Gaia y el calentamiento logarítmico [*]
| La dama hace lo mejor que puede con las ecuaciones del clima… La Diosa Gaia reflexiona sobre por qué el forzamiento de la temperatura del CO2 es logarítmico con la concentración. Una ilustración de la complejidad de la ciencia del clima. (Imagen creada por Dall-E). |
No hay nada que hacer al respecto: la ciencia del clima es complicada. Esto se debe a que la atmósfera de la Tierra es una entidad que no tiene equivalente en nuestra experiencia cotidiana. Simplemente no hay manera de reproducir en un laboratorio una enorme masa de aire que lentamente se vuelve menos densa y más fría con la altura. Se necesita un planeta para crearlo, pero sólo tenemos un planeta, la Tierra, que tiene una atmósfera similar a la de la Tierra.
A veces, eso hace que el debate sobre el calentamiento global sea una ilustración inquietante del hecho de que un poco de conocimiento puede ser peligroso. La gente se lanza al debate como pilotos kamikaze empeñados en destruir un portaaviones. Y los científicos, a veces, reaccionan como artilleros antiaéreos disparando al cielo. El resultado es mucho ruido, pero al final es una actividad contraproducente para todos.
Entonces, como ejemplo, consideremos un elemento de la ciencia climática que a menudo se discute, pero rara vez se explica. ¿Por qué el “forzamiento” térmico (y por tanto el aumento de temperatura) depende logarítmicamente de la concentración de CO2? Es un ejemplo interesante de cómo la atmósfera es una entidad extraña, mal comprendida y a menudo tergiversada.
En primer lugar, ¿qué significa «logarítmico»? Significa que el aumento de temperatura no es directamente (o “lineal”) proporcional a la concentración de CO2. Ésta es la forma típica de una curva logarítmica: ‘x’ es la concentración de CO2 e ‘y’ es la temperatura. Observe cómo el crecimiento se desacelera, pero nunca deja de crecer.
¿Por qué debería ser así? Ésa es una de esas preguntas que abren una lata de gusanos de arena. Pero, como dijo Leonard Cohen, la luz entra a través de una grieta. En primer lugar, ¿quién dijo que la relación entre el aumento de temperatura y el CO2 tenía que ser logarítmica? Es una de esas cosas que todo el mundo sabe, pero nadie sabe por qué. Steve McIntyre intentó encontrar la fuente, pero parece que desapareció en medio de la literatura antigua (sé que es un “negacionista”, pero sigo la regla LETN: “escuchen a todos, no confíen en nadie”). McIntyre tenía razón: mi intento de encontrar la fuente original también fracasó. Le pregunté a varias IA y los tontos no tenían idea de lo que estaba hablando.
Varios artículos analizan la cuestión, pero todos son bastante recientes y están llenos de fórmulas matemáticas. Pero la mente humana no razona en términos matemáticos. Razona por analogías. ¿Podríamos encontrar una analogía que nuestro cerebro pueda entender? Una vez más, no es nada fácil. Intenté utilizar una analogía general para explicar el efecto térmico de los gases de efecto invernadero, pero eso no da una expresión logarítmica. Si aisló su casa, probablemente le dijeron que la resistencia térmica de la capa aislante depende linealmente de su espesor. Evidentemente, el ambiente es una historia diferente. ¿Por qué?
En una publicación futura, esbozaré algunas fórmulas que puedes leer detenidamente como una demostración simplificada. Pero, como aproximación esquemática, puede imaginar que la atmósfera calienta la Tierra como si fuera un montón de mantas. Aumentar la concentración de CO2 (o de cualquier otro gas de efecto invernadero) equivale a añadir más mantas. Sin embargo, dado que la atmósfera se vuelve más delgada con la altura, cada nueva manta que se agrega es menos aislante que las que se encuentran debajo. No es una gran analogía, pero es lo mejor que podemos hacer. Simplemente nos falta familiaridad con objetos que no tienen los equivalentes cotidianos correspondientes.
Entonces tenemos el concepto de que se supone que el forzamiento (el calor agregado al sistema) es proporcional al logaritmo de la concentración de CO2.
