa septentrional y el noroeste de América retornaron a las condiciones glaciales. El polen recogido muestra que los bosques que habían tomado posesión de la Europa posglacial dieron paso a pastos y arbustos árticos, entre ellos la flor dryas (que presta su nombre al período), y el testigo de hielo de Groenlandia registra un enfriamiento local de unos 6 grados Celsius. Unos 1000 años más tarde, este período frío

28

terminó de forma brusca: en sólo 20 años, según propone el reciente trabajo de Willi Dansgaard, de la Universidad de Copenhague. Las mediciones de cadmio tomadas por Boyle, junto con el registro de foraminíferos de aguas superficiales en el Atlántico Norte, explican lo que ocurrió. Ambos indicadores retornan a los valores glaciales al comienzo del Joven Dryas. La cinta transportadora había dejado de funcionar otra vez. Se había detenido la formación de aguas profundas, con lo que el agua caliente de las profundidades intermedias que suministra a Europa el aporte adicional de calor no podía ya fluir hacia el norte. El período frío que azotó la zona sólo cesó cuando la cinta transportadora volvió a ponerse en marcha, 1000 años después. Una inmensa entrada de agua dulce procedente de las masas de hielo norteamericanas en fusión parece haber atrancado el mecanismo transportador, desencadenando con ello el Joven Dryas. La capa de hielo comenzó a retirarse hace 14.000 años; durante los 7000 que tardó en fundirse, debió liberar agua dulce aproximadamente al mismo ritmo que el actual del río

L

os foraminíferos de las aguas superficiales del Golfo de México registran este cambio de dirección. Su contenido en oxígeno 18 había sido anormalmente bajo, en respuesta al agua de fusión rica en oxígeno 16 que fluía por el Mississippi. Hace unos 11.000 años, la relación isotópica aumentó bruscamente, cuando la desviación de la salida del lago Agassiz cortó el aporte de agua de fusión al Golfo. El agua de fusión, mientras tanto, desembocaba en el Atlántico Norte en las cercanías del lugar de formación de las aguas profundas. Allí redujo la salinidad de las aguas superficiales (y, por consiguiente, su densidad) en tal cuantía que, pese al fuerte enfriamiento invernal, no podían hundirse en el abismo. La cinta transportadora permaneció fuera de uso hasta 1000 años más tarde, cuando un enorme lóbulo de hielo avanzó a través del extremo occidental del lago Superior y cerró, de nuevo, la salida hacia el este. El lago Agassiz volvió a subir 40 metros, vertiendo otra vez el agua de fusión río Mississippi abajo. La cinta transportadora oceánica se reactivó y Europa se templó de nuevo. El Joven Dryas pone en relación el flujo de agua dulce, la circulación oceánica y el clima; pero sólo el clima regional. Alrededor del Atlántico Norte, el episodio provocó un enfriamiento brusco y notable; en los otros lugares, sus efectos fueron débiles o inexistentes. A diferencia de las glaciaciones, el Joven Dryas afectó sólo al transporte de calor (desde las bajas latitu-

TEMAS 26

des hasta el Atlántico Norte) y no al clima global. ¿Cómo pudo un cambio de comportamiento del sistema océano-atmósfera durante los períodos glaciales haber enfriado el planeta entero? Los testigos de hielo de Groenlandia y la Antártida abonan una respuesta parcial. El bajo nivel de dióxido de carbono atmosférico que registran durante la última glaciación debió contribuir al enfriamiento: el dióxido de carbono es un gas de invernadero que calienta la superficie de la Tierra aprisionando la energía solar. Las simulaciones informáticas del clima indican, sin embargo, que el enfriamiento global causado por el dióxido de carbono habría sido, a lo más, de 2 grados Celsius: menos de la mitad de lo que se registra en los glaciares de montaña. Intervinieron también otros dos cambios que registran los testigos de hielo. El aire de la edad del hielo contiene la mitad del nivel posglacial de metano. Este es, asimismo, un gas de invernadero, aunque el enfriamiento del período glacial atribuible a la disminución del metano importaría sólo unas décimas de grado. Además, el polvo abunda, en los hielos del período glacial, unas treinta veces más que en las capas de hielo recientes, lo que confirma lo aportado por otras fuentes, en el sentido de que la atmósfera del período glacial era extremadamente polvorienta. El polvo pudo también haber contribuido al enfriamiento mediante su reflexión de la luz solar. Por desgracia, este efecto es difícil de cuantificar. El carácter polvoriento y el bajo contenido en metano del aire de la época glacial indican que el modo glacial de funcionamiento del sistema océano-atmósfera había impuesto un clima seco. El polvo, después de todo, es arrastrado por el viento desde regiones donde la  veg etación es rala, mie ntra s que el metano se produce en los pantanos. El clima seco (registrado asimismo en formas del relieve terrestre de la edad de hielo, las dunas de arena por ejemplo, y en depósitos de polen) habría dejado su impronta en las temperaturas globales. La temperatura baja más deprisa con la altitud en una atmósfera más seca; de aquí que la sequedad pudo haber participado en el descenso de la línea nival de las montañas.  Ahora bien, incluso sumados, los efectos del dióxido de carbono, metano, polvo y sequedad podrían quedar cortos para dar cuenta de la diferencia de temperatura entre el

EL CLIMA

planeta glacial y el interglacial. ¿Qué otro factor pudo haber intervenido? Cabría que la reorganización del océano-atmósfera cambiase las características de las nubes y las tornara más reflectoras. Reconocemos que nuestra e xplicación del modo en que los cambios en el comportamiento del sistema océanoatmósfera enfriaron el planeta resulta inacabada. Además, puesto que apelamos a la estacionalidad del hemisferio norte para regular esos cambios de comportamiento, topamos con la misma dificultad con que otros teóricos se las vieron: ¿por qué es el ciclo astronómico de 100.000 años el dominante, cuando se trata del más débil de los tres? Tal vez el crecimiento de las masas de hielo ejerce un efecto de realimentación sobre la circulación atmosférica. El sistema océano-atmósfera podría volverse sumamente susceptible a un cambio de comportamiento en cuanto las masas de hielo hubieran alcanzado un tamaño crítico, cosa que podría tardar 100.000 años en suceder. Pese a ello, muchas indicaciones recientes apoyan nuestra propuesta básica: las transiciones entre las condiciones glacial e interglacial representan saltos entre dos modos de comportamiento, estables pero muy diferentes, del sistema océano-atmósfera. Si el sistema climático terrestre salta entre estados discontinuos, como los electrones alrededor del átomo, todos los indicadores climáticos deberán registrar una transición simultáneamente. A este respecto, las indicaciones desde el final del último período glacial son de lo más impresionante. El calentamiento de las aguas superficiales del Atlántico Norte, el inicio de la fusión de las masas de hielo septentrionales y de los glaciares de montaña en los Andes, la reaparición de los árboles en Europa y los cambios en la ecología del plancton en la vecindad de la Antártida y en el mar Meridional de la China, tuvieron lugar todos ellos entre 14.000 y 13.000 años atrás.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA EL OCÉANO. Wallace S. Broecker en Investigación y Ciencia , n.o 86; págs. 90-101; noviembre de 1983. ICE A GES : SOLVING THE MISTERY. John Imbrie y Katherine O. Imbrie. Harvard University Press, 1986.

29

 Archivos subterráneos del clima cambiante Henry N. Pollack y David S. Chapman

Con las perforaciones de la roca continental se recuperan  temperaturas fósiles que revelan el clima de eras pasadas.  Los resultados requieren una cuidadosa interpretación

¿S

e está haciendo más cálido el clima terrestre? No faltan pruebas que lo avalan. Según los registros meteorológicos, la temperatura media de la Tierra ha aumentado poco más de medio grado durante los últimos cien años. Las muestras preservadas de aire, entre otras fuentes de datos, indican que durante ese período ha subido también el nivel de los gases que impiden que el calor terrestre escape. La proporción de dióxido de carbono en la atmósfera se ha elevado en más de un 20 por ciento; la de metano se ha doblado, más o menos. Correlación que nos indica dónde yace la causa del fenómeno observado: parece razonable pensar que la culpa la tienen los gases de invernadero. Pero el caso no está cerrado. Nada impide que el crecimiento simultáneo de la temperatura y de los gases de invernadero sea mera coincidencia estadística, sin que exista relación a largo plazo entre una y otra magnitud. ¿Cómo podrían los climatólogos resolver la cuestión? Tienen ya en sus manos la mitad de los datos necesarios: las burbujas de aire aprisionadas en los casquetes polares y en los glaciares archivan los cambios que la composición de la atmósfera ha sufrido durante milenios. La otra mitad, la que se refiere al registro de temperaturas, presenta más dificultades: hasta hará unos 150 años no se generalizó la toma de datos meteorológicos, el registro exhaustivo de los concernientes al hemisferio sur hubo de esperar a nuestro siglo y, por último, no hace todavía muchos años, los datos de las regiones polares adolecían de importantes lagunas [véase “Tendencias hacia el calentamiento global”, por Philip D. Jones y Tom M. L. Wigley  en est e mismo número]. Hay, no obstante, un archivo que es, si se sabe dar con él,

30

legible. A imagen de las capas anuales de los Estados Unidos, hallaron que de hielo ártico y antártico, que con- los perfiles de temperatura de ciertas servan diminutas burbujas de aire, el perforaciones en el permafrost de suelo retiene temperaturas fósiles,  Alaska mostraban, cerca de la supercuyo origen se remonta al clima de ficie, perturbaciones que obedecían a otros siglos. un mismo patrón. Concordaba éste El archivo está, en principio, por con un calentamiento de la superficie todas partes. Para leerlo basta con del permafrost entre dos y cuatro graabrir una perforación en el suelo por dos durante el siglo. No fueron cuyo hueco descienda un termómetro Lachenbruch y Marshall los primeros sensible; de esa forma se obtendrá un en sugerir que los perfiles de tempeperfil de la temperatura en función ratura de las perforaciones contenían de la profundidad. Aunque habrá que información sobre las condiciones superar muchos obstáculos antes de cambiantes de la superficie, pero su que los testigos subterráneos propor- descubrimiento coincidió con un cionen una reconstrucción inequívoca momento de especial revuelo entre los de las temperaturas que había antaño geofísicos ante la posibilidad de que en la superficie terrestre, se confía en se estuviese produciendo un calentaellos para descifrar la historia en- miento global. terrada de la Tierra.  Apenas transcurrido un año, en una Los geofísicos, que llevan más de reunión de la Unión Geofísica treinta años tomándole la tempera-  Americana, nos dijimos el uno al otro tura al subsuelo, están leyéndolo ya; que también nosotros habíamos visto eso sí, han empezado a hacerlo más muchos registros de temperatura, bien por accidente. Les interesaba procedentes de perforaciones, que preconocer el gradiente geotérmico (el sentaban perturbaciones similares. ritmo al cual la temperatura aumenta Desde entonces, hemos venido explocon la profundidad) y medir el flujo tando esa mina de las temperaturas de calor desde la corteza terrestre a del subsuelo para determinar la variaél asociado [véase “Flujo de calor desde ción regional de la temperatura de la el interior de la Tierra”, por los superficie terrestre durante los últiautores, INVESTIGACIÓN  Y  CIENCIA , octubre de 1977]. Hasta que, por fin, cayeron en la cuenta, y no hace mucho, 1. GRADIENTE TERMICO en una láde que el “ruido” que perturbaba los mina de aluminio calentada por un exdatos de temperatura correspon- tremo y enfriada por otro, visible gracias a cristales líquidos sensibles a la dientes a los primeros cientos de temperatura (arriba ). Este gradiente metros bajo la superficie era la huella es, en su idea básica, similar al que de factores externos —el cambio cli- suele observarse en el interior de la cormático entre ellos— que modifican la teza terrestre. Si, en analogía con el temperatura de la parte superior de calentamiento y el enfriamiento climáticos, el lado derecho se calienta ligerala corteza.

E

n 1986 se atisbó ya que las perforaciones ofrecen indicaciones útiles sobre el clima. Arthur H. Lachenbruch y B. Vaughn Marshall, del Servicio de Inspección Geológica

mente, la perturbación térmica resultante se propaga a través del material (imágenes sucesivas ). Los autores han hallado anomalías parecidas en la medición de perfiles de temperatura del subsuelo; les sirven para reconstruir el clima del pasado.

TEMAS 26

EL CLIMA

31

2. PERFILES DE TEMPERATURA correspondientes a una turbera marismeña. Ilustran la propagación descendente de las variaciones estacionales hasta acabar por amortiguarse.

mos siglos; otros investigadores han procedido igual.

P

ara entender cómo retiene la Tierra la sucesión de temperaturas de su superficie, conviene recordar las nociones fundamentales de la teoría de la propagación del calor. El calor tiende a propagarse a través de las rocas de la corteza por conducción. (Dado que las aguas subterráneas transportan calor también, los climatólogos deben evitar las zonas de sondeo donde el fenómeno tenga ya cierta entidad.) Cuando la superficie de un material conductor experimenta una variación de temperatura, la alteración se propaga hacia el interior a medida que las moléculas de mayor energía chocan con sus vecinas y les ceden calor. Puede mostrarse este fenómeno aplicando una lámpara de soldar al extremo de una  varilla metálica: adem ás de volvers e incandescente el extremo, se pondrán

32

Por debajo de los 15 metros de profundidad, desaparecen las variaciones anuales y sólo son visibles las de largo período, climáticas.

rojas también, pasado algún tiempo, las porciones adyacentes de la varilla. Sumerjamos, luego, el extremo incandescente de la varilla en hielo: la recorrerá, cuan larga es, una onda de enfriamiento subsiguiente a la ola de calentamiento. Lo mismo sucede aquí; las fluctuaciones de temperatura en la superficie de la Tierra se propagan hacia abajo a través de las rocas. Mientras no ahondemos mucho bajo la superficie, las fluctuaciones térmicas del subsuelo se retrasarán semanas o meses con respecto a las  variaciones de la temperatura superficial; los labriegos tienen un dicho que expresa su conocimiento de este hecho: “En primavera la helada va por dentro”. En primavera, la superficie está ya más caliente que en invierno, pero las bajas temperaturas de éste han ido a parar al subsuelo: se las encontrará algunos metros por debajo de la superficie.

En su propagación hacia abajo, las oscilaciones de la temperatura de la superficie se van amortiguando progresivamente hasta anularse. Pero las fluctuaciones de período más corto se atenúan antes que las de período más largo. El ciclo diurno de días cálidos y noches frescas perturba sólo el primer metro de suelo o roca; por su parte, la oscilación estacional no penetra más que unos 15 metros antes de que se pierda la señal. Frente a ello, un ciclo de un siglo de duración se detectará a profundidades de unos 150 metros, y un período de un milenio, a 500. De esta manera, la Tierra retiene selectivamente las tendencias a largo plazo y excluye del archivo las desviaciones de período corto. Esta propiedad viene muy bien para el registro del clima.  Además, se accede con suma facilidad a los archivos subsuperficiales del cambio climático. Debido a la lenta propagación de las señales térmicas,

TEMAS 26

todas las variaciones de la temperatura de la superficie producidas durante el último milenio han quedado registradas en los 500 metros superiores de la corteza terrestre, profundidad a la que se llega sin dificultad mediante perforaciones poco costosas. Conocido ya el mecanismo por el cual las perturbaciones térmicas dejan, al propagarse, huellas de climas pretéritos, podemos ahora recorrer el camino inverso para extraer de las perforaciones el registro histórico escrito en esas huellas. Con viene empezar por identificar la marca térmica del calor que se abre paso hacia arriba, a través de la corteza, para separarla de la señal debida al clima. En las regiones donde la roca es de un mismo tipo, este flujo de calor de las profundidades se caracteriza por el aumento térmico a razón constante con la profundidad; este gradiente constante suele manifestarse a escasos centenares de metros bajo la superficie.

forados en 1978 para mediciones térmicas, estaban situados en puntos donde las perturbaciones causadas por la topografía, arroyos, lagos, acumulación de nieve o actividad humana eran mínimas. Y lo que es aún más importante, estaban diseminados entre siete estaciones meteorológicas donde se registraba la temperatura del aire desde 1891.

De los resultados de Chisholm se desprende que la región se ha estado calentando. Cinco perforaciones presentan perfiles de temperatura coherentes con un aumento medio de 0,4 grados centígrados durante los últimos decenios; la sexta nos muestra un enfriamiento de 0,9 grados. El archivo del subsuelo en cada punto guarda una estrecha correlación con

S

i el clima terrestre no cambiase nunca, tal perfil lineal se extendería hasta la misma superficie. Por consiguiente, extrapolando la parte lineal del perfil de temperatura hacia arriba, sería posible determinar cuál habría sido la temperatura a profundidades someras de no haberse producido la anomalía térmica. La diferencia entre el valor en superficie del gradiente geotérmico extrapolado y la temperatura real en la superficie indica la cantidad total de calentamiento, o de enfriamiento, que ha tenido lugar. Además, la profundidad a la que el perfil medido se separa del gradiente geotérmico imperturbado está relacionada con la época en que comenzó el cambio climático. Podemos desentrañar las características del perfil entre la superficie y la zona sin perturbar de más abajo para conocer el ritmo y variabilidad de los cambios. Por dar un ejemplo: un episodio de calentamiento seguido de un largo intervalo frío estaría representado por temperaturas anormalmen te altas en la perforación cerca de la superficie y anormalmente bajas a mayor profundidad. Cuando las condiciones meteorológicas, topográficas y edáficas son favorables, las temperaturas de las perforaciones siguen el curso de los cambios climáticos mucho mejor de lo que pudiera esperarse. En 1990, Timothy J. Chisholm, alumno entonces de doctorado en la Universidad de Utah, analizó los perfiles de temperatura de seis perforaciones en el desierto occidental del estado. Los pozos, per-

EL CLIMA

3. LA HISTORIA CLIMATICA RECIENTE se refleja tanto en los registros me teorológicos ( gráf ica de ar riba ) como en las temperaturas del subsuelo a diversas profundidades ( gráf icas de a bajo ). Las gráficas muestran las temperaturas del aire en la superficie en Nueva Inglaterra durante los últimos cien años y las desviaciones operadas en el subsuelo, conforme la variación en la superficie se propaga hacia abajo. La tendencia hacia el calentamiento se ha percibido a 150 metros de profundidad, pero las temperaturas allí seguirán mostrando el calentamiento de este siglo durante muchos años, suceda lo que suceda en la superficie.

33

medias anuales del suelo y las del aire; el efecto es menor donde los inviernos no son tan rigurosos.  A lat itu des tod aví a mayor es, la parte superior del suelo permanentemente helada está separada del aire por la nieve y por una capa activa que se deshiela y congela cada año. En consecuencia, aunque el permafrost registra muy bien las des viacio nes de la tem per atu ra de la superficie, sólo se descubrirán los efectos del cambio climático si se desenmaraña la complicada distribución del intercambio de calor a través de esas capas. En las regiones templadas y tropicales intervienen otros factores que inducen a confusión. Los cultivos o la sombra de los árboles, que aíslan el suelo de los calores estivales, no impedirán que se enfríe en invierno. Los cursos de aguas subterráneas pueden también perturbar las temperaturas del subsuelo. Donde la obra humana media, el cuadro es todavía más complicado. La deforestación y el avance de los campos de labor dejan el suelo más expuesto a la radiación solar. La desecación o la inundación de marismas elimina el efecto de enfriamiento propio de la evaporación y causa el calentamiento de la superficie. La urbanización también conduce al calentamiento: carreteras y edificios absorben energía solar, 4. MEDICIONES EFECTUADAS EN PERFORACIONES, que revelan una estrecha que transmiten al suelo; incluso el concordancia con las temperaturas en el subsuelo sintetizadas a partir de los registros de dos estaciones meteorológicas situadas en lugares distintos de Utah occalor que se filtra desde nuestros cidental (arriba se muestra una fotografía de las Montañas de Terranova ). Las sótanos en invierno perturba la relatemperaturas de subsuelo no siempre guardan, en otros lugares, idéntica correlación entre las temperaturas del aire ción con las del aire: la cubierta de nieve —y otros factores— aíslan el suelo de las y del subsuelo. Muchas de esas moditemperaturas extremas. ficaciones del ambiente se han hecho generales durante los últimos cien años, y podrían exagerar o velar el las temperaturas del aire en las esta- mica de la superficie sólida, pero a calentamiento global archivado en el ciones meteorológicas más próximas; los meteorólogos les interesa la tem- suelo. de hecho, la perforación con la marca peratura del aire. El acoplamiento  Además, algunos aspectos de la de reciente enfriamiento es la más térmico de la atmósfera con la super- topografía, hidrología y vegetación cercana a la única estación meteoro- ficie no es un proceso sencillo, y la locales provocan enfriamientos o lógica de la región donde la tempe- señal de temperatura que el suelo calentamientos del subsuelo que ratura media del aire disminuyó recibe es con frecuencia una versión podrían tomarse erróneamente por du rante los últimos cien años. filtrada de lo que en la atmósfera cambios climáticos regionales. El graChisholm construyó también perfiles sucede. diente geotérmico suele aumentar de temperatura basados en el flujo de bajo los valles y disminuir bajo las calor desde el interior de la Tierra, n las regiones donde se acumula colinas. Ambos efectos decrecen con conocidos de antemano, y en los datos la nieve durante el invierno, la la profundidad bajo la superficie irremeteorológicos; estas curvas teóricas capa protectora que se forma aísla el gular, pero a pequeñas profundidades prueban una notable semejanza con suelo de las fases más frías del ciclo producen distorsiones de temperatura las curvas reales de los sondeos más anual. En el Canadá central, la tem- iguales a las que generarían las variapróximos. peratura del aire puede caer hasta los ciones de temperatura en la superfiTan estrecha coincidencia es alen- –20 grados a mediados del invierno, cie. Por otra parte, hay muchos lagos tadora; mas, por desgracia, se trata pero la temperatura del suelo oscila que no se hielan del todo en invierno, de la excepción, no de la regla. Los alrededor del punto de congelación. y por ello sus fondos calientes influyen perfiles de temperatura de los pozos Por el contrario, el calor del verano en las temperaturas de los subsuelos y los datos meteorológicos no suelen no encuentra barreras, y se transmite próximos. Los cursos freáticos que concordar en sus pormenores. Las al subsuelo. Esta protección invernal condicionan la temperatura de supertemperaturas del interior de la Tierra puede dar lugar a una diferencia de ficie dejan una huella que en ocasiones registran fielmente la historia tér-  varios grados entre las temperaturas se parece bastante a la que provoca

E

34

TEMAS 26

un cambio de temperatura en la propia superficie.

 A 

unque estas perturbaciones térmicas de origen geológico frustrarán a quienes busquen una correlación inmediata entre los archivos de las perforaciones y el cambio climático, la verdad es que se pueden hacer modelos de muchas de aquéllas, así como estimar sus magnitudes. En muchos casos, se puede corregir el perfil de temperatura descontando esos efectos. Además, el archivo geotérmico no consta de una única perforación. Una variación será real si los perfiles de temperatura de perforaciones que estén distribuidos por cientos de kilómetros de terreno continental muestran unas mismas perturbaciones. Es muy improbable que todos los pozos presenten condiciones y perturbaciones idénticas debidas a la topografía, la vegetación y la estructura geológica e hidrológica: una configuración térmica común se debe con seguridad al clima. Se han analizado ya varios conjuntos de datos geotérmicos de Norteamérica, en busca de indicios de cambios de temperatura superficiales. Las investigaciones en el Artico de Alaska, lle vadas a cabo por Lachenbruch y su equipo del Servicio de Inspección Geológica, han aportado una brillante prueba de la realidad del calentamiento. Los perfiles de temperaturas de perforaciones desperdigadas por el norte de Alaska, a lo largo de 500 kilómetros, muestran un calentamiento anómalo en los 100 a 150 metros superiores del permafrost y la roca. La duración del episodio de calentamiento parece variar en diferentes lugares, pero en casi todas partes se inicia en el siglo  XX . El calor adicional requerido para que se produzca el calentamiento observado en los 100 metros superiores del suelo en Alaska septentrional es pequeño: equivale a sólo un 0,2 por ciento, más o menos, de la radiación solar recibida por año en la región. Esta anomalía, demasiado pequeña para su medición directa, aparece con toda nitidez en los archivos geotérmicos. Además, aunque el aumento de entre dos y cuatro grados es sustancialmente mayor que el calentamiento global medio del siglo  XX , concuerda con los datos de los registros meteorológicos polares. Los sondeos acometidos en Ontario, Quebec y las Grandes Llanuras del Norte dan fe de un calentamiento menos espectacular, aunque perceptible. Las investigaciones han sido llevadas a cabo, independientemente ,

EL CLIMA

por Hugo Beltrami y Jean-Claude durante uno o dos siglos y que tocó Mareschal, de la Universida d de Que- fondo entre 1850 y 1900; sus resultabec en Montreal, Kelin Wang, Trevor dos muestran unas elevaciones medias Lewis y Alan Jessop, del Ser vicio de de temperatura de entre uno y dos Inspección Geológica del Canadá, y grados en los últimos 100 o 150 años. Paul Shen y Alan E. Beck, de la  Además, William D. Gosnold, de la Universidad de Ontario Occidental. Universidad de Dakota del Norte, ha Todos ellos han observado un calen- deducido del dato que el aumento de tamiento que en parte parece ser la la temperatura de la superficie fue de recuperación siguiente a una tenden- un par de grados en Dakota del Norte cia al enfriamiento que se prolongó y Wyoming.

5. LAS ANOMALIAS DE TEMPERATURA EN LAS PERFORACIONES ( arriba) muestran la diferencia entre las temperaturas medidas en tres puntos y las que serían de esperar a tenor del gradiente geotérmico. El calentamiento parece haber comenzado hace unos 100 años en el Canadá oriental y Alaska septentrional; el cambio climático en el oeste de los Estados Unidos es más reciente y menos pronunciado. Las reconstrucciones de climas más remotos mediante perforaciones llevadas a cabo en Groenlandia y Canadá (abajo) indican no sólo la actual tendencia al calentamiento, sino también la existencia de la Pequeña Era Glacial, que comenzó en el siglo  XV  y terminó en el  XIX .

35

Los datos de Dakota del Sur y Nebraska, sin embargo, indican poco cambio durante los últimos 100 años; lo mismo ocurre con nuestro propio trabajo en el desierto de Utah occidental. La falta de una señal clara de calentamiento en estos casos coincide con las predicciones de los modelos del clima existentes, en los que el calentamiento global es intenso a altas latitudes, pero mínimo o incluso inexistente en algunas regiones templadas.

descripciones que los cronistas de años. El grupo desarrollará una base aquellos días nos han legado y con de datos unificada con las temperaotras pruebas de la existencia de una turas del subsuelo y otras informaPequeña Era Glacial, en la que los ciones pertinentes. Ese acopio de glaciares avanzaron en muchos pun- documentación, pensada para estutos del globo. Los datos de los pozos diar los procesos tectónicos globales, proporcionan información incluso será la base del análisis global de las sobre períodos anteriores, pero estas tendencias de la temperatura a lo épocas se pueden ver hoy sólo “a tra- largo de la historia.  vés de un velo oscuro”. Los historiales Como cabría esperar, no existe una de temperaturas de superficie recons- distribución uniforme del registro. truidos con los datos subterráneos Se han sondeado más los continentes muestran una pérdida progresiva de septentrionales, y se ha recopilado detalle: se hacen más genéricos. Pero mayor información de ellos que de stos resultados provisionales, la pérdida queda compensada con cre- los meridionales. Hay vacíos notacorrespondientes en su mayoría ces por la evaluación más y más fide- bles en los datos de regiones de la a Norteamérica, nos dicen que pode- digna de la temperatura media a largo importancia de la cuenca amazónica, mos descubrir, apoyándonos en los plazo para cada región. el desierto de Sahara y la Antártida. datos térmicos del subsuelo, las líneas  Animados por los re sulta dos obte- Para sacar el mayor partido posible generales de las variaciones térmicas nidos, los geofísicos han emprendido de la información existente habrá (temporales y regionales) sufridas por un proyecto concertado cuya finali- que perforar en esas zonas y aprola superficie de la Tierra durante los dad es la obtención de más datos cli-  vech ar los dato s climáticos que se últimos cien años, por lo menos. Otros máticos del subsuelo. La primera obtengan. trabajos más recientes indican que se fuente a explotar son los propios puede descifrar incluso el archivo cli- registros geofísicos. En el otoño de e está considerando la posibilidad mático subterráneo de épocas ante- 1991, la Comisión Internacional de de volver a trabajar en pozos ya riores, y eso en gran parte de la super- Transmisión del Calor, asociación de perforados, para así determinar direcficie terrestre. investigadores geotérmicos organi- tamente el cambio térmico operado en Las perforaciones realizadas en zada bajo los auspicios de la Asocia- el subsuelo durante los últimos decenumerosos lugares de Europa, Norte- ción Internacional de Sismología y nios. El localizar de nuevo antiguas américa y Groenlandia muestran la Física del Interior de la Tierra, esta- perforaciones en zonas remotas y resemarca característica de varios siglos bleció un nuevo grupo de trabajo, que guir su trayectoria viene a ser como de temperaturas bajas. El período frío habrá de reunir los datos recogidos buscar una aguja en un pajar, pero no empezó en distintos momentos de los en los miles de pozos perforados para es una tarea imposible. En colaborasiglos  XV  y  XVI , y concluyó en el siglo investigación o explotación de los ción con Edward R. Decker, de la  XIX . Estos datos concuerdan con las minerales durante los últimos treinta Universidad de Maine, hemos vuelto

E

S

6. DESIGUAL DISTRIBUCION MUNDIAL de datos procedentes de perforaciones aptos para el análisis. La realización de un número mayor de perforaciones y mediciones

36

en Sudamérica, Africa, Asia y la Antártida reforzaría notablemente el cuadro de la historia climática global que aquéllos generan.

TEMAS 26

a encontrar y explorar, hace poco, una serie de perforaciones perforaciones que fueron realizadas en Nueva Inglate Ingla terra rra para investigaciones geotérmicas en los años sesenta. El análisis de los datos que hemos recogido nos permitirá establecer la evolución del campo térmico del subsuelo durante los 28 años que han transcurrido entre una medición y otra. La tarea más importante que habrán ha brán de afrontar quienes deseen extraer datos climáticos globales de las temperaturas del subsuelo es la de integrar datos procedentes del máximo número posible de fuentes, diseminadas por todo el globo. Los archivos meteorol ógicos dan fe de una apreciable variabilidad regional en las temperaturas atmosféricas durante rante el siglo  XX : unas zonas revelan un calentamiento que excede el promedio global, otras muestran calentamientos que quedan por debajo de él y las hay que incluso se han enfriado. Ninguna región por sí sola —excepto por coincidencia— proporciona una señal que represente el promedio global.

 A 

demás, la reconstrucción completa de la historia reciente del clima requerirá, en último término, algo más que el conocimiento de las temperaturas de superficie. El clima es una realidad compleja donde con verge n la tempe t emperatura ratura , la precipi p recipitatación, el viento y otras variables. Se puede obtener información sobre algunos de esos factores a partir de fuentes dispares: la cronología y la química quími ca de los anillos de los árboles, las pautas de crecimiento de los corales, la estratigrafía de los testigos de hielo, hielo, los sedimentos de lagos y océanos, los archivos históricos, comerciales y agrícolas. Compete a los climatólogos formar con todas estas observaciones regionales de distinto cuño un cuadro global.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA CHANGING CLIMATE: GEOTHERMAL EVI DENCE FROM P ERMAFROST IN THE ALASKAN A RCTIC. Arthur H. Lachenbruch y B. Vaughn Vaughn Marshall Marsha ll en Science, vol. 234, páginas 689-696; 7 de noviembre de 1986.

CLIMATIC CHANGE INFERRED

FROM

UN -

Número especial de Global and Planetary Change, dirigido por Trevor Lewis, vol. 6, números 2-4, diciembre de 1992. DERGROUND

EL CLIMA

TEMPERATURES .

37

El Niño

Colin S. Ramage

 Este calentamiento anómalo anómalo de la superficie del mar en el Pacífico ecuatorial está asociado a una vasta fluctuación  de la presión atmosférica. Algunos cambios generales del del tiempo  se hallan ligados a esas anomalías anomalías ecuatoriales

D

e todas las ciencias del medio Esos fenómenos habrían permane- extiende allende esos límites espacioambiente, la meteorología es la cido en la sombra de no haberse des- temporales citados. En vez de volver que produce un impacto más cubierto su relación con el tiempo a su valor normal en marzo o abril, inmediato en la sociedad. Y a la in versa,  versa, reinante en otras regiones, entre ellas las temperaturas temperaturas en la superficie del la demanda social de buenas predic- los Estados Unidos. Durante el episo- mar suben a lo largo de toda la costa ciones del tiempo ejerce una influencia dio de El Niño y la Oscilación del Perú y en la parte central y orienorientadora sobre la investigación Meridional Meridional de 1982-83, por ejemplo, tal del Pacífico ecuatorial. Las temmeteorológica. Buen ejemplo de ello son hubo una plaga de inundaciones en peraturas se mantienen altas durante las predicciones estacionales, por las California California y se endureció la sequía en más de un año. Así fueron las aparique el público ha mostrado un notable  Africa  Afr ica.. El descub des cubrim rimien iento to de esta est a ciones correspondientes a los años interés, por más que los resultados no conexión global indujo a suponer que 1953, 1957-58, 1965, 1972-73, 1976-77 hayan sido hasta ahora mejores de lo las anomalías oceánicas y atmosféri- y, la más reciente, en 1982-83, cuando que podría esperarse de una estima cas producidas en el Pacífico ecuato- la temperatura de la superficie superfi cie del razonable. A nadie nadie debiera sorprender rial podrían encerrar la clave para océano ante las costas peruanas peruanas subió ese fracaso. La llegada de una depre- establecer predicciones estacionales más de siete grados Celsius. El impacto sión, por citar un suceso meteorológico bien fundadas del tiempo en otros acumulativo sobre las pesquerías de común, se puede predecir con sólo tres lugares. Aunque todavía no se ha cum- anchoas de los sucesos posteriores a a cinco días de antelación. ¿Por qué, plido esa esperanza, el tesón puesto 1972 ha sido catastrófico: el total de pues, se iba a esperar predecir el tiempo en las predicciones ha conducido ya a capturas anuales cayó desde un de una estación, que es un producto de ciertos progresos en el conocimiento máximo de 12 millones de toneladas múlti múltiples ples sucesos, con meses de ante- de las anomalías. métricas en 1970 a menos de medio lación? lación? Pese a ello, la demanda de tales tales millón de toneladas en 1983. En los predicciones se torna apremiante, y los círculos científicos, la expresión El Definición de las anomalías Niño suele reservarse a esos episodios meteorólogos perseveran. Pero, al hacerlo, procuran eludir su intensos, excluyendo el calentamiento incapacidad escudándose en predicesde hace más de un siglo, los anual y bastante suave (entre uno y pescadores vienen llamando El dos grados) de la superficie. ciones a largo plazo de sucesos meteorológicos meteorológicos individuales. Y se cen- Niño, en honor del Niño Jesús, a la El primer paso importante hacia la tran en las variaciones a gran escala, aparición anual, hacia Navidad, de explicación de El Niño fue dado, en incluso in cluso globales, en la circulación agua caliente mar adentro de las cos- 1966, por Jacob Bjerknes, de la Unigeneral atmosférica que condicionen tas de Ecuador y norte del Perú. La  versidad  versidad de California en Los Angeles. el tiempo a escala regional. Se parte superficie del océano es allí más bien Mostró que el calentamiento anómalo de la hipótesis de que si se conocieran fría, si la comparamos con las aguas del océano está asociado asocia do a la Oscila Oscilación ción y comprendieran las causas y los efec- ecuatoriales típicas; se mantiene así Meridional. Esta, observada por pritos de las variaciones a gran escala, a causa de la corriente del Perú, que mera vez, en 1924, por Sir Gilbert Gil bert tendríamos una guía aproximada del avanza hacia el norte y aleja de las Walker, es un enlace transpacífico de futuro meteorológico. costas el agua superficial, permitiendo permitiendo sistemas báricos. Cuando la presión Con mucha diferencia, el punto de que el agua más fría aflore de las pro- sube en el sistema de altas presiones referencia más sólido (y prometedor) fundidades. El agua fresca es rica en centrado en la isla de Pascua, desciende descien de de cuantos conocemos es El Niño; se nutrientes, principalmente principalmente fosfatos y en el sistema de baja presión situado si tuado trata de un calentamiento anómalo nitratos, que alimentan al fitoplanc- sobre Indonesia y el norte de Australia, del agua superficial en el Pacífico ecua- ton y mantiene en último término el y viceversa. Para cuantificar el fenótorial. El Niño se produce a intervalos caladero peruano de anchoas, anchoas, la región meno, Walker definió el índice de irregulares, en conjunción con la pesquera más extensa extensa del mundo. Oscilación Meridional, que se calcula Oscilación Meridional, fluctuación Hacia Navidad, una corriente cálida restando la presión en el Pacífico occiésta de gran amplitud de la presión que avanza rumbo al sur desplaza al dental de la presión en el Pacífico atmosférica entre el Pacífico tropical agua fresca, empobreciendo el aflora- oriental. El índice es positivo po sitivo cuando sudoriental y el occidental. Los meteome teo- miento de nutrientes; la pesca baja la diferencia entre este y oeste es más rólogos y oceanógrafos conocen ambos entonces, aunque no mucho. El calen- alta de lo normal, y negativo cuando fenómenos desde hace decenios. Pero tamiento no trasciende la zona sep- es inferior a lo habitual. ha bitual. como se producían en una de las reg io- tentrional de Perú y suele terminar Se desconocen las causas de la nes más despobladas del globo, durante durante en marzo o abril. Oscilación Oscilación Meridional. Desde el punto mucho tiempo sólo interesaron a muy Pero en alguna ocasión, El Niño de vista de la predicción estacional, llega con redoblada intensidad y se cabe reseñar las notables fluctuaciopocos investigadores.

