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La Naturaleza, y No la Actividad Humana Controlan al Clima


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Realimentaciones Negativas del Vapor de Agua




Figura 15: La figura sugiere que el secado de la troposfera superior llevaría a una realimentación negativa reduciendo los efectos del aumento de CO2. La banda gruesa (púrpura) muestra a la emi-sión infrarroja al espacio (radiación de onda larga -OLR). La capa superior lindera corresponde a la seca troposfera superior (UT); el lindero o límite inferior corresponde a una UT húmeda. La banda roja muestra las emisiones de la superficie al espacio a través de la ventana atmosférica (8 a 12 micrones). Para mantener a la OLR total constante, el límite inferior de esta banda debería corresponder a una UT seca, mientras que el límite superior correspon-dería a una UT húmeda. Este cambio en la emisión de infrarrojo desde la superficie sugiere un corres-pondiente cambio de la temperatura –que en última instancia reduce el calentamiento por el aumento de los niveles de CO2.

Held y Solden [2006] muestran claramente que, para los modelos de computados usados en el AR4, el vapor de agua atmosférico aumenta con la temperatura de la superficie de acuerdo con la ecuación Clausius-Clapeyron (CC); la precipitación y la evaporación aumentan a una tasa significativamente menor que la relación CC. Sin embargo, las observaciones satelitales sugieren que las precipitaciones reales aumenta-ron dos veces más rápido de lo que los modelos predicen. [Wentz et al. 2007], indicando que el potencial del calentamiento global para causar sequías puede ser menor que lo que se temía.




  • Los modelos de computadora no simulan una posible

realimentación negativa del vapor de agua
Los modelos también tienen problemas describiendo la distribución en latitud y altitud del vapor de agua. En particular, los valores del vapor de agua de la troposfera superior (UT) controlan la pérdida de calor al espacio y por ello ejercen un control sumamente importante sobre la temperatura superficial de la Tierra. Las mediciones pueden dar valores medios del vapor de agua en la UT; pero dado que la emisión varía con la cuarta potencia de la temperatura, no se puede deducir entonces el valor promedio de la radiación de longitud de onda larga (OLR) que sale al espacio.

Dado que el vapor de agua es el gas de invernadero más importante, es difícil explicar en términos sim-ples como es que también puede producir una realimentación negativa, es decir, reducir al presunto efecto de calentamiento del CO2. De hecho, todos los actuales modelos de GI incorporan una realimentación positiva por un aumento del vapor de agua.

Sin embargo, Richard Lindzen [1900] y otros [Ellsaesser 1984] han señalado maneras por las que el vapor de agua puede producir una realimentación negativa en vez de una positiva. Requiere de un meca-nismo para la reducción del vapor de agua en la troposfera superior (UT). La evidencia empírica parece apoyar una distribución tal del vapor de agua de la UT [Spencer et al 2007].

El mecanismo de la realimentación negativa funciona como sigue [ver la Figura 15]: Con valores nor-males del vapor de agua en la UT, la emisión IR al espacio (llamada ‘radiación de onda larga emergente’) tiene lugar en la temperatura baja de la UT. Pero si la UT es seca, entonces la emisión OLR de las bandas del vapor de agua se originan de la capa lindera más cálida en la troposfera inferior (LT). La emisión de la superficie ocurre en la ventana atmosférica (entre 8 y 12 micrones) y depende de la temperatura en la superficie, que irradia como un cuerpo negro.



F
igura 16:
Un resultado del U.S. National Assessment of Climate Change [NACC 2000]: La precipitación esperada para 18 regiones de los Estados Unidos, según el modelo Hadley y el modelo Canadiense. Nótese la gran diferencia en los resultados de los dos modelos en magnitud y aún en el signo. Por ejemplo, las Dakotas (Souris – Rojo – Lluvioso) pueden volverse ya sea un pantano o un desierto, dependiendo del modelo usado.
Debe notarse, sin embargo, que el valor total de la OLR debe a grandes rasgos balancear la radiación solar entrante. En el caso de una UT húmeda, más de la OLR se originará en la superficie de la Tierra; en el caso de una UT seca lo opuesto es cierto. Por consiguiente, una UT seca corresponde a una superficie más cáli-da; una UT más húmeda corresponde a una superficie más fría: Por ello la distribución del vapor de agua puede producir una realimentación negativa –provisto que el aumento del CO2 cause una distribución particular del vapor de agua.


