¿Pequeña Edad de Hielo o Calentamiento Global?

por Dr Theodor Landscheidt

Schroeter Institute for Research in Cycles of Solar Activity
Klammerfelsweg 5, 93449 Waldmuenchen, Alemania

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Abstracto:

El análisis de la variable actividad solar en los últimos dos mil años indica que, contrariando a las especulaciones del IPCC acerca de un calentamiento global inducido por el hombre de 5,8°C en los próximos cien años, se espera un largo período de clima frío con su pico más frío hacia el año 2030. Se muestra que el mínimo del ciclo Gleissberg de 80 a 90 años de la actividad solar, coincidentes con períodos de climas fríos en la Tierra, están ligados de manera consistente a un ciclo de 83 años en el cambio de la fuerza rotatoria que impulsa el movimiento de rotación del Sol alrededor del centro de masa del sistema solar. Dado que el curso futuro de este ciclo, así como sus amplitudes pueden ser computadas, se puede ver que el mínimo Gleissberg del año 2030 y otro alrededor del 2200, serán del tipo del Mínimo Maunder, acompañados por un severo enfriamiento de la Tierra. Este pronóstico puede ser acertado ya que otros pronósticos a largo plazo del fenómeno climático, basados en el movimiento orbital cíclico del Sol, han resultado ser correctos - como por ejemplo la predicción de los últimos tres eventos de El Niño, años antes de su ocurrencia.

1. Introducción

El continuado debate sobre el calentamiento global inducido por el hombre ha llegado a una etapa crucial. El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), establecido por las Naciones Unidas y la Organización Mundial Meteorológica (OMM), ya no publican más "proyecciones de mejor estimación" del aumento de temperatura para el año 2100 causado por el aumento de la acumulación de los gases de invernadero en la atmósfera, sino que publica "pequeñas historias" para la prensa para especular sobre un calentamiento de hasta 5,8°C hasta el 2100. Los editores de la revista Science (2002), sin embargo, comenta sobre el incrementado número de publicaciones que apuntan a la variada actividad solar como un fuerte factor en el cambio climático: "A medida de que en los registros del clima pasado aparecen más y más contoneos que coinciden con los aumentos y disminuciones del bruillo del Sol, los investigadores está aceptando a regañadientes y seriamente que el Sol es un factor en el cambio climático. Han incluido la variabilidad del Sol en los cálculos de sus simulaciones del calentamiento de los últimos 100 años. Y el Sol parece haber jugado un rol fundamental en el desencadenamiento de sequías y eventos de fríos."

Aquellos científicos que están comenzando a reconocer "a regañadientes" el rol fundamental del Sol en el cambio climático, son conversos que creyeron en el dictamen del IPCC sobre que "el forzado solar es considerablemente más pequeño que las fuerzas radiativas antropogénicas", y su convicción de que "los niveles de la comprensión científica es muy bajo", mientras que el forzado por parte de los bien mezclados gases de invernadero "siguien gozando de los más altos niveles de confianza", en cuanto a su entendimiento científico de que "no es probable que el forzado natural pueda explicar el calentamiento en la segunda parte del Siglo 20." En realidad, hubo una multitud de publicaciones desde el Siglo 19, y especialmente en las décadas recientes, que suministran evidencia de fuertes relaciones Sol-Tierra en la meteorolgía y el clima ignoradas por los proponentes del calentamiento global: (Koppen, 1873; Clough, 1905; Brooks; 1926; Scherhag, 1952; Bossolasco et al., 1973; Reiter, 1983; Eddy, 1976; Hoyt, 1979; Markson, 1980; Schuurmans, 1979; Landscheidt, 1981-2001; Bucha 1983; Herman and Goldberg, 1983; Neubauer 1983; Prohaska and Willett, 1983; Fairbridge and Shirley, 1987; Friis-Christensen and Lassen, 1991; Labitzke and van Loon, 1993; Haigh, 1996; Baliunas and Soon, 1995; Lassen and Friis-Christensen, 1995); Lau and Weng, 1995; Lean et al, 1995; Hoyt and Schatten, 1997; Reid, 1997; Soon et al. 1996; Svensmark and Friis-Christensen, 1997; White et al. 1997; Cliver et al., 1998; Balachandran et al., 1999; Shindell et al., 1999; van Geel et al., 1999; Berner, 2000; Egorova et al., 2000; Palle Bago and Butler, 2000; Tinsley, 2000; Hodell et al., 2001; Neff et al., 2001; Rozelot, 2001; Udelhofen and Cess, 2001; Pang and Yau, 2002; Yu, 2002)

El juicio del IPCC de que el factor solar es despreciable se basa en las observaciones satelitales disponibles desde 1979, que muestran que la irradiancia total del Sol, aunque no es constante, cambia solamente en un 0,1% durante el curso del ciclo de 11 años de las manchas solares. Este argumento, sin embargo, no tiene en cuenta que la actividad eruptiva del Sol (fulguraciones energéticas, eyecciones de masa de la corona, y prominencias eruptivas), que afectan fuertemente al viento solar, como también las más suaves contribuciones al viento solar por parte de agujeros en la corona, tienen un efecto mucho mayor que la irradiancia total. El flujo magnético total que parte del Sol, arrastrado por el viento solar, se ha incrementado por un factor de 2,3 desde 1901 (Lockwood et al., 1999), mientras que la temperatura global sobre la tierra se incrementó 0,6°C. La energía en el flujo solar es transferida al ambiente cercano a la Tierra por reconexiones magnéticas, y directamente a la atmósfera por partículas cargadas. Las fulguraciones solares energéticas aumentan la radiación ultravioleta del Sol en por lo menos 16%. El ozono en la estratósfera absorbe este exceso de energía, lo que causa un calentamiento local y perturbaciones en la circulación. Los modelos de circulación general desarrollados por Haigh (1966), Shindell et al., (1999), y Balachadran et al., (1999), confirman que los cambios de circulación, inicialmente inducidos en la estratósfera, pueden penetrar en la tropósfera e influenciar a la temperatura, presión del aire, circulación de Hadley, y la ruta de las tormentas al cambiar la distribución de grandes cantidades de energía que ya estaban presentes en la atmósfera.

2. Impacto de las erupciones solares sobre el tiempo y el clima

Las contribuciones más fuertes a la intensidad del viento solar son las erupciones solares que crean las mayores velocidades del viento solar y ondas de choque que comprimen e itnesifican los campos magnéticos en el plasma del viento solar. La figura 1, según Egorova )2000) demuestra el efecto de las erupciones solares sobre la temperatura y la presión atmosférica. De 1982 hasta 1991, Egorova, Vovk, y Troshichev observaron la temperatura superficial (panel inferior) y la presión atmosférica a una altura de 10 km (panel superior) en la estación rusa Vostok en la Antártida. Los pequeños círculos vacíos indican observaciones diarias superpuestas durante la estación ivernal. La línea sólida describe el promedio de 10 inviernos. Los círculos gordos indican eventos Forbush. Éstos son fuertes disminuciones en la intensidad de los rayos cósmicos galácticos causadas por las enérgicas erupciones solares, indicando que el evento respectivo ha influenciado fuertemente alambiente de la Tierra. Como se puede apreciar en la Figura 1, después de los eventos Forbush, la temperatura casi siempre se elevó por encima del promedio, a menudo alcanzando desviaciones de unos 20°C, mientras que la presión atmosférica estuvo por encima del promedio en 8 de los 52 casos registrados. Estos 52 experimentos realizados por la Naturaleza y observados por el hombre, muestran una clara conexión entre las erupciones solares y una fuerte subida de la temperatura, para no mencionar la fuerte caída en la presión atmosférica. Sería un ejercicio redundante enfatizar la significancia de este nítido resultado.