El coeficiente de proporcionalidad se llama «sensibilidad climática». Evidentemente es un parámetro muy importante que nos indica a qué velocidad nos van a hervir vivos. Depende de varios factores, incluido el efecto de retroalimentación que provoca el vapor de agua, pero no entremos en eso.
Ahora bien, todo este razonamiento está bien, pero ¿funciona? Buena pregunta. La respuesta es «tal vez». Curiosamente, rara vez se ve un gráfico de CO2 versus T, pero algunas personas sí mostraron gráficos de eso. Aquí hay uno proporcionado por Robert Rohde. Las concentraciones de CO2 provienen del observatorio Mauna Loa, antes de 1959 provienen de datos de núcleos de hielo. Las temperaturas provienen del conjunto de datos de Berkeley.
Es bastante logarítmico, aunque, por supuesto, se pueden ajustar los mismos datos con una línea recta. Hicieron exactamente esto en Clinton (LETN). Digamos que los datos apoyan la hipótesis dentro de la incertidumbre involucrada. Un aumento de 2,3 grados centígrados por cada duplicación no parece tan malo, pero hay que tener en cuenta que ésta es la respuesta “transitoria”; la tendencia a largo plazo podría ser mucho peor.
No siempre funciona así. Veamos los datos de las glaciaciones del Pleistoceno. Aquí están los datos del Vostok Ice Core.
Existe una correlación, claramente, pero es extraño que casi nadie se haya molestado en representar gráficamente las temperaturas frente a las concentraciones de CO2. Finalmente, encontré una trama en un artículo escéptico, pero volví a trazar los datos yo mismo solo para estar seguro. Aquí está el resultado.
Es una historia complicada, pero la trama no es en absoluto logarítmica. Otros datos de núcleos de hielo, por ejemplo, de EPICA, arrojan resultados similares. Obsérvese, dicho sea de paso, que el coeficiente de proporcionalidad es de unos 10 grados C por cada 100 ppm de aumento de la concentración de CO2. Lo cual es muy, muy malo, pero esperemos que esto sea algo válido sólo para el Pleistoceno.
Pero sigamos adelante. Aquí hay algunos datos sobre todo el Fanerozoico, los últimos 500+ millones de años, de un artículo reciente de Judd et al.
Tenga en cuenta la escala logarítmica de las concentraciones de CO2 y, bueno, más o menos, la correlación funciona. Excepto que para todo el Mesozoico no funciona en absoluto, algo que Judd et al. definir como un “enigma”. Un poco.
Entonces, ¿es logarítmico o no? La respuesta es un rotundo “depende”. Y no es de extrañar que sea así. El clima de la Tierra es un sistema complejo, y los sistemas complejos casi siempre son imposibles de describir con ecuaciones simples.
Piensa en un gato: ¿cuál es la ecuación de un gato? El gato obedece las leyes de la física, pero aparte de eso puede hacer lo que le dé la gana. Si le pisas la cola, es posible que se dé vuelta y te muerda. O no, depende. Pero un gato sigue siendo un gato.
Por lo tanto, el sistema climático reaccionará al forzamiento de CO2 de diferentes maneras, dependiendo de qué tan fuerte le pises la cola. Como es de esperar, lo hará de manera diferente dependiendo de si el CO2 es un forzamiento o una retroalimentación. Durante las edades de hielo del Pleistoceno, fue una retroalimentación, no un forzamiento. En ese momento, los cambios en la temperatura de la Tierra fueron provocados por oscilaciones de la irradiación solar y forzados por cambios de albedo creados por el crecimiento y la reducción de los casquetes polares. El CO2 jugó un papel menor en la historia, aunque amplificó aún más los forzamientos.
En nuestros tiempos, las emisiones de CO2 son un forzamiento, no una retroalimentación. Es el CO2 emitido a la atmósfera el que eleva la temperatura a valores más altos. Algo similar ocurrió durante el Cenozoico, cuando la reducción de CO2 provocada por la reacción de erosión de silicatos llevó las temperaturas a los niveles bajos del Pleistoceno. Entonces, esperamos una dependencia logarítmica.
UB
28/10/2024
Fuente: 28.10.2024, desde el substack. com de Ugo Bardi “Living Earth” (“Tierra Viva”) autorizado por el autor.
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