  • Los modelos computados no explican muchas características

del clima observado en la Tierra
Los modelos sobreestiman la insolación superficial del suelo (la cantidad de irradiación solar que impacta sobre la superficie) cuando se la compara con un conjunto de datos de 760 estaciones distribuidas en todo el mundo existente en el Archivo de Balance de Energía Global [Wilde 2005a]. La discrepancia es de 9 watts por metro cuadrado (W/m2) en promedio, varias veces mayor que el forzamiento GI estimado. Sugiere incertezas en repartir la energía solar entre la superficie y la absorción de la atmósfera.

Más allá de esto, los modelos GI no explican muchas otras características del clima observado de la Tierra. Por ejemplo, la historia de las temperaturas polares, la tendencia al enfriamiento de la Antártida, el efecto serrucho del Hemisferio Norte/Hemisferio Sur ligado a la circulación oceánica, y características tales como la observada Oscilación Madden-Juliana en los trópicos, la Oscilación del Atlántico Norte, la Oscilación Multi Decadal del Atlántico, [Schlesinger y Ramanakutty 1994], la Oscilación Decadal del Pacífico [Mantua 1997], y las apariciones de El Niño.

En general, los modelos climáticos predicen muy pobremente las precipitaciones, en particular a nivel regional (ver, por ej.: Figura 6). Tampoco han tenido éxito en la predicción de fenómenos climáticos como ENSO o al Monzón Indio.

“Los modelos climáticos son miserablemente inadecuados para simular y predecir las precipitaciones del Monzón de Verano Asiático. El Monzón de Verano es la anormalidad simple más grande en el sistema global del clima.” [Shukla 2007]. Kriplani et al. [2003] concluyen en que el Monzón Indio muestra una variabilidad decadal con ciclos de unos 30 años de lluvias por encima o debajo de lo normal, y no está en este tiempo afectado por el calentamiento global.




  • Los modelos computados no pueden producir

predicciones fiables de cambios del clima regional
Los modelos computados son notoriamente inadecuados para la simulación o proyección de efectos regionales, en particular cuando se refieren a las precipitaciones. Este hecho puede demostrarse muy claramente en el informe de Evaluación Nacional del Cambio Climático de Estados Unidos [NACC 200] que empleó a los modelos de Hadley y al Canadiense para proyectar cambios futuros en 18 regiones de los Estados Unidos, Como se ve en la Figura 16, en la mitad de las regiones los dos modelos dieron resultados opuestos. Por ejemplo, las dos Dakotas se volvería ya sea un pantano o un desierto para el 2100, depen-diendo del modelos usado. Es significativo que el informe US-NACC no pudo pasar los ensayos del Acta de Calidad de Información [2004] y le fue retirado el status de ‘informe oficial de gobierno’.

Mientras que son útiles para estudiar la sensibilidad de los cambios en los parámetros del clima, los modelos computados son inadecuados para la predicción del clima futuro. Kevin Trenberth, un líder en autores del informe IPCC-TAR escribió recientemente [Trenberth 2007]:


De hecho no hay predicciones hechas por el IPCC. Y jamás las hubo. En su lugar, el IPCC ofrece proyecciones de “qué pasaría si” del clima futuro que corresponden a ciertos escenarios de emisio-nes. Hay una cantidad de suposiciones que intervienen en estos escenarios de emisiones. Ellas intentan cubrir un rango de posibles auto-consistentes ‘líneas de historia’ que luego proveen a los hacedores de decisiones con la información acerca de los caminos que serían más deseables. Pero ellas no consideran muchas cosas como la recuperación de la capa de ozono, por ejemplo, o las tendencias observadas en los agentes de forzamientos. No existen estimaciones, aún probabilísti-cas, sobre la probabilidad de ningún escenario de emisiones y ninguna ‘mejor estimación’. Aún si las hubiere, las proyecciones están basadas en resultados de modelos que proveen diferencias del clima futuro relativo al de hoy.

