Traducido del inglés para Rebelión por Germán Leyens
1. Introducción
¿Se calienta el mundo por el aumento del dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera? Si es así ¿produce suficiente CO2 la actividad humana – como ser con el uso de combustibles fósiles -para que sea un factor decisivo, o es el proceso sobre todo natural? ¿Sería algo bueno para la humanidad y la vida en la Tierra ese calentamiento global, o un peligro? ¿Puede la ciencia darnos una medida exacta de la cantidad de calentamiento por unidad de emisión de CO2? ¿Continúa ese proceso monótona e indefinidamente, o cambia de carácter al acelerarse desordenadamente – una conducta no-linear o caótica – más allá de una cierta concentración de CO2 en la atmósfera? ¿Puede conducir una conducta no-linear y caótica a un clima completamente nuevo, como una Edad de Hielo? ¿Con qué rapidez pueden tener lugar cambios semejantes? ¿Con qué rapidez podemos conocer todas las respuestas? ¿Cuánto control tendremos sobre nuestros destinos? ¿Qué resultados darán las políticas mundiales de calentamiento global, y cómo puedo salir ganando en ese juego?
Este artículo describirá algunas de las consideraciones técnicas que entran en la formulación de un modelo climático, y de esta manera suministrará algún contexto a las numerosas afirmaciones y contra-afirmaciones hechas sobre el calentamiento global. Como en el caso de todo fenómeno que tiene el potencial de cambiar el status quo del orden sociopolítico y financiero humano, existen muchas facciones con intereses propios cada una de las cuales quiere influenciar la conformación de la opinión pública al respecto. Si se quiere separar la verdad de la propaganda hay que comenzar por enumerar las consideraciones científicas fundamentales requeridas para comprender los fenómenos relacionados y complejos que llamamos clima.
- Introducción
- Una analogía histórica con el nacimiento de la física moderna
- Cómo los gases invernaderos retienen el calor
- Vapor de agua y gases de invernadero antropogénicos
- Una nota sobre el ozono
- Cómo funcionan los modelos climáticos
6.1. Modelos y vínculos
6.2. Espacio y tiempo, escalas y resolución
- Calor solar en el engranaje del clima
- Justificación del consenso del IPCC [Panel Intergubernamental del Cambio Climático]
- Crítica del consenso del IPCC
- El ciclo abierto se cierra
- Notas
2. Una analogía histórica con el nacimiento de la física moderna
La investigación climatológica en 2007 podría encontrarse en un punto similar de su desarrollo como el de la investigación en la física en 1907, a la espera de la revolución.
Albert Einstein (1879-1955) estableció que la mecánica de Isaac Newton (1642-1727) era sólo una cota inferior de la masa, a velocidad reducida, de la «relatividad general», una realidad en la que el espacio, el tiempo y la gravedad están relacionados, como lo están la masa y la energía.
Durante esos mismos años, Max Planck (1858-1938) introdujo su «teoría cuántica,» que pronto fue expandida por Einstein y Neils Bohr (1885-1962). La teoría cuántica revolucionó la visión del Siglo XIX de la electromagnética, declarada de modo tan elegante por Michael Faraday (1791-1867), James Clerk Maxwell (1831-1879), y otros científicos de su época y antes (por ejemplo: Coulomb, Ampère, Biot, Savart, Hertz). La «antigua» electromagnética asumía que un «éter luminífero» existía en un espacio que por lo demás está vacío, y que eran las oscilaciones de este «material» sin masa las que manifestaban ondas electromagnéticas, y como resultado todos los efectos eléctricos conocidos. Esta idea era una extensión lógica de la observación de que las ondas mecánicas en sólidos (por ejemplo ondas elásticas, terremotos) y fluidos (por ejemplo ondas acuáticas, ondas de sonido) eran el movimiento de las vibraciones a través de la materia.
La gran dificultad para los físicos experimentales del Siglo XIX fue que nunca pudieron diseñar ningún experimento para detectar realmente el éter luminífero, a pesar de la realidad obvia de los efectos eléctricos y de los numerosos motores, generadores, radios y otros dispositivos construidos por Nikola Tesla (1856-1943), Thomas Edison (1847-1931) y otros ingenieros eléctricos. Un experimento para detectar el éter (en 1887), de Albert Michelson (1852-1931) y Edward Morley (1838-1923), fue famoso por haber establecido que la velocidad de la luz en un vacío era una constante (299.792.458 metros por segundo, un valor estándar adoptado en 1983) independiente de todo movimiento del dispositivo de medición en sí (interpretación de Einstein). Otra paradoja fue que la luz podía mostrar una naturaleza similar a una onda, como cuando se refractaba (doblaba) al pasar a través de un límite cristal-aire o agua-aire, y cuando se difracta (separada por color) o pasa a través de un prisma o de una abertura estrecha; y que la luz también podía mostrar una naturaleza similar a una partícula en su iniciación muy precisa y selectiva de emisiones de átomos de luminiscencia o electrones (partículas cargadas).
Einstein y los teóricos cuánticos resolvieron las paradojas del electromagnetismo con la teoría cuántica. Especificaba que el éter luminífero no existía (por lo tanto estuvo de acuerdo con todos los experimentos) y que la contradicción aparente de que la luz (y toda radiación electromagnética) tuviera al mismo tiempo una naturaleza de onda y de partícula era realmente verdad. La «longitud de onda» de una partícula o «quantum» de luz era exactamente proporcional a su contenido de energía, y como lo presenta la fórmula de Planck, E = h×c/longitud de onda, en la que h es la constante de Planck, y c es la velocidad de la luz en un vacío. A pesar de la aparente singularidad de atribuir una longitud de onda a una sola partícula (quantum), este modelo de la radiación electromagnética ha demostrado ser consistente con todas las mediciones. La luz tiene tanto una naturaleza de onda como de partícula, un hecho explotado en la tecnología eléctrica, de comunicaciones, óptica y foto-electrónica.
Ahora bien, consideremos la analogía con la investigación climatológica actual. Se ha desarrollado un consenso, y es expresado por el Panel Intergubernamental del Cambio Climático de Naciones Unidas (UN IPCC), de que la acumulación de CO2 en la atmósfera de la Tierra causa una acumulación de calor en la atmósfera y la biosfera de la Tierra. Además, la actividad humana, sobre todo la quema de combustibles de hidrocarburos fósiles, es una causa importante de esta acumulación de CO2. Este caso no ha sido probado definitivamente, pero la mayoría de los científicos y sus organizaciones profesionales han llegado a la conclusión de que este caso pasa la prueba de ser verdad más allá de toda duda razonable. Ven un acuerdo instructivo entre los numerosos modelos numéricos (computacionales) de clima, complicados y altamente apreciados (por su rigor teórico y sus capacidades de predicción), y el creciente conjunto de datos climáticos paleo-, históricos, y actuales.
La amplitud de este intricado problema imposibilita que se sepa y calcule «exactamente» cada detalle concebible, de manera que hay numerosos científicos que critican el consenso del IPCC. Entre los críticos hay científicos excepcionales y muchos otros de erudición y capacidad equivalentes a las de los científicos del consenso. Sin embargo, parecen estar en la minoría de la opinión científica sobre el tema del CO2 y del cambio climático.