D

38

TEMAS 26

180o

15o N

VIENTOS ALISIOS o

0 40 cm 0

0 AFLORAMIENTO

50 m

TERMOCLINA

200 m

180o

15o N

0o 30 cm 0

15 cm 0 50 m

NUEVA TERMOCLINA

200 m

1. EL NIÑO es una manifestación de la Oscilación Meridional, una fluctuación de la presión atmosférica entre un centro de altas presiones del Pacífico sudoriental y un centro de bajas presiones centrado sobre Indonesia y norte de Australia. En condiciones habituales (arriba), la diferencia de presión entre esos centros da origen a vientos alisios del este a lo largo del ecuador. Los vientos acumulan agua caliente y elevan, en unos 40 centímetros, el nivel del mar en el Pacífico occidental. También ahondan la termoclina, el intervalo de separación entre la capa de agua cálida y superficial y las capas subyacentes más frías, hasta una profundidad de unos 200 metros. Frente a América del Sur, donde los alisios impulsan las aguas mar adentro, la termoclina es somera y el agua fría aflora a la superficie.

EL CLIMA

Cerca de Indonesia, los vientos alisios convergen con los vientos viento s del oeste, provocando el ascenso del aire y desencadenando lluvias torrenciales. El aire se mueve hacia el este en altura y desciende en el Pacífico central y oriental, donde el tiempo es seco. Durante un episodio de El Niño ( abajo), la diferencia de presión este-oeste se hace tan pequeña que los alisios colapsan en el Pacífico occidental. El agua caliente allí acumulada reanuda su curso hacia el este; al mismo tiempo, unas ondas subsuperficiales, llamadas de Kelvin, se propagan a lo largo del Pacífico y hunden la termoclina frente a Sudamérica, donde don de el agua que aflora se vuelve caliente. Ambos efectos calientan calien tan la superficie del mar. Durante el último episodio registrado, las características del tiempo se invirtieron.

39

nes que experimenta durante períodos de varios años, fluctuaciones que van asociadas a extensas desviaciones de las condiciones normales de temperatura y precipitación. El propio Walker había señalado, por ejemplo, que las lluvias monzónicas de verano en la India tendían a faltar cuando el índice de Oscilación Meridional era bajo y abundar cuando era alto. Cuatro decenios más tarde, Bjerknes se dio cuenta de que también El Niño estaba asociado con un índice bajo: iníciase cuando el índice desciende desde un  valor alto normal y alcanza su máxima intensidad cuando el índice llega a su mínimo. Así, El Niño de 1972-1973, que devastó las pesquerías peruanas de anchoas, se produjo en una época en que el índice había caído a uno de los valores más bajos nunca registrados, y se vio acompañado de una pertinaz sequía que sufrió la India.  Además, la sequía azotó también la Unión Soviética, Nueva Guinea y Hawai, en tanto que Perú, las islas Filipinas y California experimentaron graves inundaciones. Los efectos de un episodio El NiñoOscilación Meridional (que por razón de brevedad llamaré simplemente El Niño) se dejan sentir allende el Pacífico ecuatorial. Como el episodio de El Niño de 1972-73 se identificó con amplio consenso al poco de su comienzo, los investigadores se animaron a pensar en futuras previsiones, con meses de antelación, de otras apariciones y sus efectos meteorológicos globales.

El Niño típico

H

acia mediados de los años setenta se había elaborado ya una formulación, ampliamente aceptada, de la sucesión de acontecimientos que preceden y acompañan a El Niño. Esta sucesión, llamada hoy El Niño típico, se basaba en la descripción de Bjerknes de la Oscilación Meridional y en un modelo de la circulación oceánica desarrollado por Klaus Wyrtki, de la Universidad de Hawai en Honolulú. Los modelos se obtuvieron a partir de promedios mensuales de determinadas  variables: presión atmosférica, dirección y velocidad del viento y temperatura en la superficie del mar, medidas en diversos puntos del Pacífico durante los Niños de 1957-58, 1965 y 1972-73. La descripción de El Niño típico se apoya en el comportamiento de los  vientos alisios sobre el Pacífico tropical. En el Pacífico central y oriental, los alisios forman parte de la circulación alrededor de dos sistemas persis-

40

tentes de alta presión: el anticiclón del Pacífico Sur, centrado cerca de la isla de Pascua, y el del Pacífico Norte, centrado frente a la costa de California. En torno a los centros de alta presión, la circulación es anticiclónica, es decir, horaria en el hemisferio norte y antihoraria en el meridional. En consecuencia, los vientos alisios soplan hacia el ecuador a lo largo de las costas norteamericanas y sudamericanas. Los alisios del nordeste y del sudeste se encuentran en la llamada zona de convergencia intertropical, que oscila generalmente entre las latitudes de cuatro grados norte en abril y ocho grados sur en septiembre. Por nacer El Niño cerca del ecuador (aunque no se sabe a ciencia cierta por qué razón), los alisios del sudeste revisten una particular importancia en el ciclo de El Niño.  A lo largo de la costa de América del Sur, los alisios del sudeste impulsan la Corriente del Perú, forzando el agua superficial mar adentro y permitiendo que el agua fría y rica en nutrientes aflore a la superficie. El impulso hacia el oeste de los vientos alisios se mantiene sobre el Pacífico central y oriental. Según el modelo de Wyrtki, el esfuerzo de rozamiento resultante sobre la superficie del mar eleva el

nivel de éste en el Pacífico occidental. El agua se acumula hacia el oeste. El agua acumulada incrementa el espesor de la capa superficial caliente del océano; dicho de otra manera, deprime la termoclina, o intervalo de separación entre la capa superficial bien mezclada y las capas más frías y profundas. (La termoclina no constituye ninguna frontera estanca, sino una zona estable con un notable gradiente vertical de temperatura.) Frente a la costa de América del Sur, la termoclina comienza ya a los 50 metros de profundidad, lo que explica por qué el agua que aflora es fría; en el Pacífico occidental, sin embargo, no se inicia hasta los 200 metros. Los propios alisios del sudeste se deben, en último término, al gradiente de presión entre el sistema de alta presión del Pacífico Sur y el sistema de baja presión sobre Indonesia y Australia. De aquí que el índice de Oscilación Meridional, que describe la diferencia de presión de estos dos sistemas, sea también una medida de la intensidad de estos vientos. Cuando el índice es alto, el gradiente de presión es grande y los vientos intensos. El Niño viene anunciado por un brusco descenso en el índice y el correspondiente colapso de los vientos

   )    S    E 6    R    A    B    I 4    L    I    M    (

   N 2    O    I    S    E 0    R    P    E    D–2    A    I    C    N–4    E    R    E –6    F    I    D

8

   )    S    U    I 4    S    L    E    C    ( 0    S    O    D–4    A    R    G –8 1949

1950

1951

1952

1953

1954

1955

1956

1957

1958

1959

1960

2. ARCHIVOS HISTORICOS de la Oscilación Meridional ( arriba) y de la temperatura en la superficie del mar frente a la costa del Perú ( abajo). Nos ponen de manifiesto que las dos variables están relacionadas, aunque no se trat a de una asociación perfecta. La Oscilación Meridional se caracteriza mediante un índice calculado restando la presión atmosférica en superficie de Darwin, Australia, de la presión en la isla de Pascua. Cuando el índice es positivo, el gradiente de presión en el sentido este-oeste es mayor de lo normal, y más fuert es los vientos alisios; inversamente, un índice negativo refleja alisios flojos. El gráfico que se presenta aquí se basa en promedios mensuales de la presión en superficie y se ha “suavizado” esta-

TEMAS 26

1961

1962

1

alisios en el Pacífico occidental. El en general, si el calentamiento forma colapso comienza generalmente en parte del ciclo anual o si está comenoctubre o aledaños. El agua caliente zando un verdadero Niño. acumulada en el Pacífico occidental,  A medida que este último se va deque los vientos ya no retienen, fluye sarrollando, los vientos alisios contide vuelta hacia el este, y el nivel del núan debilitándose cerca de Indomar sube al este de la Línea nesia, para acabar sustituidos por Internacional de Cambio de Fecha  vientos supe rfici ales del oeste; las (que, en la proximidad del ecuador, ondas de Kelvin intensificadas que sigue el meridiano 180o). La corriente desencadenan éstos deprimen todavía adquiere forma de olas por debajo de más la termoclina a la altura de Améla superficie, conocidas como ondas rica del Sur. Aunque los vientos alisios de Kelvin, que se propagan a lo largo del sudeste que barren la costa suddel ecuador, alcanzando las costas de americana no colapsan y, por tanto,  América del Sur en dos o tres meses. continúan impulsando el afloraLas ondas de Kelvin producen dos miento, el agua que aflora ya no es efectos: generan corrientes anómalas fría, sino caliente (pobre en nutrienhacia el este y deprimen la termo- tes). En consecuencia, la corriente del clina. oeste frente a la parte ecuatorial de  Ambos efectos tienden a calentar la  América del Sur no sólo queda debisuperficie del mar, el primero litada por el impulso hacia el este de aportando agua caliente del oeste y el las ondas de Kelvin, sino que, además, segundo impidiendo el afloramiento es mucho más caliente que antes. El de agua fría procedente de la termo- calentamiento de la superficie del clina o subyacente a ésta. El aflora- mar, por tanto, comienza a extenderse miento, que reviste mayor importan- en dirección al oeste a lo largo del cia, aparece muy destacado frente a ecuador. En el Pacífico oriental y cenSudamérica, donde la termoclina suele tral, cuya superficie va enfriándose ser poco profunda. La superficie del con el afloramiento impulsado por el mar comienza a calentarse allí en  viento, el calentamiento se intensifica diciembre o enero, cuando las prime- cuando remite el afloramiento ante el ras ondas de Kelvin llegan a la costa. debilitamiento manifiesto de los vienEn ese momento, no está todavía claro, tos alisios.

963

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

dísticamente. La gráfica de la temperatura en la superficie del mar en Puerto Chicama, Perú (7,7 grados sur), muestra la desviación respecto a las temperaturas medias mensuales normales. Según un análisis de esas y otras variables, realizado por William H. Quinn, de la Universidad del estado de Oregón, se produjeron episodios intensos en 1957-58, 1972-73 y 1982-83. En 1953, 1956 y 1965-77 se produjeron otros moderados. Salvo El Niño de 1982, de comienzo tardío, el calentamiento anómalo de la superficie del mar frente al Perú ha

EL CLIMA

1975

1976

1977

1978

La circulación normal de vientos a lo largo del ecuador puede inverti r su curso durante un episodio de El Niño. Cuando los alisios del este alcanzan el ecuador, lo atraviesan y transportan aire progresivamente más cálido y húmedo hacia el sistema de bajas presiones situado sobre Indonesia. Allí convergen con los vientos superficiales del oeste. El aire caliente asciende, la humedad se condensa y se producen copiosas precipitaciones. El aire, desprovisto de su humedad, avanza hacia el este en la alta troposfera (a alturas de entre 9 y 12 kilómetros), se enfría y desciende luego sobre el Pacífico ecuatorial en sus regiones central y oriental, donde suele reinar un tiempo seco y soleado. Según el modelo de Wyrtki, la dirección del flujo en esta celda de circulación se invierte durante El Niño por una relación de realimentación positiva entre la atmósfera y la superficie del mar. Los vientos del oeste que se desarrollan al este de Indonesia desencadenan ondas de Kelvin que calientan el Pacífico central; como el aire asciende cuando está sobre agua caliente, la superficie del mar, anormalmente caliente, impulsa la rama ascendente de la celda de circulación hacia el este. Los

1979

1980

1981

1982

1983

1984

tendido a producirse hacia marzo, una vez que el índice de Oscilación Meridional ha caído desde valores positivos y los alisios han amainado. Hacia finales de año, la superficie se enfría; se reanuda entonces el calentamiento, que alcanza su máximo a principios del siguiente año. Algunos episodios, tales como el de 1972-1973, vinieron precedidos por una intensificación de los alisios; sin embargo, en 1974, la intensificación en cuestión no anunció ninguno, y, en 1982, el episodio comenzó sin que hubiera intensificación de los alisios.

41

 vientos del oeste vienen detrás, inten- rió que el índice de Oscilación para El Niño. En 1974, el índice de sificando y desencadenando nuevas Meridional había de ascender y los Oscilación Meridional subió y los vienondas de Kelvin. Finalmente, la rama alisios debían intensificarse, acumu- tos alisios se reforzaron. Se esperaba, ascendente se desvía hacia el Pacífico lando más agua en el Pacífico occiden- pues, el episodio de 1975, pero no se central y oriental, produciendo copio- tal, antes de que un colapso de los formó anomalía alguna. Antes bien, sas lluvias en esa región normal-  vient os pud iera desen cad enar El tras un descenso inicial, el índice volmente seca. (En el episodio extre- Niño. El modelo de Wyrtki se basaba  vió a subir. Descendió por último en mado de El Niño de 1982-83, la región principalmente en el episodio de 1972- 1976, y hubo un Niño moderado. de aire ascendente se extendió hasta 73, que satisfacía las condiciones espeEl siguiente Niño, en 1982-83, fue la costa de América del Sur.) El aire cificadas. todavía más dañino para la reputación se mueve hacia el oeste, y no hacia La idea de que los alisios más fuertes de precursores de los vientos alisios el este, en la alta troposfera y des- de lo normal constituían una predicción fuertes. Después de 1976, la termoclina ciende sobre Indonesia; y sobreviene fidedigna de El Niño se corroboró con permanecía deprimida frente a la costa entonces allí un tiempo seco, lo que el trabajo de Eugene M. Rasmusson y sudamericana. Los nutrientes persisno es habitual. T. H. Carpenter, del Centro de Análisis tieron en un nivel de escasez cerca de De junio a agosto, El Niño se debi- Climático de la Administración la superficie del mar; la población de lita transitoriamente, y la superficie Nacional Atmosférica y Oceánica anchoas no pudo recuperarse. Al mismo del mar ante la costa sudamericana (NOAA) de los Estados Unidos. Ellos tiempo, el índice de Oscilación se enfría dos o tres meses más tarde. prepararon mapas compuestos de ano- Meridional permaneció en torno al Hacia el final de año, se produce otro malías para los seis Niños entre 1949  valor normal. Dicho de otra manera, calentamiento. Poco después, el índice y 1973. Supusieron que, promediando los vientos alisios no se intensificaron, de la Oscilación Meridional sube y los observaciones para períodos compara- lo que implicaba, según el modelo de alisios del este se refrescan. Llegado bles de episodios diferentes, las señales Wyrtki, que no había que esperar ninmarzo o abril, unos 15 meses después precursoras comunes destacarían con gún Niño. En consecuencia, todos los del comienzo de El Niño, las condicio- mayor nitidez por encima del ruido de observadores quedaron sorprendidos nes reinantes en el Pacífico ecuatorial fondo de las diferencias accidentales cuando el índice empezó a caer en han retornado en su mayor parte a la entre un suceso y otro. Los intensos marzo de 1982. En junio había alcansituación normal.  vientos alisios en el Pacífico occidental zado el valor más bajo registrado y se durante los meses que preceden al Niño iniciaba El Niño más importante al fueron uno de los rasgos precursores menos en un siglo. En la costa del Predicciones que con más claridad emergieron del Pacífico de ambos continentes amerianálisis. canos se desencadenaron inundaciones odos los episodios de El Niño se  Ahora bien, antes incluso de que catastróficas, Australia sufrió una han separado, en un aspecto u Rasmusson y Carpenter hubieran penosa sequía y la del Sahel, en Africa, otro, de la secuencia típica. Los que construido sus mapas compuestos, El se agravó en su pertinacia. Mientras recibieron una atención mas detenida Niño de 1976-77 (mejor dicho, la tanto, sobre las islas de la Polinesia parecían, al principio, presentar sufi- ausencia del correspondiente a 1975) francesa, en la parte central del Pacífico cientes semejanzas y signos precur- había rebajado la intensificación de Sur, cayeron lluvias torrenciales como sores para hacer previsibles futuros los alisios desde el grado de condición nunca se habían visto. Y si, en promeepisodios. En particular, Wyrtki sugi- suficiente al de condición necesaria dio, se abate sobre Polinesia un ciclón

T

3. INFLUENCIA ATMOSFERICA GLOBAL de la Oscilación Meridional. Dicha incidencia resulta evidente en este mapa que nos ilustra la correlación existente entre la presión atmosféri ca media anual en superficie en Yakarta (Indonesia) y la presión en otros lugares. Un valor de 1 o de –1 en una región dada re-

42

presentaría una correlación perfecta: la presión en esa región variaría siempre en la misma cuantía relativa que la presión en  Yakarta. La presión cerca de Indonesia señala una fuerte correlación negativa con la presión en la vecindad de la isla de Pascua, que se encuentra en el otro extremo de la fluctuación.

TEMAS 26

4. CALENTAMIENTO DE LA SUPERFICIE DEL MAR durante un episodio de El Niño; la elevación térmica se concentra en la parte central y oriental del Pacífico ecuatorial. El mapa muestra las diferencias de temperatura de la superficie del mar (en grados Celsius) entre agosto de 1972 (año de Niño) y agosto de 1979 (año normal). Esta comparación ilustra la dificultad que encierra pretender establecer predictropical cada tres años, en 1983 no menos de seis ciclones produjeron estragos en las islas entre febrero y mediados de abril. El desastre de 1982-83 mostró que, además de ser una condición insuficiente para El Niño, los fuertes vientos alisios no constituyen ni siquiera una condición necesaria. Se ve hoy claro que los intentos de predecir el episodio apoyándose en señales precursoras fracasaron porque se basaban en un conjunto de datos que no representaban todos los posibles Niños. El episodio de 1982-83, de extraordinaria intensidad, puede haber tenido algún precedente; George Kiladis y Henry Diaz, del Instituto Cooperativo para la Investigación de Ciencias del Medio  Ambiente, organismo mixto de la NOAA y la Uni versidad de Colorado, han recuperado datos con los que se muestra que El Niño de 1877-78 se asemejó mucho al de 1982-83. Desgraciadamente, los datos que se remontan a más de un siglo escasean y difícilmente se pueden incorporar en los mapas compuestos de anomalías o en otras estadísticas detalladas.

Naturaleza atípica

E

l fracaso en la predicción del episodio subraya nuestra ignorancia del proceso que desencadena la

EL CLIMA

ciones del tiempo atmosférico basándose en un episodio de ésos. En las regiones donde se produjeron las máximas diferencias de temperatura, la lluvia fue escasa, tanto en el mes del episodio como en el mes sin él, mientras que los modelos predicen copiosas lluvias sobre un mar anormalmente caliente. La situación general fue también semejante en ambos meses.

anomalía. Lo que se creyó un ciclo rada por los propios métodos empleados sencillo, que repetía en cada caso la en su estudio. Un grave defecto del que misma secuencia de sucesos, resulta adolece la inmensa mayoría de las ser un fenómeno muy variable. El investigaciones ha sido el énfasis puesto modelo de Wyrtki suponía que el sis- en los episodios, entendidos como sucetema océano-atmósfera del Pacífico sos individuales o como sucesos comocupaba uno de los dos únicos estados plejos. Los intervalos de un Niño a otro, estables, el primero representado por mucho más largos, se han dejado de El Niño y un bajo índice de Oscilación lado. Y sin embargo, un modelo teórico Meridional, y el segundo represen- que ligue una superficie del mar anortado por un “anti-Niño” y un alto malmente caliente en el Pacífico ecuaíndice. Se creía que, una vez iniciado torial con la falta del monzón en la el episodio, una realimentación posi- India debería también explicar por qué tiva entre atmósfera y océano no se producen las lluvias torrenciales re forzaba y prolongaba el ciclo; cuando la temperatura de la superficie cerrado éste, el propio tipo de rela- del mar se halla en valores normales o ción aceleraba el retorno a las con- por debajo de los mismos. Los modelos diciones contrarias al Niño. Esa actuales no lo hacen. tajante distinción entre los dos estaLos modelos se resienten de un dos se ha ido desdibujando en los segundo fallo: se fundan en valores últimos años a medida que, entre medios mensuales o estacionales de ambos, se ha ido descubriendo un las variables atmosféricas y oceániespectro de estados. Por ejemplo, la cas. Este enfoque enmascara las dessequía estival de la India y la lluvia  viaciones a corto plazo de las condipor encima de lo considerado normal ciones normales: es decir, las en el Pacífico central se reputaban situaciones meteorológicas que forseñales de la aparición de El Niño, man parte de los promedios. Según pero la grave sequía que en 1979 Roger B. Lukas y sus colegas, de la azotó la India y la imprevista, por lo Uni versidad de Hawai en Manoa, el extraordinaria, lluvia mensual de la ciclo meteorológico de cinco a siete isla de Cantón (2,8 grados sur, 171,7 días, y no sólo el aspecto mensual, grados oeste), en diciembre de 1977, pueden ejercer un influjo importante se produjeron en años en que no hubo en el desarrollo de El Niño. tal episodio. De acuerdo con Lucas y su grupo, Todo indica que la variabilidad del El Niño se desencadenaría por brotes ciclo de El Niño ha quedado enmasca- de vientos del oeste, de alrededor de

43

noviembre de 1957 y 1982, por ejemplo, los ciclones se formaron en una 8 región cerca de las islas de la Línea 6 (a una longitud aproximada de 160 grados oeste), una zona que normal4 mente se caracteriza por su absoluta 2 inactividad. De acuerdo con este guión, los ciclo0 nes tropicales resultan decisivos en –2 la iniciación y en el mantenimiento de El Niño. Los vientos anómalos del –4 oeste que generan en el Pacífico occi–6 dental desencadenan la anomalía oceánica; no se requiere ninguna –8 intensificación previa de los vientos –10 alisios. Apenas iniciado, El Niño se 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 amortigua con facilidad de no mediar 5. TEMPERATURAS INVERNALES en Illinois. No revelan signo alguno de asociación el impulso sostenedor de vientos ultecon El Niño. Se ilustra la desviación de la temperatura media en un invierno con riores del oeste. A finales del verano respecto a la temperatura media para una larga serie de inviernos. Los años de del hemisferio norte, cuando la Niño ( puntos de color ) han coincidido con los inviernos fríos (1977) y con los templa vaguada en superficie se mueve de dos (1983). La mayoría de los inviernos anormales se han producido en años sin nue vo hacia el ecuador, asistimos a episodio. un momento crucial en la evolución de El Niño. El agua caliente allí una semana de duración, sobre una la fuerza de Coriolis, y ésta es un existente favorece la formación de porción de algunos cientos de kilóme- efecto de la rotación terrestre cuya ciclones; en caso de no desarrollarse tros en el Pacífico occidental. Sostienen intensidad crece con la distancia al ninguno, El Niño se e xtingue. que los vientos anómalos del oeste se ecuador.) La ausencia de ondas de Si el esquema es correcto, la pregeneran frecuentemente por ciclones Kelvin que emanen del Pacífico occi- dicción del comienzo, la intensidad y tropicales. En los comienzos de la dental en verano se reflejará, meses la duración del episodio se convierten mayoría de los años con Niño, se for- más tarde, en el descenso de las tem- en otro problema: pronosticar la forman ciclones en dos vaguadas de pre- peraturas en la superficie del mar a mación de ciclones tropicales. En sión en superficie, una a cada lado del lo largo de la costa de América del otras palabras, se convierte en algo ecuador, que pertenecen al gran sis- Sur. tan difícil como predecir el tiempo. tema de bajas presiones de Indonesia.  A partir de septiembre, la vaguada Una vaguada en superficie sobre el Como los vientos de un ciclón circulan del Pacífico Norte sigue al Sol hacia océano constituye, casi siempre, una en sentido contrario al de las agujas el sur. Al hacerlo, se mueve sobre la condición necesaria para la ciclogédel reloj en el hemisferio norte y en región de aguas calientes que ha que- nesis tropical; pero no es, en manera el mismo sentido que ellas en el sur, dado en el Pacífico central en virtud alguna, condición suficiente. Si lo los vientos del lado ecuatorial de las del anterior brote primaveral de ondas fuera, se formarían alrededor del depresiones soplan siempre de oeste de Kelvin. La zona de aguas calientes mundo unos 5000 ciclones tropicales a este. Esos fuertes vientos desenca- intensifica la vaguada. Los ciclones por año, en lugar del promedio obserdenan ondas de Kelvin que impulsan tropicales se forman de nuevo y des-  vado que se cifra en 80. L os influj os las aguas calientes hacia el este, pro- encadenan ondas de Kelvin que impul- de circulación necesarios para des vocando su acumulación en el Pacífico san las aguas calientes más hacia el encadenar un ciclón tropical son raros central. Las ondas de Kelvin calientan este. Estas aguas tienden a arrastrar y poco conocidos, y los influjos que también la costa de América del Sur consigo la vaguada y los ciclones que desencadenan ciclones en el sitio y al deprimir la termoclina. en ella se desarrollan. Durante El tiempo convenientes para mantener Las vaguadas de presión y los ciclo- Niño, los ciclones se forman mucho o provocar El Niño son todavía más nes que ellas engendran se sitúan más al este que de ordinario. En raros. No dependen del propio episosobre las regiones más cálidas de la superficie marina, porque el agua 6. CICLONES TROPICALES; pueden desencadenar y afianzar el desenvolvimiento caliente reduce la presión atmosférica de un episodio de El Niño al generar brotes de vientos del oeste de semanas de dual calentar el aire y producir su dila- ración a lo largo del ecuador. De enero a mayo, en los años de episodio (1), los ciclotación. En virtud de lo anterior, las nes se forman a ambos lados del ecuador en las vaguadas de presión ( zona sombreadepresiones siguen al Sol, aunque da) pertenecientes al gran sistema indonesio de bajas presiones. Los vientos del oeste de los ciclones impulsan ondas de Kelvin subsuperficiales que atraviesan el ligeramente retrasadas, en las excurPacífico. Las ondas de Kelvin empujan el agua caliente hacia el Pacífico central y siones estacionales que las alejan del hunden la termoclina frente a América del Sur, con lo que la superficie del agua se ecuador. Desde junio hasta agosto, la calienta en ambas regiones (en color ). De junio a agosto ( 2), a medida que se extien vaguada del Pacífico Sur desaparece ; de el calentamiento, desaparece la vaguada en el Pacífico Sur; la del Pacífico Norte los ciclones generados por la vaguada y sus ciclones, que siguen al Sol, están demasiado al norte para generar ondas de del Pacífico Norte están demasiado al Kelvin cerca del ecuador. De aquí que la superficie del mar ante las costas sudamenorte del ecuador para generar ondas ricanas se enfríe desde septiembre hasta noviembre ( 3). Para entonces, la vaguada septentrional se ha vuelto a acercar al ecuador y quizá situado encima e intensifide Kelvin, que son un fenómeno netacado por la zona de aguas calientes que quedaba de la primavera. Si, pese a ello, no mente ecuatorial. (La amplitud de una origina ciclones, El Niño se extingue. Si se forman nuevos ciclones, nuevos brotes onda de Kelvin decrece rápidamente de ondas de Kelvin impulsan las aguas calientes más hacia el este, y éstas, a su vez, a medida que se aleja del ecuador por- arrastran con ellas a la vaguada ( 4). Cuando las ondas de Kelvin inciden sobre Sudaque es inversamente proporcional a mérica, de diciembre a febrero, la superficie del mar se calienta allí.

44

TEMAS 26

dio. Por ejemplo, puede haber, entre ellas, interacciones de vientos tropicales con sistemas meteorológicos de latitudes medias, cuya predicción, como se recordará, fue una de las primeras y principales razones para estudiar el fenómeno.

EL CLIMA

Efectos en latitudes medias

S

ea o no posible predecir el comienzo de El Niño, cabría aún la esperanza de aventurar sus efectos fuera de los trópicos, una vez comenzado.

Una manera de predecir tales efectos es recurrir a las leyes de la física atmosférica, usando ordenadores de alta velocidad para resolver numéricamente las ecuaciones que rigen sus movimientos. Muchos investigadores han formulado modelos numéricos

45

para simular el impacto sobre la atmósfera provocado por los vientos del oeste anómalos y un prolongado calentamiento de la superficie del mar en el Pacífico ecuatorial. Todos los modelos predicen que las lluvias torrenciales del Pacífico central y oriental calentarán la alta troposfera. (Cuando el vapor de agua se condensa para formar lluvia, libera el calor latente que ganó al evaporarse de la superficie del mar.) La energía agregada a la alta troposfera en el ecuador se transporta a latitudes más altas mediante una intensificación de la llamada circulación de Hadley, en la cual el aire avanza del ecuador a los polos en altura y retorna al ecuador en superficie. La circulación de Hadley, a su  vez, transfiere energía a las corrientes en chorro del oeste que impulsan los grandes sistemas depresionarios en latitudes medias. John M. Wallace y John D. Horel, de la Universidad de Washington, han sugerido que los efectos sobre el tiempo que se registre en América del Norte serían más pronunciados en el invierno subsiguiente al comienzo de un episodio. Desafortunadamente, no se ha detectado todavía un cuadro coherente. Según Thomas R. Karl, del Centro Nacional de Datos Climáticos de los EE.UU., el episodio moderado de 1976-77 coincidió con un invierno anormalmente frío en Norteamérica; en cambio, el de 1982-83, muy intenso, coincidió con un invierno anormalmente templado. Otros cuatro inviernos (de 1975 a 1982), asimismo anormales, no tuvieron correspondencia con el fenómeno que nos ocupa.

Una ojeada a los registros de la temperatura del aire en Illinois durante los inviernos de 1894 a 1983 aviva aún más nuestro pesimismo. Hubo 17 episodios moderados o intensos durante ese período; en diez ocasiones, el invierno de Illinois fue algo más templado de lo normal; en siete, más frío. De los 90 inviernos, siete se desviaron bastante de los rigores habituales, pero sólo uno de ellos (1976-77) coincidió con un Niño. Un análisis estadístico realizado por Tim P. Barnett, de la Institución Scripps de Oceanografía, ha confirmado que la temperatura en la superficie del Pacífico no sirve para predecir la temperatura del aire, en invierno, sobre la parte central de los Estados Unidos. La correlación con la temperatura del aire en las costas del sur de California y del golfo de México es más representativa, según Barnett; pero, incluso en esas regiones, los efectos de un Pacífico caliente interaccionan con las condiciones locales de una forma todavía imprevisible. El invierno de 1972-73, en que hubo Niño, fue excepcionalmente lluvioso en el sur de California; los meteorólogos, que esperaban lo mismo en 1976-77, quedaron desconcertados ante una sequía histórica.

Perspectivas

N

o trato de quitar la esperanza de que, algún día, El Niño sirva de referencia para acometer predicciones estacionales del tiempo. Continúa la

INVESTIGACION Y CIENCIA DIRECTOR GENERAL  Francisco Gracia Guillén EDICIONES José María Valderas, director  ADMINISTRACIÓN Pilar Bronchal, directora PRODUCCIÓN M. a Cruz Iglesias Capón

Bernat Peso Infante SECRETARÍA  Purificación Mayoral Martínez EDITA Prensa Científica, S. A. Muntaner, 339 pral. 1. a 08021 Barcelona (España) Teléfono 93 414 33 44 - Telefax 93 414 54 13 SCIENTIFIC AMERICAN EDITOR IN CHIEF  John Rennie BOARD OF EDITORS  Michelle Press,  Managing Editor ;

Ricki L. Rusting,  Assistant Managing Editor ; Philip M. Yam,  News Editor ; Gary Stix,  Special Projects Editor ; Kristin Leutwyler, On-line Editor ; W. Wayt Gibbs, Senior Writer ; Mark Alpert, Steven Ashley, Graham P. Collins, Carol Ezzell, Steve Mirsky, George Musser y Sarah Simpson,  Editors;

Mark Fischetti, Marguerite Holloway, Madhusree Mukerjee y Paul Wallich, Contributing Editors. PRODUCTION William Sherman

DISTRIBUCION para España: LOGISTA, S.A.

