El calentamiento global y la falacia negacionista (parte 1)

Por Colaborador Invitado, el 10 febrero, 2020. Categoría(s): Divulgación • Ecología

El sistema climático

Seguro que alguna vez te has topado con alguien que afirma que “eso del calentamiento global es una patraña” o con alguien que admite que “existe pero es simple variabilidad natural”. Estas afirmaciones (que pueden ser defendibles desde el punto de vista científico pero no desde la creencia más acérrima) suelen venir acompañadas de datos puntuales –cherry picking- o series estadísticas que un negacionista puede manipular fácilmente para obtener el resultado deseado. Sin embargo, cuando se estudia el calentamiento global usando física básica y tomando el sistema Tierra como un todo, se llega de manera irremediable a la conclusión de que variabilidad natural por sí sola implicaría la violación del principio de conservación de la energía, uno de los pilares básicos de la Física. A lo largo de este artículo y de dos más comprobarás que no hace falta tener un premio nobel y que una persona con conocimientos básicos de bachillerato puede llegar a las mismas conclusiones a las que llegan miles de científicos: que el cambio climático actual está provocado en su mayor parte por la acción humana.

 

El sistema climático

Supongo que ya conocerás la diferencia entre tiempo y clima pero por si acaso te la explicaré brevemente. El tiempo que acontece en una región alude a las condiciones atmosféricas que existen en ese momento y está en continuo cambio: por ejemplo, ahora mismo está lloviendo en mi región. El clima hace referencia a las condiciones medias que reinan en esa región, es decir, es el conjunto de todos esos tipos de tiempo con sus ocurrencias. Por ejemplo, en mi región el 80% de los días hace sol y el 20% llueve; el 10% se registran heladas, el 40% nieblas y el 4% la temperatura máxima supera 40 grados. Para realizar estas estadísticas hace falta un periodo largo, unos 30 años.

Haciendo una analogía, el tiempo describe mi estado de ánimo en este momento y el clima describe mi personalidad. Todos los estados de ánimo y sus diferentes ocurrencias son los que conforman mi personalidad. A nadie se le ocurriría pensar que mi personalidad ha cambiado de un día para otro simplemente porque ayer mi estado de ánimo era de una manera y hoy es de otra. Por eso el clima no cambia de un día para otro, sino que hay que esperar algunas décadas para examinar si esos parámetros estadísticos han variado significativamente.

Cuando los climatólogos y meteorólogos hablamos de clima hacemos referencia a un sistema global – el sistema climático– que a su vez se divide en cinco subsistemas: la atmósfera, la criosfera, la hidrosfera, la litosfera y la biosfera. Cada uno de estos subsistemas se comunica con el resto intercambiando energía y masa a diferentes escalas espaciales y temporales. Lo que determina el clima de tu región es el conjunto de estos cinco subsistemas y también –esto es muy importante- sus diferentes interacciones. Por ejemplo, si la hidrosfera cede calor a la atmósfera, la primera se enfría y la segunda se calienta.

Lo que sucede desde la revolución industrial es que los cinco subsistemas están experimentando el mismo proceso: se están calentando. Con ayuda del último informe AR5 del IPCC tú vas a ser capaz de estimar de forma aproximada cuánta energía ha absorbido el sistema climático en las cuatro décadas precedentes (1971-2010) [1]. Los datos usados a continuación están tomados de este informe y pueden consultarse libremente.

La atmósfera

Pese a su poca masa y espesor es el componente más importante. Las observaciones indican que la troposfera (la capa más baja y que comprende el 90% de la masa atmosférica) se ha calentado un grado en el periodo 1971-2010. No hace falta recurrir a la NASA, con la calculadora de tu teléfono puedes calcular cuánta energía ha absorbido la atmósfera en esos cuarenta años.

Energía acumulada por la atmósfera en el periodo 1971-2010.

Más o menos unos 3 ZJ (1 zettajulio = 1021 julios). Para que te hagas una idea, eso equivale a más de cinco veces el consumo energético de toda la población en 2013 [2]. La atmósfera posee también los periodos de respuesta más breves de todo el sistema climático y van desde horas hasta días y semanas.

La criosfera

Comprende todos los hielos del planeta: casquetes polares de Groenlandia y Antártida, el hielo marino del Ártico y el Antártico, las superficies nevadas, los glaciares y el permafrost. La criosfera es el componente en el cual son más vistosos los efectos del calentamiento global gracias las imágenes de los glaciares en desaparición o el hielo marino en retroceso. Los tiempos de respuesta son muy diferentes: las superficies nevadas de Siberia y Canadá presentan ciclos estacionales (aparecen en invierno y desaparecen en verano), el hielo marino presenta escalas de años o décadas, el de los glaciares de siglos y el de los casquetes polares de decenas a miles de años. Por ejemplo, si un gran forzamiento radiativo (variación de energía) actuase durante veinte años, el hielo marino sería apartado de su estado de equilibrio y tendría tiempo suficiente para encontrar un nuevo estado de equilibrio. Pero desde la perspectiva de los casquetes polares, estos veinte años representan un intervalo de tiempo muy breve y los cambios que produce el forzamiento son muy pequeños. Esta es la razón por la cual en los últimos 150 años hemos observado grandes retrocesos de los glaciares y el hielo marino pero poca disminución (porcentual) en los casquetes.

