manchas solares y clima

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Ejercicio 1 Este, a mi entender, era el ejercicio más difícil de los dos. He dividido esta explicación en dos, con una primera parte dedicada a comentar el ejercicio hecho por ustedes y una segunda centrada en aclarar qué es lo que dice la ciencia sobre la influencia del Sol en el calentamiento global. Las tres primeras preguntas del ejercicio eran fáciles. Las repuestas han sido muy variadas pero, en el fondo, no hay demasiados secretos a la hora de describir lo que muestra una figura. Eso sí, ha habido alguna respuesta en forma de telegrama, de apenas dos frases. Francamente, hubiera preferido algo más extenso, que preparara el lector (yo) a lo que venía después; por ejemplo, resaltando hitos significativos en las series de manchas y temperaturas. Cosas como la disminución brusca de las temperaturas entre 1944 y 1950, el aumento después de 1970 o la irregularidad en las amplitudes en los ciclos de manchas. En todo caso, no he penalizado estas carencias más que en los casos de errores de bulto y/o texto incomprensible. La mayoría ha obtenido la puntuación máxima. Las tres últimas preguntas eran dispares. En la cuarta, es evidente que no hay correlación entre lo que le ocurre a las temperaturas durante el período 194060 y la evolución de las manchas. La quinta pregunta daba pie a una respuesta discrecional y, en general, ha recibido la máxima puntuación. La sexta, por su parte, merece trato aparte. Comparando las dos figuras, y sin necesidad de hacer complicados cálculos de correlaciones, se observa que “no encajan”. Hay algunos elementos que pudieran hacer pensar en cierta correlación. Por ejemplo, se observa cierta periodicidad de alrededor de un decenio en ciertos intervalos de la gráfica de temperaturas (no en fase con los ciclos solares); o, también, como casi todo el mundo ha resaltado, el paralelismo entre la tendencias crecientes en ambas gráficas entre los años 191015 y 1940 (aprox.); o, como alguien ha observado muy astutamente, la existencia de ciclos de 8090 años en ambas figuras. Sin embargo, estas eventuales correlaciones NO implican una relación causaefecto porque muchos elementos importantes de cada una de las gráficas no tienen contrapartida en la otra. Simplemente, las dos gráficas no son congruentes. Hay demasiadas discrepancias altamente visibles a ojo. Tengo una observación más que hacer. Hay cierta tendencia a decir cosas como: “la subida de temperaturas entre tal y cual año es de tantos grados”. Esto, en un contexto climático, no tiene sentido. Hablamos, en su lugar, de largos períodos de tiempo, promedios, tendencias. Por ejemplo, el promedio de temperaturas en tal período es de 1°C superior al promedio en tal otro período. Les dejo, para quien quiera leerlo, con lo que dice la ciencia sobre el forzamiento solar. El texto no es exhaustivo, pero sí suficiente para la ocasión. En todo caso, quiero resaltar que NO se pretende que ustedes contesten así en una prueba. Está fuera de lugar. En una prueba (examen o PEC) se les desafía a que ponga en juego su capacidad de observación y análisis de lo que ven, y de extraer conclusiones congruentes con lo que saben, no que demuestren que son climatólogos.

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Manchas Solares y Clima

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Ejercicio1

Este, a mi entender, era el ejercicio más difícil de los dos.  He dividido esta explicación en dos, 

con una primera parte dedicada a comentar el ejercicio hecho por ustedes y una segunda 

centrada en aclarar qué es lo que dice la ciencia sobre la influencia del Sol en el calentamiento 

global.  

Las tres primeras preguntas del ejercicio eran fáciles. Las repuestas han sido muy variadas 

pero, en el fondo, no hay demasiados secretos a la hora de describir lo que muestra una figura. 

Eso sí, ha habido alguna respuesta en forma de telegrama, de apenas dos frases. Francamente, 

hubiera preferido algo más extenso, que preparara el lector (yo) a lo que venía después; por 

ejemplo, resaltando hitos significativos en las series de manchas y temperaturas. Cosas como 

la disminución brusca de las temperaturas entre 1944 y 1950, el aumento después de 1970 o la 

irregularidad en las amplitudes en los ciclos de manchas. En todo caso, no he penalizado estas 

carencias más que en los casos de errores de bulto y/o texto incomprensible. La mayoría ha 

obtenido la puntuación máxima. 