Aragoneses, 18. (Pol. Ind. Alcobendas) 28108 Alcobendas (Madrid) Tel. 91 484 39 00 para los restantes países:

Prensa Científica, S. A. Muntaner, 339 pral. 1.a 08021 Barcelona Teléfono 93 414 33 44

búsqueda de sus precursores y sus consecuencias. ¿Se convertirá El Niño en guía útil para los pronósticos estacionales del tiempo? La pregunta sigue abierta. Pero su impacto en meteorología, ya que no sobre el tiempo, ha sido decididamente favorable. Urgidos por la demanda pública de predicciones, los investigadores se han visto en la situación infrecuente, aunque saludable, de tener que someter a prueba sus hipótesis casi inmediatamente. Cuando las predicciones fallan, como ha ocurrido invariablemente en este caso, las hipótesis se han de modificar antes de lo que se haría en otras circunstancias, y el trabajo progresa a paso más rápido. Si las predicciones diarias del tiempo se incorporaran en la investigación meteorológica, ambas disciplinas, predicción e investigación, saldrían ganando.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA R ESOURCE M ANAGEMENT AND E NVI RONMENTAL U NCERTAINTY : L ESSONS FROM COASTAL UPWELLING FISHERIES .

Dirigido por Michael H. Glantz y J. Dana Thompson en Advances in Environmental Science and Technology , volumen 11; 1981.

EQUATORIAL P ACIFIC O CEAN C LIMATE STUDIES: PROGRESS AND PLANS, OCTOBER , 1985. Stanley P. Hayes. NOAA

Environmental Research Laboratories Technical Report, 1986.

PUBLICIDAD

GM Publicidad Francisca Martínez Soriano Menorca, 8, semisótano, centro, izda. 28009 Madrid Tel. 91 409 70 45 Fax 91 409 70 46 Cataluña y Baleares: Miguel Munill Muntaner, 339 pral. 1.a 08021 Barcelona Tel. 93 321 21 14 Fax 93 414 54 13

Copyright © 2001 Prensa Científica S. A. Muntaner, 339 pral. 1.a, 08021 Barcelona (España) Reservados todos los derechos. Prohibida la reproducción en todo o en parte por ningún medio mecánico, fotográfico o electrónico, así como cualquier clase de copia, reproducción, registro o transmisión para uso público o privado, sin la previa autorización escrita del editor del libro.

VICE PRESIDENT AND MANAGING DIRECTOR, INTERNATIONAL

ISSN: 1135-5662 Dep. Legal: B-32.350-1995

PRESIDENT AND CHIEF EXECUTIVE OFFICER

Filmación y fotocromos reproducidos por Dos Digital, Zamora, 46-48, 6. a planta, 3.a puerta, 08005 Barcelona Imprime Rotocayfo-Quebecor, S.A. Ctra. de Caldes, km 3, Santa Perpètua de Mogoda (Barcelona)

CHAIRMAN

Printed in Spain - Impreso en España

Charles McCullagh

Gretchen G. Teichgraeber Rolf Grisebach

46

TEMAS 26

Un clima cambiante

Stephen H. Schneider

 Dentro de no muchos años el calentamiento del clima  será un fenómeno patente. Saldremos de ese arriesgado experimento planetario si acometemos una inmediata reducción  de las emisiones de dióxido de carbono y otros gases

E

n 1957, Roger Revelle y Hans tensidades características de un cuerE. Suess, de la Institución po a –18 grados Celsius. No obstante, Scripps de Oceanografía, ob- la temperatura media en la superfiservaron que la humanidad estaba cie es unos 33 grados más alta: el carealizando “un gran experimento lor queda aprisionado entre la supergeofísico”. No lo acometía en ningún ficie y el nivel medio, en la parte alta laboratorio, ni lo simulaba por orde- de la atmósfera, desde donde escapa nador; lo desarrollaba en nuestro pro- la radiación. Entre los científicos depio planeta. Los resultados del expe- dicados a la atmósfera, no hay casi rimento, que comenzó con la revolución nadie que ponga en duda que el industrial, se verán con toda claridad aumento de la concentración de dióxidentro de unos decenios. Desde aque- do de carbono y otros gases consolillas fechas, los seres humanos han in- dará el aprisionamiento y hará el clicrementado el contenido de dióxido de ma más cálido. carbono en la atmósfera en aproximauál es, pues, la cuestión que el damente un 25 por ciento a través de la quema de carbón, petróleo y otros experimento geofísico en curcombustibles fósiles y de la tala de so se encargará de resolver? Aun cuanbosques; se desprende dióxido de car- do casi nadie discute el efecto de inbono cuando arden o se pudren la le-  vernadero como proposición científica, ña y la hojarasca. su comportamiento sí es motivo de  Aunque el contenido de dióxido de controversia. ¿Aumentarán las crecarbono en la atmósfera no llega al cientes concentraciones de gases de 0,33 por ciento en volumen, sumado invernadero la temperatura de la al vapor de agua y otros gases presen- Tierra en uno, cinco u ocho grados tes en cantidades mucho menores en Celsius? ¿Tardará el aumento 50, 100 la atmósfera, así el metano y los clo- o 150 años en notarse? ¿Se hará el clirofluorcarburos (CFC ), desempeña un ma más seco en Iowa o más lluvioso papel principal en la determinación en la India? Las discrepancias se del clima de la Tierra. Ya a principios agrandan cuando se debate la polítidel siglo XIX , se reconoció que el dióxi- ca a adoptar. ¿Deben tomarse medido de carbono de la atmósfera produ- das para reducir el efecto de invernacía un efecto de invernadero. El vidrio dero o para anticipar sus efectos? ¿Qué de un invernadero permite el paso li- medidas y cuándo? Frente a tanta disbre de la luz solar, pero evita que es- puta, importa acotar bien qué domicape el calor, al impedir, sobre todo, namos, qué conocemos poco y qué igque el aire caliente del interior del in- noramos del todo acerca del efecto de  vernadero se mezcle con el aire del ex- invernadero. terior. De manera análoga, el dióxido Las pruebas circunstanciales del de carbono y otros gases de inverna- pasado geológico e histórico apoyan dero muestran una relativa transpa- una relación entre el cambio climátirencia a la luz solar, pero aprisionan co y las fluctuaciones de los gases de de forma eficaz el calor al absorber la invernadero. Se cree que, hace entre radiación infrarroja de mayor longi- 3500 y 4000 millones de años, la lutud de onda emitida por la Tierra. minosidad solar era alrededor de un Hoy conocemos bien la capacidad 30 por ciento más débil que ahora. Pede la atmósfera para retener el calor. se a ello, la vida se desarrolló y se for Vista desde el espacio, la Tierra ra- maron las rocas sedimentarias bajo dia energía a longitudes de onda e in- aquel joven Sol: al menos, parte de la

¿C

EL CLIMA

superficie terrestre estaba por encima del punto de congelación del agua. Para algunos investigadores, la primitiva atmósfera alojaría 1000 veces más dióxido de carbono que la actual, con lo que la débil radiación se compensaría con el aprisionamiento de calor por la atmósfera. Más tarde, un efecto de invernadero intensificado pudo haber causado el calor excepcional que reinó durante la era Mesozoica —la edad de los dinosaurios—, cuyas huellas fósiles indican una Tierra con 10 o 15 grados Celsius por encima de la temperatura actual. En aquella época, hablamos de hace más de 100 millones de años, los continentes ocupaban posiciones diferentes de las de hoy, alteraban la circulación de los océanos y, quizás, incrementaban el transporte de calor desde los trópicos hasta las altas latitudes. Otros, sin embargo, entre ellos Eric J. Barron, de la Universidad del estado de Pennsylvania, estiman que la geografía paleocontinental no puede explicar más que la mitad del calentamiento del Mesozoico. El aumento de dióxido de carbono puede justificar fácilmente un calentamiento adicional, según propusieron Aleksandr B. Ronov, del Instituto Hidrológico del Estado, y Mikhail I. Budyko, del Observatorio Geofísico Principal (ambos en Leningrado), y calcularon Barron, Starley L. Thompson, del Centro Nacional de Investigación Atmosférica ( NCAR ), y el autor. Un modelo geoquímico construido por Robert A. Berner y Antonio C. Lasaga, de la Universidad de Yale, y Robert M. Garrels, que se desempeñó en la Universidad del Sur de Florida, aboga por la idea de que el dióxido de carbono pudo haberse desprendido a raíz de una actividad volcánica de insólita violencia que se produjo en las crestas centro-oceánicas, donde el magma que aflora crea nuevos fondos

47

oceánicos [véase  “Modelización del ciclo geoquímico del carbono”, por Robert A. Berner y Antonio C. Lasaga; INVESTIGACIÓN  Y  CIENCIA , mayo de 1989]. Una prueba directa que relaciona los gases de invernadero con los espectaculares cambios climáticos de la edad de Hielo nos la ofrecen las burbujas de aire aprisionadas en los hielos antárticos; derivan de las antiguas nevadas que se acumularon para formar los bancos de hielo. Un grupo dirigido por Claude Lorius, del Laboratorio de Glaciología y Geofísica del CNRS   en Grenoble, examinó más de 2000 metros de testigos de hielo —un archivo de 160.000 años— extraído en un proyecto de perforación ruso en la base Vostok, en la Antártida. Los análisis de laboratorio de los gases aprisionados en el testigo mostraron que los niveles de metano y dióxido de carbono de la atmósfera de entonces variaban al unísono, y lo que era más importante, lo hacían también con la temperatura local (determinada a partir de la relación entre isótopos del hidrógeno de las moléculas de agua del hielo).

D

Más preciso es el archivo, de los gases de invernadero y el clima, correspondiente a los últimos 100 años; centuria que ha registrado no sólo un ulterior incremento de un 25 por ciento en el dióxido de carbono, sino también otra duplicación del contenido del metano atmosférico. Dos grupos, uno dirigido por James E. Hansen, del Instituto de Estudios Espaciales Goddard, de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio ( NASA ), y el otro por T. M. L. Wigley, de la Unidad de Investigación Climática de la Universidad de Anglia oriental, han construido archivos de la temperatura media global en superficie durante el último siglo. Los investigadores se apoyaron en datos que, en muchos casos, provenían de las mismas estaciones de observación en torno al globo (la Unidad de Investigación Climática incluyó también lecturas tomadas en el mar), si bien emplearon técnicas distintas para analizar los registros y compensar sus limitaciones. Ciertas estaciones de observación cambiaron de emplazamiento en el curso del pasado siglo y las lecturas tomadas en el centro de las ciudades pudieron quedar sesgadas como consecuencia del calor desprendido por las máquinas o almacenado por edificios y pavimento. Es probable que este efecto de “isla térmica urbana” haya adquirido proporciones desmesuradas en los Estados Unidos y otros países desarrollados; pero, aun cuando se aplicase al conjunto global de datos la misma corrección calculada para los datos de los EE.UU. (por Thomas R. Karl, del Centro Nacional de Datos Climáticos en Asheville, Carolina del Norte, y P. D. Jones, de Anglia oriental), queda aproximadamente medio grado Celsius de calentamiento “real” por explicar en ambos archivos. En concordancia con esa tendencia, el decenio de 1980 parece ser el más cálido registrado hasta la fecha, y los años más cálidos los de 1988, 1987 y 1981, en ese orden.

urante el período interglacial en que nos encontramos (los últimos 10.000 años) y el anterior, otro período de 10.000 años transcurrido 130.000 años atrás, la temperatura local alcanzó, en promedio, unos 10 grados Celsius por encima de la temperatura en el momento álgido de las edades del hielo. (La Tierra en su con junto era unos 5 grados Celsius más cálida.) Al mismo tiempo, la atmósfera contenía alrededor de un 25 por ciento más de dióxido de carbono y un 100 por ciento más de metano que durante los períodos glaciales. No está claro si los gases de invernadero produjeron los cambios climáticos, o viceversa. Lo más probable es que los períodos glaciales vinieran inducidos por otros factores: cambios en los parámetros orbitales de la Tierra y dinámica interna de la acumulación y retracción del hielo; ahora bien, los cambios biológicos y las variaciones s ésta la señal del calentamiende la circulación oceánica condicionato causado por el efecto de inron, a su vez, el contenido de gases  vern ader o? Nos tienta aceptarlo, petraza en la atmósfera, ampliando las ro no hay prueba definitiva. Por un oscilaciones climáticas. lado, en vez del calentamiento continuo que cabría esperarse de una acumulación continuada de gases de 1. CAMPOS AGOSTADOS y convertidos invernadero, el registro muestra un en arenal durante la sequía que padeció rápido calentamiento hasta el final Texas en 1983. Imagen que podría mulde la segunda guerra mundial, un tiplicarse si, como varios modelos preligero enfriamiento durante mediadicen, el calentamiento reduce la humedos del decenio de 1970 y otro pedad en las partes centrales de los ríodo de rápido calentamiento descontinentes, donde se concentra la producción de cereales. de entonces.

¿E

EL CLIMA

¿Qué trayectoria seguirá ahora la curva de temperatura? Tres son las cuestiones fundamentales que deben contestarse en toda predicción del futuro del clima. A saber, ¿cuánto dióxido de carbono y otros gases de invernadero se emitirá? ¿En cuánto aumentarán los niveles atmosféricos de esos gases en virtud de las emisiones? Y ¿qué efectos climáticos producirán las acumulaciones resultantes, después de tomar en consideración los factores humanos y naturales que podrían dilatar o mitigar esos efectos? La previsión de las emisiones futuras exige un tortuoso ejercicio de ciencias sociales. La cantidad de dióxido de carbono que emita en el futuro la humanidad en su conjunto dependerá sobre todo del consumo global de combustible fósil y de la tasa de deforestación (presumible responsable de la mitad de la acumulación desde 1880 y del 20 por ciento de las emisiones actuales). Cada factor de ésos está condicionado, a su vez, por otros muchos. El mayor uso de combustibles fósiles, por ejemplo, reflejará el aumento de la población, el ritmo al que se adopten fuentes diferentes de energía, de las medidas de conservación y del estado de la economía mundial. Las previsiones típicas aceptan que el consumo de combustibles fósiles proseguirá sin cambios con la misma intensidad actual —es decir, mucho más lentamente de lo que crecía antes de las crisis energéticas de los años setenta— para registrar un aumento de las emisiones de dióxido de carbono de entre 0,5 y 2 por ciento anual durante al menos los próximos decenios. Otros gases de invernadero, tales como el metano, los CFC, los óxidos de nitrógeno y el ozono de la baja troposfera, podrían aportar una contribución conjunta al efecto de invernadero de igual proporción que la del dióxido de carbono, aun cuando se emiten en cantidades mucho menores: absorben, con eficacia mucho mayor, la radiación infrarroja. Pero predecir las futuras emisiones de esos gases resulta todavía más complicado que para el dióxido de carbono. Las fuentes de algunos gases, la del metano es una, no se conocen bien; la producción de los CFC  y del ozono de baja atmósfera, podría elevarse o caer bruscamente según se tomen o no medidas políticas y técnicas.  Ante un cuadro plausible de emisión futura de dióxido de carbono, ¿con qué rapidez aumentará entonces su concentración en la atmósfera? El dióxido de carbono atmosférico se halla sujeto a la absorción continua por

49

100

70

25

INFRARROJA SALIENTE

5

25 ABSORBIDA

REFLEJADA

GASES DE INVERNADERO

29 PROCESOS ATMOSFERICOS 104 RADIACION 45

EMITIDA POR LA

ABSORBIDA

TIERRA 88 EFECTO DE INVERNADERO

2. APRISIONAMIENTO DEL CALOR por la atmósfera; ese f enómeno domina el balance energético de la Tierra. Alrededor del 30 % de la energía solar incidente es reflejada (izquierda) por las nubes y partículas en la atmósfera o por la superficie terrestre. El 70 % restante se absorbe. La energía absorbida

parte de las plantas verdes y en procesos biológicos y químicos de los océanos. La velocidad de almacenamiento del dióxido de carbono cambiará probablemente al hacerlo la concentración atmosférica; esto es, habrá procesos de realimentación que entrarán en la ecuación. Por ser materia prima de la fotosíntesis, un aumento de la concentración atmosférica del dióxido de carbono podría acelerar su absorción por las plantas, contrarrestando parte de la acumulación en la atmósfera. De manera análoga, como el contenido de dióxido de carbono en las aguas superficiales oceánicas se mantiene aproximadamente en equilibrio con el de la atmósfera, un aumento en la absorción por parte del océano podría frenar hasta cierto punto la acumulación. (Cuanto más lenta sea ésta, tanto más efectiva, proporcionalmente, sería la absorción oceánica.)

P

ero cabe también que el aumento de la concentración del dióxido de carbono y otros gases de invernadero desencadene realimentaciones positi vas que incrementaran la carga de la atmósfera. Un rápido cambio del clima podría desbaratar ecosistemas forestales y otros, minando su capaci-

50

se reemite en longitudes de onda infrarrojas por la atmósfera y la superficie. Como la mayor parte de la radiación emitida por ésta es aprisionada por las nubes y los gases de invernadero y devuelta a la Tierra, la superficie está 33o más caliente de lo que lo estaría sin ese aprisionamiento.

dad para extraer de la atmósfera dióxido de carbono. Además, el calentamiento climático podría provocar una descomunal liberación de la cantidad ingente de carbono contenido en los suelos en forma de materia orgánica muerta. Esta reserva de carbono —al menos el doble de la almacenada en la atmósfera— sufre una incesante descomposición en dióxido de carbono y metano por la acción de los microorganismos del suelo. Un clima más cálido podría acelerar el trabajo de éstos y liberar más dióxido de carbono (de los suelos secos) y metano (de los arrozales, marismas y zonas pantanosas), que reforzarían, a su vez, el calentamiento. Hay también grandes cantidades de metano apresado en los sedimentos de las plataformas continentales y bajo el permafrost ártico en forma de clatratos, que son retículos moleculares de metano y agua. El calentamiento de las aguas someras de los océanos y la fusión del permafrost podría liberar parte del metano.  A pesar de tanto cabo por atar, muchos investigadores confían en que la absorción por las plantas y por los océanos modere la acumulación de dióxido de carbono, al menos durante los próximos 50 o 100 años. Las

estimaciones típicas, que parten de las actuales tasas de emisión, o algo mayores, cifran la fracción de nuevo dióxido de carbono inyectado que quedará en la atmósfera en aproximadamente una mitad. Bajo tal supuesto, la concentración atmosférica alcanzará las 600 partes por millón, el doble del nivel de 1900, entre los años 2030 y 2080. Se espera, sin embargo, que otros gases de invernadero se acumulen antes que el dióxido de carbono. ¿Qué efecto producirá sobre el clima la duplicación del dióxido de carbono atmosférico? Cuantitativamente hablando, el registro histórico no nos saca de dudas. Ni se nos permite la reproducción física del clima —resultado de complejas relaciones entre la atmósfera, los océanos, la superficie terrestre, la vegetación y los hielos polares— en un experimento de laboratorio. Para explorar el futuro del clima terrestre, mis colegas y yo fiamos en modelos matemáticos. Se han elaborado modelos en el Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos de la Universidad de Princeton, el Instituto Goddard de Estudios Espaciales, el NCAR  y en otros lugares. Modelos que consisten en expresiones y en ecuaciones; las pri-

TEMAS 26

ATMOSFERA 740 (EN 1988) +3 POR AÑO

110 (FOTOSINTESIS)

5 (USO DE COMBUSTIBLES FOSILES)

1-2 (DEFORESTACION)

93 (PROCESOS BIOLOGICOS Y QUIMICOS)

55 (RESPIRACION)

90 (PROCESOS BIOLOGICOS Y QUIMICOS)

54-55 (DESCOMPOSICION)

COMBUSTIBLES FOSILES 5000-10.000 1720 SUELO, DETRITUS, TURBA

3. INTERCAMBIO DE CARBONO entre la atmósfera y sus depósitos en la Tierra. Las cifras dan los flujos anuales aproximados de CO2 y la cantidad, también aproximada, almacenada en cada depósito en miles de millones de toneladas métricas. Los ciclos existentes —uno sobre tierra firme y otro sobre los

3

OCEANO 38.500

océanos— eliminan de la atmósfera casi tanto carbono como le aportan, pero la actividad humana —deforestación y combustión de carburantes fósiles— está en la actualidad aumentando la cantidad de carbono atmosférico en unos 3000 millones de toneladas métricas al año. (Datos de Bert Bolin.)

meras son de las componentes en in-  jo de lo s su pe ro rden ador es má s resaltar, no acontecen a escalas de teracción del sistema océano-atmós- rápidos existentes. cientos de kilómetros (la escala de la fera; las ecuaciones representan las Para estudiar los efectos de la acu- malla en un MCG), sino de contados leyes físicas que rigen el comporta- mulación de un gas traza, el experto kilómetros, o menos. Puesto que tamiento de las componentes: ley de los se limita a especificar la cantidad de les procesos se escapan a una simugases ideales y leyes de conservación gases de invernadero y comparar los lación directa, los climatólogos deben de la masa, energía y cantidad de mo- resultados del modelo con una simu- hallar una manera de relacionarlos  vimiento. Por ejemplo, conocidos los lación testigo del clima actual, basa- con las variables que sí admiten si valores de la energía recibida del Sol da en la presente composición de la mulación en la grosera escala en que y la composición de la atmósfera, el atmósfera. Los resultados de los MCG se mueve el modelo. Lo hacen intromodelo calcula el “clima”, la tempe- más recientes concuerdan en líneas duciendo un parámetro —un coefiratura y, en los modelos muy comple- generales: la duplicación del dióxido ciente de proporcionalidad— que re jos, la presión, velocidad del viento, de carbono, o un incremento equiva- laciona, por ejemplo, la nubosidad humedad del aire y del suelo, amén lente de otros gases traza, elevaría media dentro de una celda de la made otras variables. la temperatura media de la superfi- lla con la humedad relativa y la temPara mantener dentro de límites cie terrestre de 3,0 a 5,5 grados Cel- peratura media (factores que el momanejables el trabajo de cálculo, és- sius. Tal cambio no tendría preceden- delo puede calcular). te se realiza sobre puntos discretos te en la historia humana; sería en una versión simplificada del mun- comparable al calentamiento de cinsta estrategia de parametrizado real. En los modelos más compli- co grados producido desde el punto ción, así se llama, agrega fenócados —modelos de circulación gene- álgido del último período glacial ha- menos en pequeña escala que podrían ral (MCG), que se desarrollaron en ce 18.000 años, con la particularidad actuar de focos de realimentación del un comienzo para predicción del tiem- de que se desarrollaría de 10 a 100 cambio climático, bien amplificándopo a largo o medio plazo—, la atmó s-  veces más deprisa. lo o bien moderándolo. Las nubes, por fera está representada en una mall a Los defectos de los modelos de or- ejemplo, reflejan la luz solar devoltridimensional con una separación denador limitan el grado de confian-  viéndola al espacio (lo que tiende a horizontal media de varios centena- za de tales pronósticos. Muchos pro- hacer el clima más frío) y absorben res de kilómetros y un espaciado ver- cesos que afectan al clima global, también radiación infrarroja de la tical de varios kilómetros; el clima se demasiado pequeños, no se aprecian Tierra (tendiendo a hacerlo más cálicalcula sólo en los nudos de la malla . en la tosca resolución de los modelos. do). Que un efecto u otro predomine Pese a esta simplificación, hacer co- La turbulencia atmosférica, la preci- dependerá de la reflectividad de las rrer un MCG durante un año simu- pitación o la formación de nubes, cu- nubes, de su altura, distribución y exlado requiere varias horas de traba- ya importancia climática es superfluo tensión. Recientes medidas tomadas

E

EL CLIMA

51

   ) 5,0    S    U    I    S    L    E    C    S 2,5    O    D    A    R    G    (    E    T 0    N    E    S    E    R    P    L    A –2,5    O    T    C    E    P    S    E –5,0    R    A    R    U    T    A    R    E –7,5    P    M    E    T    E    D    O–10,0    I    B    M    A    C

300

por satélite han confirmado cálculos de veinte años de antigüedad y muestran que las nubes producen hoy un efecto de enfriamiento neto: la Tierra, 280 considerada en su conjunto, sería mucho más cálida bajo cielos despejados. Pero el cambio climático podría causar pequeñas variaciones en las ca260 racterísticas de las nubes, alterando    O la naturaleza y cuantía de la reali   N    O mentación. Los modelos diseñados,    B 240    R que sólo reproducen de forma grose   A    C ra la nubosidad media, apenas pue   E    D den afirmar algo que ofrezca garan   O    D tía acerca de la realimentación debida 220    I    X a las nubes, ni de otras muchas rea   O    I    D limentaciones que dependen de pro   E    D cesos parametrizados. Otro defecto de los actuales mode200    N    O    I    C los reside en su tosco tratamiento    A    R de los océanos. Esas masas de agua    T    N ejercen poderosos efectos sobre el    E 180    C clima actual e influirán, sin duda,    N    O sobre los climas futuros. Su enorme    C capacidad calorífica actuará de “es160 140 120 100 80 60 40 20 0 ponja térmica”, frenando cualquier aumento inicial de la temperatura MILES DE AÑOS ATRAS    ) global mientras los propios océanos    S    U    I se calientan. La magnitud del efec   S 0,4    L to dependerá, a su vez, de la circu   E    C 370    ) lación oceánica, que en sí misma pue   S    N    O de cambiar al paso que se calienta    O    D    L    A    L la Tierra. En principio, un modelo    I 360    R 0,2    M    G climático debería acoplar la atmós   (    R    9    O fera recreada con océanos cuya di   7    9 350    P námica se simule con igual detalle.    1    S      0    E    5    T El problema calculatorio, sin embar   9    R    1 0    A go, es agobiante, y en la ma yoría de 340    P    E    (    D los MCG aplicados al cálculo del ca   O    A    I    N lentamiento por efecto de inverna   D    O    E 330    B dero se simplifica, se trata con reso   M    R    A    A –0,2 lución muy grosera o se ignora.    C    L    E    A  Ademá s de limitar el grado de ga320    D    O    T    O rantía de las predicciones globales,    C    D    I    E el tratamiento simplificador de los    X    P 310    I    O    S océanos impide también que los mo   E –0,4    D    R    E delos den un cuadro definido sobre    A    D    R 300    N la variación del clima con el tiempo    U    O    T    I en regiones específicas. En una si   A    C    R    A tuación ideal, a uno le gustaría sa   E 290    R    P –0,6    T ber no sólo cuánto se calentará glo   M    N    E    E    T balmente la Tierra, sino también si    C    E    N 280    O habrá mayor sequía en Almería, llo   D    C    N  verá más sobre la India o aumentará    O    I –0,8    C la humedad de Buenos Aires. Pero 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000    A    I mientras los océanos no estén en    R    A MILES DE AÑOS ATRAS    V equilibrio con la atmósfera, sus efectos térmicos se sentirán de manera 4. CORRELACION DEL DIOXIDO DE CARBONO Y LA TEMPERATURA, muy estrediferente en distintos lugares. La recha durante los últimos 160.000 años (arriba) y, menos, durante los últimos 100 años gión donde haya poca mezcla entre (abajo). El registro de larga duración, basado en datos obtenidos en la Antártida, las aguas superficiales y las aguas muestra cómo la temperatura local (en color ) y el dióxido de carbono atmosférico ascendieron casi al unísono al terminar un período glacial hace unos 130.000 años, frías y profundas podría calentarse cayeron casi en sincronía al comienzo de un nuevo período glacial y de nuevo asrápidamente; las regiones de altas cendieron al retirarse los hielos hace unos 10.000 años. El registro de temperatura latitudes, en las que las aguas proreciente muestra un ligero calentamiento global (en color ) descubierto por los infundas están mezcladas hasta la suvestigadores de la Unidad de Investigación Climática de la Universidad de Anglia perficie, podría calentarse más lenoriental, en el Reino Unido. Se debate si la acumulación de dióxido de carbono en tamente. Estos efectos térmicos la atmósfera que lo acompaña ha sido o no la causa última del calentamiento de podrían, a su vez, afectar el régimen medio grado.

52

   )    N    O    L    L    I    M    R    O    P    S    E    T    R    A    P    (

TEMAS 26

general de vientos, alterando con ello otras variables regionales, entre ellas la humedad y la precipitación. (Las predicciones regionales quedan comprometidas en muchos modelos por culpa, asimismo, de las representaciones simplificadas de la vegetación, que ignoran procesos de tanto interés climático como el desprendimiento de vapor de agua por las plantas y su efecto sobre el albedo de la superficie, o reflectividad.)

N

o obstante, los climatólogos tienen razones sólidas para recabar la confianza en las predicciones de la variación de la temperatura me- 5. TESTIGO DE HIELO: segmento de un cilindro de dos kilómetros extraído por dia global en superficie que nos ofre- perforación de la capa de hielo en la base soviética Vostok, en la Antártida. Contiecen sus modelos. Los distintos elemen- ne encerradas burbujas de aire antiguo. El anál isis de las burbujas y de la relación tos del modelo se pueden someter a entre dos isótopos de hidrógeno en el hielo, que varía con la temperatura local, prueba comparándolos con los resul- permitió a Claude Lorius y sus colegas del Laboratorio de Glaciología y Geofísica tados de un submodelo más detalla- del Medio Ambiente de Grenoble reconstruir un archivo de gases traza y temperado —simulación a escala menor y más tura de 160.000 años. fina— o con datos reales. Así, la parametrización de las nubes se cotejaría con mediciones reales de la relaEl registro de los últimos 100 años sentó su máxima intensidad en el ción de temperatura y humedad con proporciona la única comprobación di- hemisferio norte, coincidiendo en nubosidad, en el marco de una super- recta de la capacidad de los modelos tiempo y lugar con un brusco aumento ficie correspondiente a una celda del para simular los efectos del calenta- de las emisiones de azufre por parte modelo. miento de invernadero que se está de las fábricas y centrales térmicas La potencia de un modelo y, en par- produciendo. Cuando un modelo cli- que funcionaban con carbón y petróticular, su capacidad para dar cuen- mático se hace operar con una atmós- leo. El azufre, una de las causas printa de procesos bastante rápidos (ver- fera con la composición de hace 100 cipales de lluvia ácida, se emite en bigracia, cambios en la circulación años y luego con el histórico 25 por forma de gas dióxido de azufre, pero, atmosférica o en la nubosidad media) ciento de aumento del dióxido de car- una vez en la atmósfera, se transforse comprueba investigando su idonei- bono y la duplicación del metano, ¿pre- ma en finas partículas de sulfato. Las dad para reproducir el ciclo estacio- dice el calentamiento de medio grado partículas llegan muy lejos y sirven nal: variación semestral del clima he- observado? La verdad es que la ma- de núcleos de condensación para la misférico que es mayor que cualquier yoría de los modelos predicen un ca- formación de gotículas de nube; con calentamiento de invernadero su- lentamiento algo mayor, un grado ello, las nubes adquieren mayor denpuesto. Pese a la parametrización, la cuando menos. sidad y brillo, reforzando su efecto de mayoría de los MCG reproducen muy Si el aumento de temperatura ob- enfriamiento. Además, si no hay hobien el ciclo estacional de la tempe- servado es un calentamiento de in- llín unido al sulfato, éste forma una ratura en superficie; no se ha estu-  vernadero y no mero “ruido ” —una bruma reflectora incluso con cielo sin diado tan a fondo su capacidad para fluctuación aleatoria— habría varias nubes. Las emisiones de azufre posimular las variaciones estacionales maneras de explicar la discrepancia. drían constituir uno de los factores de otras variables climáticas, piénse- Tal vez los modelos poseen una sen- que han frenado algo el efecto de inse en la precipitación o la humedad sibilidad doble de la que deberían pa-  vernadero en el hemisferio no rte, sorelativa. ra pequeños aumentos de gases de bre todo desde la segunda guerra En un intervalo de decenios (esca- invernadero, o, quizá, la red termo- mundial. la temporal que importa en un calen- métrica, incompleta y heterogénea, La discrepancia entre el calentatamiento global inequívoco), entran ha subestimado el calentamiento glo- miento predicho y lo que se ha oben juego otros procesos más lentos que bal. Cabe pensar que algún otro fac- servado vuelve cautos a la mayoría no afectan al ciclo estacional; nos re- tor, no tenido en cuenta en los mode- de los climatólogos, que se guardan ferimos, por ejemplo, a las variacio- los, esté retrasando o compensando de asegurar (por ejemplo, con un 99 nes en las corrientes oceánicas o en el calentamiento. O quién sabe si la por ciento de confianza) que el efecla extensión de los glaciares. Las si- capacidad calorífica de los océanos es to de invernadero está ya aquí. Pemulaciones de climas pasados —los mayor que la que los actuales mode- ro se trata de una discrepancia tan períodos glaciales o el agobiante meso- los calculan, si la energía emitida por pequeña, se hallan tan comprobados zoico— sirven de prueba para com- el Sol ha descendido ligeramente o si los modelos y es tan sólida la prueprobar la exactitud a largo plazo de los volcanes han inyectado en la es- ba de los efectos de los gases de inlos modelos climáticos. A tales prue- tratosfera más cenizas de las conoci-  vern adero sobre el clima, que la mabas de validez global se pueden aña- das, reduciendo así la energía solar yoría creemos que los aumentos de dir simulaciones de los climas de otros que llega al suelo. temperatura media superficial preplanetas; en Venus, una densa atmósQuizá valga la pena resaltar que el dichos por los modelos para los próxifera-invernadero mantiene una tem- enfriamiento transitorio que inte- mos 50 años son probablemente váperatura en superficie de unos 450 rrumpió la tendencia al calentamien- lidos con una incertidumbre entre la grados Celsius. to comenzó alrededor de 1940 y pre- mitad y el doble. (Al decir “probable-

EL CLIMA

53

6. INSTANTANEAS DE UN MUNDO DE INVERNADERO. Se han extraído de un modelo climático usado por el autor y Starley L. Thompson en el norteamericano Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR ). El modelo en cuestión

mente” se quiere indicar que su probabilidad es superior al 50 por ciento.) De aquí a unos diez años, se habrá de apreciar un calentamiento de la magnitud predicha, incluso en el ruidoso registro global de temperatura. Ahora bien, esperar a tal prueba concluyente y directa no es algo exento de riesgo: para entonces, el mundo puede estar ya implicado en un cambio climático mayor de lo que sería si se tomaran medidas desde ahora encaminadas a frenar la acumulación de gases de invernadero. Por supuesto, la obligación de actuar o no pertenece al ámbito de los  juicios de va lore s, pero no al terreno de los problemas científicos.