Si haces uso de la calculadora y de las observaciones es fácil calcular la energía que ha acumulado la criosfera en el periodo 1971-2010.

Energía acumulada por la criosfera en el periodo 1971-2010.

Casi 8 ZJ, es decir, unas 14 veces el consumo energético de toda la población en 2013.

La hidrosfera

Comprende toda el agua líquida del planeta: mares y océanos, aguas subterráneas, ríos, lagos, etc. Las escalas temporales abarcan periodos de semanas o meses (aguas superficiales) a siglos (aguas profundas). Con un sencillo cálculo se obtiene que la energía acumulada por la hidrosfera supera los 315 ZJ, es decir, más de 560 veces el consumo energético de toda la población en 2013.

Energía acumulada por la hidrosfera en el periodo 1971-2010.

A la vista de este resultado es fácil comprender que la hidrosfera es el gran almacén del sistema climático y en el periodo 1971-2010 ha absorbido cien veces más energía que la atmósfera. Es el gran dominador del sistema climático. Especial importancia tienen las aguas profundas: si solamente liberasen a la atmósfera una centésima parte de la energía absorbida provocarían un calentamiento muy acusado. Esta liberación se produciría a una velocidad muy lenta (escala de siglos) y, de hecho, algunos autores piensan que periodos tales como la Pequeña Edad de Hielo o el Óptimo Climático Medieval estuvieron íntimamente relacionados con procesos de interacción entre la atmósfera y las aguas profundas. Por eso no hay que creer películas tales como “El día de mañana” en la cual un proceso de este tipo transcurre en tan solo una semana. [En general, las películas de catástrofes tienen muy poco rigor científico y es mejor disfrutarlas por sus efectos especiales y su temática].

La litosfera y biosfera

La litosfera comprende todas las tierras emergidas y presenta los tiempos de respuesta más largos de todo el sistema climático: millones de años. Los cambios que se producen en la litosfera (deriva continental, por ejemplo) producen a su vez ciclos climáticos de una escala similar. Por eso no puede achacarse el calentamiento actual a la litosfera.

La biosfera, por su parte, comprende toda la fauna y flora terrestre y marina. Influye en la rugosidad del terreno, el albedo planetario, las emisiones y absorciones de algunos gases, etc.

La cantidad de energía absorbida por la biosfera es despreciable y la de litosfera es fácil de calcular pero lleva mucho tiempo y por eso no se ha incluido en esta entrada.

Empleando datos y métodos más precisos y sofisticados que los de una calculadora de bolsillo, el IPCC resume en la siguiente imagen la energía total absorbida por el sistema climático en el periodo 1971-2010.

Energía acumulada por el sistema climático en el periodo 1971-2010. Fuente: IPCC.

Como verás, el orden de magnitud es similar al que tú habías obtenido con un cálculo sencillo: 274 ZJ que en su mayoría han sido absorbidos por los océanos. El total absorbido por la atmósfera es muy pequeño comparado con el resto de los componentes del sistema climático. La atmósfera puede calentarse o enfriarse muchísimo si cualquiera de los otros subsistemas cede o roba una minúscula parte de su energía. El origen de muchos cambios climáticos del pasado subyace en trasvases de energía hacia o desde la atmósfera a través de complejos mecanismos de interacción. Sin embargo, pese a toda esa complejidad, es fácil entender que el calentamiento global actual implica a todos los componentes: todos están acumulando energía en mayor o menor medida. El sistema climático entendido como un todo está acumulando una cantidad enorme de energía y va más allá de un mero trasvase entre subsistemas.

El negacionismo confunde y utiliza complejas series estadísticas, medias móviles, orígenes de referencia a conveniencia, etc. para poner en cuestión el calentamiento global pero todo ello es fácilmente refutable cuando se utiliza un enfoque físico y una simple calculadora.

Si dividimos los 274 ZJ entre toda la superficie terrestre y entre todo el periodo (1971-2010) se obtiene una potencia de 0.42 W por cada metro cuadrado. Imagina que divides todo el planeta en cuadrículas de un metro de lado, colocas una estufa de 0.42 W en cada una y la dejas encendida durante cuarenta años. ¿Cuál es el origen de esa energía?

… continuará

 

Este artículo nos lo envía Benito Fuentes López, físico por la Universidad de Granada y meteorólogo en la Agencia Estatal de Meteorología (Aemet). “Mi gran pasión es la divulgación. Me encanta compartir y publicar artículos que no sirven para nada ni ayudarán a nadie pero, quizás, puedan resultar curiosos”. Puedes seguir a Benito en twitter a través de su cuenta: @Metbeni

Referencias:

[1] IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp.

https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1

[2] U.S. Energy Information Administration (eia.gov)



Por Colaborador Invitado, publicado el 10 febrero, 2020
Categoría(s): Divulgación • Ecología

 

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