Fig. 1: Se muestran las observaciones de la temperatura de superficie (panel inferior) y las presiones atmosféricas a una altura de 10 km (panel superior) en la estación rusa Vostok de la Antártida desde 1981 hasta 1991 (de Egorova et al., 2000). Los círculos vacíos pequeños indican observaciones diarias superpuestas durante la estación invernal. La línea sólida describe el promedio de 10 inviernos. Los círculos gordos indican eventos Forbush ocurridos dentro del intervalo de observación. Se trata de fuertes disminuciones en la intensidad de los rayos cósmicos galácticos causadas por las enérgicas erupciones solares. La temperatura casi siempre estuvo por encima del promedio después de cada evento Forbush, a menudo alcanzando desviaciones de unos 20°C, mientras que la presión atmosférica estuvo por encima del promedio en 8 de los 52 casos registrados. El impacto de las erupciones solares sobre la temperatura del aire y la presión atmosférica cercana a la tropopausa es obvio. Una investigación sobre la significación estadística de esta relación sería redundante.

También existe una convincente evidencia de que la actividad eruptiva del Sol tiene un fuerte efecto en los trópicos. La Figura 2, según Neff et al., (2001), muestra un fuerte correlación entre las erupciones generan al viento solar, y la circulación atmosférica y las lluvias. El perfil oscuro representa variaciones del isótopo de oxígeno d18O) en una estalagmita fechada de Omán. El registro d18O, que cubre más de 3000 años (9,5 a 6,1 Kaños antes que hoy), sirve como proxy para el cambio en circulación tropical y lluvias monzónicas. El perfil brillante D14C muestra las desviaciones del radiocarbono derivadas del análisis de anillos de árboles fechados. El nivel de producción de radiocarbono en la atmósfera depende de la cambiante intensidad de los rayos cósmicos.

A causa de la relación inversa entre los rayos cósmicos y la actividad solar (los fuertes vientos solares forman un poderoso escudo magnético contra los rayos cósmicos mientras que un débil viento solar refleja menos rayos cósmicos) el registro del radiocarbono sirve como un proxy para la actividad solar. La mayoría de los científicos piensan que esta información proxy está relacionada a la actividad de las manchas solares y fáculas ligadas a cambios relativamente débiles de la irradiancia. En realidad, la información del radiocarbono es un proxy de la actividad eruptiva del Sol que genera al viento solar. Las erupciones solares enérgicas no se agrupan alrededor del máximos de manchas solares. En la mayoría de los ciclos eluden la fase máxima y pueden ocurrir hasta cerca del mínimo de manchas. El panel superior de la Figura 2 cubre el completo intervalo investigado mientras que el panel inferior muestra la casi perfecta sincronización entre la actividad eruptiva del Sol y la circulación tropical en detalle.



Fig. 2: Estrecha correlación entre las erupciones solares que generan al viento solar, y la circulación tropical y las lluvias (de Neff et al., 2001). El perfil gris oscuro representa las variaciones del isótopo de oxígeno (18O) en una estalagmita fechada de Omán que sirve como proxy para el cambio en la circulación y lluvias monzónicas. El perfil gris claro del 14C muestra las desviaciones del radiocarbono derivadas del análisis de los anillos de árboles fechados. El nivel de producción de radiocarbono en la atmósfera depende de la cambiante intensidad de los rayos cósmicos. A causa de la relación inversa entre los rayos cósmicos y la actividad solar, el registro del radiocarbono sirve como un proxy para la frecuencia y fuerza de las erupciones solares. El panel superior de la Figura 2 cubre el completo intervalo investigado mientras que el panel inferior muestra la casi perfecta sincronización entre la actividad eruptiva del Sol y la circulación tropical en detalle.

Probetas del fondo de lagos de la Peninsula de Yucatán muestran una correlaciónsimilar, cubiendo más de 2000 años, entre sequías recurrentes y el registro de radicarbono ligado a la actividad eruptiva del Sol )Hodell et al., 2001). Estos resultados recientes y muchos otros anteriores (Landscheidth, 1981-2001) documentan la importancia de la actividad eruptiva del Sol para el clima.

3. Largo del ciclo de 11 años y la temperatura en el Hemisferio Norte

De hecho, es muy natural preguntarse si el Sol está jugando un rol fundamental en el cambio del clima porque el clima de la Tierra le debe su existencia al Sol, como también se lo deben el carbón, el petróleo, y la energía del viento y del movimiento de las aguas. Si el gas de invernadero (CO2) fuese la causa dominante del observado aumento de la temperatura global, la tendencia de esta subida sería similar al continuo aumento del CO2 - tendencia mostrada en la Figura 3, según Peixoto y Oort (1992). Sin embargo, el curso de las temperaturas de tierra y aire del Hemisfero Norte, representadas por la línea gruesa de la figura 4, no sigue a la tendencia del CO2. El aumento de la temperatura entre 1890 y 1940 fue más pronunciado y suave que en la actual fase de calentamiento desde principios de los años 80, a pesar de que la tasa de emisiones antropogéncias durante el mismo tiempo era sólo el 10% de la tasa actual. Desde 1940 hasta fines de los 60, las temperaturas estuvieron descendiendo a pesar del rápido aumento de las emisiones del CO2 antropogénico.


Fig. 3: Series en el tiempo de la concentración de CO2 medidas en el Observatorio del Monte Mauna Loa de Hawaii (de Peixoto y Oort, 1992). Esta información está aceptada como reoresentativa para la tendencia global. La fig. 4 muestra que la tendencia al constante crecimiento del CO2 no se ajusta a los altibajos del clima observado.

Al contrario que la curva de CO2 de la Figura 3, la fina curva de la figura 4 según Friis-Christensen y Lassen (1991), que representa al largo suavizado del ciclo de 11 años de las manchas solares, sigue las ondulaciones de la temperatura observada. El largo del ciclo de manchas solares (LCS) es un indicador de la actividad eruptiva del Sol. Cuando Gleissberg (1958) investigó por primera vez al LCS, basó su serie de tiempos originales del LCS (yendo hacia atrás hasta el año 300 DC), en el número de auroras boreales observadas que se sabe que están ligadas a las fuertes erupciones solares. Encontró que los ciclos cortos van de la mano con los máximos de las manchas solares y fuerte actividad eruptiva, mientras que los ciclos largos se caracterizan por un máximo bájo y menos erupciones en el Sol. Cuando Gleissberg suavizó su serie de tiempos de LCS, emergió un ciclo secular de 80 a 90 años que modula las amplitudes del ciclo 11 años de las manchas de Sol. Este ciclo secular, llamado así en honor de Gleissberg, está indicado por la línea delgada en la figura 4.