Podemos preguntar ¿se parecen los críticos del cambio climático de la actualidad a los revolucionarios de la teoría de la relatividad y del quantum de 1900, sus ideas no expresadas aún de modo suficientemente imperioso como para desbancar un consenso altamente desarrollado como el éter luminífero, que era la ortodoxia enseñada en las universidades por los maestros de Einstein y su generación? Si fuera así, la «verdadera historia» aún está por aparecer y revolucionar el pensamiento sobre el cambio climático.
La otra posibilidad es que ya ha comenzado la revolución en la comprensión del cambio climático, representada por el consenso del IPCC, lo que se corroborará a medida que se reúnan más datos, que se utilicen ordenadores de mayor tamaño y se diseñen modelos más perfeccionados. ¿Se resisten los críticos a la adopción de una nueva idea todavía bastante nebulosa, y al abandono de las certezas de sus puntos de vista antiguos – como el éter luminífero de hace un siglo – y a las dudas técnicas que tienen sobre los nuevos modelos, dudas que algunos pueden articular con mucha lógica y precisión?
La ciencia seguirá adelante y con el tiempo conoceremos las respuestas. Sin embargo, nuestro problema social y político es que si el consenso del IPCC es correcto (y peor aún, si es conservador) tenemos poco tiempo para hacer algo frente a las consecuencias negativas de la acumulación de CO2 en la atmósfera que se han previsto.
3. Cómo los gases invernadero retienen el calor
Los gases invernadero importantes son el vapor de agua (H2O, 36-70%), el dióxido de carbono (CO2, 9-26%), el metano (CH4, 4-9%), el ozono (O3, 3-7%), el óxido nítrico, el hexafluoruro de azufre, los hidrofluorocarbonos, los perfluorocarbonos y los clorofluorocarbonos. El símbolo químico y el porcentaje de contribución al efecto invernadero sobre la Tierra de esas especies aparecen entre paréntesis en los primeros cuatro gases. (1)
La luz del sol que penetra la atmósfera y es absorbida por los suelos y los océanos de la Tierra calienta su superficie. Por su parte, la superficie de la Tierra irradia calor en la forma de radiación infrarroja hacia la atmósfera. Los gases invernadero absorben y retienen ese calor, y este efecto se debe a su naturaleza molecular.
Muchos tipos de moléculas desarrollan un ligero desequilibrio de su carga eléctrica cuando sus núcleos pesados rotan y vibran en la relación de los unos con los otros tal como se ve a lo largo de las direcciones de sus enlaces químicos. Esas oscilaciones cargadas pueden tener frecuencias y energías que equivalen a las de un quantum de radiación infrarroja. Por lo tanto, tales moléculas absorben fácilmente fotones infrarrojos incidentes («partículas» de energía electromagnética infrarroja), y aplican la energía agregada para impulsarse a un estado superior de excitación giratoria y oscilatoria. Básicamente, las moléculas almacenan «internamente» calor al agitarse (como niños que prefieren correr a estar sentados a la mesa o en un banco de iglesia). Los gases compuestos de átomos aislados, como helio, neón y argón, no pueden almacenar calor internamente (por rotación y vibración alrededor de un enlace químico); su reacción al calentamiento es moverse más rápido, y esto se llama energía cinética, una forma «externa» de energía, que se suma al efecto agregado de un aumento de presión y temperatura en un volumen de gas.
El nitrógeno (N2) y el oxígeno (O2), las principales especies de gas en la atmósfera de la Tierra, no desarrollan un desequilibrio significativo de la carga cuando rotan y vibran, por la simetría de su estructura química (un extremo de la «mancuerna» nunca parece más o menos positivo que el otro). Moléculas de este tipo no absorben ni emiten (mucha) radiación infrarroja. Moléculas con más enlaces químicos, y núcleos de diversos elementos químicos tendrán más capacidad de almacenamiento de calor, un ejemplo son los CFC, los clorofluorocarbonos, fluidos altamente volátiles diseñados como refrigerantes.
Moléculas con calor almacenado (energía interna) pueden transmitir esta energía a otras moléculas y átomos al colisionar con ellos. Semejantes «colisiones inelásticas» pueden des-excitar la rotación y vibración de moléculas mientras aceleran la velocidad de otras moléculas y átomos. De esta manera, la energía interna de moléculas de gases de invernadero pueden contribuir a la energía cinética de partículas atmosféricas: el calor perceptible de la atmósfera.
Es interesante señalar que el aire a nuestro alrededor tiene 2.7×10^25 partículas por metro cúbico, espaciadas por una distancia promedio de 3.3×10^-9 metros; y que cada molécula de aire colisiona 10^10 veces por segundo, con un viaje promedio entre colisiones de 6×10^-8 metros. Estas cifras caracterizan el aire a nivel del mar.
4. Vapor de agua y gases de invernadero antropogénicos
La naturaleza suministra todo el vapor de agua de la atmósfera, y gran parte del dióxido de carbono, del metano y del ozono. La actividad humana suministra todos los compuestos orgánicos volátiles de muy alta capacidad calórica (VOC). Obviamente un gas VOC cuyas moléculas pueden contener diez a cien veces la energía interna de una molécula de CO2 será tan efectivo como diez a cien veces la cantidad de VOC del CO2. Incluso con este apalancamiento, las cantidades de H2O, CO2, CH4 y O3 en la atmósfera son suficientemente grandes para dominar el efecto de la retención de calor (esto no justifica emitir más VOC). Por lo tanto, la emisión de CO2 por la actividad humana es nuestra contribución más efectiva a la retención atmosférica de calor.
Al acumular el CO2, la atmósfera se calienta, se evapora más agua, lo que se suma a la capacidad de retención de calor de la atmósfera y aumenta el calentamiento, un circuito positivo de retroalimentación. Un efecto mitigador es la formación de nubes de vapor de agua, que tienen un efecto enfriador al reflejar la luz solar. La capacidad de retención de calor es llamada «capacidad calorífica» en el estudio de la termodinámica. El efecto de la emisión de CO2 no es simplemente que agrega su propia capacidad calorífica a la atmósfera, sino que actúa como un agente que causa un aumento ulterior en el componente dominante de la capacidad calorífica atmosférica: el vapor de agua. Los seres humanos no tienen control sobre el ciclo hidrológico, pero pueden tener un cierto control sobre la emisión del CO2.
Actualmente, hay unas 380 ppm (partículas por millón) de CO2 en la atmósfera, mientras que antes de 1800 (durante unos 10.000 años) hubo usualmente unas 280 ppm. La emisión total de carbono por la combustión es de 6.5 GT/a (giga-toneladas/año, por giga = 10^9, toneladas = toneladas métricas); de este total, 4 GT/a entran a la atmósfera. Moléculas individuales de CO2 permanecen en la atmósfera durante varios años antes de ser recogidas por sistemas biológicos o absorbidas por los océanos. Sin embargo, debido a las numerosas fuentes y pérdidas de CO2 (por ejemplo la liberación de gases de los mares recalentados, como una gaseosa que pierde gas en un cálido día de verano) la concentración promedio de CO2 atmosférico tomará entre 200 años y 450 años hasta que se equilibre (nivele) como reacción ante cualquier pequeña perturbación (aumento o disminución) de su concentración. Por lo tanto, si toda la combustión por la actividad humana (fuentes antropogénicas) se detuviera hoy, podría durar cientos de años hasta que la concentración de CO2 alcanzara un equilibrio; probablemente aumentaría durante un tiempo, llegaría a un pico, luego se equilibraría a un nivel constante por debajo de la concentración del pico.
