«Incluso duplicar o triplicar la cantidad de CO2 tendrá un ‘pequeño impacto’ en las temperaturas».

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De Ciencia climática de Nueva Zelanda

Profesor Geoffrey G Duffy

DEng, PhD, BSc, ASTC Dip., FRS NZ, FIChemE, CEng

Dr. Geoffrey G. Duffy, profesor del Departamento de Ingeniería Química y de Materiales de la Universidad de Auckland, Nueva Zelanda. Duffy recibió la Medalla de Plata de Ciencia y Tecnología de Nueva Zelanda en 2003 de la Sociedad Real de Nueva Zelanda. Y ha publicado 218 revistas, artículos revisados ​​por pares y artículos de conferencias, incluidas 10 patentes y 62 informes técnicos.

La biografía completa de Duffy está aquí: http://www.ecm.auckland.ac.nz/staff/ggd

El clima siempre está cambiando, y siempre lo hará. Hay temporadas. Hay ciclos de día y noche (diurnos). En cualquier lugar, la energía térmica del sol varía durante el día. La energía del sol se ve afectada por las condiciones locales y las nubes. La absorción de calor depende de si impacta en el agua o en la tierra… e incluso entonces, el tipo de tierra (desierto, bosque, tierra cubierta de nieve), o el diseño de la tierra (masas continentales, o islas rodeadas de mares). En algunas partes del mundo, las temperaturas están subiendo en promedio y en algunas áreas están bajando. El calentamiento no está ocurriendo en todas partes al mismo tiempo y, por lo tanto, ‘calentamiento global’ es un nombre inapropiado.

Entonces, ¿cuáles son los jugadores clave en ‘Cambio climático’? El principal impulsor es el sol. El calentamiento depende del sol. El enfriamiento se debe a la falta de energía solar. La energía radiante entra en la atmósfera terrestre. El aire (en base seca) se compone principalmente de nitrógeno 78,08% y oxígeno 20,94%. Del 0,98 % restante, el 95 % (es decir, el 0,934 %), o casi todo, es el gas inerte argón. El dióxido de carbono CO2 es un rastro. Es menos de 400 ppm (partes por millón) o 0,04% de toda la atmósfera (en base seca). Sorprendentemente, menos de una quinta parte es CO2 producido por el hombre (0,008% del total), y eso solo desde el comienzo de la era industrial y el rápido aumento de la población mundial.

¡Sin embargo, el ambiente no es seco! El siguiente componente principal del aire, además del oxígeno y el nitrógeno, es el agua, como vapor y líquido condensado. La atmósfera se compone de aproximadamente 1-3% de vapor de agua. [At 20°C and 100% humidity there is 0.015kg water/kg air or 1.5%: at 50% Humidity, 0.008kg water/kg air or 0.8%: and in warmer climate at say 30°C, 100% humidity, 0.028kg water/kg air or 2.8%]. El vapor de agua se condensa para formar nubes y es, con mucho, el más abundante y significativo de los gases de efecto invernadero. El agua representa alrededor del 95% del efecto invernadero. El principal ‘intermediario’ atmosférico entre el sol y la tierra es el agua, y por lo tanto dicta el comportamiento del clima de la tierra. Sin el vapor de agua en particular y otros gases de efecto invernadero en el aire en general, las temperaturas del aire superficial en todo el mundo estarían muy por debajo del punto de congelación. Claramente, el sol debe tener una influencia mucho mayor en las temperaturas globales que cualquiera de los gases de efecto invernadero, incluso el agua y el CO2. ¡¡El dióxido de carbono es aproximadamente 1/60 del agua en el aire!! Claramente, no es el actor principal, aunque es prudente minimizar las emisiones provocadas por el hombre, como las emisiones de partículas, el CO2 y otros gases, donde sea posible en la práctica.