Fig. 4: Hay una estrecha correlación entre las temperaturas del tierra a nivel de superficie en el Hemisferio Norte (línea gruesa) y el cambiante largo del ciclo de manchas solares de 11 años (línea delgada), indicando la variable intensidad de la activiada eruptiva del Sol (de Friis-Christensen y Lassen, 1991). Al contrario que la curva de la figura 3, que representa el constante aumento del dióxido de carbono en la atmósfera, la delgada línea de la actividad solar varía en concordancia con las ondulaciones de las temperaturas observadas.

Una mirada más atenta revela que casi todos los mínimos Gleissberg hasta el año 300 DC, como por ejemplo cerca de 1670 (Mínimo Maunder), 1810 (Mínimo Dalton), y 1895, coinciden con climas muy fríos en el Hemisferio Norte, mientras que los Máximos Gleissberg van junto a climas cálidos, por ejemplo hacia 1130 (Óptimo Climático Medieval). El grado de cambio de temperatura era proporcional a las respectivas amplitudes del ciclo Gleissberg. Durante el Mínimo Maunder la actividad solar fue mínima, y durante el Óptimo Climático Medieval la actividad fue muy elevada, probablemente más que en las seis décadas de intensa actividad solar antes de 1996. Consecuentemente, Friis-Christensen y Lassen (1995) demostraron que la conexión entre las temperaturas del aire en superficie del Hemisferio Norte y el variable LCS se extiende hacia atrás hasta el siglo 16. Butler (1966) corroboró estos resultados para las dos últimas centurias del Norte de Irlanda.

4. Relación predecible entre las erupciones solares y la temperatura global

La figura 5, según Adler y Elías (2000) presenta una extendida replicación de los resultados de la Figura 4. Los LCS (círculos llenos), máxima densidad de electrones ionosféricos en el respectivo ciclo solar de 11 años (signos +), las anomalías de temperaturas del Hemisferio Norte (triángulos vacíos), y anomalías de temperaturas registradas en San Miguel del Tucumán, Argentina (círculos vacíos) muestran una covariation estadísticamente significativa. El último valor en la serie de tiempos de los LCS parece indicar un movimiento descendente, un cambio de ciclos cortos a ciclos más largos, mientras que las otras tres curvas siguen a su tendencia creciente. A partir de esta divergencia, Thejll y Lassen (2000) sacaron la conclusión que el impacto de la actividad solar sobre el clima, prevaleciente durante siglos, súbitamente deja de ser válida. Saltar a esa conclusión, simplemente no está justificado. Thejill u Lassen no toman en consideración que la temperatura viene retrasada varios años por detrás de la actividad solar. Esto puede verse en la figura 5 cerca del año 1930



Fig. 5: Replicación del resultado presentado en la Figura 4 (de Adler y Elías, 2000). Largo del ciclo solar (círculos llenos), densidad máxima de electrones ionosféricos en el respectivo ciclo de manchas de 11 años (signos +), las anomalías de temperaturas del Hemisferio Norte (triángulos vacíos), y anomalías de temperaturas registradas en San Miguel del Tucumán, Argentina (círculos vacíos) muestran una covariation significativa. Como se explicó en el texto, el movimiento hacia abajo al final de la curva del LSC no indica que no haya más un efecto de la actividad solar sobre el clima.

El LSC es un indicador grosero de la actividad eruptiva del Sol. Los índices de perturbaciones geomagnéticas son mejores indicadores, en especial porque ellos miden la respuesta a esas erupciones solares que verdaderamente afectan a la Tierra. El índice aa de Mayaud de actividad geomagnética es homogéneo y cubre el largo período desde 1868 hasta el presente. La Figura 6 de Landscheidt (2000), ploteando este índice, muestra claramente que las temperaturas globales de tierra y de la superficie de los océanos vienen retrasadas con respecto a las tormentas geomagnéticas, causadas por las enérgicas erupciones del Sol. La curva sólida muestra el índice aa, la curva de rayas es la combinación de las anomalías en las temperaturas superficiales de tierras y mares. Los datos anuales fueron sujetos a un repetido suavizado de tres puntos. La temperatura se retrasa de 4 a 8 años con respecto a aa, pero sigue las ondulaciones de la curva aa. La conexión entre el extremo frontal aa y los máximos de temperaturas que le siguen por detrás están destacados por números idénticos. Una perturbación de la correlación hacia 1940 apunta a un excepcional forzado interno. Entre 1942 y 1952 se observó el más marcado crecimiento de la actividad volcánica desde 1860 (Shimkin et al., 1981). El retraso de los datos de la temperatura sugiere que algo de la energía en exceso, ligado a la actividad solar, está almacenado y acumulado en el sistema climático por procesos que llevan años. Los océanos son candidatos a causa de su inercia térmica (Hoyt, 1979; White et al., 1997)


Figura 6: La curva sólida muestra el índice aa de la actividad geomagnética, reflejando el efecto cerca de la Tierra de las erupciones solares enérgicas. La curva de rayas plotea una combinación de anomalías de la temperatura de las superficies de tierra y mares. Los datos anuales fueron sujetos a un repetido suavizado de tres puntos. La temperatura se retrasa de 4 a 8 años con respecto a aa, pero sigue las ondulaciones de la curva aa. La conexión entre el extremo frontal aa y los máximos de temperaturas que le siguen por detrás están destacados por números idénticos. Una perturbación de la correlación hacia 1940 apunta a un excepcional forzado interno.


La Figura 7 de Landscheidt (2000) es una extensión de la información de la Figura 6. Se puede ver que la curva aa alcanza su máximo más alto, marcado por el número 7, alrededor de 1990 y muestra a continuación una fuerte declinación. Permitiendo un retraso de 8 años, el máximo más alto de la curva de las temperaturas globales debería haber ocurrido hacia 1998. Este fue el año con la mayor temperatura superficial observado desde la instalación de los servicios meteorológicos internacionales. La relación en la Fig. 7 apunta a un enfriamiento global en los años posteriores a 1998, con la excepción del período alrededor del El Niño que comenzó en 1992, pronosticado con tres años de anticipación al evento (Landscheidt, 1998, 2000, 2002). De manera reveladora, este pronóstico y la correcta predicción a largo plazo de los dos El Niños anteriores fueron basados en fases especiales de los ciclos solares que van acompañados de acumulaciones de erupciones solares (Landscheidt, 1995).


Fig. 7: Extensión de la información de la Figura 6. La curva aa alcanza su máximo más alto, marcado por el número 7, alrededor de 1990 y muestra a continuación una fuerte declinación. Permitiendo un retraso de 8 años, el máximo más alto de la curva de las temperaturas globales debería haber ocurrido hacia 1998. Este fue el año con la mayor temperatura superficial observado desde la instalación de los servicios meteorológicos internacionales. Esta relación apunta a un prolongado enfriamiento global. Como se verá, se espera que la actividad solar disminuya durante tres décadas. Esto contradice la argumentación de Thjell y Lassen (2000) y de los defensores del IPCC, de que el impacto del Sol sobre el clima ha disminuido desde hace décadas.


