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EL SOL DETERMINA EL CLIMA Habibullo Abdussamatov Doctor en ciencias físico–matemáticas Jefe del Laboratorio de Investigaciones Espaciales del Observatorio Astronómico Principal de la Academia de Ciencias de Rusia Director del proyecto ruso–ucraniano “Astrometría”
Traducción al español por S. Zavgorodniaya, autorizada por el autor Editado por: J. Beneras y R. Roos
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Expertos de las Naciones Unidas predicen en sus publicaciones anuales un futuro calentamiento global catastrófico, debido al continuo aumento de emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera. Sin embargo, observaciones del Sol nos permiten afirmar que el aumento de temperatura no está relacionado al dióxido de carbono y que en los próximos decenios no habrá un calentamiento catastrófico, sino que nos espera un enfriamiento global muy prolongado. La vida en la Tierra depende totalmente de la radiación solar que es la fuente principal de energía para todos los procesos naturales. Durante mucho tiempo se ha considerado que la luminosidad del Sol nunca varía. Es por esta razón que se denomina constante solar astronómica al flujo de radiación que a la distancia media entre la Tierra y el Sol (149 597 892 km), alcanza en cada segundo fuera de la atmósfera, una superficie de un metro cuadrado. Hasta fines de 1978 no fue posible medir el valor de la constante solar con suficiente precisión. Sin embargo, los cambios sustanciales del clima de la Tierra en milenios pasados ponen en duda la constancia de la luminosidad del Sol. A mediados del siglo XIX el astrónomo alemán Heinrich Schwabe y el astrónomo suizo Rudolf Wolf determinaron que el número de manchas en la superficie solar cambia periódicamente disminuyendo del máximo al mínimo y nuevamente aumentando al máximo en alrededor de un período de 11 años. Wolf introdujo el índice relativo del número de manchas solares (W) calculado como la suma de la cantidad de grupos de manchas multiplicado por diez y el número total de manchas en todos los grupos. Desde el año de 1849 este índice se determina regularmente. Según datos de astrónomos profesionales y observadores aficionados (no es alta su credibilidad), Wolf pudo reconstruir los valores medios mensuales desde 1749 y medios anuales desde 1700. Actualmente esta serie se ha prolongado hasta el año 1611. Existen otras manifestaciones de actividad solar relacionadas con la aparición y el desarrollo de grupos de manchas durante el ciclo de 11 años: aumento o disminución de la superficie ocupada por las protuberancias solares, frecuencia de aparición de las protuberancias y otros fenómenos en la cromósfera y la corona. Al analizar datos de muchos años de observación de manchas solares, el inglés Walter Maunder llegó a la conclusión en el año 1893 que, desde 1645 a 1715 en el Sol no hubieron manchas. Durante los 30 años de duración del período Mínimo Maunder los astrónomos llegaron a localizar cerca de 50 manchas pequeñas. Normalmente durante un período similar de tiempo pueden aparecer hasta 50 mil manchas en el disco solar. Actualmente está comprobado que semejantes mínimos en la formación de manchas solares ocurrieron en el pasado. La fase de mayor enfriamiento global del clima en Europa y otras partes del mundo en el último milenio coincide con el Mínimo Maunder. Este enfriamiento global ocurrió durante los siglos XIV –XIX (pequeño período glacial). La dependencia entre los cambios profundos del clima en el pasado y los fenómenos solares llevan a la necesidad de investigar la dependencia entre períodos de cambios globales del clima y los correspondientes cambios notorios de la actividad solar, determinados por elnúmero relativo de manchas que es el único indicador conocido para períodos de tiempo prolongados.