5. Una nota sobre el ozono
El ozono (O3) absorbe luz ultravioleta, que es peligrosa para la piel humana y muchas cosas vivas. Al filtrar ese componente de alta energía de la luz solar, el ozono en la atmósfera superior realiza un valioso servicio para nosotros. Los CFC destruyen el ozono por oxidación, eliminan un átomo de oxígeno, dejando O2. Los CFC son regulados por el Protocolo de Montreal, para enfrentar el problema de la degradación del escudo ultravioleta de la atmósfera superior.
El ozono en la atmósfera inferior (troposférico) es producido por reacciones químicas que involucran gases del sistema de escape y de contaminación. El ozono es corrosivo, daña los pulmones, resquebraja los plásticos y destiñe las superficies pintadas (por ejemplo de los automóviles; ¿justicia poética?), y corroe las superficies de piedra de numerosos monumentos antiguos. El ozono troposférico es la especie considerada gas invernadero.
6. Como funcionan los modelos climatológicos
6.1 Modelos y vínculos
«Un modelo climatológico es una versión informática del sistema de la Tierra, que representa leyes físicas e interacciones químicas de la mejor manera posible. Incluimos los subsistemas del sistema de la Tierra, que es obtenido mediante investigaciones en el laboratorio y de mediciones en la realidad. Un modelo global está compuesto de datos derivados de los resultados de modelos que simulan partes del sistema de la Tierra (como el ciclo del carbono o modelos de química atmosférica) o, si es posible con la capacidad disponible del ordenador, los modelos son combinados directamente. La funcionalidad de los modelos es ensayada comparando simulaciones del clima pasado con datos medidos que ya poseemos.» (2)
La energía del Sol controla el tiempo y el clima de la Tierra. Seguiremos esta energía mientras pasa a través de la atmósfera, calentando la tierra y los océanos, para impulsar los numerosos ciclos engranados que producen el fenómeno del clima. Primero, consideremos esos principales subsistemas de clima, y los vínculos entre ellos.
La atmósfera será representada por dos modelos, uno físico (M_Atmos_phys), otro químico (M_Atmos_chem). El modelo físico de la atmósfera aplicará la mecánica y la termodinámica para explicar la distribución de la temperatura, la generación de viento, la formación de nubes, así como la variación vertical de propiedades resultante de la gravedad. El modelo químico de la atmósfera producirá la concentración de las especies, que resulta de las numerosas reacciones posibles a cualquier altura, considerando la temperatura local y la densidad de la atmósfera.
Los océanos son representados por un modelo (M_Ocean) que vincula la salinidad y la temperatura con la corriente local, y esta corriente transmite el calor (por ejemplo la corriente del Golfo).
La biosfera puede ser modelada (M_Bio) como una serie de fuentes y descargas de gases (O2, CO2), fluidos (H2O), otras sustancias (producción de desechos, deforestación) y calor, que interactúa con los océanos (M_Ocean) y la atmósfera (M_Atmos_phys y M_Atmos_chem).
El ciclo de carbono puede ser seleccionado como un modelo separado (M_CO2) que actúa en paralelo con el modelo de la biosfera.
Los vínculos entre el modelo del océano y el modelo de la física atmosférica incluirían la fuerza del viento en el océano, el ciclo de evaporación y precipitación, y los ciclos de radiación (infrarroja) y de flujo del calor (por convección) entre el aire y el agua.
Se entiende que los modelos físicos del aire y de los océanos incluyen los efectos de la rotación de la Tierra. Un esquema del modelo global sería como sigue (M = modelo, L = vínculo, las direcciones de influencia pueden ser > [derecha], < [izquierda] o <> [bidireccional], vea nota 2 para una ilustración),
[M_Atmos_chem]<<[M_Bio]>>[M_Ocean].
[M_Atmos_chem]<>[M_Atmos_phys]’L_calor>[M_Ocean].
[M_Atmos_chem]<>[M_Atmos_phys]>L_viento>[M_Ocean].
[M_Atmos_chem]<>[M_Atmos_phys]’L_lluvia>[M_Ocean].
[M_Atmos_chem]<>[M_CO2]<>[M_Ocean].
Se pueden imaginar muchos refinamientos de este modelo climático básico. El primero es obviamente incluir un modelo de superficie terrestre, y vincularlo con la atmósfera y los océanos. El modelo de la superficie terrestre podría ser elaborado adicionalmente al incluir aspectos dinámicos de la vegetación (tal vez podría haber una superposición con el modelo de la biosfera). Otro refinamiento sería tener en cuenta los numerosos materiales particulados (por ejemplo el polvo, la sal, las gotas) en el aire, un modelo de aerosol. Los aerosoles pueden diseminar y absorber luz (produciendo el «azul» del cielo), capturar moléculas de gas en sus superficies y actuar como catalizadores para ciertas reacciones químicas y tienen un importante impacto en la formación de nubes. La inyección de aerosoles de sulfato a la atmósfera por grandes erupciones volcánicas ha enfriado el planeta y afectado globalmente el tiempo por un período (por ejemplo durante 5 años después de la erupción de Krakatoa de 1883). En vista de que los aerosoles llueven hacia los océanos, se podría agregar un modelo de química oceánica (especialmente si se considera la secuestración oceánica de CO2 como un hecho activo; esto acidificaría los océanos y mataría una variedad de vida marina). Otro refinamiento sería incluir un modelo mar-hielo (flujo de calor en la interfaz océano-aire, reflejo de la luz) con vínculos con los modelos oceánico y atmosférico.
6.2 Espacio y tiempo, escalas y resolución
La limitación de la complejidad del modelo no es imaginación humana, ni ningún límite establecido por el inventario de hechos conocidos sobre procesos naturales; es la capacidad limitada de las máquinas informáticas. Modelos computerizados de los océanos y de la atmósfera serán cálculos realizados en una representación mediante rejillas 3D del espacio tomado por el aire y el agua. Semejantes rejillas pueden incluir una enorme cantidad de puntos y a pesar de ello tener una resolución muy baja. Modelos atmosféricos típicos tienen una resolución horizontal de 250 Km. y una resolución vertical de 1 Km.; pueden tener veinte capas horizontales (caparazón esférica) en los primeros 30 Km. de elevación (un 90% de la atmósfera está bajo 16 Km., un 99.99997 % está bajo 100 Km.) Los modelos de océano pueden tener entre 125 y 250 Km. de resolución horizontal y entre 200 y 400 m. de resolución de profundidad (la profundidad del océano puede ser de hasta 10.000 metros).
«Algunos procesos físicos a pequeña escala que están bajo el tamaño de las celdas de la rejilla no pueden ser resueltos explícitamente. Su impacto neto en los procesos a escala gruesa es estimado e incluido en el modelo por parametrización. En la atmósfera es en particular el caso para la formación de nubes, en el océano para remolinos a pequeña escala y para procesos de convección.» 2
Se supone que los modelos climáticos pronostiquen condiciones generales dentro de muchos años en el futuro (y reproduzcan el historial del pasado). Por lo tanto, calculan a través de «grandes» celdas de espacio y «largos» pasos de tiempo. «Promedian» pequeños efectos espaciales y aquellos de corta duración, lo que veríamos como tiempo local y largos ciclos día-noche. Es fácil de ver que las oscilaciones diarias de temperatura durante un julio «cálido» que recordamos de nuestro pasado no disminuyen nuestros recuerdos de haber vivido a través de un «período caliente» continuo. Los modelos climáticos apuntan a predecir esos promedios estacionales, incluso mensuales, en lugar de reproducir (o predecir) las filigranas de las variaciones del tiempo sobre las condiciones término medio.