5. Predicción de los ciclos Gleissberg basados
en las oscilaciones baricéntricas del Sol.

La variabilidad del Sol está registrada en probetas extraidas de las capas de hielo. El flujo de los rayos cósmicos está modulado por el viento solar, cuya intensidad está ligada a las erupciones solares. Durante los períodos de elevada actividad eruptiva, el flujo de rayos cósmicos a la atmósfera se ve reducido de modo que la tasa de producción de radionucleidos tales como 14C y 10Be resulta disminuida, y viceversa. La mayoría de los radioncleidos son retirados de la atmósfera por las precipitaciones húmedas y almacenados casi permanentemente en las capas de hielo, principalmente en las regiones Polares. El análisis de tales probetas de hielo revelan extensos períodos de actividad solar excepcionalmentes altos o bajos que coinciden con fases de rápidos cambios del clima (Beer, 2000). El registro anual de 10Be “Dye 3” que se remonta hasta 1423 es de un especial interés en esta conexión ya que refleja el ciclo Gleissberg de 80-90 años y su relación con el clima (Beer et al., 1994).

El pronóstico de fenómenos naturales es una de las metas más importantes de las ciencias naturales. Dado que hay fuertes indicaciones de una confiable conexión entre los mínimos y máximos en el ciclo Gleissberg y los períodos fríos y cálidos del clima, estamos enfrentados al problema de cómo hacer predicciones a largo plazo en los extremos del ciclo Gleissberg. El conocimiento de su largo real no es una verdadera ayuda al respecto, ya que el ciclo varía de 40 a 120 años. Afortunadamente, yo he demostrado por décadas que la variante actividad solar está ligada a ciclos en su oscilación irregular alrededor del centro de masas del sistema solar. Como esos ciclos están conectados con el fenómeno del clima, y pueden ser calculados para siglos, ofrecen un medio para pronosticar mínimos y máximos en el ciclo Gleissberg y las co-variantes fases de clima frío y cálido.

La teoría del dínamo solar desarrollada por Babcock, la primera y rudimentaria teoría de la actividad solar, parte de la premisa que la dinámica del ciclo de manchas solares está dirigida por la rotación del Sol. Sin embargo, esta teoría sólo toma en cuenta el momento de giro del Sol (spin momentum), relacionado con la rotación alrededor de su eje, pero no toma en cuenta su momento angular orbital ligado a su muy irregular oscilación alrededor del centro de masas (CM) del sistema solar. La Figura 8 muestra el movimiento fundamental, descrito por Newton hace tres siglos. Está regulado por la distribución en el espacio de las masas de los planetas gigantes Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. El ploteo muestra las posiciones eclípticas relativas del centro de masas (círculos pequeños) y el centro del Sol (+) para los años de 1945 a 1995 en un sistema de coordenadas heliocéntricas.


Figura 8: La oscilación irregular del Sol alrededor del centro de masas del sistema solar en una perspectiva heliocéntrica. La rama del Sol está marcada por una circunferencia gruesa. La posición del centro de masas relativa al centro del Sol (+) en los años respectivos, está marcada por círculos pequeños. Las fuertes variaciones en las cantidades físicas que miden el movimiento orbital del Sol forman ciclos de diferentes largos, pero de funciones similares en las relaciones Solares-terrestres.


La gran circunferencia de línea gruesa marca la superficie del Sol. La mayor parte del tiempo, el CM se encuentra fuera del cuerpo del Sol. Las amplias oscilaciones con distancias de hasta 2,2 radios solares entre los dos centros están seguidas por estrechas órbitas que pueden resultar en encuentros cercanos de los centros, como en 1951 y 1990. La contribución del momento angular orbital del Sol a su momento angular total no es insignificante. Puede llegar al 25 por ciento del momento de giro. El momento angular orbital varía desde -0.1·1047 a 4.3· 1047 g cm2 s-1, o inversamente, lo que es un aumento o disminución de más de 40 veces (Landscheidt, 1988). Por ello es que resulta concebible que estas variaciones estén relacionadas con fenómenos variables en la actividad del Sol, especialmente si se considera que el momento angular del Sol juega un rol importante en la teoría dínamo de la actividad magnética solar.

Las variaciones de más del 7% en la velocidad de rotación ecuatorial del Sol, junto con las variaciones en la actividad solar, fueron observadas a intervalos irregulares (Landscheidt, 1976, 1984). Esto podría explicarse si hubiese una transferencia del momento angular de la órbita del Sol al giro sobre su eje. Estuve proponiendo tal acoplamiento giro-órbita durante décadas (Landscheidt, 1984, 1986). Parte del acoplamiento podría ser el resultado del movimiento del Sol a través de sus propios campos magnéticos. Como lo mostró Dicke (1964), la baja corona puede actuar como un freno en la superficie del Sol. Los planetas gigantes, que regulan el movimiento del Sol alrededor del CM, cargan con más del 99 por ciento del momento angular en el sistema solar, mientras que el Sol está confinado a menos del 1 por ciento. Entonces existe un gran potencial para que el momento angular pueda ser transferido desde los planetas exteriores al Sol que se traslada en su órbita y al Sol que gira sobre su eje.

Juckett (2000) ha desarrollado un modelo de intercambio de momentum entre giro-órbita que explica los fenómenos asimétricos bien establecidos en los Hemisferios Norte y Sur del Sol, e identifica los cambios en el radio del giro (spin) solar en los diferentes hemisferios como un mecanismo de transferencia de momento. Una aceleración Coriolis, centrada en el Sol, podría tener un efecto perturbador adicional en el flujo de plasma en el Sol, especialmente porque desarrolla grandes discontinuidades cuando el centro del Sol se ubica cerca del CM, como en 1951 y 1990 (Blizard, 1987).

6. Los Pronósticos de la actividad solar y del clima
confirman la validez de los ciclos de movimiento solar.

Estas consideraciones teóricas han sido corroboradas por resultados prácticos. Las predicciones basadas en los ciclos del movimiento del Sol resultaron ser correctas. Mis predicciones a largo plazo de las clases muy precisamente definidas de fulguraciones de enérgicos rayos-X y fuertes tormentas geomagnéticas, cubriendo el período entre 1979 - 1985, alcanzaron una tasa total de aciertos del 90 por ciento, a pesar de que esos eventos muestran una distribución muy irregular. Estas predicciones fueron controladas y comprobadas por el Space Environoment Center, Boulder, y el astrónomo Gleisser, Wöhl y Pfleiderer (Landscheidt, 1986; Landscheidt y Wöhl, 1986). También se predijo correctamente las grandes tormentas geomagnéticas de 1982 y 1990 muchos años antes de que se produjeran. También predije en 1984 (Landscheidt, 1986, 1987) que la actividad del Sol disminuiría después de 1990. Esto simplemente sucedió. Aunque un panel de expertos (Joselyn, 1997) había predicho en 1996 y aún dos años después, que el ciclo 23 de manchas solares tendría una gran amplitud similar a los ciclos previos (número suavizado más alto de manchas solares R = 160), la actividad observada fue mucho más débil (R = 120).