Las tres últimas preguntas eran dispares. En la cuarta, es evidente que no hay correlación 

entre lo que le ocurre a las temperaturas durante el período 1940‐60 y la evolución de las 

manchas. La quinta pregunta daba pie a una respuesta discrecional y, en general, ha recibido la 

máxima puntuación. La sexta, por su parte, merece trato aparte. Comparando las dos figuras, y 

sin necesidad de hacer complicados cálculos de correlaciones, se observa que “no encajan”. 

Hay algunos elementos que pudieran hacer pensar en cierta correlación. Por ejemplo, se 

observa cierta periodicidad de alrededor de un decenio en ciertos intervalos de la gráfica de 

temperaturas (no en fase con los ciclos solares); o, también, como casi todo el mundo ha 

resaltado, el paralelismo entre la tendencias crecientes en ambas gráficas entre los años 1910‐

15 y 1940 (aprox.); o, como alguien ha observado muy astutamente, la existencia de ciclos de 

80‐90 años en ambas figuras. Sin embargo, estas eventuales correlaciones NO implican una 

relación causa‐efecto porque muchos elementos importantes de cada una de las gráficas no 

tienen contrapartida en la otra. Simplemente, las dos gráficas no son congruentes. Hay 

demasiadas discrepancias altamente visibles a ojo. 

Tengo una observación más que hacer. Hay cierta tendencia a decir cosas como: “la subida de 

temperaturas entre tal y cual año es de tantos grados”. Esto, en un contexto climático, no 

tiene sentido. Hablamos, en su lugar, de largos períodos de tiempo,  promedios,  tendencias. 

Por ejemplo, el promedio de temperaturas en tal período es de 1°C superior al promedio en tal 

otro período. 

Les dejo, para quien quiera leerlo, con lo que dice la ciencia sobre el forzamiento solar. El texto 

no es exhaustivo, pero sí suficiente para la ocasión. En todo caso, quiero resaltar que NO se 

pretende que ustedes contesten así en una prueba. Está fuera de lugar. En una prueba 

(examen o PEC) se les desafía a que ponga en juego su capacidad de observación y análisis de 

lo que ven, y de extraer conclusiones congruentes con lo que saben, no que demuestren que 

son climatólogos. 

   

NoeselSolAunque la variabilidad solar ha sido considerada como un forzamiento externo, sigue siendo 

un mecanismo controvertido de cambio climático. A pesar de los muchos intentos de ligar 

estadísticamente períodos de la actividad solar con ciclos del cambio climático, todos han 

resultado infructuosos. 

ManchassolaresyradiaciónsolarEl ciclo más conocido es el ligado al desarrollo y desaparición de manchas solares. Debido a 

variaciones magnéticas del Sol, su período ha variado alrededor del valor de 11 años, bajando 

hasta 9 años y subiendo hasta 14 años. El Sol tiene otros ciclos aparte de éste. Por ejemplo, 

han sido identificados un doble ciclo magnético de unos 22 años, y periodicidades de 80 a 90 

años, 200 años y 2.400 años. Sin embargo, aquí sólo nos va a interesar el asociado a las 

manchas solares. 

La cuestión es saber si las manchas solares entrañan variaciones en la radiación solar total 

incidente, medida en la alta atmósfera (total solar irradiance, TSI, en inglés) y si pueden, estas 

variaciones, forzar cambios en el clima. La Figura 1 recoge las medidas de la TSI efectuadas a 

partir de satélites desde 1976. Vemos que ha variado en torno a 1366 W/m2 en un rango 

relativamente pequeño.  

 

Figura 1 

Para inferir los valores de la TSI anteriores a los satélites, es necesario recurrir a medidas 

indirectas a través de proxies. El 14C es uno de ellos. Cambios en la eyección de partículas de 

alta energía por el Sol (viento solar) modula la producción de 14C en la alta atmósfera. Resulta 

que las propiedades magnéticas del viento solar cambian con las variaciones en el número de 

manchas, por lo que esta última variación afectará la producción de 14C. El efecto es una alta 

producción de 14C durante períodos de bajo número de manchas y baja producción en caso 

contrario. La Figura 2 muestra los resultados de este tipo de medidas. Hay que tener cuidado al 

leer la curva (gris) del 14C puesto que la escala (izquierda) está invertida – los valores menores 

en la gráfica son los de mayor producción. 