¿P

or qué preocuparse por cambios climáticos de la escala predicha por los modelos? Las variaciones de la temperatura y la precipitación podrían amenazar los ecosistemas naturales, la producción agrícola y las características de la habitación humana. Ciertas clases de bosques, por ejemplo, se dan en zonas geográficas definidas en gran parte por la temperatura. El cinturón de pícea y abeto que ahora ocupa el Canadá medraba mucho más hacia el sur a finales del último período glacial, hace 10.000 años, siguiendo el borde de la capa de hielos. A medida que el clima se fue calentando en uno o dos grados cada 1000 años y los hielos retirándose, el cinturón de bosques emigró hacia el norte, a razón tal vez de un kilómetro por año. Los bosques no

54

siguió la evolución de las temperaturas en superficie, durante un año, en una atmósfera con doble nivel de dióxido de carbono que la actual (arriba ); los resultados se compararon con los de otra simulación de un año en la atmósfera

resistirían una migración más ace- aumento de los requerimientos hídrilerada urgida por el calentamiento cos para las cosechas y la disminució n previsto. Muchos ecosistemas no pue- del agua disponible, la extensión viaden emigrar en absoluto: sólo exis- ble de cultivo en las regiones áridas ten en zonas protegidas, que podrían de los estados del oeste y las Grandes quedar aisladas en una región cli- Llanuras descendería en casi un termática que, de repente, se tornara cio. (La sequía del oeste podría taminhóspita. bién traducirse en una mayor frecuenLa actividad humana se resentiría cia de incendios rurales.) directamente si el calentamiento acePor su lado, las zonas costeras halerase la evaporación, con merma de brían quizá de hacer frente a la elela escorrentía. En la parte occiden-  vación del nivel del ma r. La mayoría tal de los EE.UU., un aumento de de los investigadores esperan que un temperatura en varios grados Cel- aumento global de temperatura de alsius reduciría sustancialmente la es- gunos grados Celsius durante los correntía en la cuenca del Colorado, próximos 50 a 100 años suba e l nivel aun cuando la precipitación se man- del mar entre 0,2 y 1,5 metros como tuviese constante. A medida que el consecuencia de la dilatación térmiagua fuese escaseando, una mayor ca de los océanos, la fusión de los glaevaporación incrementarí a la deman- ciares en las montañas y la posible da de irrigación, forzando todavía retracción del borde meridional del más la ya precaria situación de agua casquete de hielo de Groenlandia. disponible. Al propio tiempo, se de- (Los hielos aumentarían en la Antárgradaría la calidad de ésta, pues el tida porque los inviernos, menos fríos, mismo volumen de aguas residuales promoverían la aparición de nevase diluiría en un menor caudal de das.) El mayor nivel del mar, amén corrientes fluviales. de poner en peligro ciertas poblacioPeor aún. Varios modelos climáti- nes y ecosistemas costeros, podría sacos predicen que la precipitación es- lar las reservas de aguas freáticas. tival disminuiría en las zonas interio- Pese a los muchos factores locales que res de los continentes, sin excluir las se oponen a cualquier esfuerzo de aisllanuras centrales de los EE.UU. Dean lar un indicio global inequívoco, un F. Peterson, Jr., que enseñó en la Uni- grupo de investigadores afirmó re versidad del estado de Utah, y An- cientemente haber hallado un drew A. Keller, de la compañía Ke- aumento mundial del nivel del mar ller-Bliesner Engineering, estimaron de unos dos milímetros por año en selos efectos, sobre la productividad de ries de mareogramas de muchos años. las cosechas, de un calentamiento de El aumento, sin embargo, es algo matres grados combinado con una pérdi- yor de lo que cabría esperar a tenor da de un 10 por ciento en la precipi- del calentamiento experimentado tación. Hallaron que, basándose en el hasta ahora.

TEMAS 26

presente (abajo). Las regiones en rojo estaban a más de seis grados Celsius por encima de la normal calculada con el modelo para la misma época del año en las condiciones presentes; las zonas en azul claro estaban más de seis gra-

 A nadie se le escapa que esos efectos directos del cambio climático acarrearían importantes consecuencias económicas, sociales y políticas. Una caída de la producción agrícola del Medio Oeste y las Grandes Llanuras, por ejemplo, resultaría desastrosa para los agricultores y la economía de los EE.UU. Al disminuir también los excedentes de grano de los EE.UU., sus consecuencias, muy serias, afectarían hasta la misma seguridad internacional. No todo el mundo saldría perdiendo. Si el cinturón cereal se limitara a correrse hacia el norte unos cientos de kilómetros, por ejemplo, las pérdidas de miles de millones de dólares en el estado de Iowa se convertirían en ganancias de miles de millones de dólares para los agricultores de Minnesota. Pero, ¿cómo compensar a los perdedores y hacer pagar a los ganadores? El problema de la equidad se tornaría más espinoso si atravesase las fronteras: si el desprendimiento de gases de invernadero provocado por la actividad económica de un país o grupo de países dañase a otras naciones con menos responsabilidad en la acumulación de tales gases.

F

rente a esa gavilla de amenazas, podrían considerarse tres clases de respuestas. En primer lugar, algunos investigadores han propuesto medidas técnicas para contrarrestar el cambio climático. Se ha hablado, por ejemplo, de dispersar polvo en la alta atmósfera para refle jar la luz solar. Pero si no se pueden pre-

EL CLIMA

dos por debajo. Las anomalías meteorológicas cambiaban de tamaño, forma y posición, pero el calentamiento predominaba siempre en la simulación de un mundo sometido al efecto de invernadero.

decir con certeza los cambios climáticos naturales, los efectos de tales contramedidas resultarían más imprevisibles. Tales “reparaciones técnicas” correrían un riesgo real de salir mal o de que se les echara la culpa de fluctuaciones climáticas desfavorables que acontecieran al mismo tiempo. Muchos economistas tienden a primar una segunda clase de acciones: la adaptación; a menudo la entienden con poco o ningún propósito de anticiparse a los daños o impedir los cambios climáticos. Los estrategas de la adaptación arguyen que las graves limitaciones de las previsiones climáticas hacen imprudente gastar grandes cantidades para impedir resultados que quizá no se produzcan nunca. Por contra, dicen, la adaptación es barata: las infraestructuras que hubieran de modificarse para hacer frente al cambio climático —sistemas de distribución de agua y obras costeras— tendrán que sustituirse en cualquier caso antes de que ocurran los grandes cambios climáticos. Las infraestructuras se irán reconstruyendo conforme lo exijan los cambios operados en el entorno. La adaptación pasiva se decanta por ir reaccionando al paso de los acontecimientos. Podrían establecerse, sin embargo, algunas medidas de adaptación activa para facilitar la acomodación futura. Una comisión sobre cambio climático de la Asociación Americana para el Progreso de las Ciencias hizo una llamada exi-

gente, quizá discutible, aunque con vincente en la opinión del autor, en pro de la adaptación activa: los gobiernos, en todas sus instancias, deberían reexaminar las características técnicas de los sistemas de traída y distribución de aguas y los aspectos económicos y legales de dicho ser vicio al ob jeto de incrementar la fle xibilidad y el rendimiento de los sistemas implicados.  Al ir haciéndose el clima más cálido y variar la precipitación y la escorrentía, la escasez de agua se con vertirá en fenómeno frecuente y se complicará la necesidad de transvases regionales. Aun cuando el clima no cambiase, una mayor flexibilidad de los sistemas de traída y distribución de aguas facilitaría abordar me jor el problema de las oscilaciones extremas del tiempo normal. La tercera categoría de respuesta, la más activa también, reside en la pre vención: evitar la acumulación de gases de invernadero. Las medidas para la conservación de la energía, el recurso a otras fuentes y el paso del carbón al gas natural u otros combustibles con menor contenido de carbono podrían todas reducir las emisiones de dióxido de carbono, como también lo haría el cese de la deforestación. Si se detiene la producción de los CFC, de dudosa fama por su capacidad para erosionar la capa estratosférica de ozono, se eliminaría otro componente de la acumulación. Margaret Mead y William W. Kellogg, del NCAR, presentaron en 1976 una propuesta de gran alcance para reducir las emisiones: una “ley del ai-

55

7. LAS NUBES CONDICIONAN LAS TEMPERATURAS en superficie porque reflejan al mismo tiempo la luz solar, impidiendo que se caliente la Tierra, y absorben la radiación infrarroja emitida por la superficie, contribuyendo al efecto de invernadero. En esta imagen, basada en datos de satélite recogidos en abril de 1985, las nubes producían un efecto neto de enfriamien-

re”, que mantendría las emisiones de dióxido de carbono por debajo de ciertos límites globales asignando cupos de contaminación a cada país.

L

as propuestas de acción inmediata generan polémica porque suelen exigir cuantiosas inversiones inmediatas como póliza de seguros contra futuros sucesos cuyo perfil estamos muy lejos de conocer bien. Pero, ¿hay algún principio que nos ayude a apostar por estas o aquellas medidas de prevención y adaptación? En mi opinión, la sensatez induce a emprender acciones que lleven consigo beneficios, aun cuando no se materialice la predicción de cambio climático. La búsqueda de altos rendimientos energéticos nos ofrece un ejemplo válido de esta clase de estrategia. Un mejor uso de los combustibles fósiles frenará la acumulación de dióxido de carbono; más aún: aunque se hubiese exagerado la fragilidad del clima ante el dióxido de carbono, ¿qué se perdería con esta medida? Los altos rendimientos adquieren su sentido, por lo común en el marco económico; pues bien, la reducción del uso de combustibles fósiles limitaría la lluvia ácida y la contaminación urbana, disminuyendo también la dependencia de

56

to en algunas regiones (azul y verde) y un efecto de calentamiento en otras (rojo). En conjunto, las nubes enfrían el planeta más de lo que lo calientan, pero las características de las nubes y su efecto sobre el clima podrían cambiar imprevisiblemente en un mundo de invernadero. La imagen fue proporcionada por V. Ramanathan, de la Universidad de Chicago.

muchos países con respecto a los proHay quienes defienden que debiera ductores extranjeros. El desarrollo de ser el mercado libre, y no las normas otras fuentes de energía, la revisión gubernamentales o los incentivos fisde la ley del agua, la búsqueda de se- cales, quien dictase las mejoras en el millas mejoradas y resistentes a la se- uso eficaz de la energía o la eliminaquía, la negociación de acuerdos in- ción de los CFC, por ejemplo. Pero no ternacionales de comercio sobre se puede sostener de modo coherente alimentos y otros bienes sensibles al que el mercado es “libre” cuando no inclima: todos ellos son pasos que ofre- cluye algunos de los costos potenciacerían generosos beneficios, aun cuan- les de los daños contra el ambiente prodo el clima permaneciera como está. ducidos por bienes o servicios. También Con frecuencia, sin embargo, tales los políticamente conservadores están medidas habrán de resultar costosas de acuerdo en que el cálculo económiy políticamente controvertidas. Las co debe ceder el paso a la conciencia normativas o los incentivos para fo- estratégica, cuando la seguridad namentar técnicas que aprovechen me- cional o global está en juego.  jor la energía pueden representar una carga mayor para determinados grula seguridad está aquí en juego. Lo ponen de manifiesto las impos —mineros del carbón y gente pobre, por ejemplo— que para otros; los plicaciones que se derivan de un aumento costes podrían ser, asimismo, más ele- de temperatura global, cifrado en va vados, en proporción, para los países rios grados o más, durante el siglo vepobres que para los ricos. Las acciones nidero. Añádanse a las amenazas preque impidan el calentamiento de in-  vistas y a las sorpresas que pueden  vernadero deben ir acompañadas de estar al acecho en el siglo del invernamedidas de política interior y exterior dero: una brusca realimentación posipara tratar de equilibrar la equidad tiva en la acumulación de gases de incon la eficacia. Pese a ello, el autor con-  vernaderoen virtudde la descomposición sidera mejor luchar contra la pobreza acelerada de materia orgánica del suey fomentar el desarrollo mediante in- lo, espectaculares cambios en los climas  versiones directas que manteniendo regionales causados por alteraciones en artificialmente bajos los precios de la la circulación oceánica y aparición de energía e ignorando el gravamen de la nuevas enfermedades o plagas del campo al romperse los ecosistemas. En el destrucción del ambiente.

 Y 

TEMAS 26

sistema de valores del autor —y esto es un juicio político— hace tiempo que deberían haberse promulgado medidas eficaces y vinculantes. Me pregunto a menudo si mi pesimismo obedece a la imposibilidad de evitar ningún cambio global: de momento, no parece que haya políticas plausibles capaces de impedir que el globo se caliente en uno o dos grados. Dentro de todo, veo un aspecto positi vo: la posibilidad de que un ligero, aunque manifiesto, calentamiento global,  junto con la amenaza, más grave, predicha en los modelos de ordenador, catalice la cooperación internacional para alcanzar un desarrollo compatible con el ambiente, marcado por una población estabilizada y la proliferación de técnicas que aprovechen de forma eficaz la energía sin dañar el entorno. Se evitaría así un calentamiento de invernadero mucho mayor (y las consiguientes agresiones, más graves, contra el ambiente). El mundo desarrollado podría tener que invertir cientos de miles de millones de dólares por año durante muchos decenios, en el propio país y en asistencia técnica y financiera a los menos avanzados, para lograr un mundo estabilizado y viable. Es fácil caer en el pesimismo ante las perspectivas de una iniciativa internacional de esas proporciones; pero no hace tanto que el cese de la tirantez y recelo entre la OTAN y las fuerzas del Pacto de Varsovia parecía también inconcebible. Hoy nos parece incluso verosímil. Tal vez los recursos que liberaría un tal acuerdo y el modelo de cooperación internacional que establecería abrieran el camino a un mundo en el que el siglo del invernadero existiera sólo en los microprocesadores de un superordenador.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA THE GREENHOUSE EFFECT, CLIMATIC CHANGE, AND E COSYSTEMS . Dirigido por Bert

Bolin, B. R. Döös, Jill Jäger y Richard A. Warrick. John Wiley & Sons, 1986. AN INTRODUCTION TO THREE-DIMENSIONAL C LIMATE MODELING . Warren M.

Washington y Claire L. Parkinson. University Science, 1986. CLOUD-RADIATIVE FORCING AND CLIMATE: RESULTS FROM THE EARTH RADIATION BUDGET EXPERIMENT . V. Ramanathan et

al. en Science, vol. 243, n. o 4887, págs. 57-63; 6 de enero de 1989.

GLOBAL WARMING: ARE WE ENTERING THE GREENHOUSE  CENTURY? Stephen H.

Schneider. Sierra Club Books, 1989. POSSIBLE CLIMATE  CHANGE D UE TO SO2DERIVED CLOUD CONDENSATION NU CLEI. T. M. L. Wigley en Nature, volumen

339, n.o 6223, págs. 365-367; 1 de junio de 1989.

EL CLIMA

57

Dióxido de carbono  y clima mundial

Roger Revelle

 La quema de combustibles fósiles y la tala  de bosques incrementan la cantidad de dióxido de carbono que recibe la atmósfera. Es probable que el resultado  sea un aumento global de la temperatura

E

l “problema del dióxido de car- onda, que a su vez irradia la superfi- pequeña fracción de esta última cantibono”, que ha sido objeto de cie de la Tierra y que de otra manera dad: aproximadamente unas 700 gigran preocupación en los úl- se perdería en el espacio. Este es el lla- gatoneladas. El hecho de que la matimos años, es en realidad una com- mado “efecto de invernadero”. Si no yor parte del carbono existente en las binación de tres problemas. El prime- hubiese nada de dióxido de carbono en capas superficiales de la Tierra haya ro es el de saber cuánto dióxido de la atmósfera, el calor escaparía de la pasado por la atmósfera y haya sido carbono se añadirá a la atmósfera en Tierra mucho más fácilmente. La tem- enterrado en los sedimentos explica los próximos años, y a q ué velocidad, peratura superficial necesaria para la moderada intensidad del efecto de como consecuencia de la quema de que hubiese equilibrio entre la radia- invernadero en la atmósfera terrescombustibles fósiles y la tala de bos- ción incidente y la emitida sería más tre. En Venus, que no tiene océanos, ques. Estas actividades humanas han baja y los océanos podrían ser una ma- la atmósfera está constituida princiincrementado ya el dióxido de carbo- sa sólida de hielo. palmente por dióxido de carbono; el no atmosférico en aproximadamente Durante las épocas geológicas los efecto de invernadero es allí mucho un 15 por ciento en el último siglo. El  volcanes han emitido enormes canti- más fuerte; la temperatura superfisegundo problema es si el aumento dades de dióxido de carbono. Casi to- cial alcanza los 400 grados Celsius. del dióxido de carbono producirá una do él se ha transformado química- En Marte, donde la atmósfera es muy subida importante en la temperatu- mente en carbonatos cálcico y tenue, el efecto es muy débil y la temra media y otros cambios e n el clima magnésico o en materia orgánica y ha peratura superficial es de –50 grados de diversas regiones. Los modelos ma- sido enterrado en los sedimentos ma- Celsius. temáticos del clima terrestre indican rinos. La cantidad de carbono conteace más de un siglo que el químique la respuesta es probablemente nida en los carbonatos sedimentarios afirmativa, pero todavía no se ha de- se estima en 50 millones de gigatoneco sueco Svante Arrhenius y el tectado una señal climática inequí- ladas (una gigatonelada vale mil mi- geólogo americano Thomas C. Cham voca. El tercer problema es si lo s po- llones de toneladas) y la cantidad en berlin propusieron independientesibles cambios climáticos y otros la masa sedimentaria orgánica se es- mente la hipótesis de que las variaefectos de la creciente concentración tima en unos 20 millones de gigato- ciones en la abundancia de dióxido de de dióxido de carbono en la atmósfe- neladas. El total, 70 millones de gi- carbono en la atmósfera afectarían a ra tendrían consecuencias importan- gatoneladas, es casi 2000 veces mayor la temperatura superficial de la tes para las sociedades humanas. que todo el carbono de la atmósfera, Tierra. Arrhenius estimó que al duTambién aquí la respuesta es proba- los océanos y la biosfera, que se cifra plicarse la concentración de aquel gas blemente afirmativa, con la matiza- en unas 42.000 gigatoneladas. La com- se produciría un aumento global de ción de que las consecuencias serían ponente atmosférica misma es una temperatura de aproximadamente complicadas: algunas regiones y algunas sociedades humanas se beneficiarían, mientras que otras saldrían 1. LA DEFORESTACION es evidente en esta fotografía del distrito de Toledo de Bélice (antes Honduras Británica) tomadas por el Landsat que figura en la página perjudicadas. El dióxido de carbono altera el ba- opuesta. En el sistema mixto infrarrojo-falso color de reproducción de imágenes del Landsat, las zonas rojas oscuras son bosques y las regiones azul-verdosas y lance de calor de la Tierra al actuar azules (aparte del golfo de Honduras en la parte inferior derecha) representan como pantalla en un solo sentido. Es bosques recientemente talados. Las regiones en rosa brillante indican vegetación transparente para la radiación a las regenerándose, bien tierra de cultivo recuperada o nuevo crecimiento de bosque longitudes de onda visibles, donde es- en pequeña escala. El área talada es aproximadamente de 218 kilómetros cuadrados, tá contenida la mayor parte de la ener- lo que equivale a un 1 por ciento del área del país. Talas semejantes, en la mayor gía de la luz del Sol, por lo que éste parte de los casos para extender las regiones agrícolas, se han llevado a cabo en puede calentar los océanos y los conti- Bangladesh, Brasil, Filipinas, Tailandia, Venezuela y otros países. La desaparición de los bosques añade grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera, nentes. Por otra parte, las moléculas porque los árboles incorporan de 10 a 20 por ciento más carbono por unidad de de dióxido de carbono en la atmósfera superficie que los cultivos o los past izales. Los factores parcialmente compensadoabsorben y reemiten parte de la radia- res son el nuevo crecimiento de los bosques en tierras de cultivo abandonadas y la ción infrarroja, de mayor longitud de repoblación forestal deliberada.

H

58

TEMAS 26

nueve grados Celsius. En 1939, G. S. Callendar observó que el calentamiento global observado durante los 60 años anteriores podría haber sido producido por un aumento en la cantidad de dióxido de carbono atmosférico como consecuencia de la combustión de materias fósiles. Gilbert N. Plass razonó en una línea similar a principios del decenio de 1950. Ninguna de las dos propuestas fue tomada muy en serio por los otros científicos. Una de las razones era que, aproximadamente por la misma época, la temperatura media global cesó de subir; durante las dos décadas siguientes llegó incluso a disminuir ligeramente. Una segunda razón era que muchos científicos admitían que casi todo el dióxido de carbono producido industrialmente sería absorbido por los océanos y por consiguiente eliminado de la atmósfera. El mar contiene unas 60 veces más dióxido de carbono que la atmósfera, y se creía que esta proporción se mantendría. En tercer lugar, las medidas de dióxido de carbono en muestras de aire tomadas en lugares y épocas diferentes  variaban tanto, que era imposible de-

terminar si la cantidad total en la atmósfera estaba aumentando o disminuyendo. La mayor parte del dióxido de carbono en los océanos está en forma de iones carbonato y bicarbonato, y solamente un poco es dióxido de carbono “libre” disuelto. En 1957, Hans Seuss y el autor mostraron que un cambio relativamente pequeño en la cantidad de dióxido de carbono libre disuelto en el agua del mar corresponde a una variación comparativamente grande de la presión parcial del dióxido de carbono a la que océanos y atmósfera están en equilibrio. Se deducía de este descubrimiento que la velocidad a la que los océanos del planeta podían absorber gas era mucho menor de lo que se había creído. Los gases se intercambian con facilidad entre la atmósfera y el océano solamente en una capa superficial bien mezclada de unos 80 metros de profundidad en promedio. Si el dióxido de carbono absorbido está confinado a esta capa, una variación dada en la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera modificaría el contenido en el agua superficial solamente en

una novena parte de aquella variación. A esta relación 9:1 la llamamos “factor de amortiguación”, y demostramos que aumenta al aumentar el dióxido de carbono atmosférico. La difusión hacia abajo, la advección y la convección entre la capa superficial bien mezclada y el agua más profunda aumentarían la cantidad de dióxido de carbono absorbida por el océano y por tanto reducirían la cantidad que queda en la atmósfera, pero creíamos que esos procesos eran relativamente lentos. En consecuencia, parecía probable que una gran parte del dióxido de carbono liberado en la combustión de carbón, petróleo y gas natural permaneciese en la atmósfera durante un considerable período de tiempo, posiblemente con profundos efectos sobre el clima terrestre. El hombre estaba llevando a cabo sin darse cuenta un gran experimento geofísico. Si se obtuvieran de él los datos adecuados, podría conducir a un nuevo nivel de comprensión de la atmósfera y de los océanos. También podría, sin embargo, originar variaciones climáticas que fuesen seriamente perturbadoras.

700

ATMOSFERA

100

100

113

113

CAPA BIEN AGITADA 700

CONTINENTES PARTES NO 36 LEÑOSAS DE LOS 77

25

ARBOLES CUBIERTA VEGETAL

AGUAS PROFUNDAS 38.400

37

69

15 21 12

45

11

PARTES LEÑOSAS DE LOS ARBOLES 452

2

3 6

60

18

81

DEGRADADORES/  DETRITUS

2. EL CICLO DEL CARBONO se muestra en función de la cantidad de carbono almacenada en diversos depósitos y el intercambio anual entre los depósitos. Estos intercambios están indicados por las flechas. Las cifras están expresadas en gigatoneladas, o miles de millones de toneladas. En los cubos que representan el carbono almacenado, las cifras muestran el contenido actual de carbono del depósito. Las cifras asociadas a las flechas dan el flujo de carbono de equilibrio en gigatoneladas por año que tendría lugar sin inter-

31

14

CARBONO ACTIVO EN EL SUELO 1121

vención humana. La acción del hombre, ejemplificada en el gasto de combustibles fósiles y tala de bosques, está incrementando la cantidad de carbono (en forma de dióxido de carbono) en la atmósfera. El aumento podría conducir a un calentamiento global porque las moléculas de dióxido de carbono absorben y reemiten parte de la radiación infrarroja procedente de la superficie terrestre. Las estimas de carbono almacenado y flujos de carbono desde la biosfera terrestre fueron calculadas por Jerry Olson, del Laboratorio de Oak Ridge.

TEMAS 26

En el programa del Año Geofísico Internacional de 1957-58 se incorporaron proyectos para la medida del dióxido de carbono atmosférico. Parte del trabajo se asignó a la Institución Scripps de Oceanografía, que encargó a Charles David Keeling la realización de las medidas. Este in vestigador instaló analizadores de gas de gran precisión para la medida continua del dióxido de carbono en dos puntos: cerca de la cima de Mauna Loa, en Hawai, y en la estación del polo sur del Programa Antártico de los Estados Unidos. Los lugares se escogieron porque estaban libres de contaminación local y era de suponer que proporcionarían aire bien mezclado para las muestras. Los datos de esos dos puntos se suplementaron mediante medidas de muestras de aire recogidas por aviones sobre los océanos.

L

os gráficos que se acompañan (veánse las figuras 4 y 5 ) muestran los resultados obtenidos por Keeling y sus colaboradores, de la Administración Nacional Atmosférica y Oceánica, en dos decenios de medidas. En ambas estaciones se evidencia un ciclo anual de concentración de dióxido de carbono, ciclo que refleja las cambiantes actividades estacionales de las plantas verdes. Durante la estación de crecimiento hay una extracción neta de carbono de la atmósfera por las plantas mediante la fotosíntesis; en las otras épocas, se devuelve dióxido de carbono a la atmósfera por oxidación de los tejidos de las plantas. Cuando se elimina la  var iación est aciona l, los regist ros muestran un crecimiento aproximadamente exponencial en ambas estaciones de medida. Cuando las medidas se iniciaron, la concentración subía a razón de aproximadamente 0,7 partes por millón por año: hacia finales del decenio de 1970, la velocidad había alcanzado 1,4 partes por millón y año. Keeling y su colega Robert Bacastow llegaron a la conclusión de que la concentración media en Mauna Loa había aumentado desde 315,8 partes por millón, a principios de 1959, hasta 334,6 en enero de 1978, lo que co nstituía un aumento del 6 por ciento. La estación del polo sur llevaba retraso con respecto a Mauna Loa a causa del tiempo necesario para realizar la mezcla a través del ecuador, de modo que el aumento observado en el polo sur era ligeramente inferior. El aumento de unas 19 partes por millón en Mauna Loa corresponde a la adición de 40 gigatoneladas de carbono a la atmósfera en esos 19 años.

EL CLIMA

Ralph M. Rotty, del Instituto para  vertical que muestra la variación con el Análisis de la Energía en Oak Rid- la latitud de la concentración media ge, Tennessee, ha compilado y eva- anual de dióxido de carbono en la atluado los datos de las Naciones Uni- mósfera. Los valores más altos redas sobre la producción de carbón, sultan encontrarse al norte de 40 grapetróleo y gas natural durante este dos de latitud en el hemisferio norte, período. Ha llegado a la conclusión donde el consumo de combustibles fóde que el total de dióxido de carbono siles y las variaciones estacionales en producido (incluyendo una pequeña la productividad de las plantas son contribución procedente de la fabri- máximos. Los valores más bajos se cación de cemento) corresponde a presentan en el hemisferio sur, donunas 70 gigatoneladas de carbono, de el consumo de combustibles fósiaumentando desde 2,4 gigatoneladas les y la actividad de las plantas terrespor año en 1959 hasta 5 gigatonela- tres son relati vamente pequeños. das por año en 1977. Esta cantidad representa 1,75 veces la cantidad de ara que la Tierra se mantenga a carbono medida que se ha añadido a temperatura constante, las emisiones infrarrojas del planeta deben la atmósfera. Rotty ha calculado también que el compensar la radiación solar abdióxido de carbono procedente de sorbida. Bajo las condiciones actuacombustibles fósiles producido entre les, el balance se alcanza a una tem1860 y 1958 corresponde a 76,5 giga- peratura radiante en la atmósfera toneladas de carbono. Aplicando la terrestre de –18 grados Celsius y a misma relación de producción al in- una altura de cinco a seis kilómetros. cremento atmosférico, el carbono Por debajo de este nivel, la temperaañadido a la atmósfera entre 1860 y tura aumenta en aproximadamente 1977 sería de 84 gigatoneladas, o 40 seis grados por kilómetro al acercarpartes por millón de dióxido de car- se a la superficie terrestre, donde la bono. La estima es sin embargo in- temperatura media es de 15 grados. cierta, porque debe haber habido un Si la opacidad de la atmósfera a la raimportante ingreso de dióxido de car- diación infrarroja aumenta, el nivel bono durante el siglo que comienza radiante de equilibrio y la temperaen 1860 como consecuencia de la ta- tura de la superficie y de la baja atla de cientos de millones de hectá- mósfera deben subir hasta que las reas de bosque para aumentar la su- emisiones del planeta y la radiación perficie de las tierras arables. Hasta solar absorbida vuelvan a ser iguales. hace pocos decenios, tal expansión de Un aumento en la cantidad de dióxila tierra cultivable era necesaria pa- do de carbono en la atmósfera tiende ra alimentar a la creciente población a cerrar la “ventana” atmosférica indel mundo; la cosecha recogida por frarroja, porque hay más moléculas hectárea no aumentó gran cosa has- de dióxido de carbono para absorber ta después de l a S egun da Gue rra la radiación. Mundial. El aumento medio de la temperaLas convincentes pruebas de que tura en superficie se puede calcular la concentración de dióxido de carbo- con ayuda de un modelo matemático no atmosférico está aumentando ex- que predice la temperatura en funponencialmente han dado por resul- ción de la altura sobre la superficie. tado un crecimiento todavía más James E. Hansen y sus colegas, de la rápido de las mediciones científicas  Administración Nacional de Aeroy los estudios teóricos acerca del pro- náutica y del Espacio, han empleado blema del dióxido de carbono. Ha ha- tal modelo para examinar los princibido una plétora de conferencias y pales procesos que podrían incidir en congresos, y se han realizado medi- la temperatura cuando se añade dióxidas de dióxido de carbono atmosféri- do de carbono a la atmósfera. Suco en muchos lugares, que se extien- pusieron que tanto la humedad reladen en latitud desde Barrow en tiva como la temperatura en la cima  Alaska hasta Halley Bay en la Antár- de las nubes se mantenían constantida: en condiciones de ambiente nor- tes y que la temperatura disminuía mal, desde Europa occidental hasta con la altura a razón de 6,5 grados la estación meteorológica PAPA en la Celsius por kilómetro. Bajo esas conparte central del Pacífico Norte y la diciones hallaron que el duplicar la Isla Amsterdam en el sur del océa no cantidad de dióxido de carbono en la Indico; y en el tiempo, desde el pre- atmósfera haría subir la temperatusente hasta la época más fría del úl- ra global media en superficie en 2,8 timo período glacial, hace aproxima- grados Celsius, con un factor estimado de incertidumbre de dos. damente 18.000 años. Ese conjunto de medidas han hecho El vapor de agua en la atmósfera es posible la construcción de un corte también un eficaz absorbente de ra-

P

61

diación en las longitudes de onda infrarrojas. Parte de la subida de temperatura calculada proviene de la hipótesis de humedad relativa constante; como el aire caliente puede contener más vapor de agua que el aire frío, mantener la humedad relativa constante requiere que la cantidad de  vapor de agua en la atmósfera aumente con la temperatura. Por consiguiente, se absorberá y reemitirá nuevamente a la Tierra más radiación infrarroja, creando una realimentación positiva. Si la temperatura media de la cima de las nubes no cambia, la cantidad de radiación infrarroja que emitirán hacia el espacio permanecerá constante. Pero las nubes se mueven hacia un nivel más alto a causa del calentamiento de la baja atmósfera. Si la tasa de variación de la temperatura entre la superficie y la cima de las nubes permanece constante, el resultado es más calentamiento todavía, dando lugar a otro efecto de realimentación positiva. Puede suponerse que el calentamiento de la superficie funda parte

del hielo y la nieve, reduciendo el albedo o reflectividad de la Tierra. Se absorbería entonces más radiación solar, lo que conduciría a un nuevo incremento de temperatura. El resultado sería un nuevo efecto de realimentación positiva de magnitud aproximadamente igual al debido a la hipótesis de temperatura fija en la cima de las nubes. El futuro calentamiento cerca de la superficie terrestre debido al aumento del dióxido de carbono se intensificaría en forma importante, quizás hasta un 50 por ciento, si la concentración de otros gases absorbentes de radiación infrarroja, como son el óxido nitroso, el metano y los clorofluorcarburos, aumentase como es de esperar en los próximos 50 o 100 años. Hansen y sus colaboradores examinaron también los archivos de la temperatura media anual del globo entre 1880 y 1980. Hallaron que la temperatura subió 0,5 grados entre 1885 y 1940, con un ligero enfriamiento después. En los archivos basados exclusivamente en datos tomados en el he-

340

336

   )    N    O    L 332    L    I    M    R    O    P    S    E    T 328    R    A    P    (    O    N    O    B324    R    A    C    E    D    O    D    I    X320    O    I    D

S

316

312 1958

1960

1962

1964

1966

1968

1970

1972

1974

1976

1978

3. LA CRECIENTE CONCENTRACION de dióxido de carbono en la atmósfera en Mauna Loa, en Hawai, es evidente en las medidas continuas hechas por Charles David Keeling de la Institución Scripps de Oceanografía y por la Administración Nacional Atmosférica y Oceánica. La variación estacional (en color ) se produce porque la actividad fotosintética de las plantas durante la época de crecimiento extrae dióxido de carbono del aire y lo devuelve después por oxidación de los tejidos de las plantas; compárese ésta con la curva en negro, que muestra la variación con el efecto estacional eliminado artificialmente.

62

misferio norte al norte del trópico, el reciente enfriamiento constituye una tendencia destacada, pero el grupo de Hansen halló que la temperatura media global en 1980 era casi tan alta como en 1940. Durante el período de 1880 a 1980 la temperatura media global subió aproximadamente 0,4 grados, variación en concordancia básica con su cálculo de que el aumento del dióxido de carbono de la atmósfera había sido de 43 partes por millón en el mismo período. La correlación entre el nivel de dióxido de carbono y la temperatura no es exacta, sin embargo; ello indica que otros factores deben haber afectado a la temperatura global. Cuando el grupo de Hansen tomó en consideración la absorción de calor por los océanos y las variaciones en la cantidad de aerosoles volcánicos, el ajuste mejoró considerablemente. Se obtiene todavía mejor concordancia cuando se incluye también una variabilidad hipotética del 0,2 por ciento en la luminosidad del Sol. La concordancia general entre las  variaciones modelada y observada de la temperatura indica firmemente que el dióxido de carbono y los aerosoles  volcánicos son responsables de gran parte de la variación global de temperatura en los últimos 100 años. Debe decirse, sin embargo, que hasta ahora la tendencia al calentamiento no ha sobrepasado el “nivel de ruido” de las fluctuaciones anuales de la temperatura, que alcanza 0,2 grados Celsius por encima o por debajo del promedio anual. La confianza en la hipótesis del dióxido de carbono adquiriría una mayor solidez si se hiciera evidente una tendencia al calentamiento que excediera el nivel de ruido. Casi todas las estimas razonables de la cantidad de combustible fósil que se consumirá en los próximos años indican que si el dióxido de carbono está en realidad alterando el clima, no tardará mucho en aparecer una clara tendencia hacia el calentamiento. yukuro Manabe, Richard T. Wetherald y R. Stouffer, del Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos en la Universidad de Princeton, han elaborado un modelo matemático para explorar la distribución geográfica de los probables cambios climáticos resultantes de la duplicación o cuadruplicación del dióxido de carbono atmosférico. El modelo muestra una respuesta climática marcadamente diferente a distintas latitudes. Con la duplicación del dióxido de carbono, el aumento en la temperatura

TEMAS 26

media es de menos de 2 grados Celsius en los trópicos, pero es de tres grados Celsius a la latitud de 35 g rados norte (aproximadamente la latitud de Los Angeles y Tokio). A 50 grados norte (cerca de París y de Vancouver), la temperatura aumenta en 4 grados Celsius y a 76 grados norte (bastante por encima del círculo polar ártico), el aumento es de siete grados Celsius. El aumento previsto a las altas latitudes boreales es mucho mayor entre octubre y mayo que durante el verano, reduciendo así la amplitud de las variaciones estacionales de temperatura sobre las tierras boreales. El modelo muestra también un fuerte aumento en las intensidades de precipitación y escorrentía a latitudes boreales altas. Mas entre 35 y 45 grados norte se acorta notablemente la diferencia entre precipitación y evaporación, lo que daría por resultado un decrecimiento importante en la escorrentía. Para una concentración doble de dióxido de carbono en la atmósfera, los cambios climáticos pronosticados por el modelo son mayores que ninguno de los experimentados desde el final del último período glacial, hace aproximadamente 12.000 años. Las temperaturas globales podrían ser más altas que las que el hombre civilizado ha experimentado nunca. Las altas temperaturas persistirían durante cientos de años hasta que la lenta absorción por los océanos eliminase el exceso de dióxido de carbono de la atmósfera.