Mis predicciones climáticas basadas en los ciclos del movimiento del Sol soportaron la prueba. Predije correctamente el final de la sequía del Sahel tres años antes de que ocurriese, los cuatro últimos máximos en las anomalías de la temperatura global, el máximo para el índice de sequías Palmer para los EEEUU hacia 1999, las descargas extremas del Río Pó hacia principios del 2001, y los últimos tres El Niños, como también el curso de la última La Niña (Landscheidt, 1983-2002). Esta habilidad para las predicciones, basadas únicamente en los ciclos de la actividad solar, es irreconciliable con la afirmación del IPCC de que no parece probable que los forzamientos naturales puedan explicar el calentamiento en la última mitad del Siglo 20.

7. El ciclo de 166 años en la variación de la fuerza
de rotación dirige el movimiento orbital del Sol

La dinámica del moviemiento del Sol alrededor del centro de masas puede ser definido cuantitativamente por el cambio en su momento angular orbital L. La tasa de tiempo del cambio en L es medida por su primera derivada dL/dt. Define a la fuerza rotatoria, el par (o "torque") <>T, que dirige al movimiento del Sol alrededor del CM. Las variaciones en la fuerza rotatoria definida por la derivada dT/dt son una cantidad clave en esta cocnexión ya que hacen posible predecir máximos Gelissberg para cientos de años y aún milenios.

Un ciclo de 166 años y su segunda armónica de 83 años emergen cuando la tasa de tiempo de cambio en el par dT/dt es sujeta al análisis de frecuencia (Landscheidt, 1983). Ciclos de este largo, aunque no son bien conocidos, fueron mencionados antes en la literatura científica. Brier (1979) encontró un período de justo 83 años en el coseno de trasformación de 2148 autocorrelaciones de 2628 números mensuales de manchas solares. Cole (1973) confirmó este fresultado cuando investigó el espectro de poder de la información de manchas solares cubriendo 1626-1968- Encontró a un pico dominante en los 84 años. Juckett, (2000) derivó períodos de 165 y 84 años a partir de este modelo de momento de intercambio de giro-órbita en el movimoento del Sol. Como el largo de onda del ciclo Gelissberg no está lejos de la segunda armónica del ciclo de 166 años, sugiere por sí mismo que se vea si el ciclo Gleissberg y el ciclo dT/dt tienen mínimos y máximos sincronizados. Este es veraderamente el asunto.

Gleissberg (1958) encontró al ciclo que lleva su nombre al suavizar el largo del ciclo de 11 años de las manchas solares, un parámetro que está sólo indirectamente relacionado con el número de manchas R que mide la intensidad de la actividad de las manchas. Como podría ser posible que los menores o mayores valores de los extremos positivos y negativos del ciclo dT/dt tienen una función paramétrica similar, las amplitudes de estos máximos y mínimos se considera que constituyen una serie suavizada de tiempo que cubre 2000 años. El intervalo es entre los años 300 y 2300. Los datos fueron procesados con kernel Gaussiano suavizado de ventana movible (Lorczak) con un ancho de banda de 60.

La Figura 9 muestra el resultado para el sub-período 300-1200. Hasta la inversión de fase ocurrida hacia el 1120, indicada por la flecha, las fases cero del ciclo de 166 años (marcadas por círculos vacíos), coinciden dentro de un relativamente estrecho margen con el máximo del ciclo Gleissberg, indicado por los triángulos rellenos. La desviación de la fase cero del máximo secular es sólo más ancha cerca de la inversión de fase. Las épocas de mínimos Gleissberg están indicadas por triángulos vacíos. Hasta la inversión de fase, van de manera consistente junto a los extremos del ciclo de 166 años. No hay ninguna diferencia si los extremos son positivos o negativos. Esto es reminiscente del ciclo de 11 años de manchas solares con sus amplitudes exclusivamente positivas, aunque el completo ciclo magnético Hale de 22 años muestra amplitudes positivas y negativas que indican diferentes polaridades magnéticas en ciclos de 11 años consecutivos.


Fig. 9: Serie de tiempos suavizada (años 300 al 1200) de extremos en el cambio de la fuerza rotatoria orbital del Sol dT/dt formando un ciclo con un largo promedio de 166 años. Hasta la inversión de fase ocurrida hacia el 1120, indicada por la flecha, las fases cero del ciclo de 166 años (marcadas por círculos vacíos), coinciden dentro de un relativamente estrecho margen con el máximo del ciclo Gleissberg, indicado por los triángulos rellenos. Los mínimos en el ciclo Gleissberg, marcados por triángulos vacíos, van junto con los extremos en el ciclo de 166 años. La inversión de fase explica el extraordinario Máximo Medieval del número de manchas solares. El máximo secular hacia el 1100 fue seguido por otro máximo hacia el 1130 sin un mínimo intermedio. Como los Máximos Gleissberg coinciden con los climas cálidos y los mínimos con los climas fríos, el máximo Medieval de manchas solares estuvo relacionado con un clima excepcionalmente cálido.


La evaluación de las épocas de mínima y máxima hecha por Gleissberg (1958) está basada en datos de la actividad de las auroras boreales hecha por Schove (1955). Hartmann (1972) ha derivado valores promedio de la épocas a partir de datos elaborados por Gleissberg, Schove, Link y Henkel. Estas fechas fueron usadas en las figuras 9 y 10. Un análisis que cubre 7.000 años de datos confirman no sólo al ciclo promedio de 166 años, sino también al intervalo promedio de 83 años entre extremos consecutivos de mínimos y máximos. La inversión de fase de ð/2 radianes hacia el 1120 tuvo el efecto que, un máximo Gleissberg hacia el 1100 fue seguido por otro máximo hacia el 1300, sin un mínimo solar intermedio. Esto explica al Máximo Medieval de manchas solares indirectamente confirmado por evidencia de radiocarbono (Siscoe, 1978).

La Figura 10 muestra el período 900-2300 del ciclo de 166 años. Después de la inversión de fase del 1120, todos los Máximos Gleissberg marcados por triángulos rellenos, coinciden bastante estrechamente con los extremos de la curva para cientos de años, pero alrededor de 1976 el patrón cambió otra vez a causa de una nueva inversión de fase de ð/2 radianes. Después de un Máximo Gleissberg hacia 1952, un segundo Máximo Gleissberg ocurrió hacia 1984 sin un mínimo secular intermedio. Sólo el único ciclo 20 de 11 años, al medio entre el máximo secular, mostró una menor actividad de las manchas solares, mientras que los ciclos 18, 19, 21 y 22 alcanzaron muy altos niveles de actividad. El promedio de máximos de los cinco ciclos 18 al 22 es R = 156, un valor no observado antes de manera directa. Tenemos que remontarnos hasta el Máximo Medieval, basados en información proxy, para encontrar un patrón similar. Las inversiones de fase, indicadas en la figura 10 por las flechas, explican heurísticamente estos rasgos especiales que ocurrieron solamente 2 veces en casi 17 siglos. El reciente Máximo Gleissberg ocurrido hacia 1984 es el primero en una larga secuencia de máximas conectadas con fases cero en el ciclo de 166 años, cuatro de los cuales están marcados por círculos vacíos en la figura 10. Los próximos máximos Gleissberg deberían ocurrir hacia el año 2069, 2159 y 2235.


