1. Bosques, Cambio climático
y Ciclo del agua
Antonio Ruiz de Elvira ant@not-clima.es
Departamento
Contenido
1.
2. Muy rápida desaparición del hielo de las latitudes nórdicas y cambio en el “Chorro
4. Disminuye la superficie de hielo, que refleja la energía de nuevo hacia el espacio
6.
9. Para que llueva hacen falta bosques que transpiren vapor y
Hemos
La restauración de los paisajes vegetales en el semiárido español
La característica principal de este cambio es la progresiva y muy rápida desaparición del hielo de las latitudes nórdicas hasta el Polo Norte. Las lluvias en las latitudes medias del hemisferio norte del planeta están controladas por la corriente atmosférica denominada “Chorro Polar”. Su origen son diferencias de presiones que obedecen a diferencias de temperatura. Ya cambios de origen natural en la trayectoria de esta corriente provocaron la desertificación del Sahara.
Las altas demandas de energía provocadas por la industrialización llevaron al uso de carbón mineral y posteriormente sus otras dos formas, petróleo y gas. La utilización de carbono en cualquiera de sus tres formas emite CO2 a un ritmo que no pueden absorber las plantas ni los océanos.
Un suelo más caliente funde el hielo que lo cubre, la extensión de hielo disminuye y por lo tanto la extensión de superficie que refleja la entrada de energía de nuevo hacia el espacio. El calentamiento de las regiones polares es tres veces más rápido que la media del planeta y disminuye el gradiente de temperatura Ecuador-Polo, lo que afecta al Chorro Polar que se desplaza hacia el norte, acelerando la desertificación del sur de Europa.
Ahora el Chorro se está desplazando hacia los 55ºN e incluso llegará, bastante pronto, a los 60ºN. Las lluvias del Oeste están ya disminuyendo mucho, y solo tendremos lluvia suave cuando los meandros muy amplios del mismo la introduzcan, con frecuencias bajas, desde el sudoeste; o tendremos lluvias intensas cuando llegue aire muy frío desde el Ártico, que causará inundaciones aún mayores que las actuales.
En las zonas del Mediterráneo español, el Levante, a esto se suma la deforestación de zonas próximas a las costas. El aire cargado de humedad, proveniente del Mar Mediterráneo, cuando se encuentra con una ladera comienza a ascender. Si esta ladera está forestada, su vegetación suma humedad a la que trae la brisa marina, lo que permite llegar al punto de condensación y llueve. Si no hay vegetación, esto no ocurre y esa humedad de las brisas mediterráneas llega al norte de Europa, provocando inundaciones.
Diferentes iniciativas de forestación han demostrado la relativamente rápida obtención de resultados favorables en cuanto a mejora del clima, como son el caso del Sahel y en China. Si esto se ha lograda en esas y otras zonas, debe funcionar en España, mucho más si se tiene en cuenta que, al revés que en el Sahel y en China, las zonas con problemas de agua (el Levante español, por ejemplo) están muy cerca del mar, que es una fuente inagotable de vapor de agua.
1. Introducción
Hemos entrado en una etapa en la que el clima de la Tierra ha cambiado con respecto al de los siglos anteriores. Los cambios de clima (que es un concepto no real, sino científico, como los promedios al tiempo y al espacio de una serie de magnitudes reales, tanto de la atmósfera como sobre todo la temperatura, y por otro lado, la distribución de los continentes que facilita o impide la circulación de las corrientes marinas) han sido constantes a lo largo de la historia de la Tierra. En escalas geológicas, decenas de miles de años, los cambios climáticos más recientes han sido las glaciaciones, consecuencia del cambio de circulación oceánica global debido al
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cierre del istmo de Panamá. Pero en esta última etapa de deglaciación, que alcanzó su máximo natural hace unos 10.000 años, se ha desatado un calentamiento adicional, cuya causa no es natural sino humana. Los cambios naturales de la temperatura media global son grandes, pero considerablemente lentos, alrededor de 6ºC en 4.000 años. Este cambio antropogénico presente es extremadamente rápido, 1.5ºC en unos 200 años. El natural presenta una variación de 6 grados entre 40 siglos igual 0.025 grados por siglo, el cambio actual, 0.75. 0.75/0.025 = 30 veces más rápido.
