"El futuro cercano, un Planeta sin hielo, un Planeta sin playas"

En el año 1975,  Wallace S. Broecker, padre del término “cambio climático”,  alertó del efecto que iba  a tener en la temperatura la emisión de gases a la atmósfera.  Científico de la universidad de Columbia recientemente fallecido, Broecker escribió un artículo en la revista Investigación y Ciencia  titulado ¿Estamos al inicio de un calentamiento global? La emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera, principalmente dióxido de carbono, que a finales de los años 70 estaba aumentando a ritmo creciente, presagiaba una alteración de su composición química y una  consecuencia sería el calentamiento del planeta por  ‘efecto invernadero’.  

En este último año, coincidiendo (posiblemente) con el plante ante el parlamento de Estocolmo de la adolescente y activista por el clima Greta Thunberg, se han sucedido noticias sobre el calentamiento global  y muchos hablan ya  de emergencia climática.

A pesar de todas las evidencias científicas y que una cantidad creciente de la humanidad está sufriendo las consecuencias, a nivel global y particular se sigue actuando como si esto en todo caso, ‘fuera  para largo’. Dentro de unos días se celebrará en Nueva York la enésima cumbre sobre el clima…

Calentamiento local. La temperatura media en el centro de España. Datos del observatorio de Navacerrada

En diciembre del año 2015, coincidiendo con la reunión sobre el clima de París, publiqué en este mismo digital un artículo sobre el calentamiento global y el cambio climático en el que explicaba su causa y su previsible naturaleza exponencial.  También se aclaraba la diferencia entre ambos conceptos. (https://segoviadirecto.com/art/24984/la-atmosfera-el-calentamiento-global-y-el-cambio-climatico)

A lo largo de este año he dado a conocer tanto en charlas a jóvenes estudiantes de ESO y BACH como a la sociedad en general (en el Norte de Castilla de fecha  en marzo https://www.elnortedecastilla.es/segovia/temperatura-media-anual-20190322112851-nt_amp.html y en este digital el pasado junio https://segoviadirecto.com/art/38216/rafael-calderon-sobre-la-ola-de-calor-y-el-cambio-climatico-es-muy-posible-que-en-diez-anos-no-tengamos-nieve-en-penalara   ) un estudio climático que recoge la evolución de la temperaturas y precipitaciones en el puerto de Navacerrada desde el año 1951 hasta el año 2017 inclusive. Este trabajo sobre el clima es una continuación del iniciado 10 años antes son alumnos de 4º de ESO cuando era profesor del IES Giner de los Ríos.

Esta es la gráfica de las temperaturas medias anuales en el periodo 1951-2017, con datos del Observatorio de Navacerrada. A la ´locura´ del tiempo que explica la enorme dispersión de los datos, se sobrepone la clara tendencia al alza que recoge ‘la línea de tendencia’.

Dos conclusiones cabe destacar  de los datos obtenidos: la primera es que las temperaturas medias anuales han subido 2 ºC en el periodo. Y la segunda, que la subida de las  temperaturas en la década 2007-17 ha tenido un ritmo mayor que el que habían tenido desde 1951  hasta el 2007: en esta última década las temperaturas siguen subiendo y lo hacen a mayor ritmo.

Algunas preguntas pertinentes

Ningún científico pone en duda que el planeta Tierra se está calentando y las últimas medidas permiten afirmar que desde principios del siglo pasado su temperatura media ha subido 1ºC.  A la hora  de pronosticar lo que va a suceder en 10, 20 o 50 años si continúa el calentamiento.  No hay un acuerdo unánime entre los estudiosos. Mientras, las posturas de los ciudadanos sobre este asunto son muy diversas y se siguen usando frases como ‘yo creo que…’ o ‘el clima siempre ha cambiado…’

En este artículo se trata de ofrecer algunos datos que ayuden a enfrentarse al posible cambio climático de forma diferente. ‘Apoyarse en Datos además de Relatos’ y usar la razón. Lo contrario es vivir y pensar como si no nos hubiera ‘permeado’ la ILUSTRACIÓN.