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VARIACIONES DE LA ACTIVIDAD SOLAR Y DEL CLIMA En base a datos de la actividad solar el astrofísico americano John Eddy determinó en 1976, la existencia de una correlación entre períodos de cambios significativos en el número de manchas solares y cambios profundos del clima de la Tierra durante el último milenio. Estos cambios de clima influyeron de manera importante en la vida de pueblos y naciones provocando crisis económicas y demográficas. El geofísico ruso de San Petersburgo, Eugeny Borisenkov determinó en 1988 que, cada uno de los 18 mínimos profundos de actividad solar (Mínimo Maunder) ocurridos durante los últimos 7500 años con un_ periodicidad de 200 años coincide con períodos de enfriamiento profundo. Así mismo, cada uno de los máximos coincide con períodos de calentamiento global. Estos cambios sustanciales en el clima de la Tierra pudieron haber sido provocados solamente por cambios significativos y duraderos del flujo de radiación solar puesto que en el pasado no existía ninguna incidencia industrial sobre la naturaleza. Esto demuestra que en períodos de actividad solar máxima la constante solar aumentaba significativamente, mientras que en períodos de actividad mínima la constante disminuía notoriamente. El ciclo de dos siglos en las variaciones del flujo solar es el factor dominante que influye en los cambios climáticos que perduran durante decenas de años en la temperatura del sistema océano–atmósfera, en los parámetros físicos de la superficie de la Tierra y su albedo, en la concentración de gases de invernadero en la atmósfera (principalmente vapor de agua y dióxido de carbono). Una significativa incidencia sobre el clima juega el océano mundial, que tiene una gran inercia térmica y sirve como principal receptor y acumulador de energía solar. INESTABILIDAD DE LA CONSTANTE SOLAR Actualmente, se dispone de una serie de observaciones continuas sobre el valor de la constante solar S desde 1978 (línea gruesa en el gráfico 1), directamente medida desde aparatos cósmicos. Su máximo valor observado en el ciclo “corto” 22 de 11 años, coincidente con el máximo ciclo de dos siglos, representaba el valor de 1365,98 ± 0.02 Bt/m2, pero en el ciclo 23 era significativamente más bajo: 1365,79 Bt /m2. El valor de la constante solar en mínimo en los ciclos 21–23 (después del máximo) representaba 1365,57, 1365,50 y 1365,17 Bt /m2 respectivamente, y desde el 1 de julio al 1 de septiembre del año 2008 era de 1365,10 Bt /m2. La amplitud de las oscilaciones de 11 años de la constante solar en el máximo del ciclo de dos siglos representaba cerca de 1,0 Bt /m2 o 0,07%, y desde el año 1990 comienza a bajar paulatinamente. El nivel en relación con el que se realizan estas oscilaciones, representa el componente de variación de la constante solar en dos siglos, descubierto por nosotros en el año 2005 (línea puntuada en el gráfico 1).
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Gráfico 1.- Las oscilaciones de la constante solar en el período 1978 hasta el año 2008 (línea gruesa) y su componente de dos siglos (línea recortada) determinados por el autor y su equipo. La parte superior corresponde a protuberancias del paso de las llamaradas en el disco del sol, y la parte inferior el paso de grupos de manchas (gráfico tomado de www.pmodwrc.ch/pmod.php?topic=tsi/composite/SolarConstant ). La comparación del comportamiento de las variaciones del valor de la constante solar en tiempos largos y del número de manchas, demuestra que en el tiempo de orden mensual el Sol emite más energía cuando hay máximo número de manchas y no una cantidad mínima de estas (gráfico 2).
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Gráfico 2. Variaciones de la constante solar (a) y (b) cambios de valores mensuales promedios del número relativo de manchas solares desde 1978 Pero, lastimosamente, hasta en los textos de enseñanza de climatología se citan los datos de la constante solar en forma contraria y está ausente por completo la mención del componente de dos siglos. En consecuencia, la variación del componente de dos siglos de la constante solar se acelera paulatinamente (como en tiempos actuales) disminuyendo desde el ciclo 21 hacia los ciclos 22 y 23, (línea punteada en el gráfico 1). La caída análoga para el mismo período, como era de esperar, se observa en las oscilaciones del número de manchas (línea gruesa en el gráfico 3).