2. Muy rápida desaparición del hielo de las latitudes nórdicas y cambio en el “Chorro Polar”
La característica principal de este cambio es la progresiva y muy rápida desaparición del hielo de las latitudes nórdicas hasta el Polo Norte. Ahora bien, las lluvias en las latitudes medias del hemisferio norte del planeta están controladas por la corriente atmosférica denominada “Chorro Polar”. Este es una corriente de aire muy intensa, que circula a unos 11.000 metros de altura sobre la superficie del planeta. Como cualquier flujo de aire, está causada por una diferencia de presiones. Según la ecuación de los gases ideales, que se cumple con gran aproximación en el aire, la diferencia de presiones es equivalente a una diferencia de temperatura entre las zonas ecuatoriales y las zonas polares. La diferencia de presión y el giro de la Tierra/aceleración de Coriolis, causa un movimiento del aire a lo largo de los círculos de latitud, en el sentido Oeste-Este, con un máximo en las capas más altas de la troposfera. La intensidad máxima se da en la latitud de máximo gradiente de temperaturas. Durante la última etapa glacial, ese máximo se localizaba sobre el Sahara, en las longitudes europeas, debido a la considerable diferencia de temperaturas y la pequeña distancia entre ambas zonas, ya que los hielos alcanzaban latitudes de 50ºN. En esa etapa de la historia del planeta, el Sahara era una zona húmeda con corrientes de agua, y grandes extensiones de vegetación herbácea.
Tras la deglaciación que terminó hacia el 8.000 A.C., los hielos se retiraron hacia el norte, con extensión máxima en invierno hacia las latitudes alrededor de los 65ºN. La zona de máximo gradiente se situó hacia los 45ºN, la intensidad de la corriente disminuyó, y la corriente empezó a circular con meandros no muy fuertes que no llegaban al interior del norte de África. El Sahara se secó y se convirtió en desierto.
2. El carbono suple las altas demandas de energía
Hacia el año 1800 D.C., es decir hace algo más de 200 años, la fuente de energía básica, la energía solar capturada anualmente por las plantas empezó a ser insuficiente para los deseos de al menos un grupo de personas, la sociedad de Gran Bretaña. El desarrollo de su expansión marina, y la falta de guerras internas en la isla produjeron una demanda de mayor riqueza, es decir, de mayor disponibilidad de energía. Hasta entonces la energía se obtenía esencialmente de la madera, es decir, de la fotosíntesis de las plantas. Pero este proceso es de muy baja eficiencia; en las latitudes inglesas no llega al 1% anual. El carbón se conocía desde la remota antigüedad, pero era difícil de obtener y desagradable de quemar.
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Pero hacia 1780 la demanda de energía hizo necesario incrementar sustancialmente la extracción de carbón. Las minas se hicieron más profundas y, al estar la mayoría de ellas muy cerca del mar, estaban llenas de agua. Se precisaba extraer esa agua, y esto propició el desarrollo de la máquina de vapor de Newcomen hacia la de James Watt, muchísimo más eficiente.
Por otro lado, la cultura inglesa había hecho una guerra civil que habían ganado los puritanos, que reconocían el derecho de cada creyente a leer su biblia. Esto propició en la sociedad una independencia considerable del poder organizado. A ello se añadió un acuerdo político con la nueva dinastía sajona a la que se ofreció la corona al expulsar a la dinastía Estuardo. Ese acuerdo implicaba un liberalismo muy considerable en la estructura social, incluyendo la capacidad de cualquier empresario de solicitar y recibir permiso para desarrollar sus ideas.
Así, los emprendedores textiles y de la producción de hierro estuvieron facultados para desarrollar su tecnología independientemente de gremios, o de la tradición social de repartir el trabajo en pequeñas unidades familiares. Es decir, se empezaron a construir fábricas de telares mecánicos centralizados. A esto hay que añadir la fundición de hierro utilizando coque.