Pero ¿no tienen un cierto impacto los efectos a pequeña escala y de breve duración sobre la visión de conjunto del clima? Por ejemplo ¿no afectan el clima la formación y dispersión de nubes, aunque sean un fenómeno breve localizado, porque pueden bloquear efectivamente la luz solar, de modo que a través de numerosas estaciones y sitios de tormenta podrían haber reducido significativamente el calentamiento solar del planeta? Sí, y es el motivo por el cual semejantes efectos son estimados, y estas estimaciones son incluidas en modelos climáticos como «parámetros,» o, como son afectuosamente conocidos por todos los científicos, «factores elusivos.» Un factor elusivo puede ser una planilla o fórmula derivada de datos u otro trabajo, que parea una propiedad dada, digamos el porcentaje de factor de nubosidad, a una cantidad del modelo, digamos humedad relativa (porcentaje de vapor de agua en el aire). Un factor elusivo puede ser complejo (por ejemplo una subrutina de ordenador separada, evaluada en cada paso de espacio y tiempo) o muy elemental (por ejemplo, un valor único y constante para el factor requerido, especificado arbitrariamente por el programador para cada corrida del programa).
La tarea de todo científico que trabaja con modelos climáticos es mejorar la exactitud espacial y temporal del modelo (rejillas más finas, ordenadores más grandes), y de eliminar tantos parámetros (factores elusivos) como sea posible reemplazándolos por modelos físicos y químicos consecuentes consigo mismos (abstracciones matemáticas de los procesos reales). Como cualquier muleta, los factores elusivos constituyen sólo un problema si nos empeñamos en utilizarlos en lugar de reforzar nuestra fuerza (conocimiento) a fin de eliminarlos de nuestra actividad. La inmensidad del problema que encaramos, y la realidad de los recursos limitados de cualquier persona significa que algunos de esos factores elusivos seguirán siendo utilizados durante bastante tiempo. Recordemos que los factores elusivos muestran un reconocimiento de consideraciones que no queremos ignorar a pesar de que puedan ser difíciles de utilizar. Imagino que esas tareas ocupan la mayor parte del trabajo diario, esencial, de la investigación del modelado climático.
7. Calor solar en el engranaje del clima
El Sol, nuestra estrella, tiene sus propios ciclos de conducta (por ejemplo, manchas solares con un ciclo irregular de unos 11 años), que han sido cuidadosamente estudiados y que ahora son controlados por satélites. La cantidad y el espectro de radiación solar que llegan a la Tierra en todo momento dado (insolación) son conocidos. Las variaciones de la radiación solar son relativamente pequeñas, y para la mayoría de los propósitos la producción del Sol puede ser considerada como constante. La «constante solar» (1340 vatios/metro^2) es definida como la energía solar que cae por unidad de tiempo a una incidencia normal sobre una unidad de área de la superficie de la Tierra (ignorando la atmósfera). En cualquier momento dado, la Tierra intercepta 1.7×10^17 vatios, o 170 millones de gigavatios de energía solar.
La moción de la Tierra tiene varios ciclos cuyo efecto colectivo influencia cambios en el clima; son ciclos de Milankovitch (Milutin Milankovitch, 1879-1958). Uno es un ciclo de «Edad de Hielo» de 100.000 años, que coincide con los períodos de glaciación durante los últimos millones de años, el Período Cuaternario. Los ciclos de Milankovitch son el efecto neto de tres periodicidades, las de excentricidad, la inclinación del eje y la precesión. La excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol es la «forma elíptica» de ese circuito. La inclinación axial del eje rotacional de la Tierra (eje norte-sur) es el ángulo entre el plano de rotación (el plano del Ecuador) y el plano orbital (el plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol). La precesión es el bamboleo del eje de la Tierra (como el bamboleo de una peonza). Los ciclos de Milankovitch son un factor importante en el cambio climático, pero no explican todo sobre el clima del pasado (para el que existen datos). (3)
La porción ultravioleta del flujo solar comienza a interactuar con las franjas superiores, tenues e ionizadas, de la atmósfera (de 50 Km. a 1000 Km.), antes de que la mayor parte sea absorbida por la capa de ozono (25 Km.) al umbral de la parte principal de la atmósfera de la Tierra. La luz visible pasa a través de una atmósfera generalmente transparente, excepto cuando es reflejada y dispersada por nubes y aerosoles. La luz visible termina por llegar al suelo o al agua, y es absorbida, o al hielo y a la nieve y es reflejada en gran parte. La energía solar absorbida por la Tierra calienta su superficie hasta una profundidad de tal vez 100 metros a una temperatura promedio (equilibrio) de 15º C. Desde luego, en la superficie inmediata (hasta un máximo de 10 metros) la temperatura es determinada por la latitud, la estación y el tiempo local. Debajo, digamos a 1 Km., el calor producido por la compresión gravitacional del centro de la Tierra se hace evidente, y la temperatura aumenta con la profundidad.
La superficie de la Tierra (-60° C a 50° C) irradia fotones infrarrojos de unos 10^-20 Joules de energía, con frecuencias en el área de 15.000 GHz, y longitudes de onda en el área de 20 micrómetros (micrones). Como ya se ha descrito, los gases invernadero pueden absorber estos fotones y agregar calor a la atmósfera.
La energía solar absorbida impulsa numerosos ciclos. En los océanos, el flujo de calor involucra corrientes que incluyen cambios en la salinidad y la densidad (y por lo tanto de profundidad). El ciclo termohalino es una compleja «cinta transportadora» de sal y calor que vincula todos los océanos del mundo. En general, las corrientes oceánicas transportan hacia arriba el calor absorbido en latitudes tropicales (y en el Hemisferio Sur, hacia abajo) a latitudes superiores. Por ejemplo, Irlanda, Escocia, el País de Gales e Inglaterra tienen un clima más cálido que el usual en sus latitudes, comparables a las de la Bahía de Hudson, Terranova, la Península Kamchatka, el Mar de Bering y las Islas Aleutianas. Europa Occidental es calentada por la corriente del Golfo, que emana del mar Caribe. En este caso, el calor y la evaporación producen una corriente superficial caliente, salada y flotante que va hacia el norte a lo largo de la costa este de EE.UU., enfriando en el Norte del Atlántico, haciéndose más densa, refrescante, al mezclarse con el deshielo glaciar al sur de Groenlandia, y se hunde a continuación hasta el fondo del océano para seguir en un camino tortuoso que la lleva a aparecer repentinamente en latitudes tropicales y a hundirse en las polares. Una teoría sobre los efectos del calentamiento global sostiene que el deshielo de la capa de hielo de Groenlandia lanzará tanta agua fresca al Atlántico del Norte que la corriente termohalina se convertirá en tan dulce (libre de sal) y flotante (menos densa) que ya no se hundirá en ese sitio, deteniendo así la convección de calor tropical a latitudes más frías (la detención real del masivo impulso de esta corriente a nivel mundial podría tardar décadas o un siglo). Sin ese calentamiento, los polos volverían a helarse, y esos campos de hielo podrían extenderse fácilmente a latitudes medianas, enfriando a la Tierra hasta llegar a una nueva Edad de Hielo.