No existe ninguna secuencia de El Niño como tampoco ninguna de la Oscilación Decadal del Pacífico que replique al pasado reciente; pero estos son modos críticos de variación que afectan a los países del Borde del Pacífico y más allá. La Oscilación Multi Decadal del Atlántico, que puede depender de la circulación termohalina y por ello de las corrientes oceánicas en el Atlántico, no está ajustado a igualar el estado actual, pero es un componente crítico de los huracanes del Atlántico, e indudablemente afecta a los pronósticos para la próxima década desde Brasil a Europa.

El estado inicial del clima en muchos modelos puede divergir significativamente del clima real debido a errores en los modelos. Yo postulo que no es posible simular adecuadamente al cambio regional del clima a menos que los modelos sean inicializados.
El episodio de ‘invierno nuclear’ de 1983-84 representa un buen ejemplo de la manera en que los modelos del clima pueden dar resultados falsos y engañar al público y aún a muchos expertos. Impulsada ideológi-camente, la hipótesis del ‘invierno nuclear’ se basaba en un cálculo de modelo que empleaba suposiciones artificiales diseñadas para dar el resultado deseado, física incompleta que ignoraba importantes procesos atmosféricos, y también algo de la física que era simplemente errado. El ‘fenómeno’ fue exagerado por la prensa popular, respaldado por un panel de la Academia de Ciencias, y tomado muy seriamente por las agencias del gobierno, incluyendo al Pentágono. Ahora está siendo resucitada en una forma ‘mejorada’ [Robock 2007], pero con los mismos problemas que el original.
Conclusión: Los modelos climáticos empleados por el IPCC no describen al sistema climático, caótico y de extremos abiertos.

5. Es Improbable Que el Nivel del Mar Aumente


El nivel del mar es uno de los impactos más temidos de cualquier futuro calentamiento global, pero la discusión pública del problema está plagada de información pobre y análisis engañosos. Eminentes practicantes en el campo han bautizado a las actuales estimaciones del aumento del nivel del mar como un “rompecabezas” [Douglass y Peltrier 2002], como un “enigma” [Punk 2002], y hasta de “ficción” [Mörner 2004].




  • Las estimaciones del reciente aumento del nivel del mar no son fiables

La mayor parte de la discusión, incluyendo la del IPCC, está formulada en términos de promedio global del nivel del mar. Aun asumiendo que esta estadística puede ser determinada con precisión (ver comentario más adelante), tiene muy poco valor político práctico. El cambio relativo local (LRSL) del nivel del mar es todo lo que cuenta para propósitos de planeamiento costero, y esto es altamente variable en todo el mundo, dependiendo de diferentes tasas a las que costas en particular están sufriendo levantamiento o hundimien-tos tectónicos. No existe ningún promedio global para el LRSL [Douglass 2001].

En uno de los lugares presuntamente más amenazados, las Maldivas, condenadas a desaparecer pronto bajo el mar, tanto las altimetrías satelitales como los registros de mareas no han registrado ningún singni-ficativo ascenso del nivel del mar. En contrario a las expectativas del IPCC, el nivel del mar allí ha bajado en 20 a 30 cm en los últimos 30 años. [Mörner 2004].

Algunas características observacionales se destacan. De acuerdo con abundante y variada información geológica, el nivel del mar ascendió unos 120 metros desde el último Máximo glacial (LGM) hace unos 18.000 años [Fairbanks 1989]. La información sobre corales muestra un ritmo de ascenso uniforme du-rante los últimos siglos [Toscazo y McIntyre 2003] (Figura 17). La mejor información sobre registros de mareas muestra un ritmo de ascenso bastante uniforme de alrededor de 1,8 mm por años durante la ma-yor parte del siglo pasado [Trupin y Wahr 1990, Douglass 2001] a despecho del calentamiento y el enfria-miento (Figura 18). La información satelital ha mostrado una tasa de ascenso más alta en los últimos 20 años [Cazenave y Nerem 2004], pero la variabilidad temporal y geográfica es tan grande que la aplicabili-dad de esta información no ha sido generalmente aceptada.