L

os modelos del tipo empleado por Manabe y sus colegas llevan consigo muchas incertidumbres. Por ejemplo, la relación entre atmósfera y océanos del modelo sólo es parcialmente realista, de modo que no puede representar el transporte de calor de bajas a altas latitudes por las corrientes oceánicas, o el intercambio de calor entre la capa oceánica superficial mezclada y las aguas más profundas. Otra incertidumbre proviene de la dificultad de predecir la respuesta de las nubes a las cambiantes condiciones climáticas. De manera análoga, es difícil predecir el efecto de las  variaciones en la extensión geográfica de los hielos marinos sobre el intercambio de calor y de vapor de agua entre el mar y la atmósfera. La tosca resolución espacial del modelo enmascara las variaciones regionales en el clima. Todas esas incertidumbres indican que el modelado matemático de los cambios climáticos debería evaluarse y controlarse por estudios de los

EL CLIMA

340

336

   )    N    O    L 332    L    I    M    R    O    P    S    E    T 328    R    A    P    (    O    N    O    B324    R    A    C    E    D    O    D    I    X320    O    I    D

316

312 1958

1960

1962

1964

1966

1968

1970

1972

1974

1976

1978

4. AUMENTO DEL DIOXIDO DE CARBONO en el polo sur: con las variaciones estacionales incluidas (en color ) y eliminadas (en negro). Las medidas continuas se realizaron bajo la dirección de Keeling.

climas pasados, y particularmente de los últimos períodos cálidos. Recientemente, Hermann Flohn, de la Uni versi dad de Bo nn, ha realizado un estudio de esta clase. A partir de sus resultados, ha estimado los cambios en la temperatura media y en la precipitación que serían probables en diversas cintas de latitud si la concentración de dióxido de carbono de la atmósfera aumentara hasta la región de 560 a 680 partes por millón (unas dos veces el nivel de hace un siglo) y si otros gases absorbentes en el infrarrojo incrementaran su presencia.

E

l análisis hecho por Flohn de los datos históricos indica que podrían producirse apreciables disminuciones de la precipitación y aumentos de la temperatura (y, por tanto, de la evaporación) en bandas de latitud centradas en 40 grados norte y 10 grados sur. Por otra parte, la precipitación sería mayor entre 10 y 20 grados norte y en las regiones al norte de 50 grados norte y al sur de 30 grados sur. Estos cambios podrían tener profundos efectos en la distribución de los recursos mundiales de agua. Por ejemplo, en el sistema del río Colorado de los Estados Unidos, la cuenca de dre-

naje más importante está aproximadamente a 40 grados norte. No solamente disminuiría la lluvia en esta zona, sino que también el aumento de temperatura incrementaría la evaporación. En la actualidad se evapora aproximadamente el 85 por ciento de la precipitación, y sólo el 15 por ciento va a parar al río. Con un aumento de varios grados Celsius en la temperatura del aire y un 10 al 15 por ciento de disminución en la precipitación, el caudal medio del Colorado bajaría un 50 por ciento o más. Incluso el caudal actual, regulado por grandes volúmenes de agua almacenados en embalses, es apenas suficiente para satisfacer las demandas de la agricultura de regadío. En otras partes del mundo es probable que se produjeran importantes cambios en las disponibilidades de agua superficial y subterránea. En  Africa Septentrional, los caudales medios del Níger, Chari, Senegal, Volta y Nilo Azul podrían aumentar substancialmente porque sus cuencas recibirían de un 10 a un 20 por ciento más de precipitación, mientras que las temperaturas sólo aumentarían ligeramente. En muchos otros ríos el caudal podría disminuir considerablemente: el Hwang Ho en China, el Amu

63

Darya y el Syr Darya en una de las principales regiones agrícolas de la URSS, el sistema Tigris-Eufrates en Turquía, Siria e Irak, el Zambeze en ~o FrancisZimbabwe y Zambia y el Sa co en Brasil. Alguna menor escorrentía y almacenamiento subterráneo se podría esperar en el río Congo en Africa, el Ródano y el Po en Europa occidental, el Danubio en Europa oriental, el Yangtze en China y el río Grande en los Estados Unidos. Muchos de esos ríos constituyen la base de extensos sistemas de regadío muy productivos, y la reducción prevista de sus caudales podría tener graves consecuencias. Al mismo tiempo, fuertes aumentos en los caudales de los ríos Mekong y Brahmaputra podrían desencadenar inundaciones desastrosas y frecuentes en amplias zonas de Tailandia, Laos, Camboya, Vietnam, India y Bangladesh.

cultura de regadío. El dióxido de car- la escasez de agua al aumentar el conbono es un nutriente fundamental de tenido de dióxido de carbono atmoslas plantas; constituye un componen- férico. A altas latitudes, las temperate de la formación de materia orgáni- turas más altas inducidas por el ca por fotosíntesis. Como han puesto dióxido de carbono pueden alargar el de manifiesto Sylvan H. Wittwer, de período de crecimiento, permitiendo la Universidad estatal de Michigan, la expansión de zonas de agricultura y Norman J. Rosenberg, de la Univer- de secano. sidad de Nebraska en Lincoln, los exUna posible consecuencia del caperimentos, tanto en el invernadero lentamiento climático que ha sido como en el campo, demuestran que ampliamente discutida es la desinuna mayor concentración de dióxido tegración de la barrera de hielo de la de carbono fomenta la fotosíntesis y  Ant árt ida occ ide nta l, que muc hos da lugar a un crecimiento más rápi- glaciólogos consideran inestable pordo. A igualdad de otros factores, un que gran parte de ella está deba jo del mayor contenido de dióxido de carbo- nivel del mar. El volumen de hielo no conduciría a una mayor producción por encima del nivel del mar es aprode cultivos tales como arroz, trigo, al- ximadamente de dos millones de kifalfa y soja. lómetros cúbicos. Si todo él se funTal vez de la misma importancia es diera, el nivel del mar ascendería el hecho de que algunas plantas tien- cinco o seis metros, inundando muden a cerrar sus estomas, o poros de chas ciudades costeras y mucha tierra sus hojas, en un ambiente de alto con- cultivable en Holanda, Bangladesh, tenido de dióxido de carbono, con la las regiones de tierras bajas del sur os efectos en gran escala del consiguiente reducción en la transpi- de los Estados Unidos y muchos delaumento del dióxido de carbono ración de agua. De aquí que, con llu- tas de ríos densamente poblados en en la atmósfera sobre la agricultura  via escasa o incierta, el maíz, la caña todo el mundo. La mitad del estado de secano, dependiente de las lluvias, de azúcar y el sorgo, así como los cul- de Florida quedaría cubierta por los serían complicados y más difíciles de tivos arriba mencionados, se verían mares. estimar que los efectos sobre la agri- probablemente menos afectados por  Aun cuando tales cambios en el mapa del globo puedan parecer la consecuencia potencial más dramática del cambio climático, la adaptación social N y económica podría no ser muy difí80 cil, al menos en el caso de las ciudades, si los cambios fueran suficientemente lentos. Exceptuando los 60 monumentos históricos, las ciudades se están reconstruyendo constantemente sin precisar el estímulo de los 40 cambios en la forma de la costa. La “vida media” de los edificios urbanos 20 —período después del cual la mitad de los edificios erigidos en un año da      D do han sido derruidos o sustituidos—       U       T 0       I parece estar entre 50 y 100 años. Así       T       A       L pues, el carácter destructor del cambio climático dependerá fundamental20 mente de la velocidad con que se produzca.

L

40

 A 

cabamos de ver que pueden esperarse importantes consecuencias cuando el contenido de dióxido de car60 bono en la atmósfera alcance un ni vel doble del que existía a mediados del siglo  XIX . ¿Cuándo podría suceder 80 esto? El espectro de respuestas proS bables depende de otras dos cuestio–4 –2 0 2 nes: la futura tasa de consumo de comDIOXIDO DE CARBONO (PARTES POR MILLON) bustibles fósiles y la futura proporción 5. LA VARIACION CON LA LATITUD calculada para el contenido de dióxido de que quede en el aire del dióxido de carbono atmosférico se da para alturas a las que la presión atmosférica es de 700 carbono emitido como consecuencia milibares (negro) y 900 milibares (color ). Los puntos grises representan medidas de la actividad humana. durante varios períodos desde 1958 hasta 1979 a latitudes desde Barrow, en Alaska, Esta proporción se llama la fracción al polo sur. Los datos están en partes por millón de dióxido de carbono por encima atmosférica. La futura duplicación del y por debajo de la concentración med ia anual en Mauna Loa. Los valores más altos se encuentran al norte de 40 grados de lat itud norte, donde el consumo de combu s- dióxido de carbono con respecto al ni vel probable del siglo  XIX   requeriría tibles fósiles es también el más alto.

64

TEMAS 26

0,4

a 

b 

c 

   )    S    U    I 0,2    S    L    E    C    S    O    D    A    R    G    ( 0    A    R    U    T    A    R    E    P    M    E    T    E–0,2    D    N    O    I    C    A    I    R    A    V

–0,4

–0,6 1880

1900

1920

1940

1960

1980 1880

1900

1920

6. TENDENCIA AL CALENTAMIENTO que puede haberse producido, al menos en parte, como consecuencia del aumento en la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. Resulta evidente en las variaciones de temperatura registradas de 1880 a 1980 (color ). J. E. Hansen y sus colegas, de la NASA , compararon las observaciones con un modelo climático (ne gro) que supone un aumento de 2,8 grados Celsius en la temperatura media global si se duplica el contenido atmosférico

1940

1960

1980

1900

1920

1940

1960

1980

de dióxido de carbono. Diferentes versiones del modelo tenían en cuenta: (a), los efectos del dióxido de carbono solamente; (b), los efectos conjuntos del dióxido de carbono y los aerosoles volcánicos: y (c), los efectos de esos factores y de una hipotética variabi lidad de 0,2 % en la luminosidad del Sol. Se consideró también la capacidad de absorción de calor de la capa superficial oceánica, de varios cientos de metros de espesor.

la adición de aproximadamente 500 energía por persona de la que están gigatoneladas de carbono a la atmós- usando ahora, si es que van a salir de fera, además de la cantidad ya exis- la pobreza. tente en ella en 1980. Si la fracción Incluso considerando un crecimienatmosférica mantiene el valor que ha to económico moderado en los paítenido en los dos últimos decenios, la ses en vías de desarrollo, el uso muncantidad de carbono que se habría de dial de energía debe probablemente inyectar en el aire estaría entre 1000 au mentar en un 2 a 3 por ciento y 1250 gigatoneladas, algo así como anual. Esto equivaldría a una con200 veces las emisiones anuales du- tinuación de la tendencia actual. rante los últimos años. Pero a causa Desde 1973, el consumo combinado del continuo aumento de la población, de carbón, petróleo y gas natural ha el ritmo mundial de uso de energía estado aumentando a razón de 2,25 necesitará ser en el futuro mayor de por ciento por año. Antes de la crilo que es ahora, a fin de mantener un sis del petróleo de 1973, la velocidad suministro constante de energía a ca- de crecimiento era de más de un 4 da persona. Las poblaciones están cre- por ciento. Si la mayor parte de la ciendo lentamente en los países de- energía continúa procediendo de sarrollados de Europa, América del combustibles fósiles y las contribuNorte, Rusia y Japón, y en ellos el con- ciones netas de la biosfera son pesumo de energía por persona se po- queñas, las emisiones de dióxido de dría reducir apreciablemente median- carbono a la atmósfera en el año 2050 te diversas medidas factibles de podrían ser de 20 a 40 gigatonelaconservación de energía. Pero el 70 das por año. A mediados del siglo por ciento de los seres humanos de las  XXI , la concentración de dióxido de naciones en desarrollo, donde las po- carbono en la atmósfera tendría un blaciones están todavía creciendo rá-  valor doble del que poseía a mediapidamente, necesitará mucha más dos del siglo pasado.

EL CLIMA

1880

C

omo hay otras fuentes de energía que pueden sustituir parcialmente (y quizás algún día completamente) a los combustibles fósiles, sólo se pueden hacer conjeturas plausibles acerca de la cantidad de combustibles fósiles que se consumirá en un futuro próximo. Pero la situación actual de consumo de combustibles fósiles, en la cual casi dos tercios de la producción de dióxido de carbono proviene del petróleo y del gas natural, es seguro que no puede continuar mucho tiempo porque las existencias aprovechables de tales combustibles son limitadas. Con las proporciones actuales de combustibles y de velocidad de crecimiento de su consumo, la mayor parte del petróleo y del gas natural estará agotada hacia 2050, mientras que quedará del 90 al 95 por ciento del carbón explotable. El problema del dióxido de carbono guarda, pues, una estrecha relación con el futuro consumo de carbón. Casi el 90 por ciento del carbón e xplotable está en la Unión Soviética, China y los Estados Unidos. Por tan-

65

to, sólo esos tres países pueden desempeñar un papel decisivo en cualquier futuro incremento en la cantidad de dióxido de carbono atmosférico. Los Estados Unidos tienen sistemas de explotación de minas y transporte más avanzados que los otros dos países; quiere ello decir que, durante los decenios venideros, la principal responsabilidad sobre lo que se haga con el carbón recaerá probablemente sobre los Estados Unidos. En cuanto a la fracción de dióxido de carbono que permanece en la atmósfera, con el tiempo debería ser posible hacer estimas útiles mediante modelos analíticos del ciclo del carbono y de la circulación oceánica. Hay acuerdo general sobre el hecho de que la deforestación ha contribuido, en una magnitud bastante grande, al aumento de dióxido de carbono en la atmósfera. La razón es que los bosques incorporan de 10 a 20 veces más carbono por unidad de superficie que las tierras cultivadas o los pastizales. Por otra parte, la invasión por bosques de tierra de cultivo abandonadas, la repoblación forestal deliberada y la silvicultura mejorada que se practican en China, Europa y Norteamérica deben compensar en cier-

to grado la pérdida de bosques en otras partes. La vigilancia mundial directa de la biomasa viviente y del contenido de materia orgánica de los suelos por medio de imágenes de satélites combinadas con exploraciones desde el suelo debería en principio proporcionar datos sobre las variaciones de esas magnitudes causadas por la acti vidad humana. En esa clase de estudios están empeñados George M. Woodwell y sus colaboradores en el Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole, pero la evaluación de los datos ha resultado ser extraordinariamente difícil. La cantidad de carbono liberada anualmente por deforestación ronda, verosímilmente, entre una y dos gigatoneladas.

D

e los limitados datos disponibles se puede llegar a la conclusión de que en los dos últimos decenios, entre el 40 y el 50 por ciento del dióxido de carbono producido por actividades humanas ha permanecido en el aire. Pero no es seguro que la fracción atmosférica se mantenga constante en el futuro. Hay diversos factores que influyen en el valor de esta fracción. El factor de amortiguación

debe hacerse mayor a medida que el dióxido de carbono atmosférico aumenta, y esto reducirá la velocidad a la cual el carbono se transfiere del aire al océano. Por otra parte, si disminuye el ritmo de emisiones de carbono, como lo ha hecho en los últimos años, habrá más tiempo para que los océanos absorban una cantidad dada de dióxido de carbono y, consecuentemente, puede dispersarse más gas en las capas oceánicas profundas. Es probable que la velocidad a la cual se están talando bosques en beneficio de la agricultura decrezca en los próximos años al acercarse a los límites de la tierra cultivable y al obtenerse mejores cosechas de la tierra ya en cultivo mediante técnicas más perfeccionadas. Al mismo tiempo, el aumento del dióxido de carbono atmosférico puede producir un aumento en la fotosíntesis y, por ende, en la cantidad de biomasa, al menos en algunas regiones. La combinación de factores podría dar por resultado un flujo neto de carbono de la atmósfera a la biosfera. En 1977, Walter H. Munk y el autor construyeron un modelo bastante primitivo que pretende tomar en cuenta todos esos factores. Nuestros cálculos indican que la frac-

90 N

60

30

      D       U 0       T       I       T       A       L

30

60

S 90 0 4 8 12 16 20 –25 CAMBIO EN LA TEMPERATURA (GRADOS CELSIUS)

7. EFECTOS CLIMATICOS de un aumento en la cantidad de dióxido de carbono atmosférico hasta cuantías comprendidas entre 560 y 680 partes por millón (casi el doble del nivel de hace 100 años), estudiados por Hermann Flohn, de la Universidad de Bonn. Las gráficas muestran las variaciones de temperatura

66

0

25 50 75 CAMBIO EN LA PRECIPITACION (PORCENTAJE)

100

(izquierda) y de precipitación (derecha) en función de la latitud. Flohn supuso que un calentamiento global fundiría el hielo en el océano Artico durante el verano, pero dejaría una cantidad importante de hielo en el continente antártico. Las tres curvas de cada grupo reflejan el dominio de posibilidades.

TEMAS 26

8. ANTARTIDA OCCIDENTAL: tierras y hielos al oeste del meridiano cero hasta el meridiano 180 grados. Es un foco de preocupación por la posibilidad de que un calentamiento global, resultante de un aumento de la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, fundiera la capa de hielo. Parte del hielo continental se apoya sobre un fondo rocoso que está por encima del nivel del mar,

y parte de él sobre rocas que están bajo el nivel del mar. La mayor parte del hielo en las barreras de Ross y de Filchner-Ronne está flotando, pero está anclado aquí y allá por accidentes del fondo submarino que se elevan lo suficiente para tocar la base de los hielos. La fusión del hielo que está por encima del nivel del mar podría elevar el nivel de los océanos hasta seis metros.

ción de dióxido de carbono proceden-  verda d los únicos datos dispon ibles te de actividades humanas que per- son las medidas reales de CO 2 atmosmanece en el aire se mantendrá casi férico: las series de veinte años de constante, oscilando su valor entre el Mauna Loa y del polo sur y algunas 40 y el 50 por ciento, hasta que se pa- cifras bastante fidedignas de las Nase el máximo de velocidad de consu- ciones Unidas sobre el consumo anual mo de combustibles fósiles. Este máxi- de combustibles fósiles en los países mo deberá alcanzarse en los umbrales desarrollados. Estos datos, sin emdel siglo  XXII . bargo, son suficientes para sugerir En resumen, el problema del dióxi- que deben tomarse medidas para obdo de carbono está oscurecido por mu- tener más pruebas y considerar las chas incógnitas e incertidumbres. En consecuencias de un aumento con-

EL CLIMA

tinuado del dióxido de carbono atmosférico. La experiencia ha demostrado que el proyecto y construcción de obras hidráulicas para la conservación del agua en las cuencas de ríos importantes puede durar varios decenios. No es demasiado pronto para empezar a pensar de qué forma la utilización programada del agua podría atenuar los efectos potenciales de los cambios climáticos o incluso apro vech arlos.

67

 Varias medidas acuden al pensamien- lómetros de costa de hielo, cada año to: (1) Cambios en la legislación que se están depositando en el mar unos permitieran el tras vase de aguas de 500 kilómetros cúbicos de hielo. A una cuenca hidrográfica a otra, por igualdad de otros factores, el resulejemplo del río Columbia al Colora- tado sería un aumento de 1,5 milído; (2) mejorar la e ficacia del uso del metros por año en el nivel del mar, agua para la irrigación; (3) conserva- lo que es un hecho observado en los ción de las aguas residuales y de la promedios globales anuales del nivel cantidad suministrada a los munici- del mar obtenidos a partir de mareópios; (4) limitación del tamaño de las grafos. zonas dedicadas a regadío; (5) Terrence J. Hughes, George H. Denaumento de las cosechas por unidad ton y James L. Fastook, de la Unide volumen de agua empleada; y (6),  versidad de Maine en Orono, y John intensificación del rellenado de los H. Mercer, de la Universidad de Ohio, acuíferos. han construido modelos que indican La investigación moderna sobre que el movimiento de las barreras de agricultura intensiva es fácilmente hielo de la Antártida occidental poadaptable a diferentes condiciones cli- dría acelerarse hasta 20 kilómetros máticas. Rosenberg ha citado el ejem- por año, elevando el nivel del mar hasplo del trigo rojo de invierno, que se ta 3 centímetros por año o unos tres cultiva desde Dakota del Norte has- metros por siglo. Tal subida tendría ta el norte de Texas en regiones con serias repercusiones en muchas reamplias variaciones de temperatura giones costeras. Muchos glaciólogos y precipitación. Hace algunos dece- creen que es improbable una velocinios, se cosechaba sólo en Nebraska dad tan alta, pero admiten que es pooriental. Se podrían hacer esfuerzos sible. El movimiento de las barreras comparables para averiguar qué cla- de hielo podría vigilarse mediante obses de cultivos podrían crecer mejor servaciones por satélites. en regiones donde sean posibles cambios climáticos como consecuencia del as sociedades han acumulado muaumento de dióxido de carbono en la cha experiencia para reaccionar atmósfera. frente a catástrofes naturales a corto plazo: episodios tales como huracaas indicaciones de los corales fó- nes, inundaciones, sequías, erupciosiles revelan que el nivel del mar nes volcánicas, terremotos e incendios fue aproximadamente seis metros más forestales. Pero los cambios que puealto durante el último período inter- den producirse como resultado del glacial (hace unos 120.000 años) de lo aumento de la cantidad de dióxido de que es ahora. Los arrecifes de coral carbono en la atmósfera no serán epique se formaron durante el período sodios, sino variaciones ambientales de aguas altas quedaron abandona- lentas, difusas y omnipresentes. Sedos por la ulterior retirada de aqué- rán imperceptibles, para la mayoría llas, dejando plataformas fósiles. La de la gente, de un año a otro a causa subida transitoria del nivel del mar del pequeño incremento anual de la pudo haber sido producida por la fu-  variación climática. Sería prudente sión de la capa de hielo de la Antár- empezar a pensar ya desde ahora cuátida occidental. La perforación de la les podrían ser los cambios y cómo poactual capa de hielo podría proporcio- dría la humanidad evitar o amortinar información útil. Podría esperar- guar de la mejor manera los efectos se hallar una discontinuidad en los desfavorables. depósitos de hielo anuales a una profundidad correspondiente a un tiempo de aproximadamente 120.000 años atrás. La naturaleza de la discontinuidad podría servir de punto de referencia para conocer la sucesión de acontecimientos. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA Si la capa de hielo se desintegró en ON THE DISTRIBUTION OF CLIMATE CHANel último período interglacial, sería GE RESULTING FROM AN INCREASE IN CO 2 un problema de investigación de gran CONTENT OF THE ATMOSPHERE. Syukuro importancia determinar a qué veloManabe y Richard T. Wetherald en  Journal of the Atmospheric Sciences , vol. 37, cidad se destruyó. En la actualidad, n.o 1, págs. 99-118; enero, 1980. las barreras de hielo de la Antártida AJOR C LIMATIC EVENTS ASSOCIATED M occidental están desprendiendo enorWITH A PROLONGED  CO -INDUCED WAR2 mes témpanos a una velocidad que MING. Hermann Flohn. Institute for Enercorresponde a un mo vimie nto hacia gy Analysis, Oak Ridge Associated Uniel mar de aproximadamente un kilóversities; octubre, 1981. metro por año. A lo largo de 1200 ki-

L

L

68

TEMAS 26

Tendencias hacia el calentamiento global Philip D. Jones y Tom M. L. Wigley

 El análisis de registros continentales y marítimos  confirma que nuestro planeta se ha calentado medio grado Celsius en los últimos cien años. A pesar de ello, las tendencias  hacia el calentamiento futuro siguen siendo inciertas

L

os datos meteorológicos registrados durante los últimos cien años indican que el mundo se está calentando. ¿Realmente es así? Hay muchos factores, que van desde las variaciones en los modelos de termómetros hasta el crecimiento de “islas térmicas urbanas”, que pueden falsear los datos y hacer aparecer una tendencia espuria al calentamiento global.  Aunqu e las temperatu ras hayan aumentado en dicho período, ¿hay motivo para creer que continuará el calentamiento? Los modelos informáticos predicen que los gases capaces de retener calor que se han lanzado a la atmósfera durante los últimos doscientos años harán que la temperatura media mundial suba entre uno y cuatro grados Celsius en los próximos 50 a 75 años. Tales modelos, sin embargo, son simplificaciones bastante toscas de la miríada de complicados procesos que se desarrollan en la atmósfera y en los océanos; no pueden demostrar que las emisiones de gases de invernadero vayan a alterar apreciablemente el clima terrestre. Hemos terminado hace poco un análisis de las tendencias de la temperatura global en el que se han corregido sistemáticamente los datos, tanto de las estaciones continentales como de las observaciones marítimas, para eliminar posibles fuentes de error. Este trabajo, que nos ha llevado 10 años, muestra de manera concluyente que el clima mundial, aunque resulta muy variable durante períodos de diez años e incluso menores, se ha hecho generalmente más cálido durante los últimos cien años. La tendencia al aumento de la temperatura se interrumpió durante una breve temporada de enfriamiento, desde 1940 hasta 1970 aproximada-

EL CLIMA

mente; de entonces acá ha reempren- Henry F. Diaz, del Laboratorio de dido la subida y no muestra signos Recursos Ambientales de la Admide parar. nistración Nacional Oceánica y AtmosLas causas del calentamiento global férica (NOAA). son menos patentes que el propio a tarea no era fácil. De los invescalentamiento. Aunque el observado concuerda con el efecto de invernadero, tigadores que establecieron redes otros factores, que van desde las erup- de observación meteorológica sisteciones volcánicas hasta las corrientes mática en los siglos  XVIII y  XIX , muy oceánicas, influyen sobre el clima y lo pocos podrían haber previsto cuán enmascaran. Los datos que se obten- importantes serían sus datos para gan en los próximos diez a veinte años ayudar a las generaciones siguientes (durante los cuales se predice que el a desvelar los misterios del cambio calentamiento se intensificará subs- climático. No debe sorprender que los tancialmente) pueden aclarar algunas datos que nos legaron fueran escasos de esas ambigüedades. y, con frecuencia, incompletos y disLos registros históricos de tempera- crepantes. A pesar de ello, por la vía turas son cruciales para determinar de cuantificar primero las incertidumen qué cuantía se han calentado los bres de los datos para eliminarlas hemisferios norte y sur desde que la luego, hemos logrado compilar un cuarevolución industrial desencadenó un dro bastante ajustado de lo que le ha enorme aumento en los niveles atmos- sucedido al clima de la Tierra en los féricos de dióxido de carbono y otros aproximadamente 300 años transgases de invernadero. Por desgracia, curridos desde que se iniciaron las tales registros son difíciles de obtener. observaciones meteorológicas instruHoy día, las mediciones globales de mentales. Los primeros registros resultan hoy temperatura se obtienen por medio del Sistema Mundial de Vigilancia de escasa utilidad, ya que se limitan Meteorológica, red global cooperativa a Europa occidental. Además, los más de los servicios meteorológicos nacio- antiguos se han perdido en su mayoría, nales. Las observaciones de los siglos o han sobrevivido sólo en forma de precedentes se hacían sobre todo por resúmenes. Todavía se habrían perinvestigadores aislados que trabajaban dido muchos más si no hubiera sido sin coordinación. por los esfuerzos de Wilhelm Heinrich Hace unos diez años, a la vista de la Dove, meteorólogo alemán que recogió creciente preocupación por el clima glo- cuantos datos pudo, sobre todo por bal, los autores y sus colaboradores, de correspondencia. Las compilaciones de Dove son muy la Unidad de Investigación Climática de la Universidad de Anglia Oriental, importantes; los primeros análisis de iniciaron un proyecto para recopilar y sus datos se adelantaron mucho a su analizar, de una vez por todas, los regis- tiempo, pero hoy ofrecen un valor limitros históricos de temperatura disponi- tado, al no tener en cuenta los interiobles. En este esfuerzo contamos con el res de Africa, Asia, América del Sur y patrocinio del Departamento de Energía  Aust rali a. Desde el año 185 0, las de los EE.UU. y la colaboración de organizaciones meteorológicas nacioRaymond S. Bradley, de la Universidad nales han realizado un esfuerzo conde Massachusetts en Amherst, y de certado para recoger y archivar datos

L

69

de temperatura; los registros de temperatura compilados desde entonces son, pues, mucho más completos. Poco a poco se fueron estableciendo estaciones de observación por el resto del mundo; hacia fines del decenio de 1950, la red había llegado incluso a la Antártida. (Hay unas cuantas pausas notables en este crecimiento: por ejemplo, la congelación del mercurio imposibilitó las primeras mediciones en las regiones septentrionales de la Unión Soviética y Canadá.) Los intentos recientes por determinar la marcha de la temperatura global datan de hace una treintena de años. Había, al principio, una limitación seria: el escaso número de observatorios —unos centenares— cuyos datos se habían publicado. Nuestra búsqueda dio como resultado más de 3000 conjuntos de registros, muchos de ellos inéditos, que pudieron analizarse. Una vez en posesión de una lista extensa, procedimos a reducirla. El requisito esencial era la homogeneidad: los registros de temperatura habían de reflejar sólo las variaciones de un día para otro y los cambios a largo plazo en el clima. Fluctuaciones atribuibles a otras causas (como la reinstalación en otro lugar de una estación de medida de temperatura, cálculos discordantes de temperatura media mensual, cambios de instrumentación, de horas de observación o de condiciones locales) pueden condicionar decisivamente la fiabilidad de los datos. Los efectos ambientales son la fuente de heterogeneidad más perjudicial, ya que pueden introducir un sesgo sistemático y no sólo reducir la exactitud de conjunto. El crecimiento de los pueblos y ciudades, por ejemplo, provoca islas térmicas urbanas, que suelen hacer aumentar las temperaturas medidas en las estaciones próximas. Para comprobar la homogeneidad, comparamos los registros de cada estación con los de estaciones situadas desde algunas decenas hasta algunas centenas de kilómetros de distancia. Los saltos o tendencias de las temperaturas registradas en una estación que no se reflejan en las otras suelen ser señales de heterogeneida d. El proceso de homogeneización da buenos resultados, salvo en aquellas regiones donde la estación más cercana está a más de varios cientos de kilómetros o cuando todas las estaciones se ven afectadas por factores afines, como tasas similares de crecimiento urbano. De acuerdo con esas comparaciones, aceptamos los datos de algunas esta-

70

ciones, ajustamos las discontinuidades respecto a sus temperaturas medias que aparecían en otras sumando o res- durante un período de referencia tando factores de corrección apropiados (1950 a 1970), del que disponemos de y desestimamos alrededor del 10 por datos globales fidedignos. (Estimamos ciento porque no se podían corregir de los promedios de las estaciones que manera fidedigna. También descarta- no tenían registros en el período de mos algunas estaciones cuyos registros referencia mediante los extraídos de de temperatura acababan antes de las estaciones vecinas.) 1950. El resultado fue una base de Después, procesamos los datos de datos que contenía 1584 estaciones en las estaciones para dar promedios de el hemisferio norte (de 2666 registros área, o temperaturas medias en cada iniciales) y 293 en el hemisferio sur punto de una rejilla de cinco grados (partiendo de 610). de latitud por 10 grados de longitud Con estos datos calculamos tempe- (aproximadamente 550 por 1100 kilóraturas medias regionales y hemisfé- metros en el e cuador). Algunas áreas ricas. La tarea no es tan sencilla como contenían muchas estaciones, cuyos pueda parecer. Una importante fuente datos se promediaron para dar el valor de error yace en el relevo de las estacio- en un punto de la rejilla; en otras, el nes; con el tiempo, se abren unas y se promedio se basaba en una sola cierran otras. Si estaciones situadas estación. A partir de esos valores obtuen puntos más cálidos (valles) susti-  vimos finalmente las temperaturas tuyen a otras en puntos más fríos medias para cada hemisferio. (Este (laderas de colinas), por ejemplo, el método elimina el sesgo del promedio resultado será una tendencia espuria hemisférico hacia las regiones donde al calentamiento. existen muchas estaciones de mediPara eliminar tales tendencias ción de la temperatura.) espurias, lo más sencillo es expresar Nuestros cálculos produjeron dos las temperaturas de todas las estacio- resultados inmediatos: primero, nes en términos de sus desviaciones estaba claro que el clima global varía

TEMAS 26

considerablemente de un año a otro; y segundo, se confirmaba que la Tierra ha experimentado una tendencia al calentamiento global de medio grado desde fines del siglo  XIX .

P

ese a todos nuestros esfuerzos por asegurar que los registros que analizamos fueran homogéneos, subsiste cierto número de preguntas en torno a su grado de fiabilidad. ¿Son los promedios anteriores, compilados a partir de un conjunto de estaciones mucho menor, comparables con los de tiempos más recientes? ¿Podemos estar seguros de haber eliminado el sesgo asociado al calentamiento urbano? Y, por último, ¿hasta qué punto las temperaturas de estaciones situadas en tierra firme representan el clima de un planeta cubierto en sus dos tercios por agua? Para determinar si la escasa densidad de los registros antiguos mermaba la fiabilidad de los promedios del siglo  XIX , compilamos promedios revisados para un subconjunto de estaciones meteorológicas. Estos promedios imitaban la menor densidad de estaciones

típica del siglo  XIX . El valor de las discrepancias entre los promedios del subconjunto y las verdaderas cifras implicaba que las estimas de temperatura para los años anteriores a 1880 poseían una exactitud que no es más que la mitad de las obtenidas a partir de 1920. Los mismos datos muestran, por el contrario, que las estimas de temperaturas medias en el curso de un decenio —que revisten mayor importancia a la hora de establecer la tendencia a largo plazo— son muy fidedignas. Hay datos suficientes para fijar el promedio de un decenio con un error de 0,1 grado Celsius desde el decenio de 1850 en adelante en el hemisferio norte y desde el de 188 0 en el austral. Para someter a criba nuestros métodos de eliminación del sesgo debido al efecto de isla térmica urbana, comprobamos luego nuestros promedios anuales para la totalidad de los EE.UU. con los calculados por Thomas R. Karl, del Centro Nacional de Datos Climáticos de Asheville, Carolina del Norte, quien usó datos procedentes sobre todo de zonas rurales. Los nues-

tros muestran sólo alrededor de una décima de grado Celsius de calentamiento más que los de Karl; resulta claro, pues, que nuestro filtrado se ha dejado sentir en la eliminación del sesgo urbano.  Aunque la décima de grado Celsius restante podría representar un ligero sesgo instado por dicho efecto, podría también estar ligada a otros factores. La comparación de nuestros datos con registros rurales de la Unión Soviética, China oriental y Australia oriental muestra sólo un exceso de calentamiento de entre cero y 0,05 grados Celsius por siglo, lo que indica que otros factores distintos del sesgo urbano podrían ser la causa de al menos parte de las diferencias entre los promedios de Karl y los nuestros.