 

Figura 2 

Veamos ahora el asunto de las manchas y de su relación con la TSI.  

1) Se sabe que los períodos de manchas aumentan la TSI. Parece sorprendente, pero así es. La 

razón estriba en que, si bien las propias manchas son regiones de enfriamiento, están 

rodeadas de una corona más caliente que compensa el efecto negativo de las manchas.  

2) A partir de las medidas instrumentales de la TSI (satélites) y de los datos sobre manchas, se 

puede establecer la relación entre el número de manchas y la TSI. Básicamente, la variación en 

la TSI inducida por el ciclo de manchas es bastante menor del 1% 

3) Los recuentos históricos sistemáticos del número de manchas (una de las primeras 

preocupaciones de los astrónomos) y  las medidas de 14C (y de otros proxies), nos permiten 

reconstruir la actividad solar y la TSI desde, prácticamente, el siglo XVII. El resultado es la 

Figura 2.  

4) En base a todos estos indicadores, puede hacerse una reconstrucción aproximada para 

períodos más largos de la actividad solar, tal como aparece en la Figura 3. 

 

Figura 3 

TSIycalentamientoglobalLa dificultad en atribuir el cambio climático observado a las variaciones de la TSI, es que estas 

últimas son muy pequeñas. Para evaluar las consecuencias de las variaciones de la TSI debidas 

al ciclo de manchas solares, Hansen y colaboradores (Earth’s energy imbalance and 

implications, Atmos. Chem. Phys., 11, 13421–13449, 2011) hicieron un cálculo del balance 

energético de la Tierra. Durante el período 2005‐2010 este balance era positivo y de 0,58 

W/m2, del cual el forzamiento debido al ciclo de manchas solares sólo explicaba un máximo de 

0,25 W/m2 (véase Fig. 1). Quedaban 0,33 W/m2 por justificar. La única explicación congruente 

con todo lo se conoce sobre el clima, es que esta cantidad es el forzamiento combinado de los 

efectos de la actividad humana, que encabeza el CO2 atmosférico. La Figura 4 lo sintetiza, 

mostrando el aumento de temperaturas desde 1980 (obtenidas de tres bases de datos: GISS, 

HadCRUT3 y NCDC), el aumento de la concentración de CO2 y la TSI. Se aprecia cómo esta 

última no justifica el aumento de temperaturas. 

 

Figura 4 

Descartado las variaciones en la TSI como primera causa del calentamiento actual, hay quien 

defiende la hipótesis de, en realidad, no son las amplitudes del ciclo lo importante sino el 

período mismo. Me explico. En 1991, Friis‐Christensen y Lassen publicaron en la revista 

Science un artículo (Length of the Solar Cycle: An Indicator of Solar Activity Associated with 

Climate, Science, 254, 698‐700) en el que sugerían la existencia de una correlación entre la 

duración del ciclo solar y las temperaturas globales. Inferían que esta correlación apoyaba la 

tesis del Solo como responsable del calentamiento global. La Figura 5 muestra esta supuesta 

correlación (duración del ciclo solar ‐ azul vs. La temperatura global en el Hemisferio Norte ‐ 

rojo). La correlación es de libro, y eso desde 1860, para que se vea que las actividades 

humanas no tienen nada que ver. 

 

Figura 5 

El problema con la representación de la Fig. 5 fue que el tratamiento estadístico de datos fue 

incongruente. Los 4 últimos puntos (del 1 al 4) fueron filtrados de forma diferente a los 20 

primeros. Es más, el 3 y el 4 no lo fueron en absoluto, lo que hacía que la figura estuviera 

completamente viciada. Uno años más tarde, uno de los autores, Lassen, corrigió las 

deficiencias y obtuvo el gráfico de la Figura 6. En el panel superior se ve cómo los últimos 

puntos, resultado del forzamiento por variación de la duración del ciclo solar (TSCL), ya no 

encajan en las temperaturas observadas (TObs) sino que están muy por debajo. Esta corrección 

desmontaba la hipótesis solar cuando se representó la diferencia TObs‐TSCL (Fig. 6, panel 

inferior). La magnitud de esta diferencia desde 1870 es lo suficientemente importante como 

para cuestionar la hipótesis solar, especialmente desde 1970. 

 

Figura 6