Introducción al Cambio Climático 5: Nuestro clima actual y su futuro a largo plazo.

por Emilio Meneses

En el largo plazo, de aquí a unos 8 mil años más, la humanidad verá la vuelta de los glaciares en el hemisferio norte y el aumento de zonas desérticas. Ello podría traer el colapso de la civilización actual por falta de alimentos y la entrada de glaciares en zonas hoy densamente pobladas. En este post pretendo explicar entender qué empuja este ciclo.

El Holoceno

El Holoceno, que comenzó hace 11.700 años, es un periodo interglaciar más, estos se caracterizan por un clima cálido y húmedo. Por el otro lado los periodos glaciares, que ocupan el 80% del tiempo en los últimos 2,6 millones de años son brutalmente fríos y secos.

Vostok

 

Usted está en la flecha roja: Últimos 420 mil años, la flecha roja marca nuestra posición actual. Se definen como periodos interglaciares con una temperatura -2 C sobre la actual. Datos NASA. Gráfico elaboración propia

 

Comportamiento de los interglaciares

Como mencioné en capítulos anteriores los interglaciares están fuertemente influenciados por la oblicuidad  de la tierra. Llegando al peak de calentamiento global cuando la oblicuidad alcanza los 24,5° y comenzando un nuevo periodo frio cuando la oblicuidad empieza a descender nuevamente.

La influencia de la  oblicuidad en la temperatura mundial se explica directamente en la cantidad de insolación que recibe el hemisferio norte, reduciendo en verano todo el avance invernal de los hielos en el mar del norte. Lo que a su vez genera un feeback positivo que reduce el efecto albedo del hielo ártico, permitiendo atrapar calor solar tanto en el mar como zonas terrestres.

slide10

En la figura los 7 últimos interglaciares con la denominación MIS usada en paleoclima, fuente del gráfico https://judithcurry.com/2016/10/24/nature-unbound-i-the-glacial-cycle/, datos de EPICA Dome C, Jouzel, J., et al. 2007. Astronomical data, Laskar, J., et al. 2004.

 

El óptimo climático

Ahora bien, el holoceno la lleva 11.700 años de existencia, y tuvo ya su pico entre 10 y 5 mil años atrás. Con temperaturas superiores a las actuales, periodo conocido como óptimo climático. Siendo incluso en algunas regiones hasta 5 o 7 grados más cálido que hoy [1]. Teniendo además el nivel del mar entre 6 y 3 metros superiores al nivel actual.

Con reconstrucciones de temperatura superficie marina basadas proxys de “Alkenones” [2] tenemos una buena correlación entre la temperatura y oblicuidad

figure-38

Figura 3: Comparación entre temperatura (negro), oblicuidad (morado), C02 (rojo), CH4 (azul) y modelos climáticos usados por IPCC para predecir clima futuro (verde). Fuente del gr: https://judithcurry.com/2017/04/30/nature-unbound-iii-holocene-climate-variability-part-a/

La figura 3 muestra una serie de cosas interesantes: primero la buena correlación entre disminución de temperatura y la oblicuidad. Otro tema interesante es el aumento sostenido de gases invernaderos y su nulo efecto para el aumento de temperatura en los últimos 5 mil años. Al final del gráfico se ve un disparo tanto de C02 como de temperatura, pero esto lo revisaremos en un próximo post dado que el mismo autor en su paper, Shaun Marcott, indica que sus proxys posteriores a 1890 son poco confiables [3] y hay otros factores en juego que mencionaremos en un próximo post. El gráfico muestra adicionalmente las cinco subdivisiones del Holoceno: Pre-boreal, Boreal, Atlántico, Sub-Boreal y Sub-Atlántico. Cada uno  de ellos con características propias de húmedas y temperatura. Nuestro periodo actual, el sub-atlántico, se caracteriza por ser frio y húmedo.

 

Cuando el desierto era un vergel: El periodo húmedo africano

Que la temperatura durante un interglaciar haya sido relativamente estable eso no significa que el clima mundial haya sido estable o parecido al actual. Hay cuantiosa evidencia que el clima mundial pasado era mucho más húmedo y cálido. Siendo incluso Groenlandia y Siberia varios grados más cálidos que hoy, y el Sahara era una sabana húmeda.  Tal cambio transcurrió entre 6 mil y 4,5 mil años BP.

 

figure-39

Figura 4: Patrón climático en la transición del holoceno medio. El cambio del óptimo climático al periodo neoglacial involucró un completo cambio del clima de la tierra, reduciéndose sustantivamente las zonas de monzón y húmedas. Fuente: : H. Wanner & S. Brönnimann, 2012. PAGES news 20, 44-45.