Fig. 10: Las mismas series de tiempo de de la figura 9 para los años 900-2300. Después de la inversión de fase del 1120, todos los Máximos Gleissberg marcados por triángulos rellenos, van de manera consistente con los extremos en el ciclo de 166 años, mientras que los mínimos Gleissberg caen al ciclo cero. Otra inversión de fase hacia 1976 cambió otra vez el patrón. Después de un Máximo Gleissberg hacia 1952, un segundo Máximo Gleissberg ocurrió hacia 1984 sin un mínimo intermitente secular entre ellos. El efecto fue un gran máximo de manchas solares comparable al extraordinario máximo de alrededor del 1120. El cambio de fase hacia 1976 invirtió el patrón creado por la inversión de fase del 1120. El máximo Gleissberg de 1984 es el primero de una larga secuencia de máximas que van junto a fases cero en el ciclo de 166 años. Los próximos máximos deberían ocurrir para el 2069, 2159, y 2235. Después de 1976, los mínimos Gleissberg irán nuevamente junto a los extremos en el ciclo de 166 años. El próximo mínimo secular, indicado por un triángulo vacio, es esperado para el 2030. Los próximos mínimos deberían ocurrir hacia el 2122 y 2201. La figura muestra que el ciclo Gleissberg se comporta como un oscilador biestable. La fase actual debería durar por lo menos hasta el 2500. A causa del vínculo entre los ciclos Gleissberg y el clima, se pueden predecir los futuros períodos de climas fríos y cálidos para cientos de años hacia el futuro. La próxima fase fría es esperada para el 2030.


Después de la inversión de fase de 1976, se espera que las mínimas seculares coincidan con extremos en el ciclo de 166 años. De modo que el próximo mínimo Gleissberg debería ocurrir hacia el 2030, como lo indica el triángulo vacío. Los siguientes mínimos seculares se esperan para el 2122 y el 2201. El pronóstico de un mínimo para el 2030 está corroborado por un acercamiento diferente. Sýkora et al. (2000) encontraron que las variaciones en el brillo de la línea verde de la corona son una indicación a largo plazo para la actividad del Sol. Ellos afirman que "estamos en las vísperas de un profundo mínimo de la actividad solar similar al del Siglo 19."

8. Predicciones de inversión de fases en el ciclo de 166 años

Los resultados presentados indican que el ciclo Gleissberg es un oscilador biestable capaz de asumir cualquiera de los dos estados. La transición entre estos estados parece estar gatillado por fases especiales en el ciclo de 166 años que indica las inversiones de fase. Atrae la atención que las inversiones de fase mostradas en la figura 10 ocurren justo antes del profundo extremo negativo relativo al respectivo ambiente. Esto apunta a umbrales cuantitativos que son confirmados por un caso adicional. El extraordinario extremo negativo que precede al Máximo Medieval cae hacia el año 50. Justo alrededor de esta fecha ocurrió el clímax del tercer gran máximo de manchas solares en los pasados 2.000 años, como lo indica una fuerte disminución del 14C (Eddy, 1977). De manera reveladora, este período coincide con el Óptimo Climático Romano, tanto o más caliente que el Óptimo Climatico Medieval (Schönwiese, 1979). hay argumentos adicionales de una naturaleza más técnica sobre cómo predecir inversiones de fase en el ciclo dT/dt (Landscheidt, 1983). Todos los indicadores muestran que la nueva inversión de fase no ocurrirá antes del 2500. De manera que el actual patrón debería continuar durante cientos de años, y el próximo Mínimo Gleissberg debería estar ligado a la próxima fase cero en el dT/dt-cycle in 2030.

9. Pronóstico de profundos mínimos Gleissberg
y clima frío alrededor del 2030 y el 2200

Una pregunta aún más difícil es si los futuros Mínimos Gleissberg serán del tipo regular con actividad solar moderadamente reducida como en 1895, o del tipo de muy baja actividad como el Mínmo Dalton hacia 1810, o del tipo de gran mínimo que casi extinguió toda actividad solar, como durante el nadir del Mínimo Maunder hacia 1670, el Mínimo Spoerer hacia el 1490, el Mínimo Wolf hacia el 1320, y el Mínimo Norman hacia el 1010 (Stuiver and Quay, 1981). La Fig. 11 ofrece una solución heruística. Muestra a la serie de tiempo de extremos dT/dt sin suavizado para el intervalo 1000 - 2250. La consistente regularidad atrae nuestra atención. Se observa que cada vez que la amplitud de un extremo negativo pasa por debajo de un umbral bajo, indicado por la línea de rayas horizontal, esto coincide con un período de actividad solar excepcionalmente débil.


Fig. 11: Serie de tiempos de los extremos sin suavizar de los cambios en la fuerza rotatoria orbital del Sol dT/dt para los años 1.000 - 2250. Se observa que cada vez que la amplitud de un extremo negativo pasa por debajo del umbral inferior, indicado por la línea horizontal de rayas, esto coincide con un período de actividad solar excepcionalmente débil. Dos extremos negativos consecutivos que trasponen el umbral indican un Gran Mínimo, como los Mínimos Maunder (hacia 1670), Spoerer (1490), Wolf (1320), y Norman (1010), mientras que un único extremo por debajo del umbral va junto a eventos del tipo del Mínimo Dalton (1810 y 1170), no tan severos como los Grandes Mínimos. De manera que los Mínimos Gleissberg del 2030 y 2200 deberían ser del tipo Mínimo Maunder. Como el clima está estrechamente ligado a la actividad solar, las condiciones hacia el 2030 y 2200 deberían acercarse a las del nadir de la Pequeña Edad de Hielo del 1670. Como se explica en el texto, la hipótesis del IPCC de un calentamiento global inducido por el hombre no está en la línea de esta predicción basada exclusivamente en la actividad eruptiva del Sol. Los extraordinarios extremos positivos tienen una función similar en relación a períodos excepcionalmente calientes como el Óptimo Medieval y el período cálido moderno.


Dos extremos negativos consecutivos traspasando el umbral inferior indican un Gran Mínimo del tipo Maunder, mientras que un único extremo por debajo del umbral va junto a eventos del tipo Mínimo Dalton. Los Grandes Mínimos de la figura 11 están indicados por sus nombres. El único extremo mínimo alrededor del 1170 es del tipo Dalton. Durante este tiempo, la actividad solar se amortiguó, pero esta disminución no fue duradera. De acuerdo a Lamb (1977), que se fijó en el registro de isótopos de oxígeno del norte de Groenlandia provisto por Dansgaard, ocurrió un período de súbito enfriamiento al final del Siglo 12. De manera que he llamado a este profundo Mínimo Gleissberg en su honor.

La figura 11 muestra que la actividad solar de notable intensidad y también los correspondientes períodos cálidos en la Tierra, están indicados por los extremos de dT/dt. Como un ejemplo, el Óptimo Medieval está indicado por una flecha. Debe notarse que la extraordinaria amplitud positiva hacia el 1200 es mayor que la amplitud hacia 1952 y 1984, indicando a los modernos máximos Gleissberg ligados a un calentamiento no tan elevado como el del 1120 (Schönwiese, 1979). Más detalles de esta relación serán presentados próximamente en otros lugares.