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Gráfico 3. Variaciones de la constante solar con el uso de datos reconstruidos por Leam J.L. (2000) y Wang Y. M., Lean J.L., Sheeley N.R. (2005) hasta 1978 y la actividad relacionada con la formación de manchas solares desde el año 1611, así como los cambios pronosticados por el autor después del año 2008 (línea punteada). Convencionalmente se considera que si en el máximo del “ciclo corto” de 11 años el número de manchas relativo es menor de 80, el Sol es frío (intensidad de energía irradiada es menor de la mediana) y si el número de manchas es mayor de 80, es caliente. Hoy, observados simultáneamente, la caída del componente de dos siglos de la constante solar así como el nivel de actividad solar que se manifiesta aceleradamente, nos indica el inicio de la fase activa de período recesivo del “gran ciclo” de actividad solar. VARIACIONES DE LA CONSTANTE SOLAR – RESULTADOS DE CAMBIOS DE RADIO Las oscilaciones de la intensidad de la radiación se generan debido al cambio del radio del Sol. Cuando el radio se agranda, la superficie de irradiación aumenta y la luminosidad crece. Efectivamente la constante solar es determinada por la correlación:
σRΘ2 Tef 4 S Θ = A2 donde σ es la constante de Stefan Boltzmann; A es la distancia media del Sol a la Tierra (unidad astronómica); R = 695.900 ± 70 km es el radio del Sol; Tef = 5776 es latemperatura efectiva. La variación relativa de la constante es:
ΔS Θ ΔR ΔTef =2 Θ +4 SΘ RΘ Tef Esto sería resultado de procesos complejos fundamentales que ocurren en las profundidades del Sol. Apenas un cambio gradual en la capa superficial en la superficie alcanza 0.001 grados diario, provoca una distorsión del equilibrio hidrostático, determinado por el balance de las fuerzas internas de la presión y gravitación. El cambio de tamaño del Sol hasta el valor que restablece el balance y su retorno al equilibrio termodinámico induce la reconstitución de la temperatura de la superficie a niveles anteriores. Cuando la Δ T = 0, y se cumple con la correlación:
ΔS Θ ΔR =2 Θ SΘ RΘ Consecuentemente, los cambios periódicos de la constante solar se realizan como resultado de las oscilaciones del radio solar con amplitud hasta 250 km en el ciclo de 11 años y hasta 700-800 km en el ciclo de dos siglos (gráfico 3). La precisión de los datos de estas oscilaciones sirve como el indicador más importante para la constante solar así como para el nivel de actividad solar. Es por esto que las mediciones de alta precisión
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y durante largo tiempo del valor del radio solar permiten determinar confiablemente el valor de la constante solar y sus oscilaciones. El “gran” ciclo solar de dos siglos juega un rol primario en el desarrollo de ciclos de 11 años “cortos” y subsidiarios, ya que su continuidad aumenta paulatinamente desde su fase de crecimiento hasta la fase máxima de caída (gráfico 4). La duración del ciclo actual 23avo (doce años) no representa excepción y en general afirma esta dependencia. No obstante este ciclo es único ya que es más prolongado entre los observados en más de 150 años. Este hecho, adicionalmente, confirma el comienzo de la fase de descenso activo del ciclo de dos siglos.
Gráfico 4. Dependencia entre ciclos de 11 años de la actividad de formación de manchas solares en función de fases de dos siglos (x – el ciclo 23). El eje de ordenadas marca la duración de “ciclos cortos” y el eje de abscisas marca la fase del ciclo de dos siglos. La presencia de ciclos solares durante los cuales su actividad, luminosidad y diámetro oscilan simultáneamente, están determinados sólidamente. Estrictamente hablando, el Sol no se encuentra en un estado estacionario de equilibrio energético y mecánico. El Sol es una estrella que cambia sus parámetros como consecuencia de superposición de ciclos “cortos” y “largos”, y su conducta no es predecible rigurosamente. Las investigaciones de los ciclos de los cambios de la conducta del Sol y de los procesos que se desarrollan en sus profundidades, tiene importancia clave para la astrofísica, ya que la Teoría de las Estrellas se desarrolló y sustentó a consecuencia de estudios del Sol. Lastimosamente, las oscilaciones de intensidad, luminosidad y radio de estrellas análogas para los próximos años no se pueden detectar e investigar directamente. Los cambios cíclicos de actividad solar y el número de manchas que se desarrollan paralela y analógicamente a oscilaciones del radio y la constante solar por sí solas, prácticamente no influyen en el clima terrestre. OSCILACIONES DE TEMPERATURA EN EL NUCLEO DEL SOL Los cambios de temperatura del núcleo provocan consecuentes cambios en su presión y la alteración en su equilibrio. Las oscilaciones de energía que emite el Sol por reacción de la fusión nuclear son la causa inicial del estado termodinámico no estacionario del Sol. En consecuencia, dentro del Sol tienen que surgir movimientos radiales y de período cíclico largo del plasma que cambian la dirección y son dependientes de la PÁGINA
