El impacto silencioso del calentamiento del subsuelo urbano.

Iosu Marruedo. Biólogo

El pasado 11 de julio (2023) la revista Communications engineering publicó el articulo (ver aquí) titulado The silent impact of underground climate change o civil infrastructure, (autor Alessandro F. Rotta Loria).  

Con anterioridad, ya en este mismo blog, nos hemos referido a la importancia de las islas urbanas de calor y a la probable interferencia que éste fenómeno ocasiona en la determinación de la magnitud y ritmo del Calentamiento Global. 

En el estudio que arriba se cita, Alessandro F. Rotta Loria utiliza como sujeto el subsuelo del distrito financiero de Chicago (Chicago Loop), estableciendo un punto de referencia para contraste en Grant park, una zona verde próxima al lago Michigan. 

Llega a las siguientes conclusiones (resumen):

1.- El suelo debajo de las grandes áreas urbanas se está calentando, lo que genera más islas de calor subterráneas. Este calentamiento subterráneo tiene dos tipos de causa: una antropogénica (derivada del conjunto de actividades humanas que consumen energía y libera calor como residuo) y otra meteorológica.

2.- La causa principal (de desarrollo rápido, a escala de años) consiste en perturbaciones térmicas del subsuelo debido a la actividad humana. Los edificios e infraestructuras inyectan (por conducción) continuamente calor al subsuelo, debido a pérdidas térmicas asociadas a la calefacción interior. Se añade a esto el efecto del transporte subterráneo, uso de túneles, frenado de trenes y vagones de metro, acumulación de viajeros, aparcamientos subterráneos, cables de alta tensión ...

3.- También las influencias meteorológicas contribuyen (secundariamente) al calentamiento del subsuelo. El aumento de la temperatura del aire sobre el suelo debido a la radiación solar recibida y otras fuentes de calor (emisión de calor por parte de los materiales de construcción, superficies asfaltadas ...) ayuda al establecimiento de la isla de calor urbana y, en consecuencia, como si fuera su huella térmica, de la isla de calor en el subsuelo.

4.- Para alcanzar sus conclusiones, el autor ha utilizado un modelo informático alimentado con datos que su equipo recopiló a través de una red de 150 sensores instalados en el subsuelo de Chicago (Chicago Loop) y en Grant Park, espacio verde elegido como punto de referencia para contraste. En el subsuelo percibe importantes desplazamiento y deformaciones (varios mm de hundimiento del suelo) que, en algún caso, podrían ser incompatibles con los requisitos operativos de las estructuras civiles. Los datos de los sensores indicaron que la temperatura del subsuelo del distrito financiero de Chicago llegó a ser 10ºC más elevada que en Grant Park.

5.- Recomienda, en consecuencia, que este calentamiento subterráneo sea considerado en las futuras estrategias de planificación urbana para evitar posibles daños y mal funcionamiento estructural.

Hasta aquí las conclusiones aportadas por el estudio.

Añadamos ahora la reflexión.

Tanto el fenómeno isla urbana de calor como el calentamiento del subsuelo tienen su origen en la emisión de calor derivada principalmente de la intensa actividad humana que se produce en las grandes ciudades, y, secundariamente, también por causas meteorológicas (radiación solar recibida, movimiento de masas de aire, patrones de nubosidad ...).

La causa principal (la antropogénica) no aparece vinculada con el tipo de fuente de energía utilizada para la realización de las actividades que generan el calor residual, sino con la magnitud de su consumo. El calor es tratado como un residuo más de la actividad humana, como los plásticos ...

¿Habría alguna diferencia en el calentamiento del subsuelo si la misma cantidad de energía consumida procediera de aerogeneradores? ¿Desaparecería la isla de calor en el subsuelo?

¿Podemos seguir poniendo la reducción de emisiones de CO2 en el centro de la diana hacia la que apuntan los esfuerzos de la llamada transición energética? Es evidente que la respuesta a ésta y anteriores preguntas es NO. Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero es un objetivo insuficiente.

En el centro de la diana hacia donde todos los esfuerzos debieran apuntar deberíamos poner la reducción del consumo de energía (sí, de las fuentes menos contaminantes que dispongamos, pero reducción), acompañada de la reducción del uso de recursos y materias primas. Si consiguiéramos avanzar hacia la reducción del consumo energético, el objetivo de la reducción de gases de efecto invernadero se conseguiría por añadidura.

Personalmente, desconfío de las iniciativas que promueven medidas para la reducción de los gases invernadero pero evitan cualquier regulación que pueda poner límites al consumo de energía. Sin embargo, este es el escenario que tenemos hoy: la demanda global de energía sigue en aumento a la vez que se realizan enormes inversiones económicas en sectores como el coche eléctrico en nombre de la transición energética. ¿Alguien explicará algun día que si el aumento de demanda energética continua más rápido que el avance en fuentes renovables, éstas no podrán nunca sustituir a aquellas sino que solo serán un complemento elegante de los países ricos?.

Los países desarrollados, el llamado primer mundo, deberían aceptar dar pasos hacia el decrecimiento, su decrecimiento (abandonar el objetivo del crecimiento por el crecimiento) , a la vez que deberían permitir y facilitar el acceso a la energía de los "menos afortunados" (los también conocidos como países en vías de desarrollo).

Creo que se puede decir que los problemas globales más acuciantes que padece la Humanidad son la contaminación de los Sistemas Naturales (por residuos, incluyendo el calor) y la desigualdad en el acceso a la energía (es decir, al desarrollo económico y social).

Tan solo el esfuerzo de los más ricos aceptando dar algún paso hacia su decrecimiento (relocalizar, redistribuir, reducir, reutilizar ...) nos acercaría hacia el objetivo de la reducción de residuos (considerando el calor como un residuo más, como los plásticos, los óxidos de nitrógeno, como los residuos fitosanitarios y los derivados de la actividad bélica, como la basura tecnológica ...etc).

El artículo de Alessandro F. Rotta (creo que sin pretenderlo) pone el acento en los excesos y peligros del modelo de consumo energético (y recursos) de las grandes ciudades. Es como si en ellas se condensaran todos los errores del desarrollismo neoliberal. Y todo esto sin hacer alusiones al CO2 y concediendo una gran autonomía al papel de la meteorología y del Clima.

Asombroso.

 El Plan Hidrológico y el año electoral.

Iosu Marruedo. Biólogo

Transcurría el año 2001 cuando el Gobierno presidido entonces por José María Aznar (PP) elaboró un Plan Hidrológico Nacional (PHN, un proyecto de gestión hídrica para el Estado español) en el que el  principal proyecto era el trasvase del Ebro para transferir agua desde la cuenca del Ebro a Barcelona, Castellón, Valencia, Alicante, Murcia y Almería. 

Este PHN fue posteriormente aprobado por el Parlamento español durante la legislatura 2001-2004, llegándose a publicitar en el BOE las primeras licitaciones para el inicio de las obras y celebrándose el acto de colocación de la primera piedra de las obras de trasvase en Almería (2004) con el presidente Aznar como primera autoridad presente. 

2004 era año electoral.

Sin embargo, la pérdida de las elecciones generales de 2004 y la formación de nuevo gobierno presidido por Zapatero (PSOE), llevaron a la paralización del plan de 2001 y su posterior anulación (2005) con la elaboración de un nuevo Plan Hidrológico Nacional en el cual, el trasvase del Ebro se sustituía por el llamado proyecto A.G.U.A. con 3900 millones de euros de inversión (inversión inicial estimada).

Este proyecto A.G.U.A. preveía asegurar la disponibilidad de 1163 hm3/año en las cinco provincias ( además de incluir a Málaga y Gerona); de esa cantidad, 448 hm3/año se obtendrían por medio de la mejora de gestión, ahorro, renovación de infraestructuras y reutilización, y los otros 715 hm3/año restantes por medio de desalación. 