Nivel del Mar Desde el Último Máximo Glacial


Figura 17: Ascenso del nivel del mar desde el Último Máximo Glacial, como fue deducido de información de corales y turba [Toscazo y McIntyre 2003]. El ascenso total desde ha-ce 18.000 años antes que el presente (BP) es de unos 120 metros. Nótese el rápido ritmo de ascenso a medida de que las ma-sas de hielo continental se fundieron, y el más modesto y casi constante ritmo de as-censo en los varios milenios pasados –sin relación con las fluctuaciones de la tempe-ratura. SE comprende mejor al gráfico le-yendo desde el extremo inferior derecho (nivel del mar 18.000 años antes del pre-sente) al extremo superior izquierdo (nivel actual del mar).
Nivel del Mar 1900-1980




Figura 18: Valores del acenso del nivel del mar para 84 estaciones medidoras de ma-reas con más de 37 años de registros. [Tru-pin y Wahr 1990]. Han sido corregidas para el rebote pre glacial. La tasa promedio de ascenso es ~18 cm por siglo. Notar la au-sencia de alguna aceleración en la subida de nivel del mar durante los intervalos cáli-dos. Mientras que la información de los satélites [Cazenave y Nerem 2004] sugiere una tasa mayor de ascenso, un análisis de Holgate [2006] muestra una tasa más baja en años recientes.

Algunos análisis [Holgate 2006] hasta sugieren una disminución en la tasa de ascenso del nivel del mar durante la segunda mitad del siglo 20. Podemos concluir, por consi-guiente, que ha existido una insignificante cantidad de aceleración, si la hubo, en el nivel del mar desde 1990 –a despecho de los cambios de la temperatura. Esta conclusión está en total divergencia con la del IPCC, y es apoyada por muchos investigadores independientes [Douglass 2001].




Figura 19: Estimación del ascenso del nivel del mar hasta el año 2100 de los informes del IPCC 1990, 1995, 2001, y 2007. Nótese la fuerte reducción en la estimación del as-censo máximo, presumiblemente basado en mejor información y comprensión. También se muestra los valores publicados del as-censo del nivel del mar de Hansen (H) [2006], Rahmstorf (H) [2007], y Singer (S) [1997]. Tanto H y R están fuera de los valo-res máximos del IPCC. El actual ritmo de ascenso de nivel en los siglos recientes ha sido de 18 cm/siglo; por consiguiente, la tasa de incremento del IPCC 2007 sería de 0 a 41 cm y entre y 0 y 2 cm para Singer.



  • El modelado ‘patas para arriba’ de los futuros niveles del mar

no predicen de manera uniforme las subidas de nivel
Los cuatro informes del IPCC ha empleado un modelo de análisis “patas para arriba” del cambio global promedio del nivel del mar. Ellos estiman por separado la contribución positiva al ascenso de nivel por el derretimiento de los glaciares de montaña (eustático) y la expansión térmica de un océano que se calienta (espacial). Obviamente, esto se sostiene nada más que la capa superficial del mar ya que las aguas heladas del medio y fondo no están aumentando de temperatura ni tampoco se expandiría si lo hiciesen. Luego agregan ellos los valores netos estimados (pérdida de hielo menos acumulación de hielo) de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida.

La observada falta de aceleración del ascenso del nivel del mar (Figuras 17 y 18) pueden indicar un equilibrio fortuito pero plausible, en donde la acumulación de hielo en la meseta Antártica equilibra aproximadamente los efectos de los océanos en expansión y los glaciares que se derriten para cambios de temperatura de corta vida (décadas de extensión) [Singer 19979, p. 18]. Esto es plausible porque un océa-no que se calienta libera más humedad a la atmósfera aumentando la precipitación en la acumulación de hielo, principalmente sobre la Antártida. Si esto fuese cierto, el nivel del mar continuaría aumentando a más o menos el mismo ritmo –aproximadamente 18 cm por siglo– a pesar de los cambios de temperatura de corta duración, medidos en décadas, ya sea en calentamiento o enfriamiento.