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variación de temperatura. Estos a su vez, pueden ser catalizadores para cambiar el número de manchas y la constante solar, así como de la energía adicional emitida por el núcleo –fuente de su energía. La amplitud de las oscilaciones de temperatura del núcleo y radio del Sol determina la potencia del ciclo. Con amplitudes pequeñas pueden desarrollarse ciclos débiles (el aumento del nivel de actividad y del valor de la constante solar son grandes), pero con amplitudes grandes –se presentan ciclos fuertes. La ausencia o un pequeño cambio de temperatura del núcleo en su mínimo puede provocar una profunda caída de su actividad, así como la del radio y de la constante solar de tipo Maunder. Consecuentemente, el valor exacto del radio del Sol y sus oscilaciones relativas sirven como el parámetro más importante y como uno de los principales indicadores de la constante solar y del nivel de actividad de formación de las manchas. PRONOSTICO DE VARIACIONES DE LOS CICLOS DE 24 A 27 DE ACTIVIDAD SOLAR El paso del gradiente de las variaciones del valor de la constante solar durante los últimos 3 ciclos “cortos” paulatinos en el componente de dos siglos (gráfico 1), determina el paso siguiente del valor, tanto para la constante solar como para el nivel de actividad; y no es solamente para el inicio sino también para los siguientes ciclos, aunque con menor precisión. Partiendo de esto, el probable ciclo máximo cercano (24 de actividad) constituirá 65 ± 15 unidades relativas del número de manchas. En los siguientes ciclos 25-26, como parte del tiempo de la caída activa del ciclo actual de dos siglos, conservará la tendencia a la baja del valor absoluto de la constante solar, así como de la altura del máximo de actividad correspondiente hasta 45±20 y relativo al número de manchas hasta 30±20 unidades (gráficos 3, 5).
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Gráfico 5. Variaciones observadas de la actividad de formación de manchas solares en helio ciclos de 11 años (línea continua fina) y actividad del Sol de dos siglos (línea continua gruesa) entre los años 1700 y 2008, y las variaciones de sus valores, pronosticados por el autor para los años 2009 -2042 (línea punteada). En consecuencia, verdaderamente podemos esperar el inicio de la fase del mínimo profundo en el ciclo actual de dos siglos de actividad del Sol desde el principio del ciclo 27 aproximadamente para el año 2042 ± 11, el mismo que puede prolongarse entre 45 y 65 años. DISMINUCIÓN DE LA CONSTANTE SOLAR Y EL PRÓXIMO DESCENSO DE TEMPERATURA El mayor y real acontecimiento en la vida del Sol durante el siglo XX fue el alto, inusual y prolongado nivel de crecimiento de la intensidad de energía solar emitida durante ese período (gráfico 3). Semejante aumento de la corriente de radiación solar no se observó en por lo menos 700 años. Sin embargo, su consecuencia -calentamiento global del clima- es un acontecimiento corriente y no constituye una anomalía en la vida de la Tierra. El clima de la Tierra cambiaba periódicamente y nuestro planeta soportaba calentamientos globales, análogos al actual, no una sola vez sino varias veces que han sido bien estudiadas para los últimos milenios, a continuación de los cuales llegaban profundos descensos de temperatura con un carácter cíclico de dos siglos. Ni el descenso de temperatura ni el calentamiento pueden prolongarse más de lo establecido en 200 años por las oscilaciones del tamaño y luminosidad del Sol. El calentamiento global observado en los siglos XI y XII que correspondió al largo período de alta y máxima actividad del Sol (pequeño óptimo climático), es análogo al actual o más fuerte, lo que provocó serios cambios en el clima. En Escocia se plantaban viñedos, Groenlandia tenía completamente justificado