Estamos en febrero de 2023, también año electoral (municipales, autonómicas y generales) y con la experiencia reciente de un verano muy caluroso y seco. 

Recuerdo las declaraciones del ministro de Fomento, Alvarez Cascos, en 2001, exponiendo su argumento fuerte a favor del trasvase del Ebro ..." el agua del Ebro que se pierde en el mar es necesaria para asegurar el progreso y desarrollo de Málaga, Murcia, Almería" ... 

Los partidos y grupos de la derecha española tradicionalmente han mantenido una visión desarrollista respecto al uso del caudal de los ríos, un recurso útil para la obtención de beneficios económicos. Ha predominado en sus planteamientos la consideración de los ríos como meros canales que llevan agua; nunca han considerado a los ríos como sistemas ecológicos que interaccionan con el resto de sistemas, y que son además piezas fundamentales del ciclo del agua. 

Y ... como estamos otra vez en año electoral, en plena búsqueda de votos, de nuevo se escuchan con fuerza los argumentos de Alvarez Cascos (2001), pero esta vez en boca de nuevos protagonistas (principalmente PP y VOX). 

Así es el caso, por ejemplo, del artículo de C. Jordá (de agosto pasado) publicado en la web de LibreMercado (el nombre de la web ya nos puede dar una pista de por donde va el discurso).

Juan Manuel Moreno Bonilla (Presidente de la Junta de Andalucía) publicaba recientemente que ..." el embalse de Olivargas libera agua y que ya se ha tirado al mar 22 hm3, lo que consume Huelva en dos años" ...   

El 10 de febrero, el diputado de VOX Jose María Figaredo interpelaba en el Parlamento a la ministra Teresa Ribera ..."estamos desperdiciando nuestra agua. En España se pierde cada año muchísima agua, hectómetros cúbicos que son vertidos al mar sin motivo alguno"... .."¿Por qué quiere usted dejar a media España sin agua?"...

Frente a esta visión desarrollista, que pretende llevar  agua allí donde ésta actúa como factor limitante para obtener el mayor crecimiento y beneficio económico en el menor plazo posible, tomaré por bueno el dicho de una imagen vale más que mil palabras, y presentaré dos imágenes intentando hacer visible lo que para muchos parece invisible:

Imagen 1. Imagen en falso color procesada a partir de la base de datos de Landsat 9. Las bandas y el brillo de la imagen se han adaptado para resaltar la deriva de los sedimentos de arenas medias y finas en una época (21 de enero de 2023) sin tormentas ni grandes avenidas de caudal del Ebro.

 

Imagen 2. Imagen en falso color procesada a partir de la base de datos de Landsat 8. Corresponde al 21 de abril de 2018, tras una gran tormenta e intensas precipitaciones. Las bandas seleccionadas y el brillo se han adaptado para resaltar el aporte de fracción fina y limos.  

Aparece aquí el Ebro como representante de los grandes ríos de la Península Ibérica, pero las reflexiones y consideraciones que veremos a continuación tienen la misma validez para el Llobregat, Júcar, Segura, Guadiana, Guadalquivir  .....

1.- De los sedimentos y "abonado" orgánico-inorgánico (nitratos, fósforo .....) que aporta el Ebro depende el futuro próximo del Delta, acosado por la acción erosiva del mar. Los edificios deltaicos son el resultadode un diálogo entre la acción constructora del río y la acción erosiva y transportadora del mar. Por su propia naturaleza, los deltas tienden a compactarse y hundirse. El continuo aporte de sedimentos fluviales es el factor decisivo para su supervivencia.

Si el río es silenciado y deja de aportar caudal con sedimentos, el futuro del Delta se verá comprometido sin remedio, hasta su desaparición. Más regadío en la cuenca hidrográfica del Ebro equivale a menos Delta.

2.- Del material que el Ebro aporta al mar dependen también las playas desde el Delta hasta el cabo de Cullera en Valencia. En España se gastan cada año decenas de millones de euros en reponer playas y arenales, reparando daños estéticos y paisajísticos que afectan gravemente al turismo de sol y playa. 

También la protección del litoral frente a los temporales pasa por garantizar que la dinámica litoral suministrará los sedimentos necesarios para mantener las barreras naturales que protegerán cultivos, edificaciones e infraestructuras. Por lo tanto, es indispensable permitir que estos sedimentos lleguen al mar.

 Màs infraestructuras (embalses, canalizaciones ..) en la cuenca del Ebro equivale a menos dunas y menos playas en Castellón y mayor desprotección ante los temporales del Mediterráneo.

3.- Los arrozales del Delta, las praderas de Posidonia, la pesquería de sardinas (y otras especies) en Tarragona .... también dependen del material que el Ebro entrega al mar. El aporte de materia orgánica y minerales es indispensable para el sostenimiento del ecosistema marino litoral.

4.- El Delta del Ebro es un habitat fundamental para cientos de especies de vertebrados, fundamentalmente aves. Allí nidifican 95 especies, pero invernan, reposan y se alimentan durante las migraciones otras muchas especies. En el Delta del Ebro se han catalogado 316 especies de aves, de las 600 especies existentes en Europa.

Menor aportación de caudal al Mediterráneo equivale a menor biodiversidad en el Delta; los movimientos migratorios de numerosas especies de aves hacia/desde centroeuropa se verán afectados, así como las funciones que éstas desarrollan en sus respectivos habitats. 

5.- Proteger la biodiversidad (animal y vegetal) tanto en el conjunto deltaico como a lo largo del cauce del río (ecosistemas de ribera) garantizando caudales ecológicos verificables, ayuda al control de plagas, inundaciones, conserva la calidad del paisaje  ....

Pero .. ¿como convencer al agricultor de Murcia que decide sustituir su cultivo de naranjos por el de aguacates para que no lo haga? En el supermercado un kg de aguacates cuesta entre 7-12 € según variedad y 1 kg de naranjas entre 1,14-2,20 €. La diferencia de valor comercial es muy tentadora.

Ahora bien, producir 1kg de naranjas demanda unos 115 litros de agua y producir 1kg de aguacate entre 600-700 litros de agua. Es decir, su decisión y libre iniciativa necesita agua. En un año electoral ¿a quien extrañaría  que otorgue su voto a quien le prometa llevarle el agua? ¿O que apoye a un gobierno autonómico en cuyo Plan Hidrológico se fijen caudales ecológicos ridículos (por insuficientes) ?.

Quizás toda la argumentación anterior sea inútil para enfrentar la máxima del liberalismo económico imperante resumida en la búsqueda constante del aumento de los beneficios, planteado esto como como derecho del individuo, como expresión de su iniciativa y de su libertad. En el discurso liberal, cualquier regulación o intervención que ponga límites a esa iniciativa será considerada como un ataque a la libertad.

Pero después de la crisis de 2008, después de la pandemia ... no podemos ya seguir creyendo que los mejores instrumentos para la consecución del bien común y más justa distribución de la riqueza sean las leyes del Libre Mercado.

Nadie quiere condenar a la miseria a los agricultores de la España seca; se trata más bien de arbitrar, regular y poner límites al uso de los cauces fluviales, para conseguir un grado de desarrollo lo más sostenible posible, en un escenario (el estado español) en el que ya existen 4.100.000 hectáreas de regadíos (sin contar los ilegales), lo que nos está acercando a una situación de crash hídrico inevitable.

En este contexto de año electoral (y de año de escasas precipitaciones), el Gobierno acaba de aprobar (enero 2023) mediante Real Decreto la mayoría de los Planes Hidrológicos de las demarcaciones hidrográficas del tercer ciclo de planificación 2022-2027.

Elaborar unos buenos planes hidrológicos podría ser esa necesaria herramienta de regulación y establecimiento de límites que antes hemos citado. 