Las condiciones climáticas variables e inestables son causadas por diferencias locales y a gran escala en las condiciones (viento, lluvia, evaporación, topografía, etc.). Inducen de forma natural el calentamiento o el enfriamiento a nivel local, regional o mundial. Todos hemos experimentado cómo en un día nublado/soleado las nubes afectan fuertemente nuestras sensaciones tanto de calor como de luz (energía infrarroja y luz visible). ¡Las nubes hacen varias cosas! Las nubes pueden calentar la atmósfera emitiendo calor latente de condensación a medida que se condensa el vapor de agua. Pero las nubes pueden calentar la atmósfera al reducir la cantidad de radiación transmitida o enfriar la atmósfera al reflejar la radiación. Entonces, de todos los efectos que pueden influir en el calentamiento y enfriamiento de la atmósfera y de la tierra, claramente el agua es el principal ‘gas’ de efecto invernadero. Otros gases de efecto invernadero (dióxido de carbono CO2, metano CH4, óxidos de nitrógeno, etc.) son 1/60 a 1/30 más pequeños tanto en cantidad como en efecto. Entonces, con todos los ‘gases de efecto invernadero’, incluida el agua, la actividad humana representa solo cantidades mínimas, solo el 0,28% del total de gases de efecto invernadero. Si excluimos el principal, el agua, la actividad humana solo representaría alrededor del 5,53% del efecto invernadero total. Este es un minuto en la imagen total de cualquier manera que lo miremos.

Desafortunadamente, muchas estimaciones y predicciones se basan en gran medida en modelos informáticos teóricos. Muchos ahora incluso confían en los modelos y sus ‘resultados teóricos’ más que en las mediciones reales y los hechos de la realidad. El análisis por computadora requiere que la tierra se ‘corte’ en áreas pequeñas y separadas (en realidad, volúmenes), cada una de las cuales se analiza para detectar entradas/salidas de calor y otros flujos de gas/vapor. Aun así, el tamaño del dominio de análisis computacional (elementos básicos de la red informática) es enorme, 150 km x 150 km por 1 km de altura, con la potencia informática actual. Es tan grande que los efectos de incluso las nubes muy grandes no se incluyen individualmente; y eso incluye nubes en nuestro horizonte visual. La resolución espacial es por lo tanto muy pobre. Las supercomputadoras no pueden darnos la precisión que necesitamos. Por lo tanto, los modeladores usan parámetros: ‘un factor se ajusta’ a todos, para cada uno de los dominios (una especie de ‘factor de engaño’). Esto es triste, ya que el agua como vapor en las nubes es de 30 a 60 veces más importante que otras cantidades diminutas de otros gases de efecto invernadero. Claramente, las simulaciones climáticas y, por lo tanto, las predicciones pueden tener un error grave a menos que los efectos reales de las nubes estén bien definidos en los modelos. No es solo el número y el espaciamiento de las nubes en esa área de 150 kilómetros cuadrados, sino también los efectos de la altura de las nubes y la estructura de las nubes. Estos factores no se tienen en cuenta en absoluto. Los tifones todavía no están representados en la mayoría de los modelos. Muchas tormentas tropicales y lluvias intensas locales dicen que en un radio de 50 km no pueden ser ‘vistos’ por los modelos. Las erupciones volcánicas y los grandes incendios forestales son extremadamente difíciles de modelar. Estos emiten enormes tonelajes de pequeñas partículas que tienen inmensos efectos de protección e interacciones en la atmósfera. La lenta difusión del humo en días sin viento y la disipación turbulenta más rápida en días ventosos son muy difíciles de modelar o predecir. Simplemente ‘todavía no estamos allí’ en los eventos más simples.

Los efectos entre zonas de movimientos a gran escala como la corriente del Golfo o los patrones de El Niño-El Niña, en realidad no se entienden mucho y son prácticamente imposibles de modelar. ¡El ‘ruido’ (fluctuaciones aleatorias) en los resultados de los modelos de computadora es a menudo mayor que la magnitud de los resultados de lectura de la computadora en sí mismos! Es realmente sorprendente por qué se confía en los pronósticos modelo por computadora para períodos de, digamos, 30 a 50 años, y aún así los pronósticos meteorológicos suelen ser muy inexactos, incluso durante un período de 2 o 3 semanas. Un buen modelo debería ser capaz de «predecir incluso el pasado reciente». El hecho de que estos modelos no puedan, muestra claramente que debemos cambiar nuestro pensamiento y confianza de los modelos informáticos al análisis a más largo plazo de los datos reales y a la comprensión de los mecanismos y procesos físicos reales (los factores de ‘causa’ y ‘efecto’) . Alguien ha dicho; “Si el clima de mañana se modela y predice incorrectamente, ¿cómo podemos pretender predecir los cambios climáticos a largo plazo?”

