Un apunte sobre el cambio climático

Reinhardt Acuña Torres

Prólogo

Más que un ensayo científico este es un artículo corto de mi autoría para hacer conciencia acerca de la imperante necesidad de que todos nosotros: las naciones y los individuos que conformamos la humanidad. Nos unamos entorno a tomar acciones individuales para combatir el cambio climático. Pero sobre todo para que, unidos y en masa, exijamos a nuestros gobernantes tomar acciones: claras, concisas y definitivas para su respectivo país.

¿Qué es el cambio climático?

“Un cambio climático se define¹​,²​ como la variación en el estado del sistema climático terrestre, formado por la atmósfera, la hidrosfera, la criosfera, la litosfera y la biosfera, que perdura durante periodos de tiempo suficientemente largos (décadas o más tiempo)²​ hasta alcanzar un nuevo equilibrio”.

Causas y efectos del cambio climático

Las variaciones climáticas afectan la meteorología del planeta cambiando tanto  la física de la atmósfera como la química de la atmósfera y por ende, el tiempo atmosférico. Eso ocasiona que las variables ambientales: hidrología, calidad del agua, suelos, geodinámica, biota; también cambien. Cambios que pueden ir desde una forma moderada hasta una extrema:fenómenos meteorológicos extremos. Siendo estos últimos los causantes de la variación del estado del clima del planeta. Generando tanto los efectos económicos del cambio climático como los efectos sociales del cambio climático.

¿Qué pasa si no detenemos el cambio climático?

Si no detenemos el actual avance del cambio climático podemos desencadenar en un cambio climático abrupto. En otras palabras, a que, el sistema climático del planeta sea forzado a seguir una transición climática global hacia un nuevo estado de clima planetario; clima terrestre para ser precisos. A una tasa de cambio climático que supera al propio sistema climático de la Tierra; eso es, que es más rápida que las tasas de cambio de los forzamientos externos.

¿Por qué?

Porque, el actual cambio climático (popularmente conocido como calentamiento global), es un fenómeno antropogénico. Y eso no lo digo yo, “El consenso científico es que el sistema climático de la Tierra inequívocamente está en calentamiento y que es sumamente probable (es decir, con una probabilidad mayor al 95 %) que este calentamiento sea predominantemente causado por los seres humanos”.

Es más, “Las academias y sociedades científicas nacionales e internacionales han evaluado la opinión científica actual sobre el calentamiento global. Estas evaluaciones son compatibles globalmente con las conclusiones del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático. El IPCC Cuarto Informe de Valoración señala que:

• El calentamiento del sistema climático es inequívoco, como se evidencia en el aumento de las temperaturas medias globales del aire y océano, el derretimiento generalizado de la nieve y el hielo, que tiene como consecuencias el ascenso global medio del nivel del mar.¹⁴​
• La mayor parte del calentamiento global desde mediados del siglo XX probablemente debido a actividades humanas.¹⁵​
• Los beneficios y costos del cambio climático para la sociedad variará ampliamente según la ubicación y escala.¹⁶​ Algunos de los efectos en regiones templadas y polares serán positivos y los demás serán negativos. En general, es más probable que los efectos netos sean fuertemente negativos con un calentamiento mayor o más rápido.
• La gama de evidencia publicada indica que es probable que los costos netos de los daños del cambio climático sean significativos y aumenten con el tiempo.¹⁷​
• La resiliencia de muchos ecosistemas probablemente sean superados en este siglo por una combinación sin precedentes de cambio climático, perturbaciones asociadas (p. ej. inundaciones, sequía, incendios forestales, insectos y acidificación del océano) y otras fuerzas de cambio global (por ejemplo, cambio de uso del suelo, contaminación, fragmentación de los sistemas naturales, sobreexplotación de recursos).¹⁸​

Fuente: “Opinión científica sobre el cambio climático”.

Modelos de circulación general (GCM)

“Un modelo de circulación general (MCG, en inglés: GCM) es un modelo de tipo matemático sobre lo que es la circulación de una atmósfera u océano planetario. Un modelo general de circulación se basa en ecuaciones Navier-Stokes sobre una esfera rotatoria utilizando términos termodinámicos para las diversas fuentes de energía (radiación, y calor latente).  Estas ecuaciones sirve de base para modelos complejos en programas de computador que normalmente se utilizan para simular las condiciones de la atmósfera y los océanos de la Tierra”.

Figura 1. Estructura esquemática de un modelo de circulación general. Crédito: David Bice © Penn State University; tiene licencia bajo CC BY-NC-SA 4.0. Fuente: Módulo 4: Introducción a los modelos de circulación general.