Los telares centralizados que utilizaban como energía motriz el agua, empezaron a utilizar la máquina de vapor de Watt. El coque precisa carbón, y mover tejidos y carbón precisa transporte fácil y barato. Se puso en marcha el ferrocarril, cuya necesidad de madera para las traviesas demandó explotar aún más los bosques ingleses. La economía inglesa, de Gran Bretaña, y poco a poco la del resto de Europa y América y al final la economía mundial, se desarrolló extrayendo la energía solar fotosintética fósil, almacenada en minas, y posteriormente en depósitos de petróleo y gas cerca de la superficie del planeta. Claro, aunque el rendimiento de la fotosíntesis es muy bajo, y la conservación de carbono en el subsuelo reduce aún más esa eficiencia, si se extrae en 200 años lo producido por esa fotosíntesis a lo largo de 20 millones de años, se obtiene un rendimiento de 10.000, un millón por ciento. La raza humana vive hoy unas 10.000 veces mejor que el reino vegetal y el resto del reino animal.
3. El carbono en sus tres formas, mineral, petróleo y gas, emite CO2
Pero esto implica quemar carbono, en sus tres formas de carbón mineral, petróleo y gas. Y de esta manera se producen cantidades masivas de un gas poliatómico, el CO2, a un ritmo que no pueden absorber las plantas ni los océanos. El CO2 se mantiene en la atmósfera entre 120 y 150 años.
Retiene, como una manta de lana el calor, la emisión de radiación infrarroja de la Tierra. Puesto que esta recibe a un ritmo fijo energía radiante procedente del Sol, si sale más despacio del ritmo de entrada la superficie del planeta, sólida y líquida, aumenta su temperatura, el planeta se “calienta”.
4. Disminuye la superficie de hielo, que refleja la energía de nuevo hacia el espacio
El proceso es no lineal y realimentado: los océanos, más calientes, burbujean más CO2, como una gaseosa puesta al fuego. Un suelo más caliente funde el hielo que lo cubre. La extensión de
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hielo disminuye, y por tanto la extensión de superficie que refleja la entrada de energía de nuevo hacia el espacio. Esta energía adicional aumenta aún más la temperatura de la superficie. Más aún, el hielo fundido deja abiertos al aire depósitos grandes de metano en las tundras siberiana y canadiense. El metano tiene un potencial de calentamiento 30 veces superior al del CO2, aunque permanece en la atmósfera solo unos 30 años.
Tenemos un planeta más caliente, y es muy difícil controlar ese calentamiento. Controlarlo implica disminuir la quema de combustibles carbonados fósiles. Pero el ser humano, además de humano, es, sobre todo, un ser vivo. La vida se define como la búsqueda constante y desesperada de energía, búsqueda a todos los niveles, como parte más básica de los genes, de cualquier cadena de ADN, sea de un virus, una bacteria o nosotros mismos.
5. Captura de la energía del sol
Los combustibles carbonados fósiles son una fuente muy grande de energía, muy fáciles de obtener (lo que llamamos “baratos”) y tienen una gran densidad de la misma. Por el contrario, las células fotovoltaicas tienen una eficiencia muy alta, de un 20 a un 30%, pero una densidad baja de energía, no la almacenan y solo funcionan 6 horas al día: Son “caras”.
Los aerogeneradores tienen una eficiencia solar baja (el sol debe calentar la superficie del mar para producir el viento del que se aprovecha una pequeña parte), densidad baja de energía, no la almacenan y son muy irregulares en el tiempo.
El ansia genética de energía barata de los seres humanos hace difícil restringir el uso de combustibles fósiles. Traducido a lenguaje común, es muy difícil, no ya detener, sino incluso frenar el cambio climático.
6. El chorro polar se debilita en intensidad por el mayor calentamiento de los polos
Como hemos dicho más arriba, en una situación de Cambio Climático, de calentamiento global, las regiones polares se calientan unas tres veces más que la media del planeta, y disminuye el gradiente de temperatura Ecuador-Polo, y con él, el gradiente de presiones. El chorro polar se debilita en intensidad y los meandros son más profundos, y el punto de gradiente máximo se desplaza hacia el norte.
Para España eso tiene dos consecuencias. Una, las lluvias disminuyen en frecuencia, y, dos, las lluvias se convierten en torrenciales.
Aunque la atmósfera se mueve con frecuencia en capas más o menos disjuntas, los movimientos de una de ellas controlan, mediante mecanismos de transmisión adecuados, el movimiento de las otras.
La lluvia sobre un punto o región del planeta implica el desplazamiento de masas de aire cargadas de humedad (vapor de agua) que condensa sobre esa región al enfriarse, bien por
ascenso del aire, bien por la mezcla con aire frío, bien por un aumento local de la humedad relativa.