  • Cada sucesivo informe del IPCC pronostica un menos ascenso del nivel del mar

Los sucesivos informes del IPCC han reducido sus estimaciones del proyectado ascenso del nivel del mar, como se ve en la Figura 19, y se están acercando un valor de 18 cm por siglo, Porque esto está también cerca del actual ritmo de crecimiento, esto equivale a decir que no habrá aceleración por el calentamiento antró-pico, es decir, ningún ascenso adicional del nivel del mar debido al calentamiento.

Sin embargo hay otro problema: Las cifras del IPCC no se condicen con la tasa observada de ascenso [IPCC-AR4, Tabla TS.3, p. 50]. La mayor parte del actual ascenso del nivel sería en consecuencia debido al lento derretimiento de la Capa de Hielo Occidental de la Antártida (WAIS) [Conway 1999]. Se ha estado derritiendo lentamente desde el Último Máximo Glacial de hace 18.000 años. Si continúa a este ritmo, desaparecerá en unos 7.000 años más [Bindschadler 1998] – a menos de que sobrevenga una nueva edad de hielo.


  • Los pronósticos de un ascenso del mar más rápido no son creíbles

Recientemente, Stefan Rahmstorf [2007] ha publicado un acercamiento “de arriba hacia abajo” a la pre-dicción del aumento del nivel del mar que excede una triplicación de las actuales estimaciones del IPCC. Él simplemente asume que la tasa de ascenso es proporcional a la temperatura media global. No hay una base teórica para apoyar esta suposición –y por cierto, está contradicha por la evidencia observacional: El nivel del mar asciende al mismo ritmo aun cuando el clima se estuvo enfriando desde 1940 a 1975. como dijo una vez el Premio Nobel, el físico Wolfgang Pauli, cuando fue confrontado con una tontería similar, “Esto no tiene valor; ni siquiera está equivocado.”

Hansen [2006] ha sugerido estimaciones aun más extremas del futuro ascenso del nivel del mar –casi 15 (o hasta 60) veces más el valor medio del IPCC y 30 (hasta 120) más que las de Singer. Su estimación de 20 pies (casi 7 metros) se basa en la especulación acerca de la suerte a corto plazo de las capas de hielo polar, asumiendo un colapso y derretimiento; su estimación de 80 pies (23 metros) está derivada de comparacio-nes con los interglaciales previos. Sin embargo, el Período Cálido Medieval y el mayor calentamiento duran-te el temprano Holoceno no muestran evidencia de tales imaginadas catástrofes. Hansen y Rahmstorf pueden ser considerados “contrarians” en este tema.

Es muy posible que las reales observaciones del nivel del mar en los próximos años mostrarán que tales estimaciones extremas está equivocadas. Es irónico que Hansen, Rahmstorf, y algunos otros hayan atacado al IPCC por ser demasiado conservador [Rahmstof et al. 2007] y se hayan basado en el consenso [Oppen-heimer et al. 2007 ]






6 6. Gases de Invernadero Antrópicos:

¿Calientan a los Océanos?

En 2005 Hansen anunció que había encontrado al ‘revólver humeante’ para el calentamiento antrópico comparando al publicado aumento de la tasa de almacenamiento de calor del océano (durante un período de tiempo seleccionado) con un asumido desequilibrio de energía en la parte alta de la atmósfera [Hansen 2005]. Hay demasiadas cosas erradas con este análisis.

Obviamente, las temperaturas de superficie del mar (SST) tienen que aumentar antes de que el calor sea almacenado en lo profundo de los océanos. Sabemos que las SST aumentaron pre-1940, presumiblemente añadiendo calor al océano, pero pocos realmente creen que la causa de ese calentamiento haya sido antrópico porque ocurrió bien antes del uso a gran escala de los combustibles fósiles. El análisis de Hansen ha sido invalidado adicionalmente por el descubrimiento de que la información sobre el almacenamiento de calor ha sido sobreestimada por un gran factor [Gouretzki y Koltemann 2007] y por las recientes bóxer-vaciones de que el almacenamiento dejó de crecer en los pocos años pasados [Lyman 2006, Willis 2007].