su nombre de “Tierra verde” y era habitada por normandos en el siglo X y principios del siglo XI. En la última baja profunda de temperatura (Mínimo Maunder), la fase más fría del corto período glacial, en Holanda se congelaban todos sus canales, en Londres el Támesis, en París el Sena y los glaciares atacaron Groenlandia, provocando el abandono de poblados habitados por siglos. Desde inicio de los años 90 del siglo pasado la intensidad del flujo energético de radiación del Sol disminuye lentamente, todo lo contrario a la opinión generalizada, ello inevitablemente provocará el descenso de la temperatura global hasta un profundo enfriamiento análogo del Mínimo Maunder (gráfico 5). Para mediados de siglo, el déficit de energía solar recibida por la Tierra representará un orden de 0,2% en relación con su máximo nivel medio en los años 1980, de aproximadamente 3 Bt/m2. A pesar de esto la variación de la constante solar (cerca de 0.07% en su ciclo “corto”), incidirá sobre el clima suavizando la inercia térmica del océano mundial. Sin embargo, si semejante déficit se mantiene en dos siglos consecutivos el clima indiscutiblemente cambiará, pero después de 17 ± 5 años a causa de la misma inercia térmica. En comparación con el ciclo 22, el presente -ciclo corto 23- se alargará hasta 12 años, las capas superiores de la atmósfera demuestran que falta por recibir en promedio un 0,19 Bt/m2 de energía solar. Anualmente el déficit representa 6 X 106 joules/m2, pero durante todo el ciclo en el hemisferio de la Tierra iluminado por el Sol, que corresponde a una superficie de 127.5 x 106 km2, se puede concluir que le faltó por recibir 24 millones de mega joules de energía. El Sol ya no calienta a la Tierra como antes. Nuestro planeta experimenta un déficit de energía comparable con la potencia total de 21 millones de plantas nucleares, la Tierra vive en condiciones de enfriamiento del Sol. En consecuencia, no hay que esperar un derretimiento catastrófico de glaciares, sino todo lo contrario, un crecimiento paulatino PÁGINA
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de capas glaciares en los polos. Aquello ya se inició, en septiembre del 2008, la superficie de la cobertura glaciar del Ártico fue de 4.52 millones de km2, todo lo contrario a los pronósticos, la superficie en comparación a un año atrás aumentó en 390.000 km2 (4,13 millones de km2) y en los siguientes cuatro meses creció significativamente (gráfico 6).
Gráfico 6. Aumento de la Capa glacial Ártica en el año 2008. Investigadores británicos afirman que el Fenómeno de La Niña que ocurre en el Océano Pacífico frente a las costas de Ecuador, Perú y Colombia es culpable del enfriamiento actual. Aquello se caracteriza por el decremento anómalo de la temperatura de la superficie oceánica en un promedio de 0.5-1 grado. Esto se diferencia de otro fenómeno diametralmente opuesto llamado El Niño, el que se caracteriza por un anómalo incremento de la temperatura de la superficie oceánica. Ambos fenómenos son igualmente complicados para su predicción y explicación. Físicos americanos que han estudiado los fenómenos anteriormente citados opinan que ellos representan simplemente fluctuaciones cortas dentro de un ciclo natural más prolongado conocido como “Súper Niño”. Nosotros consideramos que todos estos fenómenos: La Niña, El Niño y el “Súper Niño”, tienen su origen natural y son causados por oscilaciones cíclicas de 11 años y dos siglos de la intensidad de la energía irradiada por el Sol. Esto se desprende de la correlación que existe entre ellos. La tendencia al decremento de temperatura global marcada en 2006-2008 se detendrá temporalmente en 2010-2012 (gráfico 7).
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Gráfico 7. Tendencia de descenso de temperatura observada. Gráfico tomado de sitio www.Data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs Entonces, se esperaría un aumento de la constante solar: el ciclo “corto” 24 puede compensar temporalmente la caída de la presente variación del componente de dos siglos. Pero, si es que la actividad solar no aumenta suficientemente en el ciclo “corto”, se iniciará el descenso de temperatura en el planeta con un enfriamiento profundo en 2055-2060 ± 11 años, con baja de temperatura en 1-1.5 grado. El mínimo climático inmediato se prolongará entre 45-65 años, luego del cual inevitablemente vendrá un calentamiento, pero desde inicios del siglo XXII (gráfico 8).