La linealización de fluctuaciones aleatorias a corto plazo en los cambios climáticos y de temperatura es científicamente insostenible (los cambios climáticos y del clima deben estudiarse durante períodos muy largos si se quieren discernir tendencias confiables). Se da mucha credibilidad al ‘efecto palo de hockey’ de los datos de temperatura (cambio ascendente de la temperatura media durante la última década) propuesto y adoptado por el IPPC (Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático). Las naciones han aprovechado esto y lo están utilizando para basar sus políticas para acciones sobre los efectos del calentamiento global y la implementación de controles sobre las emisiones basadas en el carbono mediante impuestos al carbono. El mismo programa de computadora que le dio a IPPC esos resultados fue probado rigurosamente recientemente ingresando números aleatorios, y la lectura generada por computadora arrojó la misma tendencia ascendente de datos con esta entrada sin sentido. Esto convierte en una burla el informe de la CIPF y las acciones posteriores. Por supuesto, la CIPF no puede admitir eso ahora, ya que muchas naciones han considerado su informe como un ‘evangelio’. En sorprendente contraste directo, los datos reales (no modelos idealistas) de sensores remotos en satélites han medido continuamente la temperatura del mundo y han demostrado que la tendencia en el período de calentamiento finalizó en 2001. Las mediciones satelitales reales muestran que la temperatura ha descendido alrededor de 0,60 °C. en el último año, en comparación con la temperatura media registrada en 1980. ¡Las observaciones del Centro Hadley muestran que la temperatura global ha cambiado menos de 0,050 °C durante la última década! Además, 1998 fue claramente más cálido que 2006 debido al evento de El Niño. ¿Por qué no podemos creer en datos precisos reales?

Un ‘invernadero’ hecho por el hombre no genera nuevo calor. Un ‘invernadero’ hecho por el hombre sólo puede aumentar el tiempo de residencia o tiempo de retención del calor como una manta. Asimismo, en la atmósfera, el ‘efecto invernadero’ actúa como un mecanismo para suavizar las fluctuaciones o subidas y bajadas de temperatura (eso es ventajoso). ¡Es un amortiguador! No puede ser un factor dominante para el cambio de temperatura global. Es el sol el que da la energía calorífica e impulsa el cambio de temperatura. Simplemente, si la energía del sol disminuye, entonces la temperatura ‘global’ bajará; con o sin efecto invernadero (y viceversa).

Pero también debemos considerar la ubicación de los efectos. La superficie de la Tierra es 70% agua. El agua tiene una capacidad de transporte de calor mucho mayor que la tierra; o incluso la atmósfera misma. La mayor parte del calor entrante del sol es absorbido por los mares y lagos (simplemente porque ocupan el 70% de la superficie del mundo). Cuando comparamos eso con las masas terrestres, una menor proporción de calor se refleja desde las zonas acuosas para participar en el efecto invernadero. El efecto invernadero es principalmente un fenómeno de la superficie terrestre y de la atmósfera debido a que las masas terrestres pierden la mayor parte del calor que reciben durante el día por la acción de la radiación nocturna. Para multiplicar ese efecto, la atmósfera pierde calor rápidamente al espacio por la lluvia, la convección y la radiación, a pesar del efecto invernadero. Entonces, la gran superficie de agua en todo el mundo y el almacenamiento de calor del agua son mucho más significativos que cualquier efecto invernadero atmosférico. Los océanos realmente controlan el transporte de vapor de agua y los cambios de calor latente en la atmósfera (el calor latente es el calor necesario para convertir el agua en vapor o, por el contrario, se libera cuando el vapor pasa al agua), y esto es mucho más importante que lo sensible. cambios de calor solos (no cambios en el estado del agua).

Los mares tardan mucho en calentarse o enfriarse en comparación con la tierra. Esto significa que el almacenamiento de calor total por parte de los océanos es inmenso. Como se mencionó, la energía térmica que llega a la tierra durante el día pronto se irradia de regreso al espacio durante la noche. ¡Pero también hay diferencias zonales! La energía del sol en el ecuador es constante durante todo el año, y en esta región la mayor proporción de superficie corresponde al agua del océano. La pérdida de calor dominante es principalmente en los polos, alternando cada polo como el principal perdedor de calor. Como resultado, existen severas variaciones cíclicas de temperatura, siendo los mares y los casquetes polares los que tienen los efectos dominantes en los cambios de energía y, por lo tanto, en los efectos de temperatura. Si el erróneamente llamado ‘calentamiento global’ estuviera ocurriendo ahora deberíamos verlo ahora. Los océanos se expandirían y ascenderían; de hecho, en los últimos dos años, el nivel global del mar ha disminuido, no aumentado. Los satélites que orbitan el planeta cada 10 días han medido el nivel global del mar con una precisión de 3 a 4 milímetros (2/10 de pulgada) [see sealevel.colorado.edu]. Muchos glaciares están retrocediendo, pero algunos están aumentando. Las plataformas glaciales en los polos se derriten y se reforman cada año porque hay cambios estacionales periódicos; estos solos muestran dramáticamente qué cambios pueden ocurrir de verano a invierno a verano una y otra vez. ¿Cambios dramáticos? Sí; pero son perfectamente normales y de esperar.