Sin excepción, los extraordinarios extremos negativos coinciden con períodos de actividad solar excepcionalmente débiles y vice versa. De manera hay buenas razones para esperar que el próximo Mínimo Gelissberg del 2030 será uno profundo. Como hay tres extremos consecutivos por debajo del umbral cuantitativo, hay una gran probabilidad de que el evento será del tipo Maunder. Esto también es cierto para el mínimo del 2201, mientras que el del 2122 deberá ser del tipo regular como se ve en la figura 11.

Se ha demostrado que existe una estrecha relación entre los profundos Mínimos Gleissberg y el clima frío. De manera que la probabilidad es muy elevada de que el Mínimo Gleissberg del 2030 y 2201 irán acompañados de períodos de clima frío comparables al nadir de la Pequeña Edad de Hielo. En cuanto al mínimo del 2030, hay indicaciones adicionales de que se espera un enfriamiento global en vez de un calentamiento global. La Oscilación Decadal del Pacífico (ODP) mostrará valores negativos hasta quizás el 2016 (Landscheidt, 2001), y Las Niñas serán más frecuentes y fuertes que los El Niño hasta el 2018 (Landscheidt, 2000).

Los resultados heurísticos derivados del ciclo de 166 años no están aún corroborados por una detallada cadena de causa y efecto. El progreso al respecto será dificultoso ya que las teorías de la actividad solar y las del cambio climático están todavía en una etapa rudimentaria de su desarrollo, aunque hay progresos en cuanto a la explicación física de especiales relaciones Sol-Tierra (Haig, 1996; Tinsley y Yu, 2002). A pesar de ello, la conexión con la dinámica del sistema solar, el largo de la información involucrada que cubre miles de años, y los habilidosos pronósticos de la actividad solar y eventos climáticos construidos sobre los mismo cimientos, hablan de la confiabilidad del pronóstico de los próximos Mínimos Gleissberg y su impacto sorbe el clima.

10. Hipótesis del IPCC del calentamiento antropogénico
no está en el camino del enfriamiento global.

No espero que los efectos de los gases de invernaderos antropogénicos eliminarán la predominancia del Sol. Si esos efectos fuesen tan fuertes como pretende el IPCC, mis diversos pronósticos limáticos, basados exculsivamente en la actividad solar, no habrían tenido ninguna probabilidad de haber resultado correctos. Más aún, ya que mis pronósticos cubren años y décadas recientes del calentamiento que, de acuerda al IPCC no pueden ser explicados por el forzamiento natural.

Las "historias" del IPCC, lejos de las predicciones que se practican en otros campos de la ciencia, son casi exclusivamente apoyados por corridas de Modelos de Circulación General (MCG). Estos modelos están basados en el mismo tipo de ecuaciones diferenciales no lineales que llevó a Lorenz a reconocer en 1961 que las predicciones del tiempo a largo plazo son imposibles por la extremada sensibilidad de la atmósfera a las condiciones iniciales. No es concebible que el "Efecto Mariposa" deba desaparecer cuando el rango de la predicción de unos pocos días es extendida a décadas y siglos.

Algunos climatólogos conceden que hay un problema. Schönwiese (1994) hace notar: "Consecuentemente, deberíamos llegar a la conclusión de que el cambio climático no puede ser predicho (por los MCG). Es correcto que los variados y complejos procesos en la atmósfera no pueden ser predichos más allá del límite teórico de un mes a través de cálculos paso a paso en los modelos de circulación, ni ahora ni tampoco en el futuro. Sin embargo existe la posibilidad de una predicción condicional. La condición es que un factor especial dentro de la compleja relación causa-efecto es tan fuerte que claramente domina a todos los otros factores. Además, el comportamiento de ese único y dominante factor causal tiene que ser predecible con certeza, o a un alto grado de probabilidad." Una mirada a la literatura muestra que estas condiciones no se cumplen. Más aún, existen dificultades técnicas y matemáticas. Peixoto y Oort (1992) comentan apropiadamente: "La integración de un modelo totalmente acoplado que incluya a la atmósfera, océano, tierras y criosfera con escalas de tiempo internos muy diferentes imponen dificultades casi insuperables para alcanzar la solución final, aún cuando todos los procesos fuesen completamente comprendidos."

De manera que no resulta sorprendente que los pronósticos válidos de MCG sean una especie rara. Las hipótesis del IPCC sobre el calentamiento global requieren que la radiación de onda larga al espacio se reduzca a causa de la acumulación de gases de invernadero. En realidad, los satélites han observado una tendencia al incremento de la radiación de onda larga en los trópicos durante las últimas dos décadas (Wielicki et al., 2002). Los MCG predicen mayores aumentos de temperatura con el aumento de la distancia desde el Ecuador, pero las observaciones no muestran un cambio neto en las regiones polares durante las últimas cuatro décadas (Comiso, 2000; Przybylak, 2000; Venegas and Mysak, 2000). De acuerdo a los datos más reciente, la Antártida se ha enfriado de manera considerable (Doran et al., 2002) en vez de haberse calentado.

De fundamental importancia es la discrepancia entre los pronósticos de los MCG y observaciones como la evaporación. Aún si las consideraciones teóricas del IPCC fuesen correctas, el CO2 podría manejar sólo 0.88°C de calentamiento para dentro de más de un siglo. Esta pequeña cantidad de calentamiento, sin embargo, aumentaría la evaporación en la superficie y elevaría la concentración de vapor de agua, por lejos el más poderoso gas de invernadero en la atmósfera. De acuerdo a los modelos climáticos, esta realimentación positiva causaría un calentamiento mucho más grande que sólo el CO2 y otros débiles gases de invernadero. De manera que es crucial para las hipótesis de calentamiento del IPCC que la observación muestre una disminución de la evaporación en el Hemisferio Norte durante los últimos 50 años, en lugar de su pronosticado aumento (Roderick and Farquhar (2002). Hay muchos otros puntos, pero irían mucho más allá del marco de este estudio.

11. Perspectiva

No necesitamos esperar hasta el 2030 para ver si la predicción del próximo Mínimo Gleissberg es correcta. Mucho antes de alcanzar el punto más bajo del desarrollo, debería hacerse manifiesta una tendencia declinante en la actividad solar y las temperaturas globales. El actual ciclo 23 de manchas solares, con su actividad considerablemente más débil, parece ser la primera indicación de la nueva tendencia, especialmente porque fue pronosticada en base a los ciclos de movimientos del Sol hacen ya dos décadas. En cuanto a la temperatura, sólo los períodos de El Niño deberían interrumpir la tendencia hacia abajo, pero hasta los Niños podrían hacerse menos frecuentes y fuertes. El resultado de este ulterior pronóstico climático a largo plazo, basado únicamente en la actividad solar puede considerarse como una lápida para las hipótesis del IPC sobre el calentamiento inducido por el hombre.


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Simkin,

Tu si que te lo curras tio
La verdad esq yo ya había oído hablar de esto de que se acercaba otra "edad de hielo" y que se iba a conjelar toda la mitad norte de España o no se que milongas...
Ahora parece que tenía fundamento científico.
Gracias x esas "ampliaciones de conocimientos" que nos haces tio

gracias.... es que por la tarde estoy ocioso.... (shhhhhh !!!!) en la oficina

jejejeje

a ver si luego tengo tiempo y lo leo detenidamente , aunque ya lei muchas cosas, dicen que primero tendria que calentar el clima, derretir parte del polo por lo que la salinidad del mar descenderia lo cual iria enfriando el planeta...