En la Península Ibérica el aire cargado de vapor entra por varias vías:
- Aire del Atlántico central normalmente siguiendo un meandro del Chorro Polar desde la zona canaria por el cabo San Vicente hacia el noreste. Es aire muy húmedo que se enfría sencillamente al pasar a baja altura sobre un suelo frío o muy frío en otoño, invierno y primavera.
- Aire del Atlántico norte siguiendo un meandro del Chorro Polar desde la zona entre Canadá y Gran Bretaña entrando por Galicia hacia el sudeste, es aire ya frío, con poca humedad.
- Y aire muy cargado de agua evaporada desde la superficie del Mediterráneo que entra hacia tierra, se calienta sobre las llanuras costeras y asciende por las laderas de la cadena costera mediterránea. Cuando hay un meandro del Chorro Polar inyectando aire ártico sobre España por el País Vasco, y el Valle del Ebro hacia el Mediterráneo, esas masas de aire húmedo provenientes del mar se enfrían bruscamente y se producen descargas intensas que generan riadas en inundaciones, que destrozan los suelos desnudos y en vez de absorberse por el suelo van directamente hacia el mar otra vez.
Ahora, la frecuencia de las lluvias depende de la latitud desde donde el Chorro Polar genera los meandros, desde su latitud media. Si esa latitud es de unos 35ºN, y el Chorro intenso, los meandros son pequeños e inyectan humedad hacia el Sahara y hacia España, con aire procedente, salvo raras ocasiones, del Atlántico central. Lluvias suaves y constantes que mojan el suelo, con pocos episodios violentos.
Cuando la latitud es de unos 45ºN estamos en el caso de una España en los últimos, digamos, 4.000 años. Un Chorro menos intenso, con meandros algo mayores, y entradas de agua tanto desde el Atlántico central como desde el norte.
Una España más seca, pero no un clima extremo
7. Desplazamiento del Chorro
Ahora el Chorro se está desplazando hacia los 55ºN e incluso llegará, bastante pronto, a los 60ºN. Las lluvias del Oeste están ya disminuyendo mucho, y solo tendremos lluvia suave cuando los meandros muy amplios del mismo la introduzcan, con frecuencias bajas, desde el sudoeste; o tendremos lluvias intensas cuando llegue aire muy frío desde el Ártico, que causará inundaciones aún mayores que las actuales.
Estos dos efectos producen disminución del agua precipitada, lo que unido a una mayor temperatura durante más días del año, generan un aumento de la sequía, y con ello, problemas para la agricultura y la población.
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8. ¿Cómo y por qué llueve?
Ahora: ¿Cómo y por qué llueve? El agua, del mar, de los lagos, del suelo, se evapora al calentarse, al recibir la energía del sol. Las plantas transpiran agua al abrirse los estomas tanto para absorber CO2, como para refrigerar las hojas, y el agua se evapora del suelo sobre el que están enraizadas.
En los suelos secos superficialmente, la transpiración de las plantas que captan el agua del interior de la tierra es lo único que puede proporcionar una humedad local necesaria para el aumento de la humedad relativa hasta alcanzar el punto de rocío, el punto de condensación del vapor de agua. El proceso permite aflorar agua subterránea hacia la superficie, y es tanto más eficaz cuanto mayor sea la profundidad de las raíces. Esto implica árboles grandes de raíces profundas y no produce una pérdida de agua para los cultivos mayor que la ya perdida en la superficie, o muy cerca de ella.
La formación de las nubes depende de la humedad relativa del aire. En el aire siempre hay humedad, es decir, vapor de agua, y tanto más cuanta más evaporación exista en las superficies. El vapor de agua es un gas, mientras que la lluvia es ese vapor de agua vuelto a condensar al estado líquido. La condensación depende de que el vapor pueda perder 540 calorías por gramo de agua. Por eso el vapor se condensa (se convierte en líquido) en gotitas en las paredes de los vasos de cerveza helada hasta en los días más “secos”, más calientes.