L

as medidas de temperatura a las que nos hemos venido refiriendo se tomaron todas en tierra firme, que cubre sólo un tercio aproximadamente de la superficie terrestre. Pero hay razones para creer que los datos de tierra firme ofrecen una buena estima de las fluctuaciones de la temperatura hemisférica, al menos durante períodos de decenios y siglos. Las capas superiores de los océanos tienen una capacidad calorífica mucho mayor que la de la atmósfera o la de la delgada capa de corteza terrestre que participa en los cambios de temperatura en el curso de un siglo o menos; podría esperarse por ello que las variaciones de temperatura en tierra firme reflejaran, con notable aproximación, las variaciones de temperatura sobre los océanos. Dado que los vientos que soplan entre ambos aseguran un buen intercambio térmico entre esas dos partes del globo, cualquier diferencia debería desaparecer prestamente. CAMBIO DE TEMPERATURA

–1,5 –1 –0,5

0

0,5

1

1,5

2

GRADOS CELSIUS DATOS INSUFICIENTES

1. TENDENCIAS AL CALENTAMIENTO y su variación de una región a otra, a tenor de los datos recopilados desde 1967 hasta 1986. Lo mismo en el hemisferio septentrional (izquierda) que en el austral (derecha), la mayoría de las regiones se han calentado, algunas notablemente, pero otras —especialmente en la parte norte de los océanos Atlántico y Pacífico— experimentaron un enfriamiento. Si las predicciones son correctas, el calentamiento global se acelerará.

EL CLIMA

71

2. LA TRANSFORMACION DEL PAISAJE afecta a las lecturas de temperatura hasta producir tendencias falseadas. En el siglo  XIX  ( izquierda), la mayoría de las ciudades eran pequeñas y causaban, por tanto, un escaso efecto sobre el

clima de las regiones circundantes. Hoy (derecha ), las islas térmicas urbanas ejercen un impact o directo sobre el clima, elevando las temperaturas en las estaciones meteorológicas próximas. La reinstalación de estaciones urbanas en

De hecho, el señalado paralelismo  Al igual que los continentales, los entre las temperaturas continentales registros marinos deben ajustarse y marítimas ofrece la oportunidad de para tener en cuenta los cambios de comprobar y reforzar la confianza que las técnicas de medida y otros efectos. pongamos en las estimas del  Antes del decenio de 1940, las tempecalentamiento basadas sólo en regis- raturas de la superficie del mar se tros procedentes de tierra firme. En tomaban lanzando un balde por la relación con esto, el mundo climatoló- borda, izándolo a cubierta con agua gico está en deuda con un capitán de del mar y esperando unos minutos navío de la Armada de los EE.UU., para que el termómetro se atemperara Matthew Fontaine Maury. Los esfuer- antes de leer y anotar la temperatura zos pioneros que realizó en los decenios del agua. Pero desde 1940, la mayoría de 1830 y 1840 ayudaron a formular de las mediciones de temperatura de las normas seguidas por los buques en la superficie del agua se toman en los sus observaciones meteorológicas en conductos de entrada de agua del mar el mar, y en las que se incluye la medi- para la refrigeración de las máquinas ción de la temperatura del aire y del del buque. Aunque hoy en día aún se agua. Resultado en buena parte de su hacen muchas medidas con el balde y trabajo, se firmó en Bruselas, en 1853, antes de 1940 se hacían ya algunas en un acuerdo internacional para tomar, las conducciones de entrada, el cambio difundir e intercambiar observaciones de técnica fue bastante brusco. meteorológicas marítimas. Desde entonces, las diversas os estudios comparativos nos dicen naciones marítimas —los EE.UU., que las medidas en los conductos Gran Bretaña, Francia y otras— han de entrada superan, en 0,3 a 0,7 graarchivado los cuadernos de bitácora dos Celsius, las tomadas con balde de que contienen observaciones meteo- lona sin aislar; el incremento es del rológicas sobre el mar. Durante los orden del calentamiento observado en últimos 20 años, la información de los registros. Es, pues, obligado esos cuadernos (que supone unos 80 corregir esta heterogeneidad. Ahora millones de observaciones, sólo por lo bien, los cuadernos de bitácora no que se refiere a la temperatura del comenzaron a especificar si las agua del mar) se ha transferido a dos medidas se tomaban con balde o e n el bancos informáticos, el Conjunto conducto de entrada hasta los años Completo de Datos Océano-Atmósfera, setenta; por eso las correcciones resulcompilado por la NOAA   y otros orga- tan algo problemáticas. nismos de los EE.UU., y una compi Agréguese que no todas las medidas lación separada realizada por la con balde son iguales. Los baldes Oficina Meteorológica Británica. mojados se enfrían por evaporación

L

72

al izarlos hasta cubierta. La cuantía precisa del enfriamiento depende de las condiciones meteorológicas y de las cualidades aislantes del balde. En un intento de normalización de las lecturas de temperatura, el convenio de Bruselas de 1853 especificaba el uso de baldes de madera, cuyas cualidades aislantes son buenas, pero las flotas del siglo  XIX  continuaron usando baldes de lona, zinc y otros materiales. Durante el período de 1900 a 1940, la mayoría de los buques llevaban baldes de lona, que son malos aislantes y permiten que el agua del mar se enfríe apreciablemente en el intervalo entre la toma de la muestra y la medida. Los baldes usados desde la Segunda Guerra Mundial son de plástico y adecuadamente aislados; sus lecturas concuerdan con las medidas en los conductos de entrada. Las mediciones de la temperatura del aire sobre el mar han de vencer también, cabía esperarlo, los problemas de homogeneidad. El más crítico es el causado por el aumento del tamaño medio de los barcos a lo largo del tiempo, con el incremento correspondiente de la altura de la cubierta (y, por tanto, del termómetro) sobre el nivel del mar. La temperatura del aire suele decrecer apreciablemente con la altura; tal aumento de altura produciría una falsa tendencia al enfriamiento. Además, es casi imposible saber si los termómetros de un buque estaban directamente sometidos a los rayos solares o colocados

TEMAS 26

aeropuertos alejados puede generar tendencias manifiestas en dirección contraria. El grado de fiabilidad de los datos oceánicos ha cambiado también con el tiempo. A medida que los buques han aumentado de tamaño, las lecturas

de temperatura del aire se han ido tomando a distancias cada vez mayores de la superficie del océano (donde el aire es más cálido), creando así una falsa tendencia al enfriamiento.

cerca de estructuras calientes, causas promedios locales o escalas de tiempo ambas que producirían lecturas anor- mensuales. malmente altas. Los registros obtenidos durante la emos adoptado una técnica de Segunda Guerra Mundial proporciocorrección mejor, desarrollada por Chris K. Folland y David E. Parnan ejemplos clásicos de causas diversas de heterogeneidad. En ese lapso, ker, de la Oficina Meteorológica Brila mayoría de los termómetros se tras- tánica, que afina las mediciones más ladaron a los puentes, donde se podían antiguas teniendo en cuenta el enfriatomar las lecturas con mayor seguri- miento por evaporación de los baldes. dad (pero donde las estructuras calien- La cuantía del enfriamiento depende tes provocaban, a su vez, la subida de de dos factores: las condiciones meteola temperatura del aire). Además, la rológicas y el tiempo de exposición mayoría de los registros se realizaba desde que se iza el balde sobre cubierta durante el día, prohibido como estaba hasta que se mide la temperatura del encender de noche la luz para leer el agua. Mientras que las condiciones termómetro. A ello se debe que las meteorológicas dependen de la época temperaturas tomadas durante la del año y del lugar donde se realiza guerra sean, sistemáticamente, un la medida, la exposición, desconocida grado más altas que en los años pre- por lo común, debe estimarse a través cedentes o subsiguientes. de los propios datos. Para ello, expre Al principio de nuestro análisi s, samos la temperatura de la superficie corregíamos los datos marinos compa- del mar en un mes dado en términos rando los tomados cerca de las costas de su diferencia con respecto al procon observaciones hechas en tierra medio de ese mes en el período de firme (islas y playas). Atribuimos las referencia 1950-1979. Como los ciclos diferencias entre temperaturas con- estacionales de temperatura oceánica tinentales y marítimas a las hetero- han permanecido relativamente estageneidades de las mediciones marí- bles durante los últimos 100 años, las timas, y dedujimos factores de desviaciones no deberían mostrar corrección promediando esas discre-  variación discernible invierno-verano: pancias para muchas regiones. Este por ejemplo, la diferencia entre la enfoque presupone la homogeneidad temperatura de diciembre de 1890 y de los datos continentales, lo que no el promedio para diciembre en el peimpide que las correcciones suminis- ríodo de referencia no debería ser más tradas sean muy coherentes. La téc- alta ni más baja que la diferencia nica de promediado que requiere, sin entre las temperaturas de junio de embargo, limita su uso a datos medio s 1890 y el promedio de junio para el anuales hemisféricos; no sirve para período de referencia. Cualquier pauta

H

EL CLIMA

estacional que aparezca en los datos ha de atribuirse a los baldes, que se enfrían en cuantía dependiente de la época del año. Por consiguiente, y a tenor de la diferencia estacional que aparezca, podemos estimar un tiempo de exposición y corregir de acuerdo con él todos los datos de baldes. Las correcciones deducidas de los datos de tierra firme y de los modelos de enfriamiento concuerdan muy bien durante el período de 1900 a 1940, en que casi todos los buques usaban baldes de lona. La concordancia es también buena para el siglo  XIX , si se supone que la mayoría de las muestras se tomaron con baldes de madera. Pero si aceptamos que se usaron baldes de lona, los promedios hemisféricos de los datos marítimos son sistemáticamente 0,2 grados Celsius más altos que los continentales.  A pesar de todo, las comparaciones generales de ambos tipos de datos muestran un notable paralelismo. Incluso a escala de tiempo anual, los promedios hemisféricos sobre continentes y océanos están notoriamente correlacionados; para fluctuaciones de período más largo, concuerdan casi por completo. Las incertidumbres remanentes deben atribuirse a insuficiente cobertura global. En algunas regiones, sobre todo en los océanos meridionales, las medidas son escasas incluso hoy en día. Los resultados de recientes exploraciones con satélites indican, sin embargo, que la cobertura incompleta no es un problema grave.

73

Roy W. Spencer, de la NOAA , y John R. (resultantes de las variaciones naturaChristy, de la Universidad de Alabama, les de cobertura nubosa o característihan presentado estimas de tempera- cas de la superficie) y de los modos de tura a partir de datos de saté lites para la circulación atmosférica u oceánica. el período de 1979 a 1988 que se ajus- Los modos de circulación atmosférica tan muy estrechamente a nuestras determinan los flujos horizontales y series continentales y marítimas com-  verticales de calor a través de la atmósbinadas. fera; por ello, influyen sobre la manera Tras nuestros diez años de localizar en que el calor se toma de las masas registros de temperatura y depurarlos continentales y oceánicas o se cede a de fuentes potenciales de error, pode- ellas. Por su parte, las configuraciones mos afirmar que las temperaturas de la circulación oceánica influyen basglobales han subido durante los últi- tante sobre la temperatura en la parte mos cien años. Pero subsisten muchas baja de la atmósfera y sobre las tasas preguntas: ¿Cuál es la intensidad de de intercambio de calor entre ésta y los la tendencia al calentamiento? ¿Dónde océanos. Las fluctuaciones de ambos reside su causa? ¿Tiene que ver con el modos pueden originar fluctuaciones efecto de invernadero? Y, si es así, ¿por de la temperatura a largo plazo. qué se interrumpió con un período de Entre los factores externos que enfriamiento? ¿Hasta qué punto afectan al clima los hay naturales, resulta significativo que 1987 y 1988 así los cambios de la luminosidad fueran los dos años más cálidos nunca solar, y otros que pueden ser tanto registrados? naturales como artificiales. Los camLa respuesta definitiva a la mayoría bios en la fracción de radiación de de esas preguntas sólo se obtendrá onda corta que llega a la troposfera recogiendo datos adicionales durante (la porción de la atmósfera donde se decenios. Pero, aun sin tales datos, los producen los fenómenos del tiempo) actuales modelos climáticos pueden pueden ser el resultado de un increarrojar alguna luz. El cambio climático mento de las emisiones industriales está determinado por factores internos o de la inyección natural de polvo y y externos; citemos, entre los primeros, sulfatos en la estratosfera por eruplas variaciones del albedo planetario ciones volcánicas, o de ambas cosas

74

a la vez. Las emisiones industriales también intervienen indirectamente en el clima alterando el albe do de las nubes. Por lo demás, las crecientes concentraciones de gases de invernadero pueden afectarlo al modificar la absorción de la radiación saliente de onda larga por la troposfera.

L

a mayoría de las variaciones climáticas interanuales provienen de factores internos relacionados con la circulación atmosférica. A escalas de tiempo más largas —entre dos y ocho años—, se deben a variaciones en la circulación vertical de los océanos y en las temperaturas de la supe rficie del mar. Por ejemplo, los fenómenos de El Niño/Oscilación del Sur (un colapso de la situación dominante de vientos del este en superficie, vientos del oeste a grandes alturas y afloramiento de agua fría en el Pacífico oriental) conducen a un aumento mundial del número de borrascas y a un descenso transitorio de la temperatura media mundial. De hecho, la tendencia al calentamiento de fines del decenio de 1980 se aprecia con mayor claridad cuando se corrige el efecto de El Niño; 1989 se convierte en el año más cálido registrado; 1988

TEMAS 26

y 1987 son, respectivamente, el segundo y el tercero. Puede esperarse también que se produzca una notable variación climática en escalas de tiempo de decenios, o más largas, en virtud de la gran inercia térmica de los océanos, que interactúa con las fluctuaciones de período corto y acentúa las de escalas de tiempo mayores. Para calcular el efecto de la inercia térmica se impone, a un modelo climático apropiado, un ruido aleatorio que simule las variaciones de alta frecuencia (de un año a otro) observadas en la temperatura media global. Resulta así que, durante cien años, las variaciones de baja frecuencia pueden llegar a 0,2 o 0,3 grados Celsius. En otras palabras, tal vez el 50 por ciento de la tendencia al calentamiento observada en este siglo puede atribuirse a fluctuaciones naturales internas. Pero una interpretación también plausible de los datos podría ser la de que un calentamiento mucho mayor, quizá de 0,7 a 0,8 grados Celsius, se ha compensado, en parte, con una fluctuación interna de enfriamiento generada de forma natural. El clima terrestre responde también a diversos factores externos, uno de los cuales es la variación solar. Recientes observaciones mediante satélite han confirmado que la emisión del Sol fluctúa en torno a un 0,1 por ciento en concordancia con el ciclo de 11 años de las manchas solares , lo que representa una variación de unos 0,24 watt por metro cuadrado en la radiación que incide sobre la alta atmósfera. Si el sistema climático pudiera responder inmediatamente a los cambios de la emisión solar, e l planeta se calentaría (o enfriaría) entre 0,08 y 0,24 grados Celsius en el curso del ciclo de las manchas solares, La inercia térmica de los océanos impide tal respuesta rápida; el cambio real de la temperatura global por esta causa es probablemente inferior a 0,03 grados Celsius. Cabe también la posibilidad de que la luminosidad solar varíe en mayor cuantía durante escalas de tiempo más prolongadas. Los períodos dilatados de baja actividad de manchas solares, como los mínimos de Maunder, Spörer y Wolf (que se produ jeron durante los períodos de 1645-1715, 1450-1550 y 1280-1350, respectivamente), se correlacionan con intervalos de avances generalizados de los glaciares de montaña (el último de los cuales fue la Pequeña Edad del Hielo, que duró desde mediados del siglo  XVI  hasta mediados del siglo  XVIII, aproximadamente). Se ha sugerido que la emisión solar disminuiría entre un 0,2 y un 0,6

EL CLIMA

0,4 HEMISFERIO NORTE 0,2 ANUAL 0

–0,2 PROMEDIO DE 10 AÑOS

–0,4

–0,6 0,4 HEMISFERIO SUR 0,2    S    U    I    S 0    L    E    C    S    O    D–0,2    A    R    G

–0,4

–0,6 0,4 GLOBAL 0,2

0

–0,2

–0,4

–0,6 1850

1875

1900

1925

1950

1975

2000

4. LA VARIABILIDAD CLIMATICA aparece en forma evidente en los registros históricos de temperaturas anuales y medias de 10 años sobre las zonas terrestres y oceánicas del hemisferio septentrional (arriba), austral (centro) y de todo el mundo (abajo). En los tres gráficos, sin embargo, se nota una tendencia ascendente de la temperatura; incluso los años más fríos del último decenio son más cálidos que todos los precedentes, si exceptuamos los años más cálidos de un siglo atrás.

por ciento durante tales sucesos, y que lite en el decenio próximo deberían ésa sería la causa de las variaciones resolver esas dudas. climáticas. Pero no se ha observado ningún período prolongado de activieguimos sin conocer bien el imdad anómala de manchas solares desde pacto del Sol sobre las tendencias el final del mínimo de Maunder. globales de temperatura durante los Las variaciones del radio solar, que últimos cien años. Parece ser pequeño. aumenta y disminuye en ciclos de unos Hasta las propuestas más imaginati80 años, podrían repercutir en la lumi-  vas entrañan fenómenos cuyos efectos nosidad, pero no está clara la inten- son insignificantes, comparados con sidad del vínculo entre radio y lumi- los de las emisiones de gases de invernosidad. El efecto pudiera ser nadero. La magnitud más probable de apreciable, pero también desprecia- la disminución de luminosidad resble. Las observaciones mediante saté- ponsable de la Pequeña Edad del

S

75

0,4

en la estratosfera, produjo grandes cantidades de dióxido de azufre; sus 0,3 efectos climáticos fueron similares. Mucho más discutible resulta el 0,2 efecto a largo plazo de tales erupciones. Aun cuando los aerosoles volcá0,1 nicos precipiten de la estratosfera en pocos años, como parece probable, se    S podría, empero, argüir que la inercia    U 0    I    S ANUAL térmica de los océanos modula los    L    E    C efectos de las erupciones de suerte tal –0,1    S que provoca efectos climáticos a largo    O    D PROMEDIO DE 10 AÑOS plazo. Cabría, por ejemplo, atribuir    A –0,2    R parte del calentamiento que ocurrió    G entre 1920 y 1940 a la falta de grandes –0,3 erupciones durante ese intervalo. No hay registros continuados de con–0,4 centraciones de aerosoles volcánicos —sobre todo de sulfatos— en la –0,5 estratosfera, por lo que es imposible estimar con garantía su efecto a largo –0,6 plazo sobre el clima. Aunque poseemos numerosas indicaciones indirectas, 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 entre ellas los registros de erupciones, de transparencia atmosférica y de con5. FLUCTUACIONES NATURALES en la curva de temperatura, plausibles enmascentración de sulfatos en testigos de caradoras del calentamiento global. Aquí las temperaturas globales se han corregido eliminando los efectos de El Niño, que rebaja la temperatura media global. hielo de Groenlandia y la Antártida, Otros sucesos naturales, como las erupciones volcánicas (señaladas por marcas en las estimas deducidas de esas fuentes la escala de abscisas), pueden producir también un efecto sobre el clima de enfriano guardan una buena correlación miento a corto plazo y ocultar el calentamiento global. mutua. Es difícil, por tanto, deducir conclusiones seguras sobre el impacto Hielo, aunque mucho mayor que nin- aerosol, grandes cantidades de polvo y de la actividad volcánica en el cambio guna de las variaciones recientemente sulfatos en la estratosfera, pueden pro- climático a largo plazo. observadas, es de un watt por metro ducir un apreciable enfriamiento a cuadrado; ello equivale a un 40 por corto plazo. En ese sentido, la erupción ué decir del efecto de invernaciento, más o menos, del cambio que del Krakatoa, cerca de Java, en 1883, dero? Al menos en este caso sí se ha producido hasta la fecha por parece que enfrió la baja atmósfera en existe un buen registro de las concenefecto de invernadero. algunas décimas de grado Celsius. El traciones de los gases de invernadero La incidencia de la actividad volcá- efecto comenzó a sentirse algunos durante los últimos siglos. Desde nica sobre el cambio climático está meses después de la erupción y se midió 1765, la concentración atmosférica de mejor acotada, al menos a escalas de durante casi dos años más. La erupción dióxido de carbono ha aumentado tiempo pequeñas. Las erupciones vol- del Agung en Bali en 1963, aunque desde 280 partes por millón en volucánicas, que inyectan, en forma de menos violenta e inyectó menos polvo men hasta más de 350 partes por millón. La concentración de metano se ha más que duplicado, de 800 a 4 1700 partes por mil millones; el óxido ESTIMAS FUTURAS DE CAMBIO CLIMATICO nitroso ha aumentado en aproxima3,5 El margen de calentamiento global damente un diez por ciento, de 285 a predicho por varios modelos de 310 partes por mil millones. Durante ordenador (zona amarilla ) se ajusta los últimos treinta años, las concentoscamente a la tendencia histórica. 3 traciones de halocarburos han aumenTodos los modelos predicen que el tado desde casi cero hasta una parte calentamiento se acelerará apreciablemente en años venideros.    S2,5 por mil millones.    U    I Los modelos de ordenador predicen    S    L    E que el cambio en el balance glob al de    C 2 radiación causado por el aumento de    S    O los gases de invernadero equivale    D    A más o menos al uno por ciento del    R 1,5    G incremento de la luminosidad solar. Los cambios producidos en los niveles de gases de invernadero podrían ele1  var la tempe ratur a media glo bal entre 0,8 y 2,6 grados Celsius (la 0,5 incertidumbre hay que atribuirla a un conocimiento incompleto de las  varias clases de realimentaciones que 0 se dan en la respuesta del clima a un 1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 2025 2050 estímulo exterior). CAMBIO DE TEMPERATURAS CORREGIDO DEL EFECTO "EL NIÑO"

¿Q

76

TEMAS 26

La inercia térmica de los océanos, intervalo predicho por los modelos de sin embargo, impide que el clima res- invernadero, lo que puede inducir a ponda inmediatamente al efecto de pensar que tal efecto es inferior al invernadero, y reduce el calenta- predicho por sus modelos actuales. miento que podía esperarse durante Pero también es posible que el efecto los últimos cien años a una cifra com- de invernadero sea más intenso de lo prendida entre 0,5 y 1,3 grados Cel- que los modelos indican y haya sido sius. El calentamiento observado de en parte compensado por variaciones unos 0,5 grados Celsius entra por los climáticas naturales o por otros influpelos dentro de las expectativas del  jos antropogénicos. efecto de invernadero. Las dudas asociadas al efecto de De todos modos, tal compatibilidad invernadero irán cayendo en los próxientre las tendencias históricas al mos decenios gracias al perfeccionacalentamiento y las predicciones de miento de los modelos y a la recopilación los modelos del efecto de invernadero de nuevos datos, lo que conducirá a no significa que sea indudable la exis- mejores predicciones del cambio clitencia de éste ni que su magnitud sea mático. Mientras tanto, los intentos relativamente pequeña. Si se tiene en de explicación de las pasadas variacuenta la importancia de la variabi- ciones de la temperatura media global lidad climática natural y la existencia están condenados a frustrarse por de otros factores externos que pueden carecer de información sobre las cauafectar al clima, el calentamiento sas subyacentes a la variabilidad cliobservado podría seguirse atribu- mática natural. yendo a causas distintas del efecto de Por muy insatisfactorias que sean invernadero y, por supuesto, un calen- las consecuencias de todo esto desde tamiento mayor con él relacionado el punto de vista de la acción, no debepodría haber quedado compensado con ría esgrimirse esa ignorancia como otras fluctuaciones climáticas. excusa para demorar la formulación La verdad es que muchas caracte- y entrada en vigor de planes de actuarísticas del archivo histórico de tem- ción tendentes a reducir los aumentos peraturas parecen entrar en conflicto de temperatura causados por los gases con la hipótesis del invernadero. En tre de invernadero. Cuanto más espere 1920 y 1940, la Tierra se calentó más el mundo para tomar medidas, tanto rápidamente de lo predicho por los mayor será el cambio climático que modelos de invernadero, al tiempo que las generaciones futuras habrán de se enfrió entre 1940 y 1970, a pesar de soportar. Una política de brazos cruque las concentraciones de gases de zados sólo se justificaría si los invesinvernadero seguían aumentando con tigadores estuvieran seguros de que rapidez. Además, los registros hemis- la relevancia del efecto de invernadero féricos discrepan también de las expec- fuera despreciable. tativas. Como el hemisferio austral tiene más océanos que el septentrional, debería calentarse con mayor lentitud; sin embargo, ha ido ligeramente por BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA delante en la carrera del calentamiento. No es imposible resolver estas ANALYSIS OF THE TEMPERATURE  R ECORD. discrepancias, al menos de forma cuaT. M. L. Wigley, James K. Angel l y P. D. Jones en Detecting the Climatic Effects of litativa: el rápido calentamiento de  Increasing Carbon Dioxide . Dirigido principios del siglo  XX  pudo venir caupor M. C. MacCracken y F. M. Luther. sado por factores internos o, en alguna U.S. Department of Energy, Carbon medida, por la disminución de la actiDioxide Research Division. DOE/ER vidad volcánica o por variaciones de la 0235; diciembre de 1985. emisión solar; el enfriamiento de entre E MPIRICAL C LIMATE S TUDIES: WARM 1940 y principios de 1970 podría obeWORLD SCENARIOS AND THE DETECTION OF CLIMATIC CHANGE INDUCED BY RAdecer, asimismo, a la variabilidad DIATIVELY ACTIVE G ASES. T. M. L. Winatural, superpuesta de nuevo sobre gley, P. D. Jones y P. M. Kelly en The el efecto de invernadero.

L

a mayoría de las dudas que rodea n las causas del reciente cambio climático no se despejarán nunca por falta de los datos históricos necesarios. Resulta, pues, por ahora imposible interpretar exactamente el innegable calentamiento a escala global de los últimos cien años. El incremento de temperatura observado está en el extremo bajo del

EL CLIMA

Greenhouse Effect, Climatic Change, and Ecosystems. Dirigido por Bert Bolin, B. R. Döös, Jill Jäger y Richard A. Warrick. John Wiley & Sons, Inc., 1986.

GLOBAL TEMPERATURE VARIATIONS BETWEEN 1861 AND 1984 . P. D. Jones, T. M.

L. Wigley y P. B. Wright en  Nature, vol. 322, n.o 6078, págs. 430-434; 31 de julio de 1986. SUN AND DUST VERSUS THE GREENHOUSE. J. E. Hansen y A. A. Lacis en  Nature, volumen 346, págs. 713-719.

77

Influencia del hombre Thomas R. Karl y Kevin E. Trenberth sobre el clima ¿Cuánta alteración causamos en el clima? La anhelada respuesta puede llegar hacia el año 2050, pero sólo si todas las naciones del mundo se  comprometen desde ahora a una vigilancia a largo plazo

“L

as pruebas recabadas indi- La contaminación visible, debida a precipitación, desde las tempestacan que el hombre influye combustibles ricos en azufre inclu- des tropicales hasta los chubascos de una forma apreciable so- ye aerosoles, partículas micrométri- tormentosos, pasando por los tembre el clima global.” Con estas mesu- cas que crean un cielo de panza de porales de nieve o frentes de lluvia. radas palabras, el Panel Interguber- burra. Al reflejar parte de los rayos Con semejante refuerzo del ciclo del namental sobre Cambio Climático solares hacia el espacio, estos aero- agua, se producen sequías más per(IPCC), financiado por la Organiza- soles enfrían la atmósfera; de un mo- tinaces en las regiones secas y se geción Meteorológica Mundial y el Pro- do transitorio, pues sólo permane- neran lluvias o nevadas de sorprengrama Ambiental de las Naciones Uni- cen en el aire algunos días, hasta dente intensidad en las regiones das, reconocía en 1995 que los seres que la lluvia los barre y los deposi- húmedas, con el riesgo consiguienhumanos no eran en absoluto conse- ta en la superficie del planeta. Al- te de inundaciones. Tales fenómecuentes en lo concerniente a la salud gunos gases invisibles producen un nos meteorológicos se han abatido del planeta. Lo que el panel no preci- impacto más prolongado. En la at- sobre muchas zonas del mundo en só —y lo que científicos y políticos dis- mósfera el dióxido de carbono pue- los últimos decenios. cuten acaloradamente— es cuándo, de persistir más de un siglo. Y lo que  Al margen de la combustión de cardónde y cuánto se ha notado y se no- es peor, estos gases de invernadero burantes, otras actividades humanas tará esa influencia. aprisionan una fracción de la radia- pueden causar estragos en los sisteHasta ahora, los cambios climáti- ción infrarroja que en condiciones mas climáticos. Así, la conversión de cos presuntamente relacionados con normales se reemitiría al espacio, bosques en campos de labor elimina la actividad humana han sido bas- creando por contra una “manta” que árboles que absorberían dióxido de tante modestos. Pero las previsiones aísla y calienta la parte inferior de carbono de la atmósfera y reducirían de varia índole indican que el cam- la atmósfera. el efecto de invernadero. Menos árbobio alcanzará una intensidad especPor sí solas, las emisiones de com- les también significa mayor escorrentacular hacia mediados del siglo  XXI , bustibles fósiles han incrementado la tía del agua de lluvia, lo que redobla sobrepasando cuanto se ha visto en concentración de dióxido de carbono el peligro de inundaciones. la naturaleza en los últimos 10.000 en la atmósfera en un 30 por ciento No basta con identificar los factores años. Aunque algunas regiones pu- desde el comienzo de la Revolución que fomentan el cambio climático. Imdieran beneficiarse durante cierto Industrial, en la segunda mitad del porta llegar a conocer qué efectos tentiempo, cabe esperar que, en conjun- siglo  XVIII . Los océanos y las plantas drá en el clima local y global la acción to, las alteraciones resultarán per- ayudan a paliar esta aportación ex- del hombre en un lugar determinado.  judi ciales e inclu so ca tast róficas. Si trayendo del aire una parte de las mis- Para lograr este objetivo, los expertos la ciencia pudiera determinar la mas, pero las concentraciones de dióxi- deberán ser capaces de construir mocuantía en que ciertas actividades do de carbono continúan aumentando. delos climáticos harto más precisos. influyen sobre el clima, se encontra- Del bombeo constante de gases de in- Necesitaremos, por tanto, la potencia ría en mejor situación a efectos de  vernadero a la atmósfera resulta, ine- técnica de superordenadores un millón recetar remedios para las peores al-  vitable, el calentamiento global. Por de veces más rápidos que los que materaciones. ¿Es posible tal cuantifi- eso, la mayoría de los científicos es- nejamos ahora. Tendremos también cación? Creemos que sí. Nos parece tán de acuerdo en que la temperatu- que desenredar la madeja de relacioque puede lograrse hacia el año 2050, ra media de la Tierra ha subido al me- nes que median entre océanos, atmóspero sólo a condición de que este ob- nos 0,6 grados Celsius durante los fera y biosfera para saber exactamen jetivo se conv ierta en prioridad in- últimos 120 años, por culpa, en bue- te qué variables introducir en los ternacional permanente. na medida, de la quema de combusti- modelos informáticos. Pese a la incognoscibilidad inevi- bles fósiles. Se nos pedirá, sobre todo, demostable de los pormenores del cambio  Al eva pora r agua de los océano s, trar que nuestros modelos simulan climático, es patente que la acción suelos y plantas, el calentamiento con exactitud los cambios climáticos humana influye en la atmósfera de global promovido por el efecto inver- pasados y presentes, antes de confiar formas diversas y preocupantes. La nadero seca el planeta. Esa hume- en esos constructos para predecir el combustión de carburantes fósiles dad adicional de la atmósfera pro- futuro. Ello requiere contar con archien centrales térmicas y automóviles porciona un depósito mayor de agua  vos y registros que cubran plazos larexpulsa partículas y gases que alte- que aprovechan todos los sistemas gos. La simulación y predicción del ran la composición de la atmósfera. meteorológicos capaces de producir clima entrarán en su mayoría de edad

78

TEMAS 26

sólo cuando se disponga de un registro fiel de los cambios a medida que  van sucediendo.

Los ordenadores y las relaciones climáticas

P

ara quienes elaboran modelos climáticos, todo tiene su interés: desde el inicio, apogeo y desaparición de las glaciaciones hasta la desertización de Africa Central; todo cumple una función en los modelos de superordenador. Las relaciones entre los componentes del sistema climático —la atmósfera, los océanos, los continentes, los hielos marinos, los cursos de

EL CLIMA

agua dulce y la biosfera— siguen leyes físicas representadas por docenas de ecuaciones matemáticas. Los modelizadores instruyen a los ordenadores para que resuelvan estas ecuaciones en cada uno de los bloq ues de una red tridimensional que abarca el globo. Puesto que la naturaleza no está sujeta a bloques, importa, amén de incluir las expresiones matemáticas correctas en cada uno de ellos, describir también el intercambio de masa y energía que experimentan los bloques en cuestión. En los principales centros mundiales de modelización del clima se emplean ordenadores que ejecutan entre 10.000 y 50.000 millones de operacio-

nes por segundo. Mas, con tantas variables en evolución, se tardan meses en realizar la simulación de un solo siglo. Así, el tiempo que se invierte en construir una simulación limita la resolución (número de bloques) que se puede incluir en los modelos climáticos. En los modelos típicos elaborados para reproducir la evolución detalla1. UN PEATON DE LA CIUDAD de Nueva  York trata de defenderse de la lluvia torrencial producida por el huracán Floyd, que se desató en septiembre de 1999. Las lluvias torrenciales asociadas a las tempestades tropicales empeoran con el calentamiento global. Pero no son las únicas catástrofes derivadas del mismo.