El calor absorbido por la atmósfera, combinado con las fuerzas que le son impartidas por la rotación de la Tierra, producirá patrones de circulación y una distribución de la temperatura que cambiará como reacción a los ciclos de Milankovitch, así como alteraciones de la química atmosférica introducidas por la actividad humana. El 36% de aumento en el CO2 atmosférico de 280 ppm a 380 ppm representa la adición de 217 gigatoneladas de carbono durante los últimos dos siglos, en su mayor parte durante los últimos 50 años. El peso del carbono en suspensión ha aumentado de la cantidad pre-industrial de 607 gigatoneladas a 824 gigatoneladas en la actualidad.
En función de la integridad, señalamos que la incidencia de cualquier catástrofe natural de baja probabilidad, como la caída de un cometa masivo, o una erupción volcánica extremadamente grande, podría modificar radicalmente el clima (y que sería entretenido crear los modelos correspondientes).
Es fácil ver que existen muchas, muchas incertidumbres, aproximaciones, y asociaciones en las que se basa cualquier subsistema en particular, y que por su parte afectan la exactitud y la confiabilidad de todo modelo climático. Por lo tanto, hay más material de lo necesario para que críticos lo identifiquen como serias deficiencias. Cuando los críticos son conocedores y específicos, dirigirán los esfuerzos de los modeladores climáticos a que refinen sus síntesis. Los grandes adelantos vendrán de científicos que se dediquen a comprender por qué persisten ciertos desacuerdos entre los modelos climáticos y la realidad. No me es posible prever si esos adelantos pondrán el toque final a los modelos, o si los destruirán del todo al crear nuevas concepciones.
8. Justificación del consenso del IPCC [Panel Intergubernamental del Cambio Climático]
El Cuarto Informe de Evaluación del IPCC (2007) concluyó que «La mayor parte del aumento observado de la temperatura media de la superficie terrestre desde mediados del Siglo XX se debe con gran probabilidad al aumento observado en las concentraciones de gases invernaderos antropogénicos.» El informe define «con gran probabilidad» como una probabilidad mayor a un 90% de que más de un 50% del calentamiento observado sea atribuible a la actividad humana. (4) Esta declaración representa el consenso de la comunidad científica. (5)
Desde un punto de vista científico, el IPCC es una pesadilla. Desde un punto de vista gubernamental y corporativo (por desgracia es el mismo), el IPCC es una burocracia útil que desalienta las potencialidades «alarmistas» de que resultados científicos no filtrados sean transmitidos al público. Desde la perspectiva del público, el resultado neto puede ser una fuente aceptablemente confiable de información moderada que delicadamente quita importancia a las posibilidades. (6)
El IPCC fue establecido en 1988 por dos organizaciones de la ONU, la Organización Meteorológica Mundial (WMO) y el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD). El propósito de este panel es evaluar el impacto humano sobre el clima. Los miembros del panel son representantes nombrados por gobiernos, e incluyen a científicos así como a otros que se preocupan por temas socio-económicos (por ejemplo el desarrollo) y políticos. Aparte de una capa superior de dirección y administración, el panel opera como tres Grupos de Trabajo (WG) que evalúan: I) la investigación científica sobre el clima; II, la vulnerabilidad de sistemas socioeconómicos y naturales; y III, las opciones (políticas) para limitar la emisión de gases invernadero, y cómo contrarrestar de otras maneras los peligros potenciales.
El «informe» del IPCC está contenido en realidad en tres volúmenes, uno de cada grupo de trabajo. El IPCC no realiza ninguna investigación climática por sí mismo, sus científicos evalúan la literatura científica estudiada por sus pares, y su consenso sobre el estado actual es entonces presentado en informes de resumen mediante el proceso de «autoría de comité.» El volumen del WGI del Informe de Evaluación Técnica (TAR) del IPCC sería el informe científico esencial (como ser en matemáticas, física, química).
Cualquier conclusión técnica en particular del WGI podría representar un consenso de numerosos esfuerzos científicos individuales, tal vez de cientos de escritos publicados por miles de científicos. Por ejemplo, la atribución a la emisión antropogénica de CO2 del calentamiento global más allá de lo que esperaría de causas naturales se basa, en parte, en la observación de que modelos climáticos que incluyen causas naturales de calentamiento y fuentes antropogénicas de gases invernadero reproducen los datos sobre el aumento de la temperatura global (dentro de una banda de error razonable), mientras que modelos climáticos que sólo tienen causas naturales de calentamiento no reproducen esa historia de temperatura. (4)
Parece que la variedad de alternativas hechas sobre sus parámetros (factores elusivos, como para la cobertura de nubes) por los numerosos modeladores de clima que fueron muestreados no fueron los factores decisivos en la determinación del promedio del aumento de la temperatura. El proceso de publicación revisado por pares aseguró que todos los trabajos muestreados por el IPCC correspondieran a buenos estándares técnicos. Por lo tanto, el IPCC está llegando a conclusiones técnicas basadas en la tendencia general de resultados científicos, «de vanguardia.»
El énfasis del IPCC en el conservadurismo técnico es pagado por el ritmo deliberado (¿tal vez lento?) de publicación de sus resultados. La reciente observación de la liberación de metano de tundras en deshielo – una nueva fuente potencialmente inmensa de gas de alta capacidad calórica – no está incluida en el último informe del IPCC. Las tendencias medidas de calentamiento global (por ejemplo los cambios de temperaturas y de niveles del mar) están siempre a la punta de las gamas de predicciones publicadas por el IPCC. (7)
El IPCC es dirigido por científicos gubernamentales, y la mayoría de los panelistas y autores también son científicos. Los «políticos» en el IPCC pueden igualmente ser científicos que dirigen un proceso de grupo que va más allá de ser puramente científico, que tiene múltiples patrocinadores políticos bajo la cobertura de la ONU. Claramente, científicos que se distinguen en el campo de la investigación del clima pueden ser invitados y nombrados para el panel. Sin embargo, también pueden ser removidos cuando los principales patrocinadores corporativos de su gobierno los consideran demasiado «alarmantes.» Fue el caso del reemplazo de Robert Watson como presidente del IPCC por Rajendra K. Pachauri en 2002. ExxonMobil había suplicado al gobierno de Bush para que cabildeara al IPCC a fin de lograr este cambio. (6)
Todo científico del IPCC tendrá motivaciones tanto apremiantes como limitadoras. Su pasión original por la ciencia, el interés y la excitación del trabajo, los impulsará a revelar tantos mecanismos del clima como puedan, e informar a otros sobre sus resultados y las implicaciones para la sociedad humana. Cuando sus resultados son aceptados y adoptados por otros científicos en su campo, su estima aumenta, y se concentran en el mantenimiento de sus reputaciones técnicas. Estas dos motivaciones, una personal, la otra social, se combinan para llevar a los científicos a convertirse en intercesores por sus campos de actividad. Sin embargo, los científicos gubernamentales exitosos son criaturas supremamente políticas que han dominado el arte de extraer dinero de las estructuras políticas para financiar sus actividades. Entienden el valor (para sus carreras) de presentar el mensaje para el consumo del patrocinador; así que la aspereza de la verdad cruda y compleja que emerge de los bancos de trabajo de la ciencia debe ser introducida en la forma más sofisticada posible que preserve los hechos. Es fácil ver cómo estas fuerzas de la psicología personal encontrarán un equilibrio que corresponde al carácter institucional del IPCC, un estilo comedido y deliberado y un conservadurismo técnico exhaustivo (todos los científicos con la excepción de los dementes y de los genios tienen terror de equivocarse alguna vez). La política desacelera y amortigua el mensaje del IPCC, pero no lo invalida.