Forzamiento radiativo y Equilibrio Térmico de la Tierra

“El   forzamiento radiativo o forzamiento climático es la diferencia entre la insolación (luz solar) absorbida por la Tierra y la energía irradiada de vuelta al espacio.¹​ Las influencias que causan cambios en el sistema climático de la Tierra que alteran el equilibrio radiativo de la Tierra, forzando a las temperaturas a subir o bajar, se denominan forzamientos climáticos.²​ El forzamiento radiativo positivo significa que la Tierra recibe más energía de la luz solar que la que irradia al espacio. Esta ganancia neta de energía causara calentamiento. Por el contrario, el forzamiento radiativo negativo significa que la Tierra pierde más energía al espacio de la que recibe del sol, lo que produce enfriamiento”. Fuente: Forzamiento radiativo.

Figura 2. Componentes del forzamiento radiativo según estimaciones del IPCC

“De la energía solar que llega a la Tierra, en forma de radiación de onda corta, casi un 30%¹​ es reflejada de nuevo al espacio por la superficie y la atmósfera (ver albedo), alcanzando la superficie en promedio unos 240 W/m². La energía que logra alcanzar la superficie terrestre es devuelta al espacio en forma de radiación infrarroja. Sin embargo, los gases de efecto invernadero como el vapor de agua y el dióxido de carbono provocan que el grueso de esta radiación infrarroja se emita al espacio desde unos 5 km de altitud,²​ causando el calentamiento de la parte baja de la atmósfera que conocemos como efecto invernadero. El flujo neto de energía que entra y sale del sistema climático recibe el nombre de balance energético terrestre³​ o, alternativamente, balance radiativo.⁴​”. Fuente: Equilibrio térmico de la Tierra.

Figura 3. Forzamiento radiactivo. Fuente: NASA Earth Observatory – http://earthobservatory.nasa.gov/Features/EnergyBalance/page4.php

Mi Hipótesis Sobre el Cambio Climático: Teoría del Desequilibrio Climático Global Por Encadenamiento de Forzamientos No Armónicos Asociados a Modelos de Circulación Planetaria.    

Respecto al cambio climático tengo una hipótesis propia que desgraciadamente no puedo comprobar y es que, de mayor a menor: la variación solar; las estaciones del año; la circulación atmosférica y las corrientes marinas. Responden a modelos de circulación general; cuyo modelo matemático y modelo computacional se puede modelar y desarrollar en base a ecuaciones Navier-Stokes sobre una esfera rotatoria y a la mecánica de fluidos. Eso significa que también lo hace (responde) a la mecánica de medios continuos que incluye a los sólidos deformables y los sólidos rígidos y lógicamente los fluidos. En ese contexto, toda la Tierra puede ser considerada como un solo cuerpo sólido, pero deformable y por ende, sujeto tanto a la mecánica del sólido rígido como a la mecánica de los cuerpos deformables; además de la mecánica de fluidos. Lo cual a su vez significa que como sistema complejo adaptable, la Tierra responde a todos esos sistemas interactivos: en el sentido de “Acción que se ejerce recíprocamente entre dos o más objetos, personas, agentes, fuerzas, funciones, etc.”. Y a otros más como el campo magnético terrestre (magnetosfera); la deriva continental (tectónica de placas) y la radiación solar.  

Lo interesante del caso es que todos estos fenómenos son producto de las interacciones que se dan al rotar y trasladarse la Tierra y valga la redundancia, interactuar con otros subsistemas dentro de ella misma o sistemas externos a ella (como el Sol) que también rotan y se trasladan. ¿Por qué tiene eso importancia? Porque en términos físicos esos son fenómenos cíclicos; pero no solo eso, también son fenómenos vibratorios; cada uno de esos fenómenos tiene una frecuencia natural de oscilación; como la resonancia acústica. Para nuestro planeta lleva el nombre de Resonancia Schumann y está relacionada a la banda de frecuencias extremadamente bajas o ELF (Extremely Low Frequencies) del espectro electromagnético de la Tierra. Pero lo más interesante de las frecuencias naturales es que, no sólo pueden entrar en resonancia; también se puede inducir en esos sistemas oscilaciones amortiguadas; o peor aún, oscilaciones forzadas.

Cuando el sistema (en nuestro caso la Tierra) aún tiene capacidad de amortiguamiento para para disipar energía cinética, la energía térmica y la energía plástica que recibe; puede restablecer el equilibrio (en este caso, equilibrio ambiental). Pero cuando el forzamiento no armónico supera la capacidad de amortiguamiento de un sistema; el sistema no puede recuperar y colapsa (colapso no armónico).