La humedad relativa es la cantidad en gramos, de vapor de agua que hay en 1000 litros de aire (en un metro cúbico) dividida por la cantidad de vapor por metro cúbico necesaria para la condensación. Esta última es la humedad absoluta de saturación y depende de la presión del aire y sobre todo, de su temperatura. Por ejemplo, a una presión de 1000 hPa (aire a nivel del mar en condiciones normales, es decir ni de baja ni de alta presión), a 40ºC se precisan 51 gramos de vapor/m3 para alcanzar la saturación, mientras que a 10ºC basta con 9,4 g/m3, y a 0ºC, 4,8 g/m3. Es decir, un día “seco” a 0ºC no contiene casi vapor, mientras que un día caliente el aire puede tener mucho vapor de agua sin la sensación de humedad.
Para la lluvia son precisas al menos dos cosas: la condensación del vapor de agua, es decir, que la masa de aire alcance una cantidad de vapor que haga pasar a la humedad relativa por encima del 100% correspondiente a su temperatura. Una vez condensado el vapor, las gotitas de agua deben coalescer para aumentar su masa y poder caer contra el rozamiento del aire.
Para esto (dado que en general hay aerosoles de diversos tipos sobre los que se produce la condensación) las masas de aire con vapor condensado deben ascender hacia capas más altas (y por tanto más frías) de la atmósfera. Las pequeñas gotitas de vapor condensado en agua líquida deben colisionar entre sí, para coalescer y aumentar su volumen. El proceso debe repetirse muchas veces hasta que la gota adquiere un volumen, y por lo tanto una masa, suficiente para poder llegar al suelo como gota líquida.
9. Para que llueva hacen falta bosques que transpiren vapor y laderas de montes para que el aire ascienda
La lluvia, finalmente, depende tanto de la cantidad de agua líquida presente en la nube, cómo del ascenso del agua hasta capas muy frías de la atmósfera. Es decir, bosques que transpiren
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vapor para saturar el aire ya húmedo procedente del mar, y laderas de montes que fuercen al aire a ascender hacia capas altas.
Como se verá más adelante la deforestación reseca el suelo, que pierde su capacidad de absorber agua. Es fácil observar cómo el agua de lluvia no moja un suelo reseco que, si además está caliente produce una nueva evaporación del agua, y escorrentías superficiales.
Cuando llueve sobre un bosque, el agua que cae frena su velocidad y reduce la fuerza del impacto. Al llegar al suelo, este ha retenido algo de humedad incluso en las etapas más secas, de manera que el agua puede mojarlo, y empezar a penetrar hacia el subsuelo, donde se acumulará lejos de la evaporación.
Por otro lado se produce el fenómeno que se explicará en el capítulo siguiente. En la atmósfera el agua condensa de vapor a líquido cuando su humedad relativa llega al 100%. En las colinas de la cadena costera mediterránea es habitual que el aire se mueva, cargado de humedad, desde el mar hacia las laderas. Su humedad relativa sobre el mar es cercana al 100% de manera que si llegase a esas laderas sin sufrir modificación en su temperatura, al ascender se enfriaría y aumentaría la humedad relativa hasta llegar al punto de rocío, cuando se formarían las nubes.
Pero el aire marino se calienta al pasar sobre las llanuras costeras. Sin aporte de humedad adicional, su humedad relativa disminuye y se aleja de la condensación.
10. Un pequeño aporte adicional de vapor permite alcanzar el punto de rocío y que llueva
Ahora, si cuando asciende y se enfría, recibe un pequeño aporte adicional de vapor, el aire llega al punto de rocío al alcanzar la cima y comienza a llover. Puesto que la lluvia aumenta la humedad del aire y del suelo, el proceso se realimenta y se genera precipitación mientras siga llegando aire del mar.
Ese aporte adicional de agua se obtiene de la transpiración a unos metros del suelo a través de las hojas o las acículas de los árboles (a nivel del suelo, es decir, de los matorrales, el aire casi no se mueve, es lo que se denomina la capa límite del flujo).
Las condiciones son, entonces, aire del mar cargado de humedad, árboles razonablemente altos en laderas por las que ascienda y se enfríe ese aire, con aporte de humedad a través de las hojas mediante transpiración. Para la condensación basta con que la humedad relativa llegue al 101%, es decir, 0,5 g/m3 a 40ºC o 0,1 g/m3 a 10ºC. En ese caso condensará en vapor y se empezarán a formar las nubes. El aire tiene que ascender por las laderas de los montes, y al enfriarse suficientemente, se producirá la lluvia, se empapará el suelo y los árboles podrán seguir transpirando. Como en el resto de los procesos naturales, este es también un proceso no lineal en realimentación positiva.