A lo largo de los años los documentos de planificación hidrológica que hemos conocido (iniciados en los años 90) consistían principalmente en listados de obras (en su mayoría grandes infraestructuras hidraúlicas) y listados de cientos de miles de hectáreas de regadíos. Pero, lentamente (aunque de modo desigual según Autonomías) con el avance de los años, los planes hidrológicos han ido incorporando poco a poco aspectos ambientales.

En los planes aprobados en enero pasado se han fijado caudales ecológicos (aunque en general insuficientes)  en casi todas las masas de agua, y se han declarado más de 500 km de reservas naturales fluviales, alejándose algo de los simples listados de obras y nuevos regadíos que eran antes. 

Pero, aunque hay que reconocer esas mejoras, la situación es muy desigual, ya que mientras en los planes de Cantábrico Occidental y Oriental y Melilla se aprecia una clara evolución hacia lo que realmente debe ser un documento de planificación hidrológica (considerando los ríos como ecosistemas fluviales), otros planes han evolucionado mucho menos, y siguen apostando por la creación de nuevos regadíos y presentando un buen listado de obras hidraúlicas de gran impacto ambiental (es el caso de los planes hidrológicos del Ebro, Duero y Guadalquivir). 

Parece que tanto el Gobierno Central como el Ministerio de Agricultura no acaban de desprenderse del alma desarrollista del pasado, cuando insisten en apoyar activamente la expansión del regadío como si los recursos hídricos fueran infinitos. 

Sirva de ejemplo el caso de la Comunidad Autónoma de Castilla-La Mancha donde la superficie regada se ha incrementado en los últimos 25 años en un 64,72% (sin contar el regadío ilegal).  O  también el de la Comunidad Autónoma de Andalucía, la que cuenta con más superficie regada de España, que incrementó en tan solo 15 años  (2005-2020) algo más del 29% (también sin contar el regadío ilegal). Y que decir de la pereza e inficacia de la Administración hidraúlica a la hora de hacer frente al regadío ilegal (o se propone directamente convertir en legales los regadíos ilegales, como ha solicitado VOX en Andalucía para el entorno de Doñana).

También se puede observar que las medidas de ahorro hídrico realmente no son tales, pues el agua "liberada" se utiliza en nuevos regadíos; y la mayoría de las veces, a cuenta de exprimir un poco más el caudal ecológico (reduciéndolo), cuando éste no debiera ser considerado un uso más del agua en competencia con los demás, sino una restricción previa al resto de usos (y no indemnizable).

Aunque, al menos en documentos, algo ha evolucionado hacia mejor, en la política hidraúlica en nuestro país se mantienen muchas tendencias del pasado y parece claro que no se van a solucionar los principales problemas actuales con el agua.

Un aumento continuado de la demanda hídrica combinado con una probable disminución de los recursos nos llevará inevitablemente al colapso hídrico (y su consecuente cadena de efectos en los sitemas de ribera, sistemas deltaicos y litorales, daños estéticos y paisajísticos, afección de la industria del turismo  ....). 

Pero es año electoral; barra libre para realizar ofertas en la subasta del voto agrario. Y si algo sale mal, siempre estará ahí el Cambio Climático para cargar con la responsabilidad. Responsabilidad difusa, culpa de nadie.

 Un año después de la erupción del volcán Hunga Tonga.

Iosu Marruedo. Biólogo

Quizás todavía recuerdes la fecha del 15 de enero de 2022; ese día, una explosión dos veces más intensa que la de la bomba de hidrógeno más potente jamás diseñada sacudió el Pacífico, y luego todo el planeta. 

Después de una fase de agitación volcánica (desde finales de diciembre de 2021) y de fuertes explosiones (el 14 de enero de 2022) que eliminaron la parte aérea del volcán, el volcán submarino Hunga Tonga-Hunga Ha`apai (HT) (20,57ºS, 175,28ºO) estalló violentamente el 15 de enero de 2022, con una serie de explosiones entre las 04:00 y las 05:00 UTC, provocando una detonación equivalente a 110 megatoneladas de TNT y lanzando enormes cantidades de vapor de agua y aerosoles a la atmósfera.

La erupción del Hunga Tonga alcanzó un índice de explosividad volcánica (VEI) de 5,7, la erupción más intensa desde la del Monte Pinatubo en 1991, que obtuvo un VEI de 6. Este índice tiene en cuenta el volumen de materiales expulsados y la altura de la nube; adopta valores entre 0 y 8 (para los cataclismos más extremos).

Imagen 1.

Morfología de las islas Hunga Tonga antes, durante y después de la erupción del 15 de enero de 2022. (Fuente: htpps://poleterresolide.fr/ ).

Investigadores de todo el mundo  acudieron de inmediato para estudiar la erupción y sus consecuencias. En la actualidad, el fenómeno sigue siendo analizado por los científicos. 

¿Que hay de nuevo un año después?

Los primeros resultados de estudios que informaban del evento del volcán HT se publicaron el 4 de junio de 2022 ( en el sitio web de la MDPI, ver aquí) por parte de un equipo multidisciplinar chino y el 1 de julio de 2022  (en el Geophysycal Research Letters, ver aquí) por parte del equipo dirigido por Luis Millán, del laboratorio de propulsión a chorro de la NASA.

Esta primera evaluación de las consecuencias de la erupción del Hunga Tonga (HT) fueron el sujeto del artículo publicado en este blog el 21 de agosto de 2022 y que puedes leer aquí. 

En resumen, ambos equipos coincidían en señalar lo siguiente:

1.- La erupción fue de una explosividad excepcional, enviando material hasta 58 km sobre el nivel del mar, cruzando toda la estratosfera y alcanzando la mesosfera, convirtiéndose en la columna volcánica más alta jamás medida.

2.- Esta perturbación extremadamente rápida de la columna atmosférica generó en primer lugar toda una familia de ondas acústicas y de gravedad, que podía registrarse tanto desde el suelo como desde el espacio. La amplitud de estas ondas fue tal que dieron varias vueltas al globo terráqueo. Tales ondas no se habían observado desde la erupción del volcán Krakatoa en 1883.

3.- También se inyectaron a la atmósfera unas 140 megatoneladas de vapor de agua a una velocidad de 40m/sg. Esta inyección de vapor de agua supera muy ampliamente todos los registros anteriores conocidos. Nunca antes se había observado un evento semejante.

4.- Sin embargo, aunque la explosividad de la erupción no tenía precedentes la carga total de dióxido de azufre inyectado (SO2) fue modesta, de alrededor de 0,4Tg. Esto es mucho menos que la masa inyectada por el Pinatubo (Filipinas, 1991) que emitió de 14 a 23 Tg de SO2, o incluso menos que las más recientes erupciones estratosféricas moderadas del Raikoke (2019, 1,5-1,7 Tg) o del Nabro (2011, 1,6 Tg). 

5.- Nos econtramos ante una erupción de enorme explosividad, modesta en emisiones de SO2 y HCl, pero batiendo todos los récords anteriores conocidos en emisión de vapor de agua y altitud alcanzada por la pluma de materiales.

6.- Ambos equipos señalan que por primera vez podríamos tener la evidencia de un efecto de calentamiento global como consecuencia de la actividad volcánica, frente a los episodios volcánicos anteriores conocidos que han causado enfriamiento (debido al reflejo de la radiación solar entrante por  la presencia de aerosoles de sulfato formados a partir de las emisiones de SO2). Conviene recordar que 1kg de vapor de agua equivale a 8 kg de CO2 en su capacidad de reforzar el efecto invernadero.

Después de la publicación de estos trabajos, llegó el verano al hemisferio norte, un verano excepcional en lo referente a las elevadas temperaturas, mantenidas durante semanas, en gran parte de Europa, Asia y Norteamérica.