También es importante destacar que el CO2 no es un contaminante. Es vital para el crecimiento de plantas, árboles y cultivos alimentarios. El principio básico de los equilibrios muestra que cuando A y B forman C y D, entonces C y D reaccionarán para formar más A y B. Por lo tanto, a medida que se produce CO2, «reaccionará» para producir más oxígeno y carbono celulósico a través de la conocido proceso clorofílico. La producción de árboles, plantas y cultivos alimentarios aumenta notablemente. Con bajas cantidades de CO2 en el aire, tendríamos graves deficiencias en los cultivos alimentarios. Este proceso también ocurre con el plancton. Pero más allá de esta reacción químico-bioquímica está el simple proceso de equilibrio físico de la solubilidad. A medida que los mares se enfrían, se disuelve más CO2 en el agua y se reduce el CO2 en el aire (y viceversa).

Se pueden extraer otras ideas extremadamente importantes del registro del núcleo de hielo. Si el CO2 fuera el principal contribuyente al cambio climático, la historia revelaría que los niveles de CO2 precederían al aumento de la temperatura media en todo el mundo. ¡De hecho es todo lo contrario! Los aumentos de CO2 siempre han ido a la zaga de los aumentos de temperatura y se estima que el retraso implicado es de 400 a 800 años. Las muestras de núcleo muestran que nunca ha habido un período en el que los aumentos de CO2 se hayan producido antes de un aumento de la temperatura global. Cualquier tendencia reciente al alza de la temperatura aparente no puede vincularse a aumentos de CO2. No hay evidencia física que respalde eso. De hecho, existe una alta probabilidad de que la explicación más probable de una tendencia general de calentamiento sea que sigamos la «reciente» Pequeña Edad de Hielo, hace 400-600 años. ¡También hubo un Período Cálido Medieval (MWP) que precedió a eso también!

El calor del sol varía a lo largo de una serie de ciclos solares que pueden durar desde unos 9,5 años hasta unos 13,6 años (el principal es el ciclo de 11 años). La tierra también tiene una órbita irregular alrededor del sol. Estos y otros efectos, como los efectos gravitatorios de los planetas del sistema solar, se combinan para afectar el campo magnético del sol. Las tarifas solares y las manchas solares afectan la cantidad de calor generado por el sol. De hecho, existe una excelente correspondencia entre el calentamiento general de la Tierra y el aumento de la actividad de las manchas solares. La correlación gráfica de la actividad de las manchas solares y los cambios de temperatura media de la Tierra es bastante sorprendente. Parece que la actividad del ‘proveedor de calor’ dominante (el sol) tiene un efecto mucho mayor en el clima (y por lo tanto en el cambio climático) que cualquier rastro de gases atmosféricos.

También es interesante notar que el sistema de satélites Aqua de la NASA ha demostrado que la tierra se ha estado enfriando desde 1998. Esto se corresponde con las mediciones de las sondas sub-oceánicas Argos de que el océano se está enfriando. Esto está en marcado contraste con las propuestas de muchos ‘alarmistas climáticos’. El efecto solar es enorme y abrumador y debe haber retrasos en la absorbancia y la acumulación de energía recibida por las masas terrestres y oceánicas. Pero cuanto más se calienta la Tierra, más rápido irradia calor al espacio. Este es un proceso de autocorrección y autocuración.

El sol impulsa directamente los movimientos actuales de El Niño-El Niña que impulsan los cambios de temperatura en todo el mundo. El sol establece ciclos de evaporación, impulsa corrientes o ciclos de aire y agua más grandes y cambia los patrones climáticos y, por lo tanto, el cambio climático. Los diversos grados de retraso y cambios fuera de fase provocan oscilaciones oceánicas periódicas. La Oscilación del Sur de El Niño (ciclo ENOS) cambia de calentamiento a enfriamiento dependiendo del efecto neto de calentamiento o enfriamiento del sol. Esto ocurre con bastante rapidez. Aproximadamente desde 1975 hasta 2000 hubo un fuerte período de calentamiento de El Niño (una Oscilación Decenal del Pacífico (PDO) positiva). Ahora hay un período de La Niña, y esto tiene un enfriamiento o una disminución del calentamiento (PDO negativa). En esencia, el ENSO y El cambio de PDO es causado directamente por el Sol. También hay oscilaciones periódicas similares en otros océanos (Océanos Atlántico y Ártico).