79

más la variabilidad del tiempo en- simulación indicará que la atmósfera mascarará la actividad climática a puede alojar alrededor de un 20 por La simulación y la gran escala. En quitar esa máscara ciento menos de agua que su capacipredicción climática se consume tiempo de ordenador, dad real, un error importante que propues se obliga a efectuar diversas si-  voca que las subsiguientes estimaciosólo alcanzarán su mulaciones, cada una con condicio- nes de evaporación y precipitación mayoría de edad nes de partida ligeramente diferen- pierdan todo sentido. Otra dificultad tes. Los rasgos climáticos que se dan es que no sabemos todavía cómo recuando se disponga en cada simulación constituyen la producir adecuadamente todos los prode un archivo conti“información” climática, mientras cesos que influyen sobre el clima; así, que los no reproducibles se conside- las interrupciones temporales en el cinuo de la sucesión ran “ruido” climático dependiente de clo del carbono o las modificaciones la temperie. operadas en el uso de los suelos. Y lo de cambios. Según estimaciones prudentes, la que es peor, esos cambios pueden ini velocidad de proces amiento de los or- ciar ciclos de realimentación que, de da de los sistemas meteoro- denadores se habrá multiplicado en no tenerlos en cuenta, arruinan el mológicos, los bloques de la red más de un millón de veces hacia el delo. Por ejemplo, la elevación de temtridimensional miden unos año 2050. Con semejante potencia de peratura refuerza a veces otra varia250 kilómetros de lado en el cálculo, los expertos en modelación ble (el contenido de vapor de agua de plano horizontal y un kiló- podrán abordar muchas simulacio- la atmósfera) que, a su vez, amplifica metro en la vertical. De don- nes a partir de condiciones iniciales la perturbación original. (En este cade se desprende cuán difícil diferentes y separar mejor la infor- so, una mayor humedad en el aire inresulta seguir la pista a los mación climática del ruido. También duce un calentamiento mayor porque sistemas dentro de regiones podrían llevarse a cabo de forma ru- el vapor de agua es un potente gas de más restringidas. tinaria simulaciones más dilatadas, invernadero.) Ni siquiera el modelo glo- de cientos de años, con resolución hoSólo ahora se está empezando a tobal más refinado hoy en uso rizontal inferior a un kilómetro cua- mar en consideración la cuantía de puede acometer una simu- drado y una resolución vertical me- la influencia de tales realimentaciolación directa de la nubosi- dia de 100 metros en los océano s y la nes positivas en el vital ciclo del cardad (porción de cielo cubier- atmósfera. bono del planeta. Recuérdese, a esto por nubes), la formación Los ordenadores ultrarrápidos ayu- te respecto, que la erupción en 1991 de lluvia o condiciones si- dan a predecir el cambio climático só- del monte Pinatubo, en Filipinas, milares. Las potentes nu- lo si las ecuaciones matemáticas que arrojó a la atmósfera suficientes cebes tormentosas que de- se introducen en ellos describen bien nizas y dióxido de azufre para causencadenan chubascos qué sucede en la naturaleza. Demos sar un enfriamiento global transitotorrenciales suelen tener di- un ejemplo: si un modelo de atmósfe- rio a medida que esos compuestos mensiones inferiores a los ra se simula cuatro grados Celsius de- reaccionaban con gotitas de agua en 10 kilómetros, y las gotas masiado fría (cosa no demasiado in- el aire y bloqueaban parte de la rade lluvia se condensan en frecuente hace un decenio), la diación solar incidente. Bastaba esa tamaños submilimétricos. Puesto que cada uno de esos sucesos tiene lugar 2. LA COMBUSTION DE CARBURANTES FOSILES ( fotografía) ha incrementado las en una región menor que el volumen concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono (trazos blancos) y ha elevado de la menor unidad de la red, hemos la temperatura global en superficie, durante los últimos 140 años (línea roja). de inferir sus características mediante 14,8 complicadas técnicas estadísticas. Tales fenómenos 14,6 meteorológicos a 394   o pequeña escala se   e   n   c   o   ) desarrollan al azar.   r 14,4    b   r   n   e   a  e Sucesos aleatorios   p   c  m   u   )   u   s   e   l cuya frecuencia di  s 364    d   u   o   n   i fiere notablemente   e   l   s14,2   o  v    d  n   e    i de un punto a otro.   a   C   x  e    ó    i   n Pero la mayoría de   o  s    d   ó    l   g  o    l los agentes que al-   a   d   e   i 334 14,0    d   r   a   m teran el clima, pién-   u  r   g   n  r    (    ó  o    i   r sese en el aumento   a   c  p   e   s   a   r   e de la concentración   p 13,8    t    t   m   n  r de los gases de in-   e 304   e  a   p   c   (   n  vernadero, afectan   o 13,6 a todas las regiones    C TEMPERATURA del planeta de una DIOXIDO DE CARBONO 274 manera más uni13,4 forme. Cuanto menor sea la región 1860 1875 1990 1905 1920 1935 1950 1965 1980 1995 considerada, tanto Año

80

TEMAS 26

merma de energía para inhibir la absorción de dióxido de carbono por las plantas. Los cambios operados en el uso de los suelos pueden perturbar los sistemas climáticos regionales y continentales de una manera difícil de traducir en ecuaciones. La tala de bosques para el laboreo o la cría de ganado de ja expuesta la superficie. Las tierras de cultivo tienen un color más claro que los oscuros bosques y, por tanto, reflejan más radiación solar, lo que tiende a enfriar la atmósfera, sobre todo, en verano y otoño.

CAMBIO CLIMATICO HACIA EL AÑO 2050 TEMPERATURA

Pobreza de datos

S

in observaciones rigurosas, susceptibles de comprobación y que muestren que los modelos reflejan la realidad, las simulaciones del clima no serían más que brillantes conjeturas. Dicho de otro modo, para disipar nuestra ignorancia en torno a la sensibilidad del sistema climático a la actividad del hombre, necesitamos saber los cambios operados por el clima en el pasado. Se ha de poder simular adecuadamente las condiciones climáticas anteriores a la Revolución Industrial y, sobre todo desde esa época, cuando la acción humana ha alterado de forma irreversible la composición de la atmósfera. Para conocer el clima que hubo antes del advenimiento de los satélites meteorológicos y otros instrumentos, nos basamos en diversos indicadores: burbujas de aire y sustancias químicas atrapadas en testigos de hielo, anchura de los anillos de los árboles, crecimiento del coral y depósitos de sedimentos en el fondo de océanos y lagos. Son instantáneas que, ensambladas, nos proporcionan información para reconstruir las condiciones del pasado. Mas para una comprensión cabal del clima hoy no bastan fotos fijas de magnitudes físicas, químicas y biológicas; se requiere una suerte de larga cinta de vídeo que registre la evolución actual del clima. Entre las variables a contemplar recordemos la medición continua de hielos marinos, del manto de nieve, de la humedad del suelo, de la cubierta vegetal y de la temperatura y salinidad de los mares. Frente a ello, el panorama presente resulta desolador. Ninguna institución norteamericana ni internacional posee el mandato ni los recursos para seguir la evolución del clima a largo plazo. A los expertos no les queda otro remedio que compilar sus interpretaciones del cambio climático

EL CLIMA

Más cálido

Más fresco

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

1,2

1,5

5

Grados Celsius

PRECIPITACION

Más seco

Más húmedo

–1,5 –1,2 –0,6 –0,3

0

0,3

0,6

0,9

Milímetros por día 3. UN CALENTAMIENTO GLOBAL de hasta cinco grados Celsius ( arriba) podría incrementar la precipitación (abajo) en gran parte del mundo hacia mediados del siglo  XXI. Las simulaciones ilustradas usan estimaciones del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático para las emisiones de gases de invernadero y aerosoles de azufre entre los años 2000 y 2050.

a partir de grandes redes de satélites y sensores de superficie (boyas, buques, observatorios, estaciones meteorológicas y aviones), que cumplen otras funciones, la predicción del tiempo a corto plazo por ejemplo. Por eso, el cuadro de la variabilidad climática del pasado que se obtiene peca a menudo de inexacto, caso de que exista. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, ente federal esta-

dounidense, tiene en funcionamiento muchas de esas redes, pero no dispone de los recursos necesarios para comprometerse en un programa a largo plazo de vigilancia del clima. Aunque prevé el lanzamiento de satélites dotados de los últimos avances para inspección de varios aspectos de sistemas globales, ni siquiera el proyectado Sistema de Observación Terrestre de la NASA   incluye entre sus objetivos la continuidad requerida de

81

4. LA DEFORESTACION altera el clima en más de un aspecto. Por culpa de la tala, el bosque pierde capacidad de absorber dióxido de carbono del aire. Los bosques, de color oscuro, absorben más energía solar y mantienen la región más caliente y húmeda que las zonas de color claro.

un programa de observación del cli- debidamente archivados. Pero los dama a largo plazo. tos que satélites y sensores críticos de Cualquiera que sea el estado del se- superficie han ido recogiendo corren guimiento del clima, habrá que supe- el peligro de perderse para siempre. rar en el nuevo decenio otro obstáculo, Es algo habitual que las observacioa saber, el de asegurar que las mag- nes de superficie a largo plazo se renitudes que medimos representen en gistren todavía en anticuadas cintas  verdad cambios de varias décadas en de papel perforadas o se almacenen el entorno. Con otras palabras: ¿qué en hojas (que se deterioran con el tiemocurre si usamos una nueva cámara po) o en soportes informáticos caduo apuntamos en diferente dirección? cos. Por ceñirnos a Estados Unidos, La vida útil de un satélite típico du- la mitad de los datos de los nuevos rara unos cuatro años, antes de susti- dares Doppler se pierden porque el tuirlo por otro que ocupará una órbi- sistema de registro deja en manos de ta distinta. El que lo reemplaza porta, los operadores la decisión de conserpor lo general, nuevos instrumentos  var los datos durante fenómenos cay observa la Tierra a una hora dife- tastróficos, cuando los avisos y otras rente del día. Por tanto, con los años funciones vitales constituyen la preoacabamos midiendo no sólo la varia- cupación inmediata. bilidad climática, sino también los cambios introducidos por el hecho de ¿Qué prever? observar el clima desde una atalaya distinta. A menos que se tomen, pues, precauciones para cuantificar las moi ponemos empeño, de aquí a cindificaciones asociadas a las técnicas cuenta años comprenderemos, de observación y se adopten métodos en líneas generales, la influencia del de muestreo antes de reemplazar el hombre en las características globa viejo armamentario, el archivo de ob- les, regionales e incluso locales del servaciones climáticas podría quedar clima. Pero esperar hasta el último inservible porque no habría forma de momento para poner manos a la obra comparar los nuevos datos con los pre- sería una temeridad. Los largos cedentes. tiempos de residencia del dióxido de Los científicos del futuro estarán carbono y otros gases de invernadepreparados para evaluar las simula- ro en la atmósfera, conjugados con ciones climáticas con datos precisos la respuesta lenta del clima a con-

S

82

diciones cambiantes, supondrán que, aun cuando cortásemos en seco toda actividad perjudicial, el planeta habrá de experimentar un cambio importante. La fusión de los glaciares de los altiplanos andinos y de otras zonas corrobora el calentamiento real del planeta. El ascenso del nivel del mar —y la sumersión de costas— respaldan el calentamiento global previsto, de tal  vez dos grados Celsius o más, hacia fines del siglo  XXI. No cabe duda que el cambio climático recabará la máxima atención cuando sus efectos agudicen otras presiones ejercidas sobre la sociedad. Uno de los primeros problemas con que muy probablemente tendremos que enfrentarnos será la proliferación de asentamientos humanos en regiones costeras y zonas ba jas vulnera bles a las inundaciones. No es el único. Ahora bien, mientras la sociedad pueda apoyarse en la falta de un conocimiento evidente de la influencia de la actividad humana sobre el clima, asistiremos a una dura oposición contra leyes restrictivas de la deforestación y de las emisiones por combustión de carburantes fósiles. La necesidad de resolver y anticipar cuánto influimos sobre nuestro mundo constituye un argumento de peso para no retrasar ni un minuto más el desarrollo de sistemas exhaustivos de observación y recogida de datos. Con esa información se elaborarían modelos fidedignos de la evolución

TEMAS 26

del clima a varios años vista. Asistidos por una planificación adecuada, podríamos proyectar presas y pantanos capaces de absorber las inundaciones que se anticipan; sabríamos también la cuantía en que las emisiones de gases de invernadero de nue vas centrales térmicas calentarían el planeta. El cambio climático ha empezado ya. Podemos intervenir para frenarlo y hacerlo con buen sentido y criterio. Pero de momento no hemos dado ningún paso. Para prever la situación real del clima futuro, se han de superar los obstáculos señalados. No entraña especial dificultad subvenir a las necesidades de mayor potencia de cálculo y desentrañar las relaciones climáticas en sus mínimos detalles. El auténtico problema estriba en comprometerse en la vigilancia del clima global a largo plazo. ¿Cómo conseguir que los gobiernos asignen fondos y recursos para decenios de vigilancia, cuando el poder cambia de manos con tanta frecuencia? Si deseamos estar en condiciones de predecir los efectos antropogénicos en el clima para el año 2050 —y comenzar a arreglar el desbarajuste de nuestro ambiente— debemos emprender otro camino. Contamos con una herramienta para abrir esa senda: el Con venio Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático, firmado por el presidente George Bush en 1992. El convenio obliga a 179 gobiernos a poner coto a las actividades que redunden en perjuicio del clima. La alianza dio un paso hacia la estabilización de gases de invernadero al elaborar el Protocolo de Kyoto en 1997, pero los sistemas de vigilancia a largo plazo continúan en punto muerto.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA G LOBAL W ARMING : I T ’ S H APPENING .

Kevin E. Trenberth en  Natural Science, vol. 1, artículo 9, 1997. Puede consultarse en naturalscience.com/ns/articles/01-09/ns_ket.html en la World Wide Web. ADEQUACY OF CLIMATE OBSERVING SYSTEMS, 1999. COMMISSION ON GEOSCIEN CES , E NVIRONMENT, AND R ESOURCES.

National Academy Press, 1999. Puede consultarse en www.nap.edu/books/ 0309063906/html/ en la World Wide Web. C LIMATE C HANGE AND G REENHOUSE GASES. Tamara S. Ledley et al., en  EOS ,

vol. 80, n. o 39, páginas 453-458; 28 septiembre 1999. Puede consultarse en www.agu.org/eos_elec/99148e.html en la World Wide Web.

EL CLIMA

83

La subida de los mares

David Schneider

 Aunque se hable del riesgo de que el calentamiento  global que produzca la fusión de los hielos polares, inundando las costas  bajas de la Tierra, la amenaza real sigue siendo difícil de justipreciar

M

uchas personas se desper- cir un aumento de la temperatura de taron al oír las sirenas de los océanos. Ahora bien, el agua del alarma de incursión aérea. mar, igual que la mayoría de las subsOtras se sobresaltaron ante el tañido tancias, se dilata al calentarse; por extemporáneo de las campanas de las ello, podría bastar la dilatación tériglesias. Algunas probablemente per- mica del océano para elevar el nivel cibieron sólo un rumor lejano, precur- del mar en unos 30 centímetros o más sor del alba, y se volvieron a dormir. en los próximos 100 años. Pero antes del final de aquel día —el Un segundo motivo de preocupa1 de febrero de 1953— más de un mi- ción tiene que ver con lo observado llón de holandeses sabrían por quién en muchos valles alpinos. Durante el y por qué doblaban las campanas. Me- último siglo, si no desde antes, los diada la noche, una mortífera combi- glaciares de montaña se han venido nación de vientos y mareas había ele- contrayendo; su agua, que alimenta  vado el nivel del mar del Norte hast a arroyos y ríos, ha ido a engrosar el el borde de los diques protectores de mar. Tales aguas de fusión del hielo Holanda y el océano avanzaba tierra pueden haber incrementado el océaadentro. no en hasta cinco centímetros en los Mientras los habitantes de los pue- últimos 100 años; con toda probabiblos cercanos dormían , el agua se des- lidad, semejante aflujo continuo elebordó sobre los diques, socavando los  vará el nivel del mar más rápidamencontrafuertes. El mar abrió brecha en te en el futuro. el malecón y el agua penetró tierra Pero es la tercera amenaza la que adentro, hasta 64 kilómetros de la lí- ha traído la preocupación más honda nea de costa. Más de 200.000 hectá- a holandeses y otros habitantes de reas de campos de cultivo quedaron tierras bajas. Hace más de 30 años, anegadas, murieron unas 200 perso- algunos científicos empezaron a pronas y unas 100.000 perdieron su ca- nosticar que el calentamiento global sa. Una sexta parte de Holanda apa- podría provocar la fusión de la reserreció inundada.  va helada de la Antártida, muy inesCon la memoria de la catástrofe to- table, conduciendo a una calamitosa davía grabada en la mente de las gen- subida del nivel del mar: tal vez hastes, no es de extrañar que los respon- ta de cinco o seis metros. sables gubernamentales de los Países Pese a todo, no es problema de fáBajos mostraran un vivo interés cuan- cil solución predecir la forma exacta do, un cuarto de siglo más tarde, los en que el nivel del mar se alterará científicos empezaron a vincular el ca- en respuesta al calentamiento glolentamiento global con la subida, en bal. Ni siquiera resulta clara la vin varios metros, del nivel del mar. Es- culación entre un fenómeno y otro. te ascenso podría llegar por varios ca- Expertos procedentes de campos disminos, todos ligados al calentamien- pares se han aplicado a la búsqueda to de la superficie de la Tierra; la de información desde múltiples enmayoría de los expertos consideraban foques experimentales: de la perfoese calentamiento una inevitable con- ración del casquete de hielo antártisecuencia de la creciente emisión at- co a la detección en el espacio de la mosférica de dióxido de carbono y reflexión del radar por el océano. otros gases “de invernadero”, capaces Gracias a esas investigaciones, code aprisionar el calor. nocemos mejor las oscilaciones del En primer lugar, el calentamiento nivel del mar en el pasado y su vade la atmósfera resultante del efecto riación en el presente. Así, la mayode invernadero terminaría por indu- ría coincide en que el nivel del mar

84

se ha ido elevando paulatinamente, a razón de dos milímetros por año, durante al menos los últimos decenios. Pero la respuesta a la pregunta clave sigue en el alero: ¿conduciría un clima más cálido a una brusca aceleración en la velocidad de ascenso del nivel del mar?

Dudas antárticas

U

no de los primeros geólogos en manifestar la preocupación de que el calentamiento global desencadenara un desplome catastrófico del casquete de hielo antártico fue J. H. Mercer, de la Universidad estatal de Ohio. La espesa plataforma de hielo que cubre gran parte de la Antártida occidental descansa sobre un lecho rocoso muy por debajo del nivel del mar. Estudiándola, Mercer explicó en su artículo de 1978 “West Antarctic Ice Sheet and CO2 Greenhouse Effect: A Threat of Disaster” (“La plataforma de hielo de la Antártida occidental y el efecto de invernadero del CO2: una amenaza de desastre”) que esta “plataforma marina de hielo” era, por su propia naturaleza, inestable. Si el efecto de invernadero llegase a calentar la región polar austral en sólo cinco grados Celsius, las plataformas de hielos flotantes que rodean la capa de hielo de la Antártida occidental comenzarían a desaparecer. Desprovista de esos contrafuertes, esta capa de hielos terrestres —vestigio de la última glaciación— se desintegraría muy pronto, inundando en el proceso las costas bajas del planeta.  Aunque el marco en que se movía el desastre inferido por Mercer era en buena medida teórico, éste ofrecía algunas pruebas de que la capa de hielo de la Antártida occidental pudo realmente haberse fundido ya con anterioridad al menos una vez. Hace entre 110.000 y 130.000 años, cuando los últimos antepasados comunes de

TEMAS 26

los humanos se dispersaron probable- tida occidental. Si tal desplome se humente desde Africa hasta Asia y biera producido en la Antártida duEuropa, la Tierra experimentó una rante una fase ligeramente más historia climática de sorprendente se- cálida del pasado, razonaron algunos, mejanza con lo que parece haber su- la actual tendencia al calentamiento cedido durante los últimos 20.000 podría presagiar una repetición de la años, en que se calentó de una forma  jugada. brusca desde los postreros fríos de una Tal posibilidad espoleó a un grugran glaciación. po de expertos a organizar un proEse antiguo calentamiento pudo ha- grama coordinado de investigación ber producido condiciones un poco más en 1990. Lo bautizaron con el título suaves que las actuales. El archivo de “SeaRISE” (de “Sea-level Respongeológico de esa época (la fase inter- se to Ice Sheet Evolution”, o “Resglacial 5e) resulta bastante turbio, pe- puesta del nivel del mar a la evoluro muchos geólogos creen que el nivel ción de las capas de hielo”). En el del mar alcanzó unos cinco metro s por informe de su primera reunión de encima del presente, cabalmente la trabajo se advertían ciertos signos masa adicional que proporcionaría la ominosos en el continente más ausfusión de la capa de hielo de la Antár- tral del mundo; entre ellos, la pre-

sencia de cinco “torrentes de hielo” en plena actividad que extraían hielo del interior de la Antártida occidental para depositarlo en el inmediato mar de Ross. Tales canales abiertos en la capa gélida de la Antártida occidental, por donde los hielos fluyen hacia el océano, “pueden ser, afirmaban, manifestaciones de un desplome ya en marcha”. Pero la investigación posterior puso sordina a las amenazas catastrofistas de esos años. A comienzos de los noventa, estuvieron de moda los modelos de circulación global: unos programas informáticos, muy complejos, para predecir el clima futuro calculando el comportamiento de la atmósfera y el océano. Y se aplica-

1. DIQUES MARINOS que protegen del océano las tierras bajas de Holanda, situadas en muchos puntos por debajo del nivel del mar. El gobierno neerlandés debe velar por el mantenimiento de cientos de kilómetros de diques y otras estructuras de control de inundaciones en la costa y a lo largo de las riberas de los ríos.

EL CLIMA

85

ron al estudio de la posible incidencia de un clima más cálido en el casquete de hielo antártico. De tales investigaciones se desprendía que el calentamiento de invernadero llevaría a la Antártida aire más cálido y húmedo, que depositaría allí su humedad en forma de nieve. Podría, pues, incrementarse incluso la cuantía de hielo marino que rodea el continente. Dicho de otro modo, justamente cuando los expertos del SeaRISE estaban preparando su campaña para seguir la presumible fusión de la plataforma helada de la Antártida occidental, los modelos informáticos mostraban la posibilidad de que dicha capa creciera, con el consiguiente descenso del nivel del mar: los hielos continentales retendrían el agua robada al mar. “Fue como dejar su velero sin  vie nto ”, bro mea Richar d G. Fai rbanks, del Observatorio Geológico Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia. Otras observaciones han obligado a cuestionar también la idea de que una fusión brusca de los hielos de la  Antártida conllevara la subida del ni vel del mar varios metros, en un futuro previsible. Los geólogos acaban de comprobar que, de las cinco grandes corrientes de hielo que alimentan el mar de Ross (designadas, con notoria falta de imaginación, corrientes de hielo A, B, C, D y E), no todas arro jan su contenido al océano. Una de las mayores, la C, cesó de operar hace unos 130 años, quizá porque perdió lubricación en su base. La verdad es que la vinculación del calentamiento climático con el movimiento de las corrientes de hielo de la Antártida occidental se ha hecho cada vez más tenue. Según Ellen Mosley-Thomson, del Centro de Investigación Polar Byrd de la Universidad estatal de Ohio, las corrientes de hielo “parecen arrancar y detenerse, sin que nadie sepa la razón”. Es más, de acuerdo con sus propias mediciones de la velocidad de acumulación de nie ve en la vecindad del polo sur, las ne vadas han aumentado bastante en los últimos decenios, intervalo durante el cual la temperatura global ha ascendido poco a poco; las observaciones realizadas en otros lugares de la  Antártida han producido resultados similares. Cierto es que las zonas de la Antártida sometidas a tan estricto seguimiento son pocas y alejadas entre sí, como subraya Mosley-Thompson.  Aunque muchos expertos reconocen que la actividad humana ha contribuido al calentamiento global, nadie

86

NUEVA ORLEANS

MIAMI

NUEVA ORLEANS

MIAMI

2. FLORIDA mostraba un aspecto muy distinto hace 20.000 años, durante el último período glacial. En esa época enormes cantidades de agua quedaban encerradas en las capas de hielo continentales hacia el norte y el nivel del mar era casi 120 metros inferior al de hoy (arriba). Con la fusión de los hielos, la línea de costa se retiró hacia el interior, hasta su posición actual (línea negra). El desplome de la Antártida occidental podría elevar el nivel del mar otros cinco metros, inundando grandes extensiones (abajo).

puede decir con certeza si el casque- ros cambios en el volumen total de te antártico se está contrayendo o ex- nieve y hielo almacenado en los potendiendo en respuesta. los. (Un instrumento láser similar Tamaña perplejidad podría desa-  viaja ahora camino de Marte, para parecer en sólo algunos años si la cartografiar los cambios en los frígisuerte acompaña a la Administración dos casquetes de hielo de ese planeNacional de Aeronáutica y del Espa- ta mucho antes de que podamos reacio ( NASA ) en sus planes de lanza- lizar esa misma operación con la miento de un satélite ideado para car- Tierra.) Habrá que esperar, pues, altografiar con finura los cambios de gunos años para saber si el casquealtura de los casquetes polares; esa te antártico en su conjunto está aliexactitud alcanzaría el centímetro mentando el mar o está reteniendo por año. A bordo del satélite, que se agua de éste. proyecta poner en órbita en el 2002,  Antes, sin embargo, podremos obiría un dispositivo láser de medición tener nuevas pruebas de la estabilide distancias, capaz de detectar lige- dad de la vasta plataforma helada de

TEMAS 26

¿Arriba o abajo?

C

BANGKOK

CIUDAD DE HO CHI MINH

BANGKOK

CIUDAD DE HO CHI MINH

3. EL SURESTE DE ASIA durante la última glaciación abarcaba una enorme extensión de terreno a lo largo de lo que constituye hoy el estrecho de la Sonda. Esas tierras unían Asia continental con las islas de Indonesia, formando una gran masa (arriba). Si se fundiese la capa de hielo de la Antártida occidental, el aumento resultante de cinco metros en el nivel del mar inundaría los deltas de los ríos; anegaría en su avance los alrededores de la Ciudad de Ho Chi Mihn y Bangkok (abajo) y alteraría la actual línea de costa (línea negra).

la Antártida occidental. Hay previs-  jeturas ponderadas sobre si los casquetas perforaciones profundas en la cres- tes de hielo polares se están contrata de hielo situada entre dos de las yendo o extendiendo. Los expertos del corrientes de hielo. Los expertos, con- Comité Intergubernamental del Camgregados en torno al programa WAIS bio Climático, organismo establecido (West Antarctic Ice Sheet, o capa de en 1988 por la Organización Meteorohielo de la Antártida occidental), es- lógica Mundial y el Programa de Deperan recuperar hielo, si lo hubo, que sarrollo de las Naciones Unidas, pardate del intervalo 5e de hace 120.000 ten de la hipótesis de que el casquete años, excepcionalmente cálido. El ha- de hielo antártico y el de Groenlandia, llazgo de muestras de hielo antiguo de menor extensión, mantienen consde la Antártida occidental permitiría, tante su tamaño (aunque admiten la en palabras de Mosley-Thompson, posibilidad de importantes errores en “confiar más en su estabilidad”. su estima, reconociendo que, a la posPero hasta que no se ejecuten esos tre, ignoran si deben esperar un creciproyectos, sólo nos queda esbozar con- miento o una reducción).

E L CLIMA

ualquiera que sea el sino de los casquetes polares, la opinión mayoritaria se inclina por aceptar que el nivel del mar está subiendo. Afirmación a la que se ha llegado por un camino tortuoso. Distribuidos por puertos de todo el mundo, hay mareógrafos que vienen midiendo el nivel del mar desde hace decenios; pero de eso a poder calcular la variación de la altura global de los océanos media un abismo. Por una dificultad principal: el suelo sobre el que se asientan tales instrumentos puede estar oscilando hacia arriba o hacia abajo. Algunas regiones, pensemos en Escandinavia, se hallan todavía recuperando su ni vel, tras haber permanecido hundidas bajo enormes glaciares durante el último período glacial. Tal recuperación posglacial explica por qué el nivel del mar medido en Estocolmo parece estar cayendo a razón de unos cuatro milímetros por año, mientras que está ascendiendo a razón de milímetro y medio anual en Honolulú, lugar muy estable. En principio, podría determinarse el ascenso real del nivel del mar si descartáramos los resultados de los mareógrafos instalados en los puertos donde las masas terrestres se están moviendo. Pero esa estrategia implica prescindir de un plumazo de la mayoría de los datos disponibles. Casi toda la costa oriental de Norteamérica, por ejemplo, está todavía reacomodándose desde su anterior posición elevada en una “protuberancia periférica”, borde elevado que rodeaba la depresión creada por la gran capa de hielo que cubría Canadá hace 20.000 años. Y lo que reviste mayor interés: los efectos locales —tales como los abombamientos que se producen en los bordes de las placas tectónicas o la subsidencia que se sigue cuando se extrae agua o petróleo del suelo— dominan en los registros de muchos mareógrafos, incluso en los trópicos. En Bangkok, donde los habitantes no cesan de extraer agua del subsuelo a un ritmo creciente, el fenómeno de la subsidencia podría inducir a creer que el nivel del mar hubiera subido casi un metro durante los últimos 30 años. Para nuestra fortuna, los geofísicos han ideado métodos ingeniosos para superar algunas de estas dificultades. De acuerdo con uno de ellos, se calculan los movimientos esperados de la recuperación posglacial, para restarlos de los resultados de las mediciones tomadas en los mareógrafos. Valiéndose de esta argucia, William R.

87

 versidad de Texas en Austin. Los resultados que ha publicado del altímetro TOPEX indicaban que el nivel global del mar subía a razón de casi cuatro milímetros por año, el doble de lo determinado con anterioridad; pero más tarde se descubrió que los datos se resentían de un defecto en la programación empleada para procesar los datos del satélite. Un análisis más reciente parece confirmar la estima, fundada en instrumentos de superficie, de dos milímetros anuales de ascenso en el nivel del mar.

Mirando hacia atrás 4. LOS CORALES SUBSUPERFICIALES de la especie  Acropora palmata ayudan a determinar los cambios del nivel del mar ocurridos en el pasado. Perforando en el interior de los arrecifes coralinos y recuperando antiguas muestras de esta especie de las profundidades bajo el fondo del mar, los científicos han podido reconstruir la subida del nivel del mar cuando terminó la última era glacial.

Peltier y A. M. Tushingham, de la Uni versidad de Toronto, llegaron a la conclusión de que el nivel global del mar ha subido a razón de unos dos milímetros por año durante los últimos decenios. Resultado que comparten otros autores que se han fundado en registros distintos. Que tal sea la tasa actual de ascenso del nivel del mar ha recibido ulterior respaldo por parte del TOPEX/  Poseidon; durante cuatro años este satélite ha realizado mediciones con dos radares altimétricos que apuntan hacia el océano. Puesto que se conoce

con exactitud la posición del satélite, las mediciones radáricas de su distancia del mar pueden servir de mareógrafo espacial. Aunque al TOPEX/ Poseidon se le ha asignado la misión central de medir la circulación del agua en el océano siguiendo las ondulaciones superficiales causadas por las corrientes, se ha mostrado también capaz de registrar los cambios generales en el nivel del mar. “Cuando se promedia el globo, se extrae mucha menos variabilidad que la aportada por un mareógrafo solo”, explica R. Steven Nerem, de la Uni-

A

B C

D

M    O    N    T    A  Ñ    A  S    T    R    A  N    S    A  N    T    A  R    T    I    C   A  S   

E ANTARTIDA

 PLATAFORMA DE HIELO PLATAFORMA DE HIELO DE ROSS MAR DE ROSS 

5. A LAS CORRIENTES DE HIELO, o canales donde el hielo glacial avanza raudo hacia el mar, se las consideró indicadores de la fusión de la capa de hielo de la  Antártida occidental. Pero la investigación reciente ha revelado que una de las principales corrientes de hielo que conduce al mar de Ross (la corriente de hielo C) se detuvo hace más de un siglo.