Y más tarde llegó el invierno, con una severa ola de frío afectando a Canadá y EEUU en diciembre y a Europa, Asia y Japón en enero de 2023, bajo la amenaza del "calentamiento súbito estratosférico" que puede lanzar masas de aire frío ártico hacia latitudes más bajas en el hemisferio norte. En el hemisferio sur, ahora es verano, registrándose también temperaturas excepcionalmente altas, cercanas a los 40ºC, que han desatado una peligrosa ola de incendios en Chile. 

¿Puede establecerse un nexo de causalidad entre la erupción del HT, el verano tórrido de 2022 y el frío invierno en el Hemisferio Norte (episodio de calentamiento súbito estratósferico)?  

Nuevas investigaciones siguiendo el desarrollo de este suceso eruptivo arrojan algo de luz a la pregunta anterior, pero dejando todavía muchos interrogantes en el aire, pendientes de las necesarias posteriores observaciones. Te ofrezco a continuación el resumen de algunas de estas investigaciones:

El 19 de noviembre de 2022,  la revista Communications earth & environment publica un artículo (ver aquí) elaborado por  P. Sellito y otros, estableciendo como principales conclusiones

 ..." que la erupción del Hunga Tonga produjo la mayor perturbación global de aerosoles estratosféricos desde la erupción del Pinatubo (1991) y la mayor perturbación de vapor de agua estratosférico observada en la era de los satélites "...

..."Inmediatamente después de la erupción el enfriamiento radiativo del vapor de agua dominó las tasas locales de calentamiento/enfriamiento estratosférico, siendo dominante el enfriamiento por aerosoles volcánicos. Sin embargo,  después de dos semanas, debido a la dispersión/dilución, el calentamiento del vapor de agua comenzó a dominar el forzamiento radiativo de la parte superior de la atmósfera, lo que provocó un calentamiento neto del Sistema Clima".....  

...."Estos impactos radiativos excepcionales, así como los impactos a largo plazo en la composición de la estratosfera (en especial en lo referente a las alteraciones de ozono estratosférico) deben ser seguidos y confirmados durante los próximos meses con más estudios" ...

14 de diciembre de 2022,  también en  Communications earth & environment  se publica otro estudio realizado por  Sergey Khaykin y otros (ver aquí) afirmando lo siguiente:

..." observamos un aumento sin precedentes en la masa de agua estratosférica global, en un 13%, y un aumento de 5 veces en la carga de aerosoles (la más alta en tres décadas) consecuencia de la erupción del HT "... 

..."Dado que el balance de radiación atmosférica es muy sensible a los cambios en el vapor de agua en la troposfera superior y en la estratosfera inferior, pequeños cambios en el contenido de vapor de agua de la estratosfera pueden provocar un forzamiento radiativo (calentamiento) significativo y alterar la química del ozono estratosférico "...

..."En los modelos climáticos utilizados, un aumento del vapor de agua estratosférico de unas pocas ppmv (partes por millón en volumen) induce cambios importantes en la circulación atmosférica, aumentando el desplazamiento hacia los polos y hacia arriba de las corrientes en chorro subtropicales e intensificando la circulación Brewwer-Dobson estratosférica en aproximadamente un 30%, com implicaciones en el clima en superficie"....

..." la erupción del HT ha proporcionado la primera evidencia observacional de una hidratación estratosférica causada por un volcán (debido a su ubicación submarina). Se espera que la hidratación de esta capa atmosférica persista durante años, afectando a diversas variables climáticas (circulación atmosférica, ozono estratosférico, balance radiativo ..)" ..

..." la perturbación de la carga de vapor de agua en la estratosfera en un 13% es enorme y no tiene precedente en todo el registro de observación satelital (desde 1985). Dada la magnitud, profundidad y longevidad de esta alteración estratosférica puede decirse que la erupción del HT inicia una nueva era en la química gaseosa estratosférica y la microfísica de partículas con un amplia gama de posibles repercusiones duraderas "...

12 de enero de 2023, la revista Nature climate change publica un artículo elaborado por Stuart Jenkins y otros (ver aquí) en el que se afirma lo siguiente:

..." la gran perturbación de vapor de agua causada por la erupción del HT significa que probablemente aumentará el forzamiento radiativo neto (calentamiento) algo inusual para una gran erupción volcánica (que suelen causar enfriamiento debido principalmente a los aerosoles de sulfato)." ... 

..." El volcán HT tiene un efecto tangible en la posibilidad de superar de manera inminente el límite de 1,5ºC de anomalía de la temperatura global de la superficie terrestre (objetivo fijado en la Cumbre del Clima de París, 2015), aumentando en un 7% la posibilidad de que al menos uno de los próximos 5 años supere ya los 1,5ºC "... . 

La pandemia y el confinamiento vividos en 2020 nos brindó, sin desearlo, un laboratorio viviente a escala planetaria, en el que podíamos analizar en tiempo real numerosos experimentos sociales, económicos, ambientales ...

La erupción del Hunga Tonga, siendo el mayor evento climático de los últimos treinta años, nos brinda también una ocasión excepcional para estudiar la dinámica y composición atmosférica y sus efectos sobre el Sistema climático.

Y .... mientras tanto, en nuestros medios de comunicación, continúa el raca raca del CO2 y eso de que tenemos que comprarnos un coche eléctrico (sí, un SUV, pero eléctrico) , como si no existiera nada nuevo que mereciera la pena contarse, ni datos que ofrecer, ni matices que añadir para poder llegar a comprender algo mejor la complejidad del Sistema Clima.

Por último, si tienes tiempo y curiosidad, en el siguiente video podrás contemplar algunas imágenes (y oir las ondas de choque de las explosiones del 14 de enero) de la erupción del Hunga Tonga Hunga-Ha´apai. Y aquí un registro del sonido de la erupción desde el espacio. 

Recuerda, el evento climático más importante de las tres últimas décadas, aunque nadie hable de ello. 

 ¿Por qué fracasan las Cumbres del Clima?

Iosu Marruedo. Biólogo

Vamos a ver a continuación tres modelos diferentes, en formato diagrama, en el que se representan tres maneras de abordar el fenómeno del Cambio Climático, sus posibles causas y consecuencias.

Cada modelo es el reflejo de una perspectiva de la realidad medioambiental, económica y social de nuestro planeta. Y en cada caso, se pone el acento en diferentes elementos de la trama de relaciones, obteniéndose diferentes diagnósticos y dando paso a diferentes decisiones (¿soluciones ?). 

1.- El primer diagrama ofrece una perspectiva sistémica, global; todos los sistemas están implicados, tanto los naturales (Hidrosfera, Atmósfera, Biosfera, Suelos ..) como los artificiales (sociosfera y tecnosfera). La clave del asunto aparece situada sobre la sociosfera, el sistema formado por los aspectos políticos, económicos, culturales y organizativos de las sociedades humanas. Es un sistema creado por la actividad humana, que interacciona con todos los demás sistemas.

Nos centramos en el estado de la sociosfera: 

Diagama 1.(Click sobre la imagen para aumentar)

En este modelo la trama de relaciones unen  Cambio Climático con economía de Libre Mercado y búsqueda ilimitada de crecimiento económico.  En este caso, es fácil hacer un diagnóstico pero, a la vez, es muy dificil aplicar la solución, pues nadie acepta voluntariamente limitar su crecimiento.

Quizás este diagrama nos ayude a comprender por qué fracasan sucesivamente todos los acuerdos adoptados en las Cumbres del Clima. 

La reciente Cumbre de Egipto parece que será una más. El logro más importante (alcanzado en una agónica prórroga y bajo presión de espantada de la UE) parece ser la creación de un fondo económico (todavía no hay ni un euro) para afrontar los daños y pérdidas sufridas por los países más pobres a causa del Cambio Climático. Es decir, crear un fondo común para pagar los platos rotos, pero no se ha sido capaz de llegar a ningún nuevo compromiso para no romper más platos, que es de lo que se trata.