9. Crítica del consenso del IPCC
Siempre estoy contento de estar en la minoría. Respecto a los modelos climáticos, conozco suficientemente los detalles como para estar seguro de que no son fiables. Están repletos de factores elusivos que son ajustados al clima existente, de modo que los modelos están más o menos de acuerdo con los datos observados. Pero no hay motivo para creer que los mismos factores elusivos asegurarían la conducta correcta en un mundo con una química diferente, por ejemplo en un mundo con más CO2 en la atmósfera.
– Freeman Dyson, 2007 (8)
La mala noticia es que los modelos climáticos en los que se gastan tantos esfuerzos no son fiables porque siguen utilizando factores elusivos en lugar de la física para representar cosas importantes como la evaporación y la convección, las nubes y la lluvia. Aparte de la preponderancia de factores elusivos, los más recientes y mayores modelos climáticos tienen otros defectos que los hacen poco fidedignos. Con una excepción, no predijeron la existencia de El Niño. Ya que El Niño es una característica importante del clima observado, cualquier modelo que no lo prediga es claramente deficiente. La mala noticia no significa que los modelos climáticos carezcan de valor. Son, como Manabe dijo hace treinta años, instrumentos esenciales para comprender el clima. No son todavía instrumentos adecuados para predecir el clima.
– Freeman Dyson, 1999 (9)
La porción de la comunidad científica que atribuye el calentamiento climático al CO2 se basa en la hipótesis de que el aumento del CO2, que es en realidad un gas invernadero menor, provoca una reacción mucho más amplia de vapor de agua para calentar la atmósfera. Este mecanismo nunca ha sido probado científicamente aparte de modelos matemáticos que predicen el calentamiento amplio, y que son confundidos por la complejidad de la formación de nubes – que tiene un efecto enfriador… Sabemos que [el Sol] fue responsable por el cambio climático en el pasado, y por lo tanto es obvio que va a tener el papel principal en el cambio climático presente y futuro. Y es interesante… que la actividad solar haya iniciado recientemente un ciclo descendiente.
– Ian Clark, 2004 (10)
Nuestro equipo… ha descubierto que relativamente pocos rayos cósmicos que llegan al nivel del mar juegan una parte importante en el tiempo de todos los días. Ayudan a crear nubes de bajo nivel, que regulan en gran parte la temperatura de la superficie de la Tierra. Durante el Siglo XX el influjo de rayos cósmicos disminuyó y la reducción resultante en la nubosidad permitió que el mundo se calentara… la mayor parte del calentamiento durante el Siglo XX puede ser explicada por una reducción en la cubierta de nubes bajas.»
– Henrik Svensmark, 1997 (10)
No digo que el calentamiento no cause problemas, obviamente lo hace. Obviamente deberíamos tratar de comprenderlo. Lo que digo es que el problema está siendo muy exagerado. Sacan dinero y atención de otros problemas que son mucho más urgentes e importantes: La pobreza, las enfermedades infecciosas, la educación pública y la salud pública. Para no mencionar la preservación de criaturas vivientes en la tierra y en el océano.
– Freeman Dyson, 2005 (9)
Esta muestra de críticas del consenso del IPCC captura gran parte de la sustancia de la oposición. Freeman Dyson, un extraordinario científico, pensador creativo y autor popular, se concentra con exactitud en los elementos técnicos más débiles de toda la construcción de cálculos de ordenador climáticos del CO2: factores elusivos y baja resolución (y, en otros sitios, en la conexión CO2-vapor de agua). Ian Clark, un hidrogeólogo y profesor en la Universidad de Ottawa, señala sucintamente las dudas entre la conexión entre el CO2 y el vapor de agua, y expresa una creencia en el papel controlador de la variabilidad solar combinada con los ciclos de Milankovitch. Henrik Svensmark, astrofísico en el Centro Espacial Nacional Danés, describe un mecanismo específico del que se afirma que controla la formación de nubes bajas y que es moderado por la variabilidad solar, por lo tanto una teoría totalmente alternativa del calentamiento global (y climático) como un proceso completamente natural. Finalmente, Dyson expresa un sentimiento común entre los críticos opositores de que los defectos que señalan son tan graves o que es improbable que sean superados, que el financiamiento para el trabajo de modelación climática debería ser drásticamente reducido.
El punto de Dyson sobre los factores elusivos es que toman el lugar de información física ausente (por ejemplo, un modelo detallado de evaporación del mar, condensación en el aire, y precipitación; para llegar a una reflectividad dinámica y resuelta en el espacio de la atmósfera: nubes), y que son arbitrariamente ajustados para que los cálculos se ajusten a las tendencias actuales. Una vez que se llega a un conjunto de factores elusivos «buenos» ajustando los datos, el código es extendido hacia el futuro para predecir el clima. Sin embargo, este procedimiento se basa en la suposición injustificada de que el funcionamiento de la física que se encuentra tras todo factor elusivo en ese mundo futuro hipotético es exactamente igual al funcionamiento de esa física en la actualidad, incluso si esas condiciones futuras son muy diferentes. ¿Cómo sabemos que el ciclo de evaporación-precipitación de ese tiempo futuro resultará en exactamente el mismo factor elusivo de cubierta de nubes como ocurre actualmente? Si la composición de la atmósfera (gases y aerosoles) es muy diferente, esto no será el caso. El único camino fiable es colocar realmente la física de los procesos considerados por sobre los factores elusivos, y permitir que sean calculados de un modo auto-consistente con las condiciones que se desarrollan. Esta crítica es tan clara y correcta. que sólo podemos presumir que es dirigida directamente por la investigación de las nubes y progresos en la modelación climática. Tal vez esto será resuelto en unos pocos años; e incluso es posible que los factores elusivos no sean tan diferentes.
El otro punto de Dyson es que modelos de mayor resolución en espacio y tiempo, que reproducen fenómenos localizados y transitorios como El Niño (un calentamiento periódico en el Océano Pacífico tropical, que es grande en comparación con el tamaño de las celdas), fomentarán la credibilidad de predicciones futuristas. Uno sólo puede suponer que cualesquiera características que permitieron que un grupo predijera El Niño, en la época en que Dyson hizo sus comentarios, han sido estudiadas, duplicadas y desarrolladas por otros desde entonces. De nuevo, la crítica de Dyson apunta a lo que debiera ser (y supongo que es) un centro de atención de los esfuerzos de modelación climática.
Ian Clark pide la verificación experimental del vínculo teórico CO2-vapor de agua; la idea de que el CO2 capture energía infrarroja, calentando la atmósfera, que permite que se evapore más agua y por su parte contribuya a la absorción infrarroja, formando así un bucle atmosférico de reacción positiva de calentamiento. Como señala, los cálculos del efecto apoyan cómodamente la hipótesis.