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11. Para incrementar la precipitación es necesario llenar las laderas de árboles altos
Por otro las laderas desnudas no transpiran, o si la única vegetación tiene raíces superficiales y no se alzan sobre el suelo, el aire no se mueve sobre ellas, y no recibe aporte de humedad. El aire asciende sin alcanzar la saturación, vuelve al mar sin descargar agua. El suelo desnudo o con matorrales no produce lluvia y el proceso se realimenta negativamente.
Se precisa aire cargado de humedad, ascenso hacia las alturas de condensación (normalmente 1000 metros o mayores) y aporte de humedad adicional proveniente de la transpiración.
Para incrementar la precipitación es entonces necesario llenar las laderas de árboles altos, y de raíces profundas. Puesto que la necesidad es reforestar las laderas de las colinas, esa reforestación no interfiere con los cultivos de los valles y sí, al contrario, aumenta la disponibilidad de agua para los mismos.
12. Efecto protector de los bosques en las laderas durante lluvias torrenciales
Otro efecto muy importante que tiene la forestación está relacionado con las lluvias torrenciales cada vez más frecuentes, sobre todo en las zonas costeras mediterráneas y del sur, debidas a inyecciones bruscas de aire muy frío arrastrado por los meandros profundos del Chorro Polar consecuencia de su debilitación debida a la paulatina desaparición del hielo ártico, como hemos dicho más arriba.
Los bosques en las laderas tienen como resultado el frenar considerablemente el impacto de las gotas de agua sobre el terreno, retener el agua en el suelo mediante sus raíces, evitar la erosión del terreno, y conseguir que esa agua no se escape mediante fuertes escorrentías de nuevo hacia el mar sin quedar retenida en el subsuelo.
13. Estudios de reforestación
España está necesitada de cuidados respecto a algunas de sus regiones.
En la literatura científica hay resultados diversos acerca de los efectos de la a/re-forestación sobre la precipitación en ciertas regiones. Si hay estudios que mantienen que reforestar implica una disminución de los recursos hídricos en zonas del Mediterráneo, estos estudios no explican
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por qué no llueve sobre zonas desnudas como son las laderas de las colinas y montañas de Almería y Murcia.
Es claro que se puede discutir sobre cuál es la causa y cuál el efecto. No llueve por la carencia de árboles o no hay árboles porque no llueve. Si aceptamos que la forestación disminuye los recursos hídricos en una cierta región, la conclusión inmediata es que para tener una cantidad lo más elevada posible de agua en el suelo debemos eliminar los árboles del paisaje. Esto llevaría a montañas desnudas, cuya vegetación fueran matorrales de no más de medio metro de altura. No parece razonable.
13.1. Cambios de precipitación inducidos por la forestación en Europa
Un estudio muy completo sobre los cambios de precipitación inducidos por la forestación en Europa es “Empirical estimate of forestation-induced precipitation changes in Europe”, de R.Meier y coautores, de la ETH de Zurich [1]. Para una forestación de alrededor de un 20% de la superficie de cada región, los resultados más importantes son los de la Figura 2.
Figura 2. Cambios de la precipitación en invierno (arriba) y verano (abajo), para el conjunto de modelos de cambio climático referidos como como RCP 4.5 (primera columna), una estimación debida a la forestación (segunda columna) y la suma de los dos efectos
En esta figura, en la primera columna se representan los cambios en invierno (arriba) y verano (abajo) de la precipitación en el intervalo 2071-2100 relativos a 1986-2015, para el conjunto de modelos de cambio climático referidos como RCP 4.5 (primera columna), una estimación debida a la forestación (segunda columna) y la suma de los dos efectos.
Para España, lo que nos interesa es el aumento de precipitación debido a forestación que puede compensar el aumento de sequía debido al calentamiento global.
Estas modelizaciones confirman de algún modo, y siempre sometidas a comprobaciones subsiguientes, la bondad de los razonamientos de la primera parte de este artículo.
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13.2. Efectos de la forestación en Sahel y norte de Australia
Un estudio muy interesante sobre el efecto de la forestación en el Sahel (y norte de Australia) es “Large-scale semi-arid afforestation can enhance precipitation and carbon sequestration potential” de Gil Yosef y colegas del Instituto Weizmann de Ciencias, de Israel, publicado en Nature, en 2018.