Gráfico 8. Pronóstico del escenario de enfriamiento profundo del clima para mediados del siglo XXI.
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MEDICIONES DEL SEGMENTO RUSO ABORDO DE LA ESTACION ESPACIAL INTERNACIONAL Solamente dentro de 8 años se podrá precisar la fecha de inicio de un futuro enfriamiento y del cambio profundo de la temperatura global en la Tierra. Para esto hay que realizar mediciones precisas (con un error ± 3 - 5 km) de la forma y diámetro del Sol desde el Módulo Ruso de la Estación Espacial Internacional (EEI) dentro del proyecto ruso- ucraniano “Astrometría”. En el observatorio de Pulkovo se realizan por más de 10 años trabajos activos para el diseño del único y complejo limbógrafo solar CL -200, cuyo envío a la EEI está previsto para inicios del año 2011 (gráfico 9). Se esperan recibir datos de las oscilaciones de la intensidad solar en aproximadamente 6 años, que posibilitarán extrapolar el pasado y el futuro, y perfeccionar más precisamente los escenarios de próximos cambios climáticos. Esto determina la alta y aplicada importancia del proyecto.
Gráfico 9. Integración de equipos científicos del complejo solar limbógrafo LS 200 del experimento “ASTROMETRÍA” en la superficie externa del módulo de servicio del SR de la EEI: 1. Módulo de servicio; 2. Bloque de óptica y mecánica (BOM) LS -200; 3 y 9 Plataforma propiamente dicha para observaciones precisas; 4. Sitio universal de trabajo SUT–D; 5. Bloque de filtro de luz del espejo BLE; 6. Foto guía; 7. Tubo del limbógrafo SL 200; 8. Helio foto micrómetro (BOM). EL PASADO LEJANO DEL CLIMA TERRESTRE Muestras de hielo tomadas a una profundidad de 3 km en pozos ubicados en Groenlandia y la Antártida cercanas a la estación “Vostok”, contienen burbujas de aire correspondientes a épocas cuando se acumulaba nieve. Aplicando métodos modernos de alta precisión, se comprobó el contenido de gas carbónico, de oxígeno y de otros componentes de atmósfera relicta, así como la temperatura respectiva a la caída de nieve. Se estableció, que las elevaciones considerables en la concentración de gas carbónico en la atmósfera y calentamientos climáticos globales, ocurrían cíclicamente, cabe resaltar que no existía ninguna influencia de carácter industrial sobre la naturaleza. También se determinó que los aumentos considerables y periódicos del contenido del gas carbónico en la atmósfera en los últimos 420.000 años nunca antecedieron al calentamiento. Todo lo contrario, siempre seguían luego de un aumento de la temperatura con un retraso de 200-800 años, esto quiere decir que es por su efecto (gráfico 10).