Y mientras discutimos sobre si ocurrirá un calentamiento de +1,5ºC o  de +2,3ºC, el problema de los residuos y la desigualdad quedan una vez más en el borde de la cuneta. Abordando en su globalidad el problema de los residuos, el premio de la reducción de emisiones de gases caería por sí mismo. Entonces, ¿Por qué siguen hablando de la temperatura?

2. El segundo diagrama está centrado en el estado de la Atmósfera (Sistema Natural) atendiendo al valor promedio de su temperatura, humedad, precipitación .... durante un período de tiempo determinado. Es decir, del Clima.

Diagrama 2. (Click sobre la imagen para aumentar)

Como puedes observar, el componente "Aumento de concentración de gases de efecto invernadero. Cambio Climático antrópico" es el componente número 15 de este diagrama. 

Cuidado con este modelo. En él los elementos ambientales, económicos y sociales son invisibles; nos centramos en intentar comprender como funcionan la Atmósfera y el Sistema Clima, desde una perspectiva exclusivamente científica. 

Este tratamiento científico descontextualizado puede servir de justificación a un cierto tipo de negacionismo común entre políticos, artistas ... Pueden argumentar: ... Cambios en el Sistema Clima han existido en todas las épocas del planeta; el protagonismo del Ser Humano se diluye entre el elevado número de agentes que interactúan calentando o enfriando el planeta y sobre los que no tenemos control. Nadie puede saber que es lo que pasará....  

Este argumento ..como no sabemos con seguridad, no actuamos..  quedaría completamente excluido si el problema se planteara desde la globalidad del incremento de residuos (como en el Diagrama 1.) y sus bien conocidas consecuencias de las cuales hay sobrada evidencia.

3. El tercer diagrama pone el foco en la composición de la Atmósfera (Sistema natural) centrado en el esfuerzo de frenar el aumento de concentración de gases de efecto invernadero (GEI) en la Atmósfera. 

Diagrama 3. (Click sobre la imagen para aumentar)

Desde esta perspectiva, parece que el escenario principal es la Atmósfera y el sistema Clima y el enemigo a batir son las emisiones de gases de efecto invernadero. Es una versión recortada ( y por lo tanto, desenfocada) del Diagrama 1. Es la visión dominante en las Cumbres del Clima.

Así, las discusiones sobre el incremento máximo aceptable de la temperatura superficial en el planeta consumen la mayor parte del tiempo, seguido por cuestiones como:

- el valor (precio) de la tonelada de CO2 emitida, en el mercado de emisiones (se suele llegar a acuerdos relativamente rápidos),

- restricciones al uso del carbón (también se ha llegado a un acuerdo, reeditando el alcanzado en la Cumbre anterior, en Glasgow)

- restricciones, límites al uso de gas e hidrocarburos, restricciones a la ganadería intensiva (en este terreno, no hay manera de llegar a ningún acuerdo; Rusia, EEUU y China, los mayores emisores de gases, ni tan siquiera acudieron a la Cumbre).

Pero asuntos globales, como por ejemplo el problema de contaminación de sistemas naturales por sustancias que actuan como disruptores endocrinos, quedan fuera del terreno de juego. La obsesión por reducir las emisiones de CO2 parece una venda sobre los ojos que impide una visión más allá de la preocupación por el aumento de la temperatura superficial del planeta.

Aunque, paradójicamente, estamos acostumbrados a oir en los medios de comunicación como se pasa del término "calentamiento" al término "contaminación" sin mayor explicación. En la misma noticia sobre el calentamiento de la superficie en el planeta nos hablan del problema de los microplásticos en el mar ... pero sin explicar cual es la relación entre ambos fenómenos, relación que sí queda en evidencia en el primer diagrama. 

Pero claro, el primer diagrama sugiere un diagnóstico de establecimiento de límites al crecimiento, de cierto empobrecimiento de los países más ricos, de mejor distribución de la riqueza, de renuncias a determinado tipo de consumo (aunque me lo pueda pagar) ....  Y ahí es donde tropiezan las Cumbres del Clima, en los compromisos que pueden alterar el confort de las sociedades de los países del llamado primer mundo. 

Es decir, nada nuevo bajo el sol.

 Cuantificando la magnitud del Calentamiento Global; cuando el tamaño sí importa.

Iosu Marruedo. Biólogo

Obtener un único valor de temperatura representativo de toda la superficie del planeta requiere el manejo de cientos de miles de datos, procedentes de todos los puntos de la Tierra, correspondientes a los 365 días de cada año, durante una larga serie de años. Es tarea enormemente compleja.

La importancia de determinar con precisión la cantidad de calentamiento producido reside en que según sea ésta nos podemos encontrar ante un problema grave, un problema leve o quizás ni tan siquiera tengamos un problema. Y las decisiones en cada caso serán diferentes, en esto reside la importancia del dato.

Para conseguir determinar la magnitud del calentamiento, son dos los elementos necesarios:

* Un instrumento de medición de la temperatura. En la actualidad, se utilizan principalmente dos tipos de instrumentos de medida: los instalados en estaciones meteorológicas terrestres continentales (termómetros)  y a bordo de barcos o/y boyas (para datos de la superficie oceánica), y los instalados en satélites que orbitan alrededor de la Tierra. Estos últimos llevan termómetros de precisión (resistencia redundante de platino) calibrados en el laboratorio antes de su lanzamiento.

* Una metodología para el tratamiento estadístico de los cientos de miles de datos recogidos. Esta es quizás la parte más polémica o más frágil del complicado proceso de obtención de la Temperatura superficial global anual.

Dicho de otra manera: es posible que de un mismo conjunto de datos, dependiendo del tratamiento estadístico aplicado (decisión que adopta en cada caso el equipo de trabajo correspondiente) se obtengan resultados diferentes. Es por esto que suele ser frecuente el fuego cruzado de críticas y acusaciones de manipulación de datos entre los diferentes equipos (diferentes metodologías) que ofrecen información de la Temperatura Global y de su evolución.

Existen cinco registros o bases de datos oficiales para la medición de la Temperatura global de la superficial terrestre (además de las numerosas agencias nacionales de meteorología).

Tres de estas bases de datos se nutren de mediciones por instrumentos situados en la superficie de la Tierra (estaciones meteorológicas y barcos).
Hay registros directos (termométricos) fiables desde 1850.
Esta tres Bases de Datos son:

a) Base de datos del Instituto Goddard de Estudios Espaciales , NASA,  con datos procedentes de 6300 estaciones meteorológicas (GISTEMP  NASA).

b) Base de Datos de la Unidad de Investigación del Clima de la Universidad de East Anglia, corazón del IPCC  de la ONU, fuente de los informes oficiales sobre el Clima (las últimas versiones de estas bases de datos son HadCRUT4 y HadCRUT5).

c) Base de Datos de la Administración Oceánica y Atmosférica de EEUU, ( GHCN  NOAA).

Suele haber diferencias entre el resultado presentado por estas tres bases de datos, debido fundamentalmente a que emplean diferente número de estaciones meteorológicas, con diferente localización y también emplean diferente metodología para la interpolación de los datos.

Las otras dos bases de datos registran mediciones realizadas por instrumentos situados en satélites; existe registro satelital continuo desde 1978:

d) Base de datos Sistemas de Teledetección RSS MSU , en California.

e) Base de Datos del Clima en la Universidad de Alabama en Huntsville, (UAH).

El IPCC (quien marca la "doctrina oficial" a través de sus  informes periódicos sobre el Clima) no acepta la validez de los registros satelitales y utiliza únicamente los registros procedentes de estaciones meteorológicas en superficie (temperatura del aire a 2 m del suelo), fundamentalmente los conjuntos de datos de HadCRUT4/-5.

Desde hace ya bastantes años (2009) Anthony Watts (el "alma" del blog escéptico Watts up with that?) viene llamando la atención sobre el hecho constatado de una corrupción generalizada en los datos de las estaciones oficiales de medición de temperatura de la NOAA (que contribuye a la base de datos HadCRUT5) debido a su colocación en puntos calientes creados por el hombre o muy cerca de los mismos. Ejemplo: en la imagen siguiente, el círculo rojo señala la ubicación de los sensores de la estación ubicada en el aparcamiento de la Universidad de Arizona en Tucson (Fuente: Anthony Watts).

