Imagen: cortesía de los investigadores.
Los científicos encuentran que las propuestas de geoingeniería solar debilitarán las pistas (trayectorias) de tormentas extratropicales en ambos hemisferios.
¿Cómo puede el mundo combatir el continuo aumento de las temperaturas globales? ¿Qué hay sobre proteger la Tierra de una porción del calor del Sol inyectando a la estratosfera con aerosoles reflectantes?
Después de todo, los volcanes hacen esencialmente lo mismo, aunque en ráfagas cortas y dramáticas. Cuando un Vesubio hace erupción, arroja cenizas finas a la atmósfera, donde las partículas pueden permanecer como una especie de cubierta de nubes. Ésta refleja la radiación solar de vuelta al espacio y temporalmente enfría al planeta.
Algunos investigadores están explorando propuestas para diseñar efectos similares. Por ejemplo, lanzando aerosoles reflectantes en la estratosfera, a través de aviones, globos e incluso dirigibles, para bloquear el calor del Sol y contrarrestar el calentamiento global. Pero tales esquemas de geoingeniería solar, como se les conoce, podrían tener otros efectos duraderos en el clima.
Ahora los científicos del Massachusetts Institute of Technology (MIT) han descubierto que la geoingeniería solar cambiaría significativamente las pistas de tormenta extratropicales. Estas son las zonas en las latitudes medias y altas donde se forman las tormentas durante todo el año. La corriente en chorro conduce las tormentas a través de los océanos y la Tierra.
Las pistas de tormenta extratropicales dan lugar a ciclones extratropicales, y no a sus primos tropicales, los huracanes. La fuerza de las pistas de tormenta extratropicales determina la gravedad y la frecuencia de las tormentas. Este es el caso para las que van hacia el nordeste en los Estados Unidos.
Analizando con modelos climáticos un escenario idealizado
El equipo consideró un escenario idealizado en el que el dióxido de carbono en la atmósfera se cuadruplicara en concentración. Para compensar su efecto estudiaron la capacidad de los aerosoles inyectados para reflejar la suficiente luz solar. Utilizando modelos climáticos globales en este escenario, la fuerza de las pistas de tormentas en los hemisferios norte y sur se debilitó significativamente en respuesta.
Las pistas de tormenta debilitadas significarían tormentas invernales menos potentes. Pero también conducen a condiciones de estancamiento, particularmente en verano, y menos viento para eliminar la contaminación del aire. Los cambios en los vientos también podrían afectar la circulación de las aguas oceánicas y, a su vez, la estabilidad de las capas de hielo.
«Alrededor de la mitad de la población mundial vive en las regiones extratropicales donde las tormentas dominan el clima», dice Charles Gertler. Él es un estudiante graduado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT (EAPS). “Nuestros resultados muestran que la geoingeniería solar no solo revertirá el cambio climático. En cambio, tiene el potencial de inducir cambios novedosos en el clima «.
Gertler y sus colegas han publicado sus resultados esta semana en la revista Geophysical Research Letters . Los coautores incluyen al Profesor de EAPS Paul O’Gorman, junto con Ben Kravitz de la Universidad de Indiana. Del extranjero: John Moore de la Universidad Normal de Beijing, Steven Phipps de la Universidad de Tasmania y Shingo Watanabe de JAMSTEC
Una foto no tan soleada
Los científicos han modelado previamente cómo se vería el clima de la Tierra si los escenarios de geoingeniería solar se desarrollaran a escala global. Obtuvieron con resultados mixtos. Por un lado, rociar aerosoles en la estratosfera reduciría el calor solar entrante y, hasta cierto punto, contrarrestaría el calentamiento causado por el CO2. Por otro lado, tal enfriamiento del planeta no evitaría otros efectos inducidos por los gases de efecto invernadero. Tal es el caso con las reducciones regionales en las precipitaciones y la acidificación de los océanos.
También ha habido indicios de que reducir intencionalmente la radiación solar reduciría la diferencia de temperatura entre el ecuador y los polos de la Tierra. En términos climáticos, debilitaría el gradiente de temperatura meridional del planeta, enfriando el ecuador mientras los polos continúan calentándose. Esta última consecuencia fue especialmente interesante para Gertler y O’Gorman.
«Las pistas de tormenta se alimentan de gradientes de temperatura meridional. Las pistas de tormenta son interesantes porque nos ayudan a comprender los extremos climáticos», dice Gertler. «Así que estábamos interesados en cómo la geoingeniería afecta las huellas de tormentas».
El experimento G1
El equipo analizó cómo las huellas de tormenta extratropicales podrían cambiar en un escenario de geoingeniería solar conocido como el experimento G1. Éste forma parte del Proyecto de Intercomparación de Modelos de Geoingeniería (GeoMIP), un proyecto que proporciona varios escenarios de geoingeniería. Con ellos los científicos ejecutan modelos climáticos para evaluar sus diversos efectos climáticos.
El experimento G1 supone un escenario idealizado en el que las concentraciones de CO2 se cuadruplicaran, causando un calentamiento. Con geoingeniería se bloquearía suficiente radiación solar para contrarrestarlo.
Los investigadores utilizaron los resultados de varios modelos climáticos adelantados en el tiempo bajo las condiciones del experimento G1. También utilizaron los resultados de un escenario de geoingeniería más sofisticado. Éste considera la duplicación de las concentraciones de CO2 y aerosoles inyectados en la estratosfera en más de una latitud. En cada modelo registraron el cambio diario en la presión del aire a nivel del mar. Esto fue hecho en varios lugares a lo largo de las pistas de tormenta. Estos cambios reflejan el paso de tormentas y miden la energía de una trayectoria de tormenta.