El Sahel es una banda geográfica que va desde el Atlántico al Mar Rojo, árida, como ciertas partes de España, como hemos visto en las imágenes de más arriba.
El Sahel es una banda geográfica que va desde el Atlántico al Mar Rojo, árida, como ciertas partes de España, como hemos visto en las imágenes de más arriba.
En este estudio se observa, como resultado de varios modelos, que la precipitación aumenta en 1 litro por día en una superficie aforestada, en una región árida como el Sahel, la zona de África entre el sur del Sahara y la banda de lluvias tropicales del Golfo de Guinea.
En la Figura 4, el panel izquierdo es el aumento de precipitación en julio, agosto y septiembre en una situación de aforestación1 (AFFO) comparada con una situación actual (CON). Esto mismo, a lo largo de los años, se puede ver en el panel central, y en media a los años del estudio, la evolución a lo largo de los meses del año.
1 Aforestación es el término que reciben las plantaciones recientes de árboles
Figura 4. Aumento de la precipitación en julio, agosto y septiembre en una situación de aforestación
Las razones para este incremento se deben a una serie de efectos de la aforestación: En primer lugar, se reduce la temperatura del suelo, y esto reduce la salida de radiación infrarroja hacia el espacio, a lo hay que añadir un aumento de la radiación infrarroja hacia abajo, debido a un crecimiento de la humedad del aire y la nubosidad. La superficie tiene disponible una mayor cantidad de potencia por metro cuadrado, de hasta 9,5 W/m2. A esto se añade mayor disponibilidad de humedad del suelo por efecto de un aumento de la profundidad de las raíces, y de manera realimentada, un aumento de la precipitación.
El parámetro más importante en este ejercicio de modelado es la retención de humedad por las raíces más profundas de los árboles, a lo que se añade su transpiración. La disminución de temperatura de la superficie cambia el gradiente en la dirección de los meridianos, reduciéndolo sobre la zona aforestada e incrementándolo en los bordes de esta zona en contraste con la parte seca fuera de ella. Tales cambios afectan al chorro a baja altura denominado el Chorro Africano del Este, que se desplaza hacia el norte y permite la entrada de humedad del Atlántico y un aumento del flujo convergente de humedad con los vientos del Oeste, y de la precipitación sobre la zona arbolada.
13.3. Meseta de loess del centro de China
Otro experimento es la aforestación de la meseta de loess del centro de China, al sur del arco norte del rio Amarillo. El artículo que lo explica es “Large-Scale Afforestation Enhances Precipitation by Intensifying the Atmospheric Water Cycle Over the Chinese Loess Plateau”, de Lei Tian y colegas, en JGR Atmospheres, 2022.
Esta meseta es un desierto de polvo y cárcavas donde había dudas significativas sobre la posibilidad de su aforestación.
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Figura 5. Aspecto de la meseta de loess del centro de China antes y después de la aforestación
Sin embargo, si ha sido posible. El mecanismo lo podemos ver en la figura siguiente.
Figura 6. Transferencias de humedad entre las diferentes partes del sistema; el resultado final es un aumento de la precipitación total en un 20% por encima de la existente antes de la aforestaciónón (SM es la humedad del suelo, LAI, el Indice de Área de las hojas, ET, la evapotranspiración, MFC, la convergencia del flujo de humedad, RP, la Precipitación a partir de la humedad Reciclada, las Fs, diversas medidas de la precipitación, Prec es la precipitación total)
El resultado final de todas las transferencias de humedad de unas partes a otras del sistema, es que aumenta la precipitación total en un 20% por encima de la existente antes de la
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aforestación, y la humedad del suelo en un 3,5%. Aumenta el área de las hojas de los árboles, y el valor neto de precipitación menos la evapotranspiración aumenta en un 32%.
Es notable que, en un desierto del tipo de la Meseta de Loess de China, se haya podido aforestar, que la forestación aumente la disponibilidad de agua en el suelo.
14. Conclusión
Si esto se ha hecho en el Sahel, y en China, y más acciones parecidas en otros lugares, debe funcionar en España, mucho más si se tiene en cuenta que, al revés que en el Sahel y en China, las zonas con problemas de agua (el Levante español, por ejemplo) están muy cerca del mar, que es una fuente inagotable de vapor de agua, que necesita el aporte de la evapotranspiración para precipitar.