Un nuevo informe publicado por The Heartland Institute, Estaciones climáticas corruptas, el registro oficial de temperatura superficial en EEUU,  considera que el problema de la distorsión y el sesgo de calor es aún peor en la actualidad (en EEUU).

La investigación muestra que el 96% de esas estaciones meteorológicas están corrompidas por efecto del desarrollo urbanístico, produciéndose un sesgo de calentamiento debido a su proximidad al asfalto, maquinaria, calefacción de edificios, tráfico .... y otros objetos que producen, atrapan o acentúan el calor.

Colocar estaciones en esos lugares viola los estándares publicados por la NOAA (sección 3.1 en este enlace ) y socava la legitimidad y la magnitud del consenso sobre las tendencias del calentamiento climático en los EEUU. Estaciones meteorológicas que cumplían los estándares de calidad en el año 1995, ya no los cumplen en 2009 y mucho menos en 2022 debido al grado de desarrollo urbanístico ocurrido en ese período.

En consonancia con esta alerta lanzada por Anthony Watts, el pasado 2 de noviembre, Roy Spencer publicó una interesante entrada en su blog (ver aquí) en la que presenta un método para calcular la magnitud del efecto "isla urbana de calor"  en las temperaturas superficiales, comparando la diferencia del grado de urbanización y población durante el período 1973-2022  en relación con las temperaturas registradas entre estaciones meteorológicas poco distanciadas pero con diferente afectación urbanística.

Los resultados para las estaciones meteorológicas incluidas en el estudio de Roy Spencer (todas del este de los EEUU) también muestran que el conjunto de datos oficial de la NOAA está sobrecalentado, obteniéndose valores menores al aplicar el algoritmo de "desurbanización" (Built-up) desarrollado por el autor. 

Coincidiendo con las observaciones de Anthony Watts, R. Spencer señala que es urgente revisar la "idoneidad" de la ubicación actual de las estaciones meteorológicas que nutren las bases de datos a partir de las cuales se determina la magnitud del calentamiento por década, ya que , al parecer, un buen número de ellas parecen estar contaminadas por el efecto "isla urbana de calor", afectadas por el desarrollo urbanístico (y las emisiones de calor asociadas) proporcionando registros de temperatura sobrecalentados.

Señala que el problema detectado en EEUU podría existir también en Europa y resto de continentes. 

¿Estamos midiendo la magnitud del calentamiento producido por el Cambio Climático, o  un efecto producido por el desarrollo urbanístico y poblacional (aumento de superficies asfaltadas, calefacciones, tráfico ...)?

Vistas así las cosas, se me ha ocurrido realizar un test simple de idoneidad de los registros de temperatura de un par de estaciones meteorológicas en España. Casi como divertimento, pretendo comparar la evolución de la temperatura media anual para el período 1973-2021 de dos estaciones meteorológicas próximas, de altitud semejante y misma zona climática, no separadas por cadenas montañosas, pero con diferente afectación de desarrollo urbanístico y poblacional. Es decir, la variable "año" representará en realidad la exposición al efecto "isla urbana de calor", la exposición al efecto de los cambios urbanísticos y poblacionales en el entorno de estas estaciones meteorológicas.

Las dos estaciones elegidas están situadas en la comunidad de Madrid, son Getafe (situada cerca de la factoría de Airbus, altitud 620m) y Torrejón de Ardoz (base aérea, altitud 607m), señaladas con un asterisco negro sobre la imagen siguiente, en la que se compara el grado de desarrollo urbanístico en el período 1973-2020 . En la elaboración de esta imagen se ha utilizado la base de datos de la Capa Global de Asentamientos Humanos de la Agencia Europea (basado en datos de Landsat). 

Los datos de temperatura (con algún año de la serie sin información) se han obtenido de www.tutiempo.net.

(Click sobre la imagen para aumentar).

Estamos comparando una estación (Getafe, una zona 30 en la Capa Global) fuertemente afectada por el cambio urbanístico y poblacional con otra de afectación menor (Torrejón, una zona 21). Pero en ningún caso Torrejón puede catalogarse como una estación de ubicación en red rural de baja densidad. 

Estos son los resultados obtenidos, comparando en cada caso la evolución de temperatura media anual , la evolución de la temperatura máxima media anual y la de la mínima media anual.

En relación a la temperatura media anual del período 1973-2021 (Click sobre la imagen para aumentar):

Para el cálculo de la tendencia se utilizó una regresión lineal. Como puede observarse, las temperaturas siempre son más elevadas en Getafe, tanto la media del período (+2,15ºC para Getafe) como la tendencia (un 12,5% de sobrecalentamiento respecto a Torrejón).

Para la temperatura máxima media anual del período 1973-2021 (Click sobre la imagen para aumentar):

Observamos también que las temperaturas registradas en Getafe son mayores que en Torrejón, si bien la diferencia es menor (+0,51ºC) que en el caso anterior. Sin embargo, la tendencia de calentamiento presenta una diferencia mayor, presentando Getafe un sobrecalentamiento del 17%  respecto a Torrejón.
Si comparamos las temperaturas mínimas media anual del período 1973-2021:

La temperatura mínima media del período también es superior en Getafe (+1,76 ºC); este último dato estaría en consonancia con  una observación realizada por R. Spencer en su informe para las estaciones del este de EEUU, en la que señalaba que el mayor sesgo de calor tenía lugar durante la noche. Las temperaturas máximas (diurnas) son las que presentan una menor diferencia entre las estaciones testigo; la diferencia de media anual sería un acumulado de nocturnas (mínimas) y diurnas (máximas).

 

Este es el paisaje que se puede ver desde la ubicación de la estación de Getafe. 

Conclusiones:

Todos los datos refuerzan la evidencia de que nos encontramos en una etapa de calentamiento. 

El tamaño del calentamiento y su velocidad o avance en el tiempo parece que, efectivamente, también depende de la ubicación de las estaciones meteorológicas (de los cambios urbanísticos y poblacionales en su entorno) que proporcionan los datos de temperatura superficial.

A medida que el desarrollo urbanístico y aumento de población se acercan a la ubicación de una estación meteorológica, los datos proporcionados por ésta se "calientan", en especial las temperaturas nocturnas (mínimas). En nuestro caso, especialmente en Getafe.

Esto se constata observando los valores de "R cuadrado" en cada gráfica; siempre son notablemente mayores en Getafe.

El coeficiente de determinación (o R cuadrado) toma valores entre 0 y 1, expresando la capacidad de explicar la variación de Y (temperatura) con la variación de X (variación temporal del grado de urbanismo y población). Cuanto más próximos estemos a 1, mayor vinculación de la variable Y con la X.

 

El "divertimento" que he propuesto no va más allá de realizar una cata de registros de temperatura en España. Pero cuando los resultados se parecen tanto a los presentados en informes más extensos, serios y bien elaborados, quizás sea recomendable revisar la idoneidad de la ubicación de las estaciones que proporcionan estos datos, tal y como se sugiere en EEUU.

Pero eso sí, todo ello en aras de la mayor legitimidad y rigor de las informaciones sobre el Cambio Climático.

Espero que la estación de Getafe no pertenezca al conjunto de datos de HadCRUT5 para la determinación de la temperatura global（no he sido capaz de verificar este dato).

 

 Vocabulario fake del Cambio Climático: Sostenible no es lo mismo que soportable.

Iosu Marruedo. Biólogo

 

Paradójicamente, hoy en día todo se anuncia como sostenible. Desarrollo sostenible, consumo sostenible, parques y edificios sostenibles ....   Existe un uso muy extendido de este término, la mayoría de las veces, con la finalidad de presentar el sustantivo al que califican como algo de buena calidad, moderno, natural y duradero e inducir a su consumo (es decir, puro marketing).