El pánico por hacer algo sobre el cambio climático ha llevado a algunas acciones poco realistas e insostenibles. Por ejemplo, los biocombustibles a partir de cereales aumentarán considerablemente los precios de los alimentos y se espera que aproximadamente 30 millones de personas sufran graves privaciones. Estados Unidos utilizará hasta el 30% de la cosecha anual de maíz para la producción de alcohol solo para vehículos. La producción de etanol también requiere energía para que sea económica. El coste real por litro es muy similar al de otros combustibles líquidos, pero los litros/kilómetro consumidos por los vehículos son mucho más elevados que los de la gasolina, y los automovilistas bien intencionados tendrán que utilizar mucho más etanol. Solo se obtiene un tanque lleno de etanol para un todoterreno a partir de suficiente maíz para alimentar a un africano durante un año. En todo el mundo, los subsidios a las plantas de etanol en 2008 ascenderán a $15 mil millones. Un estudio de 2008 sobre biocombustibles ha demostrado que las emisiones de CO2 en realidad se duplicarán si se talan los bosques ricos en carbono.

Bueno, ¿qué pasa con las últimas imágenes, videos y programas de televisión sobre el cambio climático? ¡Sí, están pasando muchas cosas! Los patrones climáticos están cambiando en muchas partes del mundo y algunos eventos catastróficos parecen apuntar al calentamiento de la Tierra. Incluso durante nuestra vida hemos observado muchos cambios en los patrones climáticos donde vivimos. Pero lo que observamos (el ‘efecto’) en un lapso de tiempo relativamente pequeño no puede conectarse honestamente directamente con ninguna supuesta ‘causa’ sin investigar todos los mecanismos que provocan el cambio. Es muy fácil aferrarse a la idea de que el aumento en la quema de combustibles fósiles y el subsiguiente crecimiento del dióxido de carbono en la atmósfera es directamente la causa principal. Incluso, de temporada en temporada, vemos cómo se derriten montañas cubiertas de nieve y hielo, y se derriten áreas masivas de la plataforma de hielo antártica, pero en solo 6 meses más o menos se restauran. ¡No estamos alarmados por estos cambios anuales! Entonces, ¿por qué no podemos ver que los cambios climáticos que ocurren en todo el mundo ahora (no tan grandes como estos dramáticos cambios anuales) son simplemente similares pero en una escala de tiempo más grande? Tenemos evidencia de núcleos de hielo y núcleos de lecho marino al menos para mostrarnos que esto ha sucedido en los últimos siglos. Estos están en armonía en cuanto a los cambios de CO2 con el tiempo y las variaciones de temperatura a lo largo del tiempo. ¡No hay indicios de que uno cause el otro! La historia también cuenta nosotros que ha habido periodos de enfriamiento significativos en los últimos 1.000 años.

El clima y el clima local cambian para siempre. Claro que debemos minimizar la contaminación de nuestros sistemas de aire y agua con sustancias químicas y partículas desagradables, y no tratarlos como ‘cloacas’. Pero incluso duplicar o triplicar la cantidad de dióxido de carbono prácticamente tendrá poco impacto, ya que el vapor de agua y el agua condensada en partículas como nubes dominan la escena mundial y siempre lo harán.

DIÓXIDO DE CARBONO CO2

MEJORES ESTIMACIONES DE LA LOCALIZACIÓN de CO2 como carbono (C)

Gigatoneladas Gt (BILLONES de toneladas)

Atmósfera 750 Gt

Océanos – superficie 1.000 Gt

Océanos – intermedio/profundo 38.000 Gt

Vegetación (suelo, detritos) 2.200 Gt

41.950 GT

INTERCAMBIO anual de CO2

Superficie del océano – Atmósfera 90 Gt

Vegetación – atmósfera 60 Gt

Entre biota marina y superficie oceánica 50 Gt

Océanos (superficie a profundidad) 100 Gt

Emisiones humanas* (carbón, petróleo, gas natural) 6 Gt

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