La prueba experimental tendría que ser encontrada sea en observaciones en el mundo natural, o en experimentos en pequeña escala en un laboratorio. Tal vez una comparación de observaciones de formación de nubes y cambios regionales de la temperatura del aire sobre áreas altamente industrializadas y urbanas – de las que se espera que emitan cantidades importantes de CO2 – y áreas remotas no pobladas, podría mostrar qué efecto, si alguno, tiene el exceso de CO2 sobre la humedad y el calentamiento locales, o la nubosidad y el enfriamiento. Puedo imaginar que tales mediciones sean realizadas desde estaciones meteorológicas fijas, barcos, aviones y satélites con instrumentos sensores infrarrojos (sensores de calor), radares (examinando aerosoles, gotas, nubes) y filtros de toma de muestras de partículas (aerosoles, polvo, sal). De nuevo, imagino que científicos de física experimental de las nubes, siguiendo los pasos de Vincent J. Schaefer (1906-1993), Bernard Vonnegut (1915-1997) y Duncan C. Blanchard, entre otros, trabajan activamente para medir la realidad de la situación. Otro camino sería construir una cámara de nubes de laboratorio (una cámara con un espacio aéreo sobre agua líquida, y controles externos del volumen y la presión), introducir CO2, irradiarlo con un láser infrarrojo (por ejemplo un láser CO2) para calentar selectivamente el CO2, y entonces medir el calentamiento del «aire» (probablemente sólo N2) mediante colisiones inelásticas con CO2, y también el cambio en la concentración de vapor de agua. Me gustaría realizar este experimento si me dan algunos millones de dólares y un fantástico puesto académico.
Recientes resultados del estudio de núcleos de hielo muestran que en ciertas épocas en el pasado la temperatura media comenzó a aumentar cientos de años antes de los aumentos en concentración de CO2. Algunos críticos se refieren a esto como prueba de que el calentamiento solar por sí solo controla el cambio climático, y que el aumento en CO2 es el resultado de la liberación de gases de mares que se calientan y de tundras en deshielo. Este último efecto es ciertamente genuino y sucede en la actualidad, pero el retardo ocasional de aumentos pasados del CO2 con la temperatura no prueba que no pueda ocurrir lo contrario. Tantos los datos como los principios físicos básicos apoyan la conclusión de que la presencia de CO2 amplifica el calentamiento iniciado por cualquier factor. En ciertas épocas en el pasado, efectos solares-orbitales (variabilidad solar y ciclo de Milankovitch) iniciaron una fase de calentamiento, que hizo que el CO2 burbujeara de los mares calentados y de tundras en deshielo – un efecto rezagado – que amplificó el calentamiento, la mayor evaporación de agua, etc. En la actualidad, la inyección artificial de CO2 a la atmósfera ha aumentado su capacidad calórica y ha aumentado todo calentamiento que pueda haber estado ocurriendo por causas estrictamente naturales – un efecto conductor. (4)
Una crítica que a menudo es lanzada a los críticos es: «bueno ¿cuál es su explicación?» Si el consenso del IPCC se equivoca respecto al cambio climático, ¿qué lo causa? Henrik Svensmark presenta una respuesta. Su afirmación es que los rayos cósmicos dominan la formación de nubes troposféricas, y que la variabilidad del flujo de rayos cósmicos influencia directamente la variabilidad de la cubierta de nubes de la Tierra, y resulta en su calentamiento solar, y en última instancia sus fluctuaciones climáticas.
Los rayos cósmicos son fotones de alta energía y partículas cargadas producidas por una cierta combinación de reacciones nucleares y poderosos efectos magnéticos de aceleración en el espacio exterior. La alta energía de estos rayos los lleva a ser extremadamente penetrantes, algunos pasan sin cambiar a través del diámetro de la Tierra. Sin embargo, ocasionalmente colisionan con materia atómica y molecular, y esto causa una desintegración que dispersa numerosas partículas (por ejemplo iones atómicos, electrones) del sitio de la colisión. Esos fragmentos de la colisión son detectados en laboratorios en cámaras de nubes. Al pasar rápidamente a través de la atmósfera húmeda (supersaturada) en la cámara de nubes, colisionan con moléculas, iniciando la formación de gotitas, y la pista de cada fragmento se ve como una cadena de gotitas que puede ser fotografiada, registrando el evento. La afirmación de Svensmark es que rayos cósmicos que logran interactuar cerca del nivel del mar inician los comienzos de la formación de nubes, un proceso llamado nucleación. Los científicos de la física de nubes asumen (y miden) generalmente que núcleos de condensación están presentes en la forma de partículas de sal, polvo (tierra, hollín, polen, microbios) y cristales de hielo.
Svensmark luego describe cómo la variabilidad del Viento Solar (un flujo de partículas cargadas del Sol) afecta la distribución del magnetismo en el espacio alrededor de la Tierra (física bien conocida), y cómo las fluctuaciones impulsadas por el Sol de la extensión del «escudo magnético» de la Tierra permitirán que más o menos rayos cósmicos penetren hasta la superficie. Los campos magnéticos desvían partículas cargadas (como las que se encuentran al interior de los átomos de un trozo de metal que acercas a una magneto), y a la inversa un gran flujo de partículas cargadas puede flexionar o deformar un campo magnético. Cuando la emisión de Viento Solar es débil y el campo magnético de la Tierra se extiende más lejos hacia el espacio, una porción mayor del flujo de rayos cósmicos es desviada; un fuerte Viento Solar comprime el campo magnético de la Tierra, y los rayos cósmicos hallan una aproximación más fácil. De modo que, en última instancia, las variaciones del Viento Solar y de las fuentes desconocidas de rayos cósmicos se manifiestan como variaciones de la cubierta de nubes troposférica, las que en combinación con los ciclos de Milankovitch fijan el calentamiento y el clima de la Tierra – según la teoría.
El modelo de Svensmark contiene mucha física buena e interesante, pero establecerlo como un hecho requerirá una cantidad tremenda de cuantificación. Atrae a los que prefieren una explicación del calentamiento global que no implique a la sociedad industrializada. Una suposición cuestionable en esta teoría es que las interacciones de los rayos cósmicos dominen la formación de nubes, porque si no lo hacen, el resto de la teoría es innecesario. La física de las nubes es una disciplina antigua y sofisticada, y las observaciones sobre el papel de los aerosoles en la nucleación y condensación no pueden ser descartadas con tanta facilidad. Puede que el mecanismo de Svensmark ocurra realmente, pero a un nivel insignificante. Tal vemos nuevos datos aporten nuevas perspectivas. (11)
Finalmente, dejamos que Freeman Dyson resuma el sentido de numerosos críticos, de que la investigación de la modelación climática está sobre-financiada. La ciencia profesional es un frenesí insaciable, ya que depende casi enteramente del financiamiento gubernamental y corporativo. Las campañas competitivas de venta de diversos grupos y facciones en la ciencia pueden alcanzar tales niveles de hipérbole, y a veces de mendacidad, que los espectadores informados se disgustan. Es bien posible que alguna gente de la investigación del clima haga sonar la alarma de la catástrofe inminente para obtener la atención munífica de patrocinadores, una técnica que ha tenido éxito en el caso del complejo militar-industrial. Algunos críticos científicos de la modelación climática pueden ser personas que resienten los pocos residuos del frenesí de las subvenciones, los celos no son algo desconocido entre la gente de la ciencia. Otros críticos de la ciencia podrían estar permitiendo que sus inclinaciones ideológicas influencien demasiado su discernimiento científico en cuanto a la modelación climática; una vez más, los científicos son humanos y a veces pueden dejar que sus emociones oscurezcan su pensamiento. Es más probable que gente semejante utilice palabras como «engaño» y «mito.» Las críticas que tienen sustancia técnica son valiosas, sea cual sea la opinión del crítico sobre el valor en última instancia del trabajo de modelación climática. La mejor respuesta es mejorar el trabajo.