El concepto de sostenibilidad (sostenible) procede del campo de la Ecología y expresa la idea de estabilidad o equilibrio entre las necesidades de una especie y la disponibilidad de recursos de su entorno.

Decimos que un Sistema es sostenible cuando se utilizan los recursos naturales (de materia y energía) por debajo de su capacidad de renovación, se produce un volumen de residuos inferior a la capacidad de acogida del medio y se realizan actividades de acuerdo con la capacidad asimiladora de dicho medio. Los Sistemas sostenibles perduran en el tiempo de manera indefinida, adaptándose y transitando por diferentes estados de equilibrio, pues poseen mecanismos de autoregulación que impiden que se pueda acabar con los recursos disponibles.

Los Ecosistemas Naturales son ejemplo de sostenibilidad, ya que presenta la capacidad de autorregularse y de mantener los elementos que lo constituyen a lo largo del tiempo (siempre y cuando no haya una intervención externa drástica, por ej. un incendio).

La división clásica de los grandes Sistemas Naturales del planeta enumera estos cuatro: Hidrosfera (masas de agua continentales, subterraneas, mares y océanos), Atmósfera, Biosfera (conjunto de poblaciones de seres vivos), Litosfera (con los suelos como interfaz).

Cada uno de estos Sistemas puede dividirse a su vez en Subsistemas cuya interacción da lugar a los grandes ecosistemas del planeta (ej. tundra, taiga, pluvisilva .... ).

A ellos se suelen añadir dos Sistemas artificiales creados por el Ser Humano:

a) la Tecnosfera, término creado por el geólogo Vladimir Vernadsky, que refiere el ambiente artificial creado por el Ser Humano, mediante las tecnologías y la Ciencia, para el desarrollo de sus actividades y la satisfación de sus necesidades 

b)  la Sociosfera, entramado de tradiciones, culturas, creencias .... que media en las relaciones del Ser Humano con el resto de Sistemas. 

En la siguiente Tabla se resumen las principales diferencias existentes entre los Sistemas Naturales y los artificiales:

Los ecosistemas naturales desde su nacimiento, atraviesan una fase juvenil (la energía se invierte principalmente en crecer, en aumentar la biomasa y biodiversidad) seguida de una fase de madurez (equilibrio, estabilidad o climax) en la que la mayor parte de la energía se invierte ahora ya no en seguir creciendo, sino en mantener las estructuras y las relaciones, adaptar, reparar y conservar, estando todo ello sometido a mecanismos de autoregulación.

Los ecosistemas artificiales, creados por el Ser Humano, carecen de mecanismos de autoregulación. Por ello, es casi imposible que evolucionen hacia una fase de madurez, estable, sostenible, perdurable.

Por ej. un parque como Senda Viva (parque de la Naturaleza en Navarra) nunca podrá ser sostenible aunque se anuncie como Naturaleza, porque necesita de la intervención humana constante; es un ecosistema artificial que carece de sistemas propios de autoregulación. Pero funciona. Los visitantes acuden y disfrutan. Esto sería un ecosistema soportable. Funciona mientras lo podamos pagar.

Todo lo que podemos pagar es soportable. Pero seríamos ingenuos si creyeramos que todo lo soportable es también sostenible.

El Sistema de Libre Mercado (uno de los elementos clave de la Sociosfera Humana), nunca podrá ser sostenible (pero sí soportable, aunque solo lo sea en algunas zonas del planeta llamadas países desarrollados). El dogma del crecimiento infinito (perpetuo) de los beneficios, llevado a la práctica, priva al sistema de Libre Mercado de los mecanismos de autorregulación que podrían conducirlo hacia un estado de cierta estabilidad; pero claro, al igual que en los sistemas naturales, alcanzar la estabilidad, ser sostenible significa aceptar límites al crecimiento. 

Y este es el problema. Nadie hoy por hoy, está dispuesto a aceptar límites al crecimiento ( al consumo, al grado de confort en el hogar, a la temperatura del aire acondicionado). Caiga quien caiga. Mientras lo pueda pagar.

La crisis financiera de 2008 (donde quedó demostrada la falacia de que el mercado se regula a sí mismo) y la actual crisis especulativa de la energía y de los alimentos básicos son otros buenos y recientes ejemplos del test global de soportabilidad que nuestras sociedades están experimentando; pero en ningún caso confundamos con el término sostenibilidad.

El resultado previsible es el aumento de la desigualdad en el planeta. Desarrollo "soportable" para quienes puedan pagar su precio (calefacción en invierno, alimentos, atención sanitaria ..) y precariedad y empobrecimiento para el resto.

La expresión Desarrollo Sostenible, junto con la de Energías Limpias (no existen las energías limpias; tan solo existen algunas que producen más residuos que otras, pero, inevitablemente, el consumo de energía siempre genera residuos y siempre altera el Medio Natural) y la de debemos actuar para revertir el Cambio Climático (alguien debería explicar eso de revertir; ¿es que acaso existe un estado "correcto" del Sistema Clima, del cual nos hemos desviado y al que tenemos que regresar? deberían explicarlo.) constituyen algunos de los principales componentes del diccionario fake surgido en los medios de comunicación  "al calor" de la cultura del Cambio Climático.

La lección que nos dan los Sistemas Naturales es que, una vez pasada su fase juvenil de crecimiento rápido, evolucionan limitando su crecimiento como única forma de alcanzar estabilidad y adaptabilidad, es decir, sostenibilidad. Este es el modelo. Faltan los imitadores.

Espero que al menos, este artículo te haya resultado también soportable.

 

 La erupción del volcán Tonga: efectos sobre la atmósfera y la temperatura superficial global.

Iosu Marruedo. Biólogo

El 15 de enero de 2022 el volcán Hunga Tonga-Hunga Ha´apai (nación insular de Tonga, Pacífico Sur) explotó. El satélite GOES-17 capturó imágenes de una enorme nube explosiva generada por la erupción submarina del volcán (Figura 1).

Figura 1.- Erupción de la caldera del Tonga. (Fuente: Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA, Joshua Stevens, usando imágenes de GOES cortesía de NOAA y NESDIS).

Esta erupción del Hunga Tonga-Hunga generó un tsunami que recorrió todo el mundo y provocó un estampido sónico que se escuchó a más de 10.000 km. Los tsunamis de presión atmosférica generados viajaron por la superficie del planeta dando cuatro vueltas en una dirección y tres en la opuesta (algo semejante se pudo observar en la erupción del Krakatoa en 1883). Y, además, inyectó en la atmósfera una enorme cantidad de vapor de agua alcanzando una altitud entre 53 km (NASA) y 58 km (según el estudio chino de Lijang).

El pasado 1 de julio se ha publicado un estudio en el Geophysycal Research Letters (que puedes leer aquí), realizado durante los meses posteriores a la erupción, con el objetivo de determinar su impacto y consecuencias en la atmósfera de nuestro planeta. Ha sido dirigido por Luis Millán, científico atmosférico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

Otro estudio independiente, pero con contenido similar, ha sido publicado en el sitio web de la MDPI (varios autores, China, 4 de junio de 2022, ver aquí).

Luis Millán y su equipo han analizado los datos del instrumento Microwave Limb Sounder (MLS) del satélite Aura de la NASA, que mide gases atmosféricos (SO2, HCl), además de  vapor de agua y ozono (y fue, además, el único instrumento no afectado por la ceniza que emitió el volcán). Las semanas posteriores a la erupción, el equipo del MLS comenzarón a ver lecturas que "se salían" de las tablas de los gráficos (en lo referente al vapor de agua).  