Se trata, en suma,  de usar datos para ayudar a contestar a estas preguntas:

1. -¿Se pueden hacer cálculos sencillos que nos permitan acercarnos ‘de otra manera’ al problema del calentamiento global? 
2. -¿Qué significa en términos energéticos que la temperatura del planeta suba 1ºC?
3. -¿Dónde está esa energía?
4. -¿Tenemos razones para preocuparnos con los datos que vamos a obtener?
5. -¿Facilitan los datos que vamos a obtener una comprensión mejor de los fenómenos climáticos extremos a los que estamos asistiendo?
6. -¿Y de la previsible desaparición de los glaciares y del hielo del Ártico?
7. -¿Y de la insistente llamada de atención de los científicos para evitar que la temperatura media de la tierra se eleve en 2ºC?
8. -¿Y de una mejor comprensión de la dificultad para predecir el futuro climático?

Los datos

Los datos que se dan a continuación son el resultado de cálculos a los que se accede en el DOCUMENTO ADJUNTO 'Cálculos'.   Los cálculos son asequibles a las personas con unos conocimientos matemáticos a nivel de 2º o 3º de ESO. Mi ‘alma’ de profesor me pide ofrecer este trabajo de manera especial a los estudiantes adolescentes que cursan la ESO y el BACH a través de sus profesores.   Ellos son los que se van a enfrentar al calentamiento de la Tierra y al posible cambio climático.

Asumimos que si la temperatura media del Planeta se eleva, lo hace en toda la biosfera: en el aire, en la tierra sólida en contacto con la superficie y en el agua de mares y océanos. Al calcular la energía involucrada por cada grado centígrado que se eleve la temperatura del Planeta, se obtienen los siguientes resultados:

- Si la temperatura del agua de los mares sube 1ºC, la energía ‘extra’ acumulada en el agua que forma los mares y océanos, hasta 500 m de profundidad es de 7,5.10^23 Julios.

- Si la temperatura del aire que forma la atmósfera sube 1ºC la energía ‘extra’ que se acumula en ella es de 5.10^21 Julios.

-Es despreciable la energía que se almacena en la tierra sólida: Los continentes apenas forman el 30% de la superficie del planeta y se sabe que el aumento de la temperatura del aire sólo afecta a la tierra sólida hasta 1 m de profundidad. A mayor profundidad la temperatura está condicionada exclusivamente por el calor interno que proviene del interior de la Tierra. Por tanto podemos despreciar la energía calorífica ‘extra’ que se almacena en el suelo sólido.

Por cada grado centígrado que suba la temperatura del planeta Tierra, hay una energía extra de 7,5.10^23 Julios en el mar y 5.10^21 Julios en el aire. La relación entre ambas,  150:1.

Podemos afirmar que el calor ‘extra’ por la subida global de las temperaturas se almacena fundamentalmente en el mar (del orden de 150 veces más que en el aire) y el agua es un auténtico depósito de calor que está conteniendo la subida de las temperaturas. Pero, ¡ojo!, la energía calorífica está ahí. Y la energía, no se crea ni se destruye… De alguna manera, las propiedades físicas y térmicas del agua están ocultando el grave problema en el que estamos inmersos.

Los expertos dicen que las primeras consecuencias del calentamiento global están siendo la mayor frecuencia e intensidad de fenómenos climáticos extremos, como inundaciones, sequías…Y también, el cambio de la geografía física de la tierra con la fusión de los glaciares, la fusión del Ártico y una progresiva elevación del nivel del mar que acabaría con muchas islas y muchas ciudades. Y que todo esto cada vez va más deprisa.

Nos va a interesar relacionar la energía ‘extra’ acumulada en la biosfera  con la energía necesaria para fundir hielo. En el hemisferio norte, la mayor acumulación de hielo está en la península de Groenlandia, donde se acumula casi el 10% de todo el hielo de la tierra.

Al calcular la energía necesaria para fundir todo el hielo que hay en Groenlandia se obtiene:

Qfundir hielo_Groenlandia = 10^24 Julios.