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Gráfico 10. Cambios de temperatura en la Tierra y de la concentración de gas carbónico en su atmósfera en los últimos 420.000 años. Gráfico tomado del sitio www.daviesand.com/Choices/Precautionary_Planning/New_Data/ Además, la concentración de gas carbono en épocas glaciales de la historia de la Tierra demuestra un valor dos veces más bajo que en los tiempos actuales. El aumento de la concentración de gases invernadero no es la causa del calentamiento global, todo lo contrario, es el efecto natural de un aumento de temperatura. Aquello sucede con un retraso en el tiempo, necesario para el calentamiento del océano mundial y el derretimiento de icebergs (200-800 años). El océano sirve como depósito principal del ácido carbónico y en vista que la disolución del gas en agua disminuye con el aumento de temperatura, el calentamiento del océano provoca la emisión de grandes volúmenes hacia la atmósfera. Varios años atrás, científicos de la Sección del Extremo Oriente de la Academia de Ciencias de Rusia descubrieron que existe otra fuente de emisión CO2 en la atmósfera: esta corresponde a una enorme cantidad de algas congeladas en icebergs flotantes en el Ártico y en las cercanías a las costas de la Antártida. Al llegar a aguas tibias y luego del derretimiento del hielo, se descomponen emitiendo gas carbónico. Consecuentemente, un punto de vista generalmente difundido sobre el rol determinante de la actividad industrial del hombre en el calentamiento global del clima se formó como resultado de la sustitución del efecto por la causa. Pues, el calentamiento global del clima de la Tierra observado no es condicionado de ninguna manera por las emisiones antrópicas de gases de invernadero sino, en primer lugar y de manera excepcional, por la alta intensidad de la radiación solar que se mantenía prácticamente durante todo el siglo pasado. El decremento futuro de la temperatura global tendrá lugar inclusive en el caso de que la emisión antrópica de gas carbónico en la atmósfera llegase a un nivel record. CALENTAMIENTO EN MARTE Y OTROS PLANETAS El aumento global del calentamiento de temperatura también se manifestó en Marte. Los investigadores de la NASA observaron cambios en su superficie desde 1999 hasta el año 2005, e identificaron hielos diluyéndose en el polo sur y el calentamiento del clima marciano, indiscutiblemente en todo esto no hay participación de marcianos ni de la creación del efecto invernadero. Procesos análogos también se observan en otros planetas del Sistema Solar, en Júpiter, Neptuno, Tritón y Plutón. Es consecuencia PÁGINA
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directa de la misma acción y del mismo factor: largo y excepcionalmente alto nivel de energía radiada por el Sol. El calentamiento en Marte no es resultado del cambio de forma de su órbita ni del eje de inclinación de su rotación, como a veces se afirma; estos procesos se prolongan por decenios de miles de años y por eso en períodos tan cortos (¡6 años!) no pudieron influenciar un cambio en el clima. Las tormentas de polvo observadas en Marte en tiempos recientes pudieron formarse como consecuencia de un calentamiento irregular en diferentes sectores de la superficie del planeta debido a una anómala e intensa radiación del sol. El calentamiento también provocó que la superficie de los planetas absorba mayor cantidad de energía solar y en consecuencia las características físicas de sus atmósferas cambiaron. Todos estos factores indirectos del influjo del Sol han provocado un aumento de temperatura adicional, comparado con la influencia del incremento de la constante solar de dos siglos. Según cálculos realizados en nuestro laboratorio y por colegas internacionales, la influencia directa del cambio de la constante solar de dos siglos prevé aproximadamente la mitad de amplitud de la variación de la temperatura global de la Tierra, pero solamente al inicio. La otra mitad es resultado de su incidencia indirecta: con los cambios de temperatura varía la capacidad de reflectancia de la superficie de la Tierra, la concentración de vapores de agua, de gas carbónico y otros gases de invernadero en la atmósfera; los que adicional y fuertemente acelerarán a continuación la desviación de la temperatura. En Marte no hay océanos, es por eso que la inercia térmica es significativamente más baja y el enfriamiento comienza mucho antes que en la Tierra. La variación de su temperatura anunciará el inicio del enfriamiento de la Tierra.
INLUENCIA DE VAPORES DE AGUA Y GAS CARBONICO Los cálculos realizados en nuestro laboratorio demuestran que la cantidad de energía absorbida por el gas carbónico CO2 en franjas de absorción es de 2,2-3; 3,6-4,7; 12,817,3 mkm y por el vapor H2O (4,4-8,8; 5,5-7,5; 15-30 y más de 30 mkm), representan aproximadamente un 63% de la radiación térmica de la Tierra. De este valor, el 51% corresponde al vapor de agua y solamente cerca del 12% al gas carbónico. La atmósfera de la Tierra pierde al cosmos cerca del 10% de su radiación térmica y los restantes 27% son absorbidos por las nubes y moléculas de otros gases de invernadero, en primera instancia el metano. Pues, el vapor de agua absorbe más de la mitad de todo el calor irradiado, y el gas carbónico ocupa solamente el segundo lugar. Si hubiera cómo extraer el ácido carbónico de la atmósfera, su absorción se disminuiría de 63% a 51%. Sin embargo, un aumento de la concentración del ácido carbónico no aumenta su absorción. Esto se explica porque en el espectro de longitud de onda entre 4,7-12,8 mkm (radiación infrarroja), el ácido carbónico prácticamente no se absorbe. La principal ventana de trasparencia atmosférica se ubica en el espectro de longitud de ondas de 9-12 mkm, y para un máximo de radiación térmica de la Tierra, cerca de 10 mkm. Fuera de la ventana de escape de la atmósfera el nivel de concentración actual del gas carbónico no le permite salir al cosmos. La variación de la constante solar influye principalmente sobre el régimen térmico de la Tierra. Con su disminución en 1,0 Bt/m2, la temperatura de la Tierra puede bajar en 0,2 grados y el albedo medio de la superficie aumentaría aproximadamente en 0,003 (según cálculos el aumento del albedo en 0,01 provoca la baja de temperatura media anual en aproximadamente 0,7 grados).