Lo extraordinario de esta erupción submarina reside en las ingentes cantidades de vapor de agua que lanzó a la atmósfera, rompiendo todos los récords de inyección directa de vapor de agua conocidos, incluso comparando con cálculos hechos para erupciones anteriores a la era de los satélites. Tonga establece un doble record de cantidad (de vapor de agua) y de altitud alcanzada, al menos en el marco temporal de la "era de los satélites".

 En declaraciones de Luis Millán .."nunca habíamos visto algo semejante" ...

Según los autores del estudio, la erupción del Tonga envió alrededor de 146 teragramos de vapor de agua a la estratosfera (1 teragramo equivale a un billón de gramos), equivalente al 10% del agua ya presente en esa capa. Es cuatro veces la cantidad de vapor de agua que los científicos estiman que la erupción del Monte Pinatubo (1991, Filipinas) arrojó a la atmósfera.

Las erupciones volcánicas rara vez inyectan mucha agua en la estratosfera. En los 18 años que la NASA ha estado recogiendo datos, solo otras dos erupciones, el evento Kasatochi (2008, Alaska) y la erupción de Calbuco (2015, Chile) inyectaron cantidades apreciables de vapor de agua a altitudes tan elevadas (que resultan ridículas si las comparamos con el Tonga). Además, el vapor de esas erupciones se disipó rápidamente, en contraste con el vapor de agua del Tonga que podría permanecer en la estratosfera durante varios años. 

Desde hace tiempo existe un consenso en la comunidad científica referente a que las erupciones volcánicas masivas (como el Tambora, el Krakatoa, el monte Pinatubo) tienen capacidad para alterar sustancialmente el Clima global, causando un efecto de enfriamiento (según lo que conocíamos hasta ahora).

Por ej, la influencia radiativa de la erupción del monte Pinatubo (1991) "puso fin a varios años de temperatura superficial globalmente cálida" (McCormick et al. 1995)

Es conocido que además de partículas sólidas, las erupciones volcánicas pueden arrojar grandes cantidades de gases a la estratosfera. Aunque alrededor del 80% de este volumen de gas puede ser H2O magmático, hasta el 90% de este vapor de agua suele eliminarse por condensación en el punto frío de la tropopausa (Glaze et al. 1997). También se encuentran a menudo cantidades considerables de CO2 y SO2 en las columnas volcánicas, junto con HCl y otros gases traza. El SO2 reacciona con H2O y OH para formar aerosoles de sulfato submicrónicos que reflejan la radiación solar, produciendo el enfriamiento en superficie.

La explosión del Tambora (Indonesia) en 1815, la mayor erupción del milenio pasado, que provocó un enfriamiento global de 0,7 ºC y doce meses de un clima caótico en Europa y América del Norte (el año 1816 se conoce como el año sin verano), y  la anteriormente citada erupción del Pinatubo en Filipinas (1991) que creó una nube que redujo la temperatura superficial global en casi 0,3ºC, son evidencias firmes del enfriamiento en superficie causado por las grandes erupciones volcánicas.

Sin embargo, el volcán Tonga no inyectó grandes cantidades de aerosoles en la estratosfera (las inyecciones de SO2 y de HCl no fueron nada excepcional, aunque alcanzaron altitud mayor que las erupciones precedentes), pero sí enormes cantidades de vapor de agua, lo cual solo fue posible porque la caldera del volcán submarino estaba a la profundidad "precisa" en el océano (aproximadamente 150 m). Si hubiera estado a menos profundidad no hubiera habido suficiente agua de mar sobrecalentada para explicar los valores de vapor de agua estratosférico que han encontrado Luis Millán y su equipo. Si hubiera estado a mayor profundidad las enormes presiones podrían haber silenciado la erupción.

Esta enorme cantidad de vapor de agua arrojada por el Tonga a la atmósfera podría causar un efecto de calentamiento, debido al forzamiento radiativo asociado, ya que el vapor de agua es un gas con importante contribución al efecto invernadero.

Por primera vez, podríamos tener la evidencia de un efecto de calentamiento global como consecuencia de la actividad volcánica, frente a los episodios volcánicos anteriores conocidos que han causado enfriamiento.

En la siguiente imagen (Figura 2), podemos ver la capacidad de los diferentes gases para generar efecto invernadero en la baja troposfera (se considera cada gas con la concentración con la que se presentan en el aire):

Figura 2.- Contribución al EI de los gases presentes en el aire.

Como podemos observar, en la atmósfera, el gas que más contribuye al efecto invernadero es precisamente el vapor de agua. Para comparar el impacto de cada gas en el Calentamiento Global, el IPCC (Panel Intergubernamental de expertos en Cambio Climático, ONU) propone el índice PRG (Potencial de Calentamiento Global).

El PRG es un índice que permite evaluar la contribución (relativa) al Calentamiento de la emisión de 1 kg de gases de efecto invernadero, comparándolo con la correspondiente a la emisión de 1 kg de CO2 durante un periodo de tiempo (generalmente 100 años). Se adopta el convenio de asignar el valor 1 al PRG del CO2 a 100 años, y todos los demás gases serán comparados con él.

Figura 3.- PRG de los gases más comunes en el aire. 

Así, podemos ver que la emisión de 1kg de vapor de agua equivaldría a la de 8 kg de CO2. Para el metano, la relación es de 23 veces mayor; 1kg de metano equivaldría a 23 kg de CO2 emitidos  .... etc. (afortunadamente, en la atmósfera la cantidad de metano y de los gases con mayor PRG es muy pequeña).  

Esta gran cantidad de vapor de agua adicional, inyectada por el Tonga, puede estar cambiando la química atmosférica. Las mediciones del 9 de abril muestran aún la presencia de la pluma de vapor de agua en la estratosfera baja y media, rodeando el planeta.

La intrusión de vapor sigue ensanchándose y extendiéndose principalmente hacia el norte (hacia el hemisferio invernal en esa fecha).

Figura 4.- (a) Anomalías medias zonales del vapor de agua (ppmv) en función de la latitud y el tiempo en niveles de 38-17 hPa. La ubicación del volcán y Lijiang (lugar del estudio de la MDPI, China) están señalados con una cruz negra y un triángulo respectivamente. (b) Perfiles verticales de vapor de agua sobre Lijiang el 9 de abril de 2022 derivados de la observación in situ (azul) y la observación de teledetección MLS (negro). (Fuente: MDPI).

Además del aumento de efecto invernadero esperado, esta intrusión masiva de vapor de agua está alterando la capa de ozono. El volcán también creó grandes perturbaciones de presión en la atmósfera, lo que provocó fuertes vientos que se expandieron hacia arriba, movièndose cada vez más rápido (el satélite ICON registró velocidad de hasta 724 km/h), alcanzando la ionosfera; una vez en la atmósfera superior, estos vientos han afectado el electrochorro ecuatorial  (una delgada cinta de corriente eléctrica que fluye de este a oeste en la región ecuatorial de la ionosfera). El electrochorro ecuatorial aumentó hasta cinco veces su potencia normal e invirtió la dirección durante un corto periodo.

En vista de todo lo anterior ¿se podría establecer una relación de causalidad entre las alteraciones atmosféricas producidas por este evento volcánico y el verano excepcionalmente caliente y seco en el Hemisferio Norte (especialmente en Europa) ?.

¿El evento Tonga está ya calentando la superficie terrestre?

A día de hoy, todavía no lo sabemos. Para finalizar, reproduciré textualmente las palabras del equipo que ha realizado el estudio chino, en Lijiang:

..." una gran cantidad de vapor de agua en la estratosfera presenta desafíos extremos para la química estratosférica y el balance radiativo terrestre. Se requieren estudios futuros para evaluar los efectos potenciales de este evento (Tonga) de hidratación estratosférica inyectada" ...

Pues eso, a esperar novedades. Mientras tanto, guerra declarativa al CO2 a la vez que nos preparamos para el próximo invierno buscando "sustitutos" al gas ruso resucitando centrales de carbón y flirteando con el fracking.