La evidencia arqueológica es además cuantiosa, en todo el desierto del Sahara, desde Egipto hasta la costa atlántica existió la llama cultura acualítica, que eran sociedades de cazadores-pescadores-recolectores. Dentro del registro fósil de su dieta hay incluso hipopótamos y tortugas [4]

 

Aumento de C02 y cambio de vegetación

Otra característica importante del Holoceno y de los otros interglaciares es el aumento de C02 desde 200 ppm hasta 280 ppm. Esto ha permitido un aumento significativo en la flora global, permitiendo el avance de árboles que reducen su consumo de agua y aumentan su productividad gracias al aumento de C02 [5]. Esto ha permitido la introducción de vegetación a zonas donde les estaba vedado por baja humedad.

 

Divergencias en los proxys

Ahora, no todos los proxys muestran lo mismo respecto a temperatura pasada. Los proxys de hielo Antártico ( EPICA y Vostok) muestran un holoceno más estable.

Vostok 12900 años

Figura 5: Temperatura a base de dO18, ultimos 12.900 años, Datos NASA Vostok core. Gráfico elaboración propia

Esta estabilidad se debe a que la temperatura Antártica posee menos variaciones regionales que otros proxys gracias a su posición geográfica o  corrientes marinas y siendo el hemisferio norte el más afectado por la oblicuidad que el hemisferio sur. En un próximo artículo veremos los Eventos Dansgaard-Oeschger  que poseen una enorme variabilidad de temperatura en el hemisferio norte y parecen ser contra cíclicos en la Antártica.

Otros proxys en el hemisferio norte muestran un descenso de las temperaturas y algunos un ligero repunte desde hace dos mil años. Aquí abajo 4 reconstrucciones de temperatura del mediterráneo en zonas distintas.

 

jalali 2017

Temperatura de superficies de temperaturas marinas (SST) (Jalali et al 2016)

Estos cuatro proxy demuestran lo complejo que puede ser reconstruir el clima pasado, regiones contiguas pueden tener variaciones contra el resto.

Hacia dónde vamos ahora, conclusiones

La pregunta que tenemos frente a nosotros es: ¿cómo será el futuro a mediano y largo plazo?, ¿podemos tener aumentos bruscos de temperatura que se expliquen completamente por variabilidad natural?

En el corto plazo tenemos importantes interrogantes con el clima: Si todo el aumento de temperatura visto desde 1880 es debido al C02 antropogénico ¿cómo se explica que en los últimos cinco mil años la temperatura oceánica haya disminuido 1 °C mientras que el C02 subió más de un 9% (de 260 a 284 ppm)? La única respuesta, incompleta, es que hay factores que influyen más la temperatura que el C02 y aun no los comprendemos bien. Como hint para el próximo capítulo, les dejo un gráfico que podría explicar las variaciones de temperatura actuales.

oblicuidad

Figura 6: Línea negra representa oblicuidad de la tierra, asterisco ángulo de oblicuidad actual. Fuente https://judithcurry.com/2017/05/28/nature-unbound-iii-holocene-climate-variability-part-b/

Como conclusión: sabemos claramente que la oblicuidad tiene un rol  crítico para comenzar el enfriamiento de la tierra e iniciar un nuevo periodo glacial. En la medida que la oblicuidad siga disminuyendo el hemisferio norte recibirá menos insolación permitiendo el aumento del hielo y empujando las temperaturas a la baja mediante efecto albedo. Sin importar los pronósticos de aquí a los próximos 100 años es claro que no importa cuánto C02 emitamos a la atmosfera, en el largo plazo el mundo volverá a ser un lugar gélido y hostil a nuestra civilización.

 

[1] http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0959683617715701?journalCode=hola

[2] Los “Alkenone” se usan como proxy para medir la temperatura de la superficie del mar.  Una buena explicación de ellos aquí: http://www.ldeo.columbia.edu/~peter/Resources/Seminar/readings/Herbert_AlkReview_Treatise’01.pdf

[3] http://content.csbs.utah.edu/~mli/Economics%207004/Marcott_Global%20Temperature%20Reconstructed.pdf

[4] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3021035/

[4] https://www.cambridge.org/core/journals/antiquity/article/the-african-aqualithic/2F75C64073A328785764662D39047C6E

[5] Varios papers: Polley, Johnson & Mayeux 1992; Polley et al. 1993; Sage 1995; Field et al. 1995; Owensby et al. 1999; Smith et al. 2000

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