Un asunto mucho más fundamental es el grado al cual los gases de invernadero contribuyen con las SST. DE acuerdo con la física básica, el ‘complejo índice refractivo del agua en la región del infrarrojo (IR) resulta en la absorción de la radiación IR por un espesor de la superficie del orden de sólo 10 micrones. Sin embargo, el efecto GI depende de la radiación IR, descendiendo desde la atmósfera en dirección a la super-ficie, siendo absorbido y luego añadido al normal calentamiento de la radiación visible del Sol (Figura 20). Pero si esta radiación IR descendente (DWR) emanando de los GI atmosféricos y de las nubes, es completamente absorbido en la ‘piel’ del océano, ¿Qué pasa con la energía absorbida? ¿Cuánta es re-irra-diada? ¿Cuánta es empleada para aumentar la evaporación?

El problema es encontrar cuánta energía es transmitida al grueso de la capa por debajo de la ‘piel’ para ayudar a calentar al océano [Singer 2005a, b; Singer 2006]. Peter Minnett [2006] cree que su información muestra que toda la energía DWR contribuye a la temperatura de la superficie (SST); otros están menos seguros. No se ve otra manera de responder a estas preguntas de manera definitiva, excepto quizá mediante mediciones directas bajo distintas condiciones del estado del mar y las ondas de la superficie.

Podríamos medir ala DWR, la IR ascendente desde la ‘piel’, y la detallada distribución de la temperatura justo debajo de la piel, y registrar los cambios a medida de que la DWR varía. Dado que no podemos espe-rar por un cambio del CO2, podríamos medir el efecto de una nube o otra superficie emisora de IR en nuestro experimento.


Ingresos de Energía en la Superficie del Mar



Figura 20: La figura muestra la absorción de radiación infrarroja descendente (de GI y nubes) dentro de una ‘piel’ de ~10 micrones del océano. No se conoce cuánta de esta energía contribuye a la temperatura de la su-perficie del océano, y cuánta va en la re-irradiación y evaporación. Nótese que las boyas están ubicadas en la parte más caliente de la ‘capa mezclada’ del océano; por consiguiente, el aumento del ingrediente de los datos de las boyas desde 1980 puede resultar en una calculada subida de la temperatura del superficie del mar que es otro artefacto del procedimiento de la manipulación de la información.

En respuesta a la afirmación que el observado aumento de las temperaturas del mar provee una solución empírica a este problema, debemos considerar la posibilidad de que el aumento observado es en parte un artefacto del método de medición. Como se ha observado previamente, durante los últimos 25 años las boyas de deriva se hicieron predominantes en el suministro de información de la SST. Pero ellas miden la temperatura a pocos centímetros de la superficie, donde el calentamiento del sol es máximo (durante el día) mientras que los barcos (el anterior método de medir temperaturas del mar) miden las temperaturas a algunos metros debajo de la superficie, donde es más fría. (Ver la Figura 20 para una ilustración de las diferentes técnicas de medición en uso.) Se puede rápidamente mostrar que combinando la información de los barcos con una creciente cantidad de información de las boyas, es muy posible que lleve a un ficticio aumento de la temperatura [Singer 2006].

Por último, debemos enfrentar al hacho que a medida de que la SST aumenta, la evaporación aumenta más rápidamente todavía –estableciendo límites superiores para los valores de la SST [Priestly 1996, Held y Soden 2006, Wentz et al. 2007]. ¿Pero qué temperatura tendríamos que usar? SST (como las calculan los modelos del clima), o la generalmente más fría de la ‘piel’? Empíricamente, la situación es complicada dado que la tasa de evaporación depende también de la humedad relativa de la atmósfera por encima, vientos de superficie y estado del mar, y la ocurrencia de precipitaciones.

En ninguna parte el IPCC discute estos detalles con ningún detalle, ni ofrece ninguna sugestión para su solución. Sin embargo es de fundamental importancia saber cuál fracción del efecto invernadero contribuye al calentamiento del océano –nada menos porque los océanos cubren el 70% de la superficie de la Tierra.





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