10. El ciclo abierto se cierra
Es tan difícil renunciar a una fantasía reconfortante. El choque, la negativa y el enojo expresados sobre el calentamiento global son en realidad una resistencia psicológica a la pérdida de la ilusión agradable del «ciclo abierto.» No hay escape de la 2ª Ley de la Termodinámica, y no hay algo como un «sistema abierto,» incluso a pesar de que los consumidores obsesionados de la actualidad, y el mando supremo corporativo prefieran imaginarse algo diferente. Desde el punto de vista termodinámico y material, vivimos en un mundo que es una pecera, no existe la posibilidad de expulsar desechos de nuestros traseros y no volver jamás a nadar a través de las consecuencias.
Hemos gozado de numerosos ciclos abiertos falsos: botellas y embalajes desechables, gases de escape de motores de combustión desechables, productos químicos y desechos nucleares desechables, centros urbanos desechables, poblaciones con poca educación y empleo desechables, campesinos extranjeros desechables que estorban la extracción de recursos, y beneficios privados a costa del público.
El «uso» que sacamos de cada ítem debe ser comparado con el «coste» del recurso y de la energía para producirlo de sus materias primas, y luego para volver a absorberlo a los procesos que producen esa energía y esas materias primas. Cuando tomamos la responsabilidad por el impacto de todo el ciclo, nos vemos motivados a escoger productos (y «servicios») con el mayor ratio entre uso y coste.
A medida que el impacto en expansión del calentamiento global irrumpe a través de los filtros en la conciencia de más gente, habrá una creciente competencia por escapar y beneficiarse de las consecuencias. Un ejemplo obvio es la entusiasta adopción por la industria de la energía nuclear del temor del calentamiento global: «somos la solución,» dicen. El motivo de los beneficios es desvergonzado. (12)
Los ecologistas de persuasiones luditas exigirán un retorno arrepentido a un estilo de vida desindustrializado, agrario. El complejo militar-industrial verá las posibilidades de «salir a lo verde» con ventas de alta tecnología «verde» a la igualmente mesiánica elite capitalista, asqueada por la idea de «volver» atrás a la experiencia del Tercer Mundo, lanzándose por lo tanto «hacia adelante a la guerra» para salvar «nuestro modo de vida.» Los materiales diseñados, fotovoltaicos, y la microelectrónica de estado sólido son tecnologías impresionantes y capaces, pero no pueden ser producidos en las cantidades y a los costes necesarios para encarar las necesidades de energía del Tercer Mundo. (13)
Considero que la mejor reacción ante el calentamiento global es saludarlo como el próximo desafío al desarrollo humano – ciertamente presenta problemas deleitables para su solución por cualquier ingeniero o termodinámico interesado en el diseño de máquinas y estructuras que conviertan la luz solar en electricidad. Es hora de ir más allá de nuestra dependencia de la quema de despojos paleontológicos. Es hora de aprovechar la ola de calor que baña la Tierra desde el Sol. Deberíamos dejar atrás numerosas tecnologías, economías políticas, conductas e ideas anticuadas, al hacer este cambio. No hay nada que «condene» a la humanidad en la llegada del calentamiento global, aparte de la inercia mental que trata de preservar nuestra mezquina ignorancia, prejuicios y codicia. Las leyes de la física no presentan una barrera, y la economía es siempre una construcción artificial, que podemos configurar, si queremos, en beneficio de todos.
Consideremos lo siguiente: la energía solar a una eficiencia de conversión de un 1% sobre un 2% del área terrestre de EE.UU., produciría el uso nacional total de energía eléctrica de 4×1012 kilovatios-por hora/año. Es decir 13,400 kWh/año para cada uno de cerca 300 millones de personas.
Imaginemos si los gastos, el personal y la energía que han sido invertidos en la Guerra de Iraq desde 2003 hubieran sido utilizados en plantas térmicas solares (de una eficiencia de hasta un 5%), de torres solares de corriente ascendiente, torres de viento de montaña y terral (en lugar de petróleo), y energía solar a escala residencial, viento (tubo de vórtice) y generadores eléctricos por co-generación (uso de calor «desperdiciado» de calentadores de agua). Imaginemos si tratáramos seriamente de electrificar nuestros sistemas de transporte y hacer que todas esas redes, desde los autobuses locales y los trolebuses al servicio de tren transcontinental, sean tan gratuitas (y fácilmente disponibles) para el uso como las aceras y las escalinatas; ¿quién conduciría para quedarse en embotellamientos del tráfico?
En este punto hemos ido más allá de WGI (la ciencia del calentamiento global), a los tópicos cubiertos en WGIII (políticas como reacción ante el calentamiento global,) un buen sitio para detenernos. Mi propia conclusión es que la mejor reacción ante el calentamiento global sería un cambio fundamental en la naturaleza de la sociedad humana. Lógicamente, no existe la exigencia de que la sociedad humana cambie, pero por otro lado tampoco existe una exigencia de que prospere o incluso sobreviva.
Agradecimientos: Gracias a Jean Bricmont y a Roger Logan por preguntas interesantes.
Sitios en la red activos el 4-5 de mayo de 2007
1. Greenhouse Gas ↑
2. How Does A Climate Model Work? ↑
3. Milankovitch cycles ↑
4. Attribution of Recent Climate Change ↑
5. Scientific Opinion on Climate Change ↑
6. Intergovernmental Panel on Climate Change ↑
7. Arctic Sea Ice Melting Much Faster Than Expected ↑
9. Freeman Dyson ↑
10. Científicos que se oponen a la evaluación científica dominante del calentamiento global ↑
11. Vincent J. Shaefer and John Day, A Field Guide To The Atmosphere (The Peterson Field Guide Series), Houghton Mifflin Company, Boston, 1981. Louis J. Battan, Cloud Physics and Cloud Seeding Anchor/Doubleday, 1962. Duncan C. Blanchard, From Raindrops To Volcanoes Anchor/Doubleday, 1967. ↑
13. «The Energy Challenge For Achieving The Millennium Development Goals,» UN-Energy, 22 July 2005. «Energizing The Millennium Development Goals, A Guide To Energy’s Role In Reducing Poverty,» United Nations Development Programme (UNDP), August 2005. «Energy For The Poor: Underpinning The Millennium Development Goals,» Department For International Development, Government of the United Kingdom, August 2002, ISBN-1-86192-490-9. E. F. Schumacher, Small Is Beautiful, Economics As If People Mattered (Blond & Briggs, Ltd., London; Harper & Row Publishers, Inc., 1973).
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Manuel Garcia, Jr. es físico (mecánica de fluidos, dinámica de gases, termodinámica, física del plasma) interesado en tecnología de la energía; también tiene numerosos otros intereses y opiniones. Su dirección de correo es [email protected]. Lea otros artículos de Manuel, o visite su sitio en la Red.