88

S

alvo contadas reticencias, se aceptan esos dos milímetros de subida por año. Pero, y ésa es ahora una cuestión clave, ¿se mantendrá constante la tendencia o se acelerará con el calentamiento climático? Los geólogos han aportado su grano de arena a la solución del problema rastreando en el pasado las fluctuaciones del nivel del mar en respuesta a los cambios climáticos. Fairbanks, de Columbia, por ejemplo, ha estudiado cierto coral que crece cerca de la superficie, sobre todo en el mar del Caribe y aledaños. Con sus colaboradores realizó perforaciones profundas en los arrecifes coralinos de Barbados; extrajeron muestras antiguas de esta especie subsuperficial, gracias a las cuales pudieron seguir el ascenso del nivel del mar desde el final de la última era glacial, cuando había enormes cantidades de agua todavía aprisionadas en los casquetes polares y los océanos estaban unos 120 metros por debajo del nivel actual.  Aun que sus reg ist ros del cor al muestran episodios en los que el mar subió hasta dos o tres centímetros por año, Fairbanks observa que “esas velocidades corresponden a un mundo muy diferente”. En aquel entonces, hace de 10.000 a 20.000 años, las grandes capas de hielo que antaño cubrían gran parte de Norteamérica y Europa estaban a la mitad de su fusión y el océano recibía cantidades ingentes de agua. La fracción más reciente del registro del nivel del mar indica una disminución progresiva de la velocidad de ascenso, hasta que la altura del océano se estancó, tal parece, en los últimos milenios. En coherencia con ello, el régimen climatológico actual aparece inclinado hacia un nivel del mar bastante estable. Pero este cuadro tranquilizador lo pone en cuestión John B. Anderson, de la Universidad de Rice. Los datos

TEMAS 26

Comité representa una aceleración substancial que podría darse, pero de la que hasta ahora no existe confirmación. MOVIMIENTO ASCENDENTE 12 9 6 MILIMETROS POR AÑO 3 0 –3 MOVIMIENTO DESCENDENTE

6. EL REBOTE POSGLACIAL, o lenta recuperación de la deformación causada por las pesadas capas de hielo, explica el movimiento vertical de tierras en distintos puntos del globo. Estos movimientos, que han venido produciéndose desde que terminó el último período glacial, afectan al nivel del mar relativo en la costa; por eso varía éste de un lugar a otro. Tales movimientos pueden falsear los registros de los mareógrafos obtenidos en puertos y complicar así los esfuerzos para seguir la pista al cambio general del nivel global del mar.

recogidos por el grupo de Fairbanks de antiguas oscilaciones del nivel del “no presentan la precisión requerida mar. Deberían reexaminar los yacipara descubrir la clase de sucesos pro- mientos costeros sumergidos tras la nosticados por los modelos glaciológi- subida. Gracias a los análisis realizacos”, sostiene Anderson. Hubo al me- dos en el Mediterráneo de los últimos nos tres episodios de brusco ascenso 2000 años, sabemos que el nivel del del nivel del mar en los últimos 10.000 mar ha ascendido un promedio de sóaños, que las muestras coralinas no lo dos décimas de milímetro por año. detectan por la sencilla razón de que Pero tales trabajos arrojan poca luz “existe una barra de error de cinco sobre si el océano pudo haber ascenmetros asociada a tal método”. dido bruscamente hace 4000 años. El grupo de Anderson ha recabado Cierto es que la arqueología no está pruebas de la bahía de Galveston, en todavía preparada para discernir el golfo de México, donde los testigos cuándo empezó exactamente a acelede sedimentos y los sondeos sísmicos rarse la subida del nivel del mar hasrevelan el comportamiento del estua- ta alcanzar la tasa actual de dos mirio ante el ascenso del nivel del mar límetros anuales. desde la última era glacial. Un Pese a tales lagunas en nuestra aumento continuo del nivel del mar comprensión de la oscilación del nihabría hecho que los entornos subma-  vel de l mar en el pasado y la que exrinos que caracterizan diferentes par- perimentará en el futuro, los expertes del estuario se moviesen gradual- tos del Comité Intergubernamental mente hacia la tierra. Pero el archivo del Cambio Climático han trazado geológico de la bahía de Galveston, las líneas generales del curso previdice Anderson, muestra característi- sible de aquí a un siglo. De acuerdo cas “muy espectaculares” que mues- con ese pronóstico, el nivel del mar tran una brusca inundación de esa  vari aría entre 20 centímet ros h asta antigua ribera. casi un metro. El extremo inferi or de El episodio más antiguo de brusca ese intervalo corresponde a la velosubida del nivel del mar que Ander- cidad de aumento del nivel del mar son percibe aconteció 2000 años a.C., que, se infiere, se ha venido producuando el clima global se parecía bas- ciendo durante el último par de sitante a las condiciones actuales. De glos, desde antes de que el hombre acuerdo con sus resultados, el nivel lanzara sin tasa a la atmósfera dióxidel mar pudo haber subido notable- do de carbono y otros gases de invermente en sólo unos siglos. Anderson, nadero. Es decir, en los próximos cien sin embargo, no ha podido establecer años el nivel del mar se limitaría a la cuantía del ascenso. proseguir un aumento natural que Sería de esperar que los arqueólo- se ha tolerado durante tanto tiemgos echaran una mano en el rastreo po. La cota superior del informe del

EL CLIMA

 Afrontando el futuro

N

i que decir tiene que los gobiernos y entidades supranacionales deben tomar en consideración todas las hipótesis con vistas a planificar el futuro. Aunque ese intervalo de duda de cinco veces en la cuantía posible de aumento puede preocupar a algunos, John G. de Ronde, del Ministerio de Transporte y Obras Públicas holandés, parece no inmutarse. Cualquiera que sea la tendencia en la oscilación del nivel del mar, confía en que su país puede afrontarla: “Subida del nivel del mar: se puede medir, se puede ver y se puede hacer algo al respecto.” Por enormes que parezcan las in versiones necesarias, de Ronde explica que el coste que implican la mejora de los diques y otras obras hidráulicas para acomodarse a 60 centímetros de aumento del nive l del mar en el próximo siglo no asciende a más de lo que los habitantes pagan ahora para conservar sus senderos de bicicleta. Siente mayor preocupación por los condados costeros pobres y escasos de suelo cultivable, así como por un aspecto del cambio climático que es mucho más difícil de predecir que el nivel del mar: los cambios en la frecuencia e intensidad de temporales  viole ntos. “Se neces itaría n 20 años para notar alguna variación en las estadísticas”, observa de Ronde, “pero un temporal muy violento puede producirse mañana mismo”. En resumen, mientras la capa de hielo de la Antártida occidental no sufra profundas alteraciones, el problema real con el que se enfrentan las regiones costeras será el de la incidencia del calentamiento de invernadero sobre los fenómenos extremos del tiempo local y la intensidad de las oleadas catastróficas. Mas para esa clase de cambios, los expertos disponen de muy escasas herramientas en su elaboración de pronósticos. Habrá que esperar el avance de la investigación y el refinamiento de los modelos informáticos para que los climatólogos puedan identificar dónde se deteriorarán las condiciones y dónde mejorarán. Y quién sabe si, aun entonces, tales predicciones no resultarán poco fiables. Como dice de Ronde, “tenemos que convi vir con fenó menos cuya naturale za se nos escapa”.

89

El clima que viene

Thomas R. Karl, Neville Nicholls y Jonathan Gregory

 Los archivos meteorológicos y los modelos informáticos  permiten esbozar un cuadro verosímil de cuáles serán las características generales del tiempo en un mundo más cálido

E

l hombre se sabe ya consciente en los últimos cien años en función te el cual la temperatura media global de que podría haber alcanza- del ascenso paulatino de la tempera- aumentó en medio grado. El análisis do, si bien involuntariamen- tura media global, y nos apoyamos en de tales mediciones y registros perte, una proeza de proporciones desco- complicados modelos informáticos del mite a los climatólogos comenzar a esmunales. Por su número y por la clima, extraeremos la conclusión ve- bozar un cuadro de los momentos y técnica desarrollada, la humanidad rosímil de que el calentamiento ven- lugares en que se produjeron los expodría haber inducido la alteración drá acompañado de cambios en el tremos de tiempo y clima. del clima del planeta. tiempo regional. Por ejemplo, unas Pero a los científicos lo que realLos climatólogos sostienen, con po- olas de calor más largas e intensas mente les interesa es la relación encas reservas, que, durante los últimos —probable consecuencia de un tre extremos y aumento general de cien años, la temperatura media glo- aumento de la temperatura media glo- temperatura. Para lo cual necesitan bal ha aumentado en aproximada- bal o de la variabilidad de las tempe- el concurso de otra herramienta crímente medio grado Celsius. Tal ca- raturas diarias— comportarían una tica de investigación: los modelos glolentamiento se atribuye, al menos en grave amenaza contra la salud públi- bales oceánicos y atmosféricos del cliparte, a actividades humanas; por ca (altísimo número de bajas) y pro- ma. Estos modelos informáticos de ejemplo, la combustión de carburan-  vocarían importantes daños materia- altas prestaciones simulan los procetes fósiles en las centrales térmicas les (combado de las carreteras) junto sos importantes de la atmósfera y los de producción de electricidad y en los con exigencias no menos costosas océanos; en ellos se basan los invesautomóviles. Puesto que no dejan de (aumento de consumo para refrigera- tigadores para hacerse una idea de crecer la población, las economías na- ción, lo que podría incluso obligar a las relaciones entre las actividades cionales y las aplicaciones de la téc- cortes parciales o totales del suminis- humanas y los sucesos principales de nica, se espera, además, que la tem- tro eléctrico). la temperie y el clima. peratura media global continúe El cambio climático también afecFijémonos, por ejemplo, en los caraumentando en una cuantía adicio- taría a la distribución de lluvias y burantes fósiles. Su combustión nal de 1 a 3,54 grados Celsius hacia otras precipitaciones; en unas zonas aumenta la concentración en la atel año 2100. aumentarían, para disminuir en otras, mósfera de ciertos gases “de invernaTal calentamiento es una de las mu- con la consiguiente alteración de la dero”, los agentes fundamentales del chas consecuencias que puede produ- distribución global y la aparición de calentamiento global imputables al cir el cambio climático. Las diversas sequías e inundaciones. Asimismo, hombre. Estos gases, entre los que se formas mediante las cuales el calen- esa mayor variabilidad y ese incre- citan el dióxido de carbono, metano, tamiento podría afectar al ambiente mento de los extremos de precipita- ozono, halocarburos y óxido nitroso, del planeta —y por tanto, en las for- ción pueden exacerbar problemas to- dejan pasar la luz solar, pero tienden mas vivas— destacan entre las cues- davía irresueltos de calidad y a aislar el planeta contra la pérdida tiones más apremiantes que tienen depuración del agua, erosión y des- de calor, cual si conformaran el vidrio abiertas las ciencias de la Tierra. Por carga urbana de precipitaciones bre- de un invernadero. A mayor concendesgracia se cuentan también entre  ves e intensas, entre otros. Ante ta- tración, pues, clima más cálido. las más difíciles de predecir. Los efec- maña perspectiva, resulta imperioso De todos los gases de invernadero tos derivados de tal calentamiento, que se conozcan las consecuencias del producidos por la actividad humana amén de complejos, variarán conside- efecto de la especie humana sobre el (antropogénicos), el dióxido de carborablemente de un lugar a otro. Revis- clima global. no es, con diferencia, el que ejerce maten particular interés los cambios opeyor impacto en el balance global de rados en el clima regional y el tiempo calor (diferencia entre la cantidad de Dos puntas local; sobre todo, los fenómenos extrecalor absorbida por el planeta y la demos: temperaturas muy altas o muy  vuelta al espacio en forma de radiaos estudiosos disponen de dos ción). La persistencia de dicho gas rebajas, olas de calor, lluvias muy fuertes o sequías, episodios que muy bien métodos principales —y comple- fuerza su eficacia aislante: hasta un podrían producir efectos azarosos en mentarios— para investigar los cam- 40 por ciento de dióxido de carbono las sociedades, agricultura y ecosis- bios climáticos. El archivo minucioso tiende a permanecer en la atmósfera temas. de los fenómenos meteorológicos cuen- durante siglos. La acumulación de Si nos adentramos en los estudios ta más o menos con un siglo de histo- dióxido de carbono atmosférico viene de la variación del tiempo terrestre ria, que coincide con el período duran- favorecida no sólo por la combustión,

L

90

TEMAS 26

1. ESTA FINCA INUNDADA cerca del río Mississippi en 1996 ilustra una consecuencia verosímil de la tendencia al calentamiento. No sólo aumentará la pluviosidad general; alcanzarán también una intensidad mayor los episodios aislados.

EL CLIMA

91

DISTRIBUCION DE TEMPERATURA CORRIDA

   S    A    I    D    E    D    O    R    E    M    U    N

0

12 24 36 48 TEMPERATURA (GRADOS CELSIUS)

2. PEQUEÑOS CORRIMIENTOS en la temperatura diaria más frecuente originan aumentos desmesurados en el número de días extremadamente cálidos. La razón es que las distribuciones de temperatura se aproximan a curvas de Gauss. Por ello, cuando el punto más alto de la curva de “campana” o gaussiana se corre hacia la derecha ( arriba), se produce un aumento bastante grande (región en amarillo) de la probabilidad de que se excedan umbrales de temperatura extremadamente altos. Una mayor probabilidad de altas temperaturas aumenta la probabilidad de olas de calor (derecha).

sino también por la deforestación tro- da, se hallan dispersas por la atmós- la atmósfera pueden proporcionar pical. fera. Proceden de la combustión, ciertas indicaciones generales de lo Entre los efectos causados por los aunque emanan también de fuentes que podríamos anticipar sobre las vahumanos en el balance de radiación naturales, sobre todo de erupciones riaciones en los episodios meteorolóde la Tierra le siguen en influencia,  vol cáni cas. Al blo quear o reflej ar la gicos y en los extremos. Pero las presprobablemente, los aerosoles. Estas luz, los aerosoles mitigan el calen- taciones que ofrecen incluso los diminutas partículas sólidas, recu- tamiento global a escalas globales o ordenadores más rápidos y nuestro biertas a veces de una película líqui- regionales. A diferencia del dióxido mediocre conocimiento de las relaciode carbono, los aerosoles no nes entre los diversos fenómenos atpermanecen mucho en la at- mosféricos, climáticos, terrestres y 5 mósfera (con un tiempo de re- oceánicos limitan nuestra capacidad TEMPERATURA GLOBAL DEL AIRE    A sidencia inferior a una sema- para modelar procesos importantes    R 4    U na); en consecuencia, están en las escalas a las que se producen.    T   )    A   S concentrados en la vecindad  Atendamos, por ejemplo , a las nubes.    R    U    E   I 3    S de sus fuentes. Hoy, los ex- Cumplen éstas una función capital en    P   L SIMULACION CON CO 2    M    E pertos abrigan más dudas so- el balance de calor atmosférico. Pero    E   C    T    S 2 bre los efectos radiativos de los procesos físicos que forman las nu   E   O    D    D los aerosoles que sobre los bes y determinan sus características    A    O    T   R 1 causados por los gases de in- operan en escalas demasiado peque   N    G    E   (  vernadero. ñas para poder tenerlas directamenSIMULACION    M 0    U CON CO  Al tomar en consideración te en cuenta en las simulaciones a es2    A Y SULFATOS los aumentos de los gases de cala global. -1 invernadero, los modelos cli1900 1950 2000 2050 2100 máticos globales del océano y AÑO

¿Cuán cálido y frecuente?

60

   A    H    C    R 50    A    C    S    E 40    E    D    S    A    I 30    D    E    D 20    O    R    E    M10    U    N

DIAS DE ESCARCHA (ROMA, AUSTRALIA)

TENDENCIA LINEAL

0 1900

92

1920

1940 AÑO

1960

1980

3. EL AUMENTO de la temperatura media global se simuló (arriba, a la izquierda) mediante un modelo climático en el Centro Hadley de la Oficina Meteorológica del Reino Unido. La línea azul corresponde a una simulación basada exclusivamente en el dióxido de carbono; la línea amarilla tiene también en cuenta el aerosol de sulfato. Conforme crecía la temperatura media global, disminuía el número de días con temperaturas mínimas bajo cero. Este ejemplo ( a la izquierda) muestra el número anual de días de escarcha en la australiana Roma, Queensland.

L

as limitaciones de los modelos informáticos aparecen con notoria claridad al pretender recrear y predecir la frecuencia de extremos (cualesquiera que sean) del clima y del tiempo. De estos extremos, se ha estudiado con notable empeño la temperatura, lo que resulta explicable habida cuenta de su incidencia en la salud y la mortalidad, así como en el aumento de consumo para refrigeración y otros factores. Los expertos han podido hacerse una imagen del comportamiento de esos extremos analizando decenios de re-

TEMAS 26

gistros meteorológicos. Por razones estadísticas, basta un ligero incremento de la temperatura media para que aparezcan grandes saltos en el número de días muy cálidos (véase la figura 2 ). ¿Por qué cuesta tanto modelar los extremos de temperatura? Entre otras razones, por su sensibilidad a variaciones esporádicas de la circulación y las masas de aire, que ocasionalmente pueden hacerlas seguir un curso inverso al de la temperatura media.  A modo de botón de muestra: en la antigua Unión Soviética, el mínimo absoluto anual de temperatura ha aumentado en grado y medio, mientras que la máxima absoluta anual no ha experimentado cambio. El Centro Nacional de Datos Climáticos, integrado en la Administración Nacional Atmosférica y Oceánica (NOAA ) de los EE.UU., ha desarrollado un modelo estadístico que simula las temperaturas máxima y mínima diarias a partir de tres propiedades de la gráfica de temperatura en función del tiempo. Esas tres propiedades son la media, su variancia diaria y su correlación de un día a otro (la correlación refleja la persistencia de las temperaturas: por ejemplo, la frecuencia con que un día cálido sigue a otro día cálido). Dados nuevos valores de media,  variancia y persistencia, el modelo pronosticará la duración y rigor de los extremos de temperatura.  Algunas de sus predicciones son llamativas. Chicago, por destacar una urbe, muestra una variabilidad considerable de una semana a otra. Aun

EL CLIMA

cuando la temperatura media de eneSe nos escapan las razones por las ro subiera cuatro grados (lo que pue- que las temperaturas mínimas crecen de realmente ocurrir a finales del más deprisa que las máximas. Ese fepróximo siglo), mientras las otras dos nómeno podría, quizá, guardar relapropiedades se mantuvieran constan- ción con la cobertura nubosa y el entes, seguiría habiendo días de tempe- friamiento por evaporación, que han ratura mínima inferior a –17,8 gra- aumentado en muchas regiones. Las dos Celsius. Y así incluso varios días nubes tienden a mantener los días seguidos. Debería también producir- más frescos, al reflejar la luz solar, y se una disminución del número de he- las noches más cálidas, al bloquear la ladas precoces y tardías, a tenor de la pérdida de calor del suelo. El increestación. No debería provocar sorpre- mento de humedad en el suelo gracias sa que, durante el verano, menudea- a la precipitación y nubosidad adicioran más los agobiantes períodos muy nales inhibe la subida de temperatucálidos, incluidas olas de calor as- ra durante el día porque parte de la fixiantes. Con sólo un incremento de energía solar se invierte en la evapotres grados Celsius en la temperatu- ración de esta humedad. Para alcanra media de julio, la probabilidad de zar una explicación más concluyente, que el índice de calor (un valor que así como poder predecir si continuacomprende la humedad y mide la sen- rá la asimetría del calentamiento sación de incomodidad) exceda 49 gra- diurno y nocturno, deberemos espedos Celsius alguna vez durante el mes rar la elaboración de mejores modeaumenta de uno cada 20 a uno cada los informáticos. cuatro. Los pronósticos de los cambios de Por su incidencia en la agricultu- temperatura día a día son menos sera, los aumentos en la temperatura guros que los de la media. Con todo, mínima revisten particular interés. los registros indican que, al hacerse De acuerdo con los registros anota- el clima más cálido, esta variabilidad dos en zonas rurales durante la se- ha decrecido en gran parte de las lagunda mitad de este siglo, la tempe- titudes medias del hemisferio septenratura mínima ha aumentado a un trional. La variabilidad, que depende ritmo más del 50 por ciento mayor de la estación y la situación, está tamque el seguido por la máxima. Este bién relacionada con las característiaumento ha dilatado el período exen- cas de la superficie, tales como la nieto de heladas en muchas partes de  ve caída y la humedad del suelo. En los EE.UU.; en el nordeste, por ejem- las latitudes medias, los cambios de plo, el período sin heladas comienza la variabilidad diaria de las temperaahora 11 días antes de lo que acon- turas han venido, asimismo, asociatecía en los años cincuenta. Un pe- dos a cambios de la frecuencia e inríodo exento de heladas más largo tensidad de temporales y cambios de puede resultar beneficioso para mu- la posición de las trayectorias comúnchas cosechas cultivadas en lugares mente seguidas por ellos. Estas tradonde las heladas no son muy corrien- yectorias de los temporales son una tes, pero también afecta el crecimien- sucesión de depresiones de latitudes to y desarrollo de plantas perennes medias que avanzan hacia el este y y de plagas. cuyo paso determina el tiempo.

CAMBIO APROXIMADO DE PLUVIOSIDAD

20% DISMINUCION

0%

20% AUMENTO

4. EL CURSO DE LA PRECIPITACION entre 1900 y 1994 revela una tendencia general hacia mayor precipitación en las latitudes más altas y menor, en las más bajas. El verde indica más lluvia; el castaño, menos.

93

La relación entre esos temporales y la temperatura es complicada. En un mundo más caliente, la diferencia de temperatura entre los trópicos y los polos cubriría con toda probabilidad un menor intervalo, por la sencilla razón de que en los polos se espera mayor calentamiento. Este factor tendería a debilitar los temporales. Por otra parte, en la alta atmósfera se invertiría la diferencia, lo que influiría de manera opuesta. También se producirían cambios en los temporales si los aerosoles antropogénicos continuasen enfriando regionalmente la superficie, alterando los contrastes horizontales de temperatura que controlan la posición de las trayectorias de los temporales.

Más precipitación

L

a complejidad aludida en la relación entre temporales y distribución de temperaturas constituye una de las razones por las que resulta tan difícil simular los cambios climáticos. Los componentes principales del clima —temperatura, precipitación y temporales— se hallan en tan intensa interrelación, que es imposible entender uno al margen de los otros. En el sistema climático global, por ejemplo, el ciclo de evaporación y precipitación transporta no sólo agua de un lugar a otro, sino también calor. El calor consumido en el suelo por la evaporación del agua se libera a cierta altura en la atmósfera cuando el agua  vuelve a condensarse en forma de nubes y precipitación, calentando el aire circundante. La atmósfera pierde después este calor por radiación hacia el espacio. Con o sin gases de invernadero adicionales, la Tierra absorbe la misma cantidad de energía solar y radia de nuevo la misma cantidad hacia el espacio. Pero con una mayor concentración de gases de invernadero, la superficie está mejor aislada y puede radiar menos calor directamente desde el suelo hacia el espacio. Decae la eficacia con que el planeta radia calor hacia el espacio, lo que significa que la temperatura debe subir para que se pueda radiar la misma cantidad de calor. Y a medida que la temperatura aumenta, se produce más evaporación, lo que conduce a mayor precipitación global en promedio.  Aho ra bie n, la pre cipi tac ión no aumentará en todas partes y durante todo el año. (Por contra, todas las regiones del globo deberán registrar temperaturas más altas hacia fines del próximo siglo.) La distribución de

94

5. LOS HURACANES, ciclones tropicales, conocerán a buen seguro distribuciones globales diferentes en virtud del calentamiento; lo que no significa, sin embargo, que su influencia general haya de cambiar. El huracán Andrew, que aparece aquí rugiendo en Miami, afectó a la costa suroriental de los EE.UU. en 1992, causando pérdidas por valor de 30.000 millones de dólares. las precipitaciones viene determinada no sólo por procesos locales, sino también por la velocidad de evaporación y las corrientes atmosféricas que transportan humedad.  Veá mos lo apl ica do. La mayoría de los modelos predicen una disminución de la precipitación en Europa meridional en verano como resultado del aumento de los gases de in vernadero. En esta región, una fracción notable de la lluvia proviene de la evaporación local; el vapor que no precipita localmente se exporta a otras regiones. Por tanto, con un clima más cálido, el aumento de la evaporación en primavera deseca- ha disminuido; aunque, en virtud del ría el suelo y conduciría a una meno r aumento de precipitación total, ha disponibilidad de agua para la eva- habido poca variación general en la poración y la lluvia en verano. cantidad de precipitación en forma  A mayor escala, los modelos prevén de nieve. En los cinturones de tranun aumento de la precipitación me- sición de la nieve, donde las nevadas dia en invierno en las latitudes altas. son intermitentes durante toda la esLo atribuyen al mayor transporte de tación fría, la precipitación media en humedad hacia el polo, instado por el forma de nieve tenderá a disminuir aumento de evaporación en las bajas con el calentamiento del clima, anlatitudes. Desde comienzos de siglo, tes de anularse por completo en alla precipitación ha aumentado en las gunos lugares. Importa advertir que, altas latitudes del hemisferio norte, desde 1986, la superficie cubierta por principalmente en la estación fría, la nieve durante la primavera y el conforme subieron las temperaturas.  verano ha menguado bruscamente en Pero en las regiones tropicales y sub- casi un 10 por ciento. Esta disminutropicales, la precipitación ha decre- ción de la cobertura nival ha contricido en los últimos decenios, lo que se buido a la subida de las temperatuha comprobado de manera patente en ras de primavera en las latitudes el Sahel y, en dirección este, hasta In- medias y altas. donesia.  Además de las cantidades totales En la franja más septentrional de de precipitación, hemos de tomar en Norteamérica (al N de 55 grados) y consideración la frecuencia con que Eurasia, con temperaturas por deba- se producen copiosos aguaceros o rá jo de cero durante gran parte del año, pidas acumulaciones, de enorme inlas nevadas han aumentado desde terés en sus secuelas. Las precipitahace varios decenios. Es probable que ciones intensas pueden provocar en estas regiones se produzca un ul- inundaciones, erosionar los suelos y terior incremento de la precipitación causar bajas humanas. ¿Qué variaen forma de nevadas. Más hacia el ción se espera de su frecuencia? sur, en el S de Canadá y N de los La precipitación depende de la huEE.UU., la razón de nieve a lluvia medad relativa, que es, a su vez, la

TEMAS 26

relación entre la concentración de vapor de agua y su máximo valor de saturación. Cuando la humedad relati va alcanza el 100 por ciento, el agua se condensa en forma de nubes y puede arrancar a llover. Los modelos informáticos indican que la distribución de la humedad relativa no se alterará mucho al cambiar el clima. Pero la concentración de vapor de agua necesaria para alcanzar la saturación en el aire sube rápidamente con la temperatura, a una razón aproximada de 6 por ciento cada grado Celsius. Así, en un clima más cálido, la frecuencia de la precipitación (que está relacionada con la frecuencia con la que la humedad relativa llega al 100 por cien) variará menos que la cantidad de precipitación (relacionada con la cantidad de vapor de agua presente en el aire). Y no sólo un mundo más cálido tendrá mayor precipitación; probablemente, el episodio medio de precipitación tenderá a ser más copioso. Diversos análisis apoyan la tesis del aumento de la intensidad. En los EE.UU., por ejemplo, un promedio de aproximadamente el 10 % de la precipitación total anual se produce durante fuertes aguaceros en los que al

EL CLIMA

menos caen 50 milímetros asociada a ciclones tropicales. Pero en un día. A principios de los daños producidos por un ciclón siglo, esa proporción no lle- arrasador pueden ser tremendos. En gaba al 8 por ciento. agosto de 1992, el huracán Andrew Por increíble que parez- mató a 54 personas, dejó sin vivienca con toda esta precipita- da a 250.000 y causó daños por valor ción, es de esperar que en de 30.000 millones de dólares en el Norteamérica, sur de Caribe y en la costa SE de los EE. Europa y otros lugares el UU. suelo se torne más seco en En los primeros debates sobre el los próximos decenios. impacto presumible de una intensifiUna perspectiva nada ha- cación del efecto de invernadero solía lagüeña, si pensamos en aludirse a ciclones tropicales más frela repercusión que un sue- cuentes e intensos. Puesto que estas lo seco tiene sobre las co- tempestades dependen de una supersechas, recursos freáticos, ficie caliente con provisión ilimitada ecosistemas de ríos y la- de humedad, se forman sólo sobre gos y sobre los mismos ci- océanos con temperatura superficial mientos de los edificios. de 26 o más grados Celsius. Por tanLas altas temperaturas to, se aseguraba, el calentamiento gloresecan el suelo aceleran- bal conduciría a temperaturas oceádo las velocidades de eva- nicas más altas y, presumiblemente, poración y de transpira- a más ciclones tropicales. ción por las plantas. Varios Para la investigación actual, funmodelos prevén ahora no- dada en modelos climáticos y registables incrementos en el tros históricos, semejante cuadro perigor de las sequías. Atem- ca de un simplismo excesivo. Otros perando esas prediccio- factores —el empuje arquimediano nes, sin embargo, hay es- en la atmósfera, las inestabilidades tudios de la frecuencia e en las corrientes atmosféricas y las intensidad de las sequías diferencias de la velocidad del vienen este siglo que indican to a diversas alturas (cizalladura verque, al menos en las pri- tical del viento)— intervienen tammeras fases del calenta- bién en el desarrollo de esas miento global, otros facto- tempestades. Pero fuera de proporres han predominado cionarnos esa visión más general, los sobre los efectos desecadores de una modelos climáticos sólo aportan una temperie más cálida. Por ejemplo, en ayuda limitada en la predicción de los EE.UU. y la antigua URSS, los los cambios de la actividad ciclónica. aumentos de nubosidad durante los Ello se debe, en parte, a que las siúltimos decenios han conducido a una mulaciones no han adquirido todadisminución de la evaporación. En el  vía el grado suficiente de de talle paoccidente ruso la humedad del suelo ra poder modelar el intensísimo ha aumentado. núcleo interior de un ciclón.  Algo mayor es el auxilio que presta el archivo histórico, incompleto. Tempestades Cierto es que ha resultado imposible establecer un registro global fidedigor cuantiosos que sean, los costes no de la variabilidad de los huracade las sequías y las olas de calor nes tropicales durante el siglo  XX , por parecen menos evidentes que los de un doble motivo: los cambios operaotra clase de tiempo extremado: los dos en los sistemas de observación (inciclones tropicales. Estos temporales, troducción de satélites a finales de los conocidos como huracanes en el At- años sesenta) y las variaciones de polántico y tifones en la parte occiden- blación en las regiones tropicales. tal del Pacífico Norte, producen daContamos, sin embargo, con buenos ños ingentes en las regiones costeras archivos de la actividad ciclónica en y en las islas tropicales. Conforme el el Atlántico Norte, donde los aviones clima se vaya haciendo más cálido, se meteorológicos han venido realizanprevén cambios en la actividad de ci- do labores de reconocimiento desde clones tropicales que variarían de los años cuarenta. Christopher W. unas regiones a otras. No todas las Landsea, del Laboratorio Oceanográconsecuencias serían negativas: en al- fico y Meteorológico del Atlántico, de gunas regiones bastante áridas, la la NOAA , infiere de los registros concontribución de los ciclones tropica- sultados una disminución en la intenles a la lluvia resulta vital. En el NO sidad de los huracanes, así como en de Australia, por ejemplo, del 20 al su cuantía. Entre 1991 y 1994 se pro50 por ciento de la lluvia anual está dujo un intervalo de suma tranquili-

P

95

COLABORADORES DE ESTE NUMERO Traducción: Manuel Puigcerver: Evolución del clima en los planetas terrestres, Clima caótico, ¿Qué mecanismo gobierna los ciclos glaciales? ,  Archivos subterráneos del clima cambiante,  El Niño, Un clima cambiante, Dióxido de carbono y clima mundial, Tendencias hacia el calentamiento global, Influencia del hombre sobre el clima, La subida de los mares y El clima que viene.

PROCEDENCIA DE LAS ILUSTRACIONES Página

Fuente

2 3

NASA

4-6 7 8-9 12-13 14 15 16-17

18

21 22-25 26 27-28 31 32 33 34 35-36 39-45 48 50-52 53

54-55 56 59 60-67 70-71 72-74 75-76 79 80

81 82 85 86-87 88 89 91 92-93

94-95

96

NASA  ( izquierda),

Observatorios

Hale (derecha) George V. Kelvin NASA

George V. Kelvin Barry Ross Jana Brenning (arriba, derecha); Barry Ross Jana Brenning Jana Brenning (gráfica); Richard B. Alley, Universidad Estatal de Pennsylvania Norman Tomalin, Bruce Coleman Inc. (arriba, izquierda); Stefan Lundgren (arriba, derecha); Fridmar Damm (abajo, izquierda); Boris Dmitriev (abajo derecha) George H. Denton George Retseck  Bruce Cornet, Lamont-Doherty Observatorio Geológico de la Universidad de Columbia George Retseck  Dan Wagner Roberto Osti (arriba); Jared Schneidman Design (abajo) Jared Schneidman Design Patrick Cone (arriba), Jared Schneidman Design (abajo) Jared Schneidman Design Ian Worpole Gary Braasch Hank Iken Claude Lorius, Lab. de Glaciología y Geofísica del Ambiente Jesse Simmons V. Ramanathan, Univ. Chicago Space Systems Division, General Electric Company Allen Beechel George Retseck  Patricia J. Wynne John Deecken CORBIS / AFP

Robert Pickett, David Muench, Jim zuckerman y Corbis (izquierda, de arriba abajo ); Chinch Gryniewicz ( fotografía); Laurie Grace (gráfica) NOAA /Laboratorio de Fluidos Dinámicos y Geofísica Neil Rabinowitz Ministerio de Transporte y Obras Públicas de los Países Bajos William F. Haxby R. Lighty; M. Goodman (abajo) Michael Goodman Cameron Davidson Jennifer C. Christiansen (gráficas ); Warren Marr (arriba); Laurie Grace (abajo) Warren Faidley

dad por lo que se refiere a la frecuen- han ejercido ya una influencia discercia de tempestades, huracanes y nible sobre el clima global. En el fuhuracanes intensos; ni siquiera la es- turo, para reducir la incertidumbre tación de 1995, de insólita intensidad, respecto al cambio climático antropopudo invertir esta tendencia declinan- génico, sobre todo a escalas menores, te. Aunque debemos anotar, por otra será necesario mejorar nuestra potenparte, que el número de tifones en el cia informática de construcción de moPacífico NO parece haber subido. delos, al par que prosiguen las obserEn conjunto, parece improbable que  vaciones minuciosas de los factores los ciclones tropicales aumenten de climáticos. forma significativa a escala global. En Serán, asimismo, de ayuda nuevas algunas regiones, la actividad podría iniciativas, citemos el Sistema de Obintensificarse; en otras, remitir. Cam- servación Climática Global, y la inbios todos ellos que acontece rán en un  vestigación exhaustiva de ciertos promarco de grandes variaciones natu- cesos climáticos importantes; lo serán rales de un año a otro año y de un de- también los superordenadores de crecenio al siguiente. ciente potencia. No debe olvidarse, sin Los ciclones de latitudes medias embargo, la complejidad del sistema acompañados de copiosa lluvia, las climático, razón de que en cualquier llamadas tempestades extratropica- momento puedan surgir sorpresas. les, abarcan por lo común una super- Las corrientes del Atlántico Norte poficie mayor que la de los ciclones tro- drían sufrir bruscas modificaciones y picales; admiten, pues, una más fácil producir cambios bastante rápidos del modelación. Ya se han realizado al- clima en Europa y parte oriental de gunos trabajos. Uno reciente de Ru- Norteamérica. th Carnell y sus colaboradores del Entre los factores que intervienen Centro Hadley, de la Oficina Meteo- en nuestras predicciones del cambio rológica del Reino Unido, ha hallado climático antropogénico, y una de menos tempestades, aunque más in- nuestras mayores incógnitas, está la tensas, en el Atlántico Norte como cantidad futura de emisiones globaconsecuencia de la acentuación del les de gases de invernadero, aerosoefecto de invernadero. Pero no todos les y otros agentes de interés. El delos modelos concuerdan. terminar esas emisiones trasciende Los análisis de los datos históricos la mera labor científica: le importa a tampoco conducen a una conclusión toda la humanidad. clara. Algunos estudios indican que, desde finales de los años ochenta, la actividad ciclónica de invierno en el  Atlántico Norte ha sido más extrema BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA de lo que nunca fue durante los cien CHANGING BY DEGREES : STEPS TO REDUaños que les precedieron. Durante CE GREENHOUSE GASES. U.S. Congress, los últimos decenios se ha observado Office of Technology Assessment, también una tendencia de vientos 1991. más fuertes y mayores alturas de olas POLICY IMPLEMENTATION OF GREENHOUSE en la mitad septentrional del AtlánWARMING : M ITIGATION , ADAPTATION tico Norte. Otros análisis, realizados AND THE SCIENCE BASE. National Acadepor Hans von Storch y sus colaboramy of Sciences. National Academy Press, 1992. dores del Instituto Max Planck de LOBAL WARMING DEBATE. Número espeG Meteorología en Hamburgo, no han cial de  Res ear ch an d Exp lo rat ion : hallado prueba de cambios en el nú A Scholarly Publication of the National mero de tempestades en el mar del Geographic Society, volumen 9, n. o 2; Norte. En general, como ocurría con primavera 1993. los ciclones tropicales, la información GLOBAL WARMING: THE COMPLETE BRIEdisponible pone de manifiesto que caFING. John T. Houghton. Lion Press, 1994. recemos de base sólida para poder CLIMATE C HANGE 1995: T HE S CIENCE OF predecir aumentos globales de las deCLIMATE CHANGE . Contribución del presiones extratropicales, aunque no Grupo de Trabajo I al Second Assessment pueden descartarse las variaciones Report of the Intergovernmental Panel regionales. on Climate Change. Dirigido por John T.

El futuro

 A 

unque esas clases de huecos denuncian las limitaciones de nuestro conocimiento del sistema climático, de la valoración de las pruebas se infiere que las actividades humanas

Houghton, L. G. Meira Filho, B. A. Callendar y N. Harris. Cambridge University Press, 1996. INDICES OF CLIMATE CHANGE FOR THE UNITED STATES. T. R. Karl, R. W. Knight, D.

R. Easterling y R. G. Quayle en el Bulletin of the American Meteorological Society, volumen 77, n. o 2, págs. 279-292; febrero 1996.

TEMAS 26