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EL ROL DETERMINANTE DEL SOL SOBRE LAS VARIACIONES CLIMATICAS DE LA TIERRA La Tierra al recibir y acumular durante el siglo XX una gran cantidad de calor anómalo, desde el año 1990 comienza paulatinamente a devolverlo. Sorpresivamente para los climatólogos, desde el año 2003 comienzan a enfriarse las capas superficiales del océano mundial. Lastimosamente el calor acumulado por ellas llegó a su fin, en los últimos 10 años la temperatura global de la Tierra no aumenta, el calentamiento global se terminó y ya se presentan indicios de un enfriamiento profundo (gráfico 7, 11).
Gráfico 11. Estabilización de temperatura observada en los últimos 10 años y la tendencia de su descenso en los años 2006 -2008. Pero, la concentración del ácido carbónico en la atmósfera en estos mismos años aumentó en más de 4%, y en el año 2006 muchos meteorólogos predecían que el año 2007 iba a ser el más caluroso de los últimos 10 años. Esto no sucedió porque la temperatura global de la Tierra tenía que aumentar como mínimo de 0,1 grado, si es que dependía de la concentración de gas carbónico. Consecuentemente, el calentamiento es de origen natural, el aporte de CO2 en él es insignificante, el incremento antropogénico en la concentración de ácido carbónico no sirve como su causa y en un futuro previsible no puede provocar un calentamiento catastrófico. El llamado efecto invernadero no puede prevenir la llegada del enfriamiento global que es el número 19 en los últimos 7500 años y es indiscutible que sigue a un calentamiento natural. La Tierra ya no peligra de un catastrófico calentamiento global como han pronosticado algunos científicos, habiendo alcanzado su pico en los años 1998-2005; así mismo, el valor de la constante solar en julio–septiembre del año pasado disminuyó en 0.47 Bt/m2 (gráfico 1). Actualmente se inició la fase de inestabilidad por algunos años hasta el inicio del futuro enfriamiento estable, la temperatura hasta el año 2013 fluctuará en alrededor del máximo alcanzado y a continuación no subirá considerablemente. Los cambios de las condiciones climáticas van a manifestarse irregularmente, dependiendo de la latitud del lugar. En menor grado, la disminución de la temperatura afectará la
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zona ecuatorial de la Tierra e influirá fuertemente en las de clima templado, pero en general va a tener consecuencias muy serias y desde ahora tenemos que empezar a prepararnos, ya que prácticamente no tenemos tiempo de reserva. La temperatura global de la Tierra va a caer sin considerar los volúmenes de emisión de gases de invernadero por parte de los países industrializados, es por esto que las acciones del Protocolo de Kyoto para el salvamento del planeta deben postergarse por lo menos en 150 años. Tenemos que considerar el peligro de un enfriamiento global, mas no un calentamiento global catastrófico. La humanidad va a sufrir serias consecuencias de carácter económico, social, demográfico y político, que afectarán directamente los intereses nacionales de casi todos los países y más del 80% de la Tierra. Para la humanidad el profundo enfriamiento es un peligro mayor que el calentamiento; sin embargo, el pronóstico seguro del tiempo de inicio y de la profundidad del enfriamiento global permite anticipadamente rectificar la actividad económica de la humanidad y disminuir considerablemente la crisis.
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