(OBERVAR QUE ESTA CANTIDAD ES DEL MISMO ORDEN DE MAGNITUD, ES ‘PARECIDA’, A LA ENERGÍA ‘EXTRA’ ACUMULADA EN EL PLANETA POR CADA GRADO CENTÍGRADO QUE SUBA LA TEMPERATURA)

La fusión de una cantidad de hielo como la que hay en Groenlandia elevaría el nivel del mar.  El agua del deshielo se ‘desparramaría’ sobre la gran piscina oceánica. Los cálculos nos dicen que

si se funde una cantidad de hielo equivalente al que hay en Groenlandia el nivel del mar subiría más de 7 metros.

La subida del nivel del mar tiene una causa añadida: si un líquido se calienta, se dilata y esto le ocurrirá también al agua del mar. Los cálculos nos dicen que el nivel del mar sube por efecto de la dilatación del agua por el calentamiento. Por cada grado centígrado se eleva 10 cm. 

Aproximadamente un 2% del hielo que hay en la Tierra está localizado en los glaciares, muchos de ellos,  glaciares de montaña,  a los que no les va a afectar la energía almacenada en el agua de los mares y océanos. Pero sí la energía  ‘extra’ acumulada en la atmósfera.

La energía adicional que hay en la atmósfera (5.10^21 Julios) por cada grado centígrado que se eleve la temperatura de la Tierra, bastaría para fundir 15.000 glaciares con  1 kilómetro cúbico de hielo cada uno. (El Perito Moreno tiene un volumen de unos 30 km^3 y nuestros glaciares pirenaicos, apenas la décima parte de 1 km^3)

Respondiendo las preguntas

Soy de los que creen que el calentamiento global y el consiguiente cambio climático es el  mayor reto de la humanidad en estos momentos. Y esto se apoya en buena medida en los datos que hemos obtenido.

Antes de responder a las preguntas iniciales, nos ayudarán estos dos ejemplos a tener una idea de las cantidades de energía que hemos manejado:

1. La elevación de 1ºC en la temperatura media de nuestro planeta equivale a la inyección en nuestro planeta de la energía liberada en la explosión de 10.000 millones de bombas atómicas.
2. La elevación de 1ºC en la temperatura media de la Tierra equivale a almacenar en nuestro planeta 100.000 veces TODA la energía consumida por España durante el año 2018.

Como resaltamos más arriba, la subida de 1ºC en la temperatura de la Tierra, acumula aproximadamente la energía necesaria para fundir una cantidad de hielo como la que hay almacenado en Groenlandia. Es evidente que no toda esta energía ‘extra’ se va a usar para fundir hielo. (Si así fuese el nivel del mar ya habría subido  7 m.) ¡Pero está ahí!

Tampoco toda la energía extra acumulada en el aire se emplea en fundir el hielo de  glaciares montaña… ¡Pero está ahí!

A corto plazo -a nivel geológico cientos de años-, la Tierra se puede considerar un sistema en equilibrio desde el punto de vista termodinámico: recibe energía del sol,  fundamentalmente como radiación visible y esa misma cantidad la emite en forma de radiación infrarroja. Y la temperatura media estaba estabilizada en el entorno de  15ºC.  Pero este equilibrio se está rompiendo y lo está haciendo bruscamente: los gases efecto invernadero están cambiando la composición química de la atmósfera y esta impide la salida de la radiación infrarroja. Se almacena más energía en la Tierra y la temperatura media sube.  Más y más gases y menos hielo, que favorece la absorción por el planeta de energía del sol,  hace que el calentamiento sea imparable.

La temperatura del Planeta ya ha subido desde principios del siglo XX en 1 ºC. TODA  la energía calculada está ahí y el efecto que producirá depende de cómo se distribuya. Muchos modelos predicen y la realidad les apoya, que esa energía extra calentará preferentemente zonas frías (Canadá, Siberia, Alaska, el Polo Norte y La Antártida están teniendo subidas de temperatura que duplican o triplican la media) y es un hecho que las temperaturas medias están subiendo mucho más en los polos que en los trópicos y ecuador. Se sigue un principio básico en termodinámica: el calor fluye de los cuerpos calientes a los fríos. Y la energía ‘extra’ tendrá este comportamiento. Será más lento el proceso con el calor almacenado en el agua, más rápido con el almacenado en el aire.