«Observando la variación en la presión del nivel del mar, tenemos una idea de con qué frecuencia e intensidad pasan los ciclones sobre cada área». «Luego promediamos la varianza en toda la región extratropical. Obtenemos así un valor promedio de la fuerza de la trayectoria de la tormenta para los hemisferios norte y sur», explicó Gertler.
Los resultados obtenidos con los modelos
Sus resultados, a través de modelos climáticos, mostraron que la geoingeniería solar debilitaría las pistas de tormentas en los hemisferios norte y sur. Dependiendo del escenario que consideraron, la trayectoria (pista) de la tormenta en el hemisferio norte sería 5 a 17 por ciento más débil que hoy.
«Una trayectoria de tormenta debilitada, en ambos hemisferios, significaría tormentas de invierno más débiles, pero también conduciría a un clima más estancado. Ésto podría afectar las olas de calor», dice Gertler. “En todas las estaciones, esto podría afectar la ventilación de la contaminación del aire. También puede contribuir a un debilitamiento del ciclo hidrológico, con reducciones regionales en la precipitación. Estos no son buenos cambios, en comparación con un clima de referencia al que estamos acostumbrados «.
Qué pasaría si dejáramos al calentamineto global solo, sin aplicar geoingeniería
Los investigadores tenían curiosidad por ver cómo las mismas pistas de tormentas responderían al calentamiento global solo, sin la adición de la geoingeniería social. Entonces volvieron a ejecutar los modelos climáticos en varios escenarios de solo calentamiento.
Sorprendentemente, descubrieron que, en el hemisferio norte, el calentamiento global también debilitaría las pistas de las tormentas. Pero lo haría en la misma magnitud que con la incorporación de la geoingeniería solar. Entonces la geoingeniería solar, y los esfuerzos para enfriar la Tierra reduciendo el calor entrante, no harían mucho para alterar los efectos del calentamiento global. Esto es al menos en las pistas de tormenta, un resultado desconcertante que los investigadores no están seguros de cómo explicar.
En el hemisferio sur, hay una historia ligeramente diferente. Descubrieron que el calentamiento global solo fortalecería las pistas de tormenta allí. La adición de la geoingeniería solar evitaría este fortalecimiento, y aún más, debilitaría las pistas de tormenta allí.
«En el hemisferio sur, los vientos impulsan la circulación oceánica. Esto a su vez podría afectar la absorción de CO2 y la estabilidad de la capa de hielo antártica», agrega O’Gorman. «Entonces, cómo cambian las trayectorias de tormenta en el hemisferio sur es bastante importante».
El equipo también observó que el debilitamiento de las pistas de tormenta estaba fuertemente correlacionado con los cambios de temperatura y humedad. Los modelos climáticos mostraron que en respuesta a la reducción de la radiación solar entrante, el ecuador se enfrió significativamente y los polos continuaron calentándose. Este gradiente de temperatura reducido parece ser suficiente para explicar el debilitamiento de las tormentas, un resultado que el grupo es el primero en demostrar.
Conclusiones
«Este trabajo destaca que la geoingeniería solar no está revirtiendo el cambio climático, sino que está sustituyendo un estado climático sin precedentes por otro. Reflejar la luz solar no es un contrapeso perfecto para el efecto invernadero», dice Gertler.
O’Gorman agrega: «Hay varias razones para evitar hacer esto y, en cambio, favorecer la reducción de las emisiones de CO 2 y gases de efecto invernadero».
Esta investigación fue financiada, en parte, por la National Science Foundation y la NASA. También contribuyeron los patrocinadores de Industry and Foundation del Programa Conjunto del MIT sobre Ciencia y Política del Cambio Global.
Fuente: Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Artículo original: Study: Reflecting sunlight to cool the planet will cause other global changes. Jennifer Chu. June 2, 2020.
Material relacionado:
La mayoría de los aerosoles son más brillantes que la tierra o el océano, y enfrían la Tierra al reflejar la luz solar hacia el espacio.
Crédito Fotografía: astronauta de la NASA desde la ISS, ISS024-E-15122.
Una excelente presentación sobre los Aerosoles en cinco capítulos es la del Observatorio de la Tierra de la NASA:
En particular el capítulo 3, tiene relación directa con el artículo actual.
El siguiente libro, disponible en línea, trata el tema específicamente:
- National Research Council. 2015. Climate Intervention: Reflecting Sunlight to Cool Earth. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/18988.
Curiosidades
Un caso detectivesco.
En la época de la muerte de Julio César en el año 44 a. C., las fuentes escritas describen un período de clima inusualmente frío. Fue acompañado de cosechas perdidas, hambrunas, enfermedades y disturbios en la región mediterránea.
Estos impactos finalmente contribuyeron a la caída de la República Romana y el Reino Ptolemaico de Egipto.
Los historiadores han sospechado durante mucho tiempo que un volcán fue la causa. Pero no han podido determinar dónde o cuándo se había producido una erupción de ese tipo, o qué tan grave fue.
Utilizando un análisis de tefra del hielo del Ártico se vinculó el período de clima extremo con una erupción volcánica en el 43 a. C.
El siguiente artículo lo presenta:
- Erupción del volcán Okmok de Alaska vinculada al misterioso período de frío extremo en la antigua Roma. Carlos Costa. LIADA / Planeta Azul. Junio 23, 2020.