Los glaciares de montaña están en evidente retroceso, que se ha acelerado en las últimas décadas; basta darse un paseo por los Pirineos, los Alpes, o cualquier sistema montañoso. La energía ‘extra’ acumulada en la atmósfera está acabando con ellos. Y de ellos depende la subsistencia de miles de millones de personas, especialmente en la zona del Himalaya. Asumámoslo: desaparecerán en pocas décadas. Y dudo que haya remedio. Y aquí, en Segovia, seguiremos asistiendo a una rápida  disminución de la nieve acumulada en nuestras montañas y de su tiempo de permanencia, que actualmente apenas llega a los primeros días de junio. 

Fenómenos como los huracanes o las ‘gotas frías’ involucran una enorme cantidad de energía. El ‘combustible’ para que ambos fenómenos se prolonguen en el tiempo y aumente su poder devastador es la evaporación del agua del mar. Y un mar más caliente aporta más vapor de agua y el fenómeno puede ser mucho más energético, es decir más violento.  (Un dato adicional: la energía asociada a un huracán –o a la DANA que ha azotado recientemente el sureste de España- es fácil de calcular de modo aproximado. En el caso de un Huracán de 600 km de diámetro ronda los 10^17 Julios por día y es solo una milésima de la energía ‘extra’ acumulada por grado centígrado en la atmósfera).

 La energía que la Tierra recibe del sol calienta preferentemente unas zonas -el ecuador y los trópicos- y corrientes de agua y de aire redistribuyen esta energía.  En los últimos años se aprecian cambios importantes en algunas de dichas corrientes, en la corriente de aire del Chorro y en la corriente de agua del Golfo. En concreto, la corriente del Chorro se está desplazando más al norte debido al notable aumento de las temperaturas del Polo Norte y la consiguiente disminución del gradiente térmico entre el ecuador y el polo. Estas nuevas condiciones favorecen la  formación de bajas térmicas sobre la península ibérica y la entrada de vientos del Sahara.  También, la nueva posición que está adoptando la corriente del Chorro está muy relacionada con la intensidad inusitada de la última DANA. Y esto sí es el preludio de un cambio climático.

La subida del nivel del mar es un asunto especialmente serio. Basta pensar en los miles de millones de personas que viven cerca del mar. Las últimas mediciones hablan de una subida del nivel del mar de entre 16 y 21 cm desde principios del s. XX. Eso da una media de 1,5 mm/año. Pero si contamos desde la década de los años 90 del siglo pasado, el ritmo de crecimiento es el doble, de 3 mm/año. Ya sabemos que 10 cm de subida se deben a la expansión de las aguas oceánicas por el calentamiento. El resto, se debe a la fusión del hielo.

La característica más destacada y preocupante del calentamiento del Planeta es su ritmo creciente: la Tierra se calienta y lo hace cada vez con mayor rapidez. Porque crece a mayor ritmo la concentración del gas CO2, el principal causante del efecto invernadero; por ejemplo, entre  1960 a 1970  la concentración de CO2 creció en 8 ppm; de 2005 a 2015, en 20 ppm. En mayo pasado hemos alcanzado las 416 ppm. Y lo hacen igualmente  otros gases invernadero como el metano y óxidos de nitrógeno. Eso apunta a una aceleración del deshielo y que el ritmo al que crece el nivel del mar sea exponencial. Muchas ciudades y muchos países se están preparando para esta subida de las aguas. Porque se sabe que esto va a ocurrir. Y países poderosos están preparándose para el inmediato deshielo del Ártico. Va a ser imparable y en muchos casos devastador. Porque la temperatura va a seguir subiendo y la cantidad de energía calorífica ‘extra’ acabará en pocas décadas,  más pronto que tarde, transformando la faz de este Planeta. Quedará un Planeta sin hielo. Sin playas.