Corrientes oceánicas y circulación termohalina

Las corrientes marinas juegan un papel esencial en la distribución latitudinal del calor. Gran parte del calor excedentario que se recibe en el Trópico —radiación solar entrante menos radiación infrarroja saliente — es transportado por mar hacia otras latitudes altas deficitarias en insolación, templando sus climas. Actualmente, en el área atlántica que queda al norte del paralelo 30 ºN, el calor traído por las aguas de la corriente del Golfo (Gulf Stream) y traspasado a la atmósfera (especialmente en forma de calor latente de evaporación) equivale al 30 % del calor aportado por la radiación solar recibida en esa área.


Traspaso medio de calor del mar a la atmósfera (en watios/metro cuadrado)
Transferencia media anual de calor en el Atlántico Norte del mar a la atmósfera (en watios/metros cuadrado)
La mayor transferencia de calor se produce mar adentro frente a la costa del nordeste de Estados Unidos (area roja). Se produce especialmente en invierno cuando sobre la cálida Corriente del Golfo (Gulf Stream) pasan masas de aire secas y frías procedentes del continente americano. La mayor parte del calor transferido lo hace en forma de calor latente de evaporación.
En algunas zonas costeras el traspaso de calor se realiza del aire hacia el océano (area azul). Esto ocurre por ejemplo en la costa de Terranova, en Canadá, bañada por la corriente fría del Labrador; también en la costa africana en donde es intenso el upwelling, o afloramiento en superficie de aguas frías profundas.
(fuente:"Climate System Modelling" de K. Trenberth)


El caudal hacia el norte de las aguas superficiales de la corriente del Golfo está compensado sólo en parte por el movimiento hacia el sur de la corriente fría de Portugal, de Canarias y de Labrador.



La corriente superficial dominante en el Atlántico Norte es la corriente cálida del Golfo (Gulf Stream) que avanza hacia el nordeste.
Su caudal al norte de Cuba es de unos 20 sverdrups (200 veces el caudal del Amazonas). Su influencia térmica llega hasta el Mar de Barents en el Artico, que gracias a ella permanece descongelado en su mayor parte durante todo el año.
En contraposición, las corrientes frías de Labrador y Canarias en superficie marchan hacia el sur y lo mismo hacen otras corrientes termohalinas (no representadas en este mapa) cuyas aguas profundas se forman en los giros subpolares,

Más relevante es la compensación ocasionada por corrientes profundas que se mueven hacia el sur desde el extremo norte del Atlántico, con lo que se forma una especie de cinta transportadora (conveyor belt) de corrientes superficiales hacia el norte y de corrientes profundas hacia el sur (el caudal suele venir definido en sverdrups, 1 Sv=1 millón de metros cúbicos por segundo).


Circulación termohalina en el Atlántico. La corriente superficial más importante circula hacia el norte (en rojo). El agua se hunde en los Mares Nórdicos y en el Mar de Labrador. Desde allí, el flujo en niveles intermedios y profundos transporta agua hacia el sur (en azul). Los caudales son enormes. Vienen dados en sverdrups (1 sverdrup = 1 millón de metros cúbicos por segundo). No se representa en la figura el hundimiento de agua en algunas zonas próximas a la Antártida (Mar de Wedell y Ross).

Esta cinta funciona de forma continua. El rodillo impulsor se encuentra en los Mares Nórdicos y en el Mar de Labrador, en donde el agua superficial, que viene del sur, se hunde y vuelve hacia el sur por las profundidades (MOC, meridional overturning circulation: circulación meridiana volteante).



salinidad y temperatura

La salinidad y temperatura del agua juegan un papel crucial en el funcionamiento del conveyor belt. Cuando las aguas transportadas por la corriente del Golfo llegan a los Mares Nórdicos, su temperatura media, que es de 10 ºC en el paralelo 50 ºN, pasa al cabo de unas semanas a ser solamente de unos 3ºC en el paralelo 65 ºN. Por enfriamiento y contracción térmica, el agua adquiere entonces una densidad alta y acaba hundiéndose, dejando espacio para la llegada de nuevo desde el sur del agua más caliente y menos densa que acarrea la corriente superficial.

El fenómeno de hundimiento por convección que se produce en aquellos mares septentrionales se intensifica al comienzo del invierno por el aumento de la salinidad. Ocurre que cada año, durante la formación de los hielos marinos en áreas subárticas, hay una suelta de sal y se forma, bajo la banquisa del hielo nuevo, una masa de agua fría y muy salada que se hunde y contribuye a la formación del agua profunda del Atlántico Norte.


En el Cretácico es probable que el agua profunda de los océanos se formase en áreas tropicales. Allí el agua se hundía por la fuerte salinidad que adquiría debido a la evaporación (algo semejante a lo que ocurre hoy, a pequeña escala, en el Mediterráneo).

Por el contrario, en la actualidad, casi toda el agua profunda de los océanos, mucho más fría, se forma en mares de latitudes altas, en donde el agua se densifica por la frialdad que adquiere al llegar allá y porque se saliniza al formarse el hielo estacional


El sistema de corrientes oceánicas, superficiales y termohalinas, no tiene la misma fuerza en el Océano Pacífico. Debido a estas diferencias de circulación, el Atlántico Norte es bastante más cálido y salado que el Pacífico Norte. Así, en la franja latitudinal 45ºN – 60ºN, el Atlántico Norte tiene una temperatura media superficial de 10ºC y una salinidad de 34,9‰, mientras que el Pacífico Norte tiene una temperatura de 6,7ºC y una salinidad de 32,8 ‰.

La alta salinidad del Atlántico se explica porque el volumen de agua evaporada supera ampliamente al volumen de agua aportado por las precipitaciones y las escorrentías de los ríos que desembocan en él. Por el contrario, en el Pacífico, los sistemas montañosos del oeste americano provocan lluvias abundantes y hacen de barrera a la penetración de la humedad en el continente. Así, el agua evaporada del Pacífico que los vientos del oeste llevan hacia Norteamérica, produce copiosas lluvias costeras y vuelve a ese océano sin apenas penetrar en el continente americano. Por el contrario, en Europa no existen esas barreras topográficas y gran parte de la humedad atlántica, que los vientos del oeste traen a Europa, se aleja en gran medida hacia Asia y no es recuperada por el océano Atlántico.


Salinidad en la superfice marina expresada en gramos de sal por kilogramo de agua. La mayor salinidad del Atlántico se explica porque el volumen de agua evaporada supera ampliamente al volumen de agua aportado por las precipitaciones y las escorrentías de los ríos que desembocan en ese océano. Por el contrario, en el Pacífico, los sistemas montañosos del oeste americano provocan lluvias abundantes y hacen de barrera a la penetración de la humedad en el continente. Así, el agua evaporada del Pacífico que los vientos del oeste llevan hacia Norteamérica, produce copiosas lluvias costeras y vuelve a ese océano sin apenas penetrar en el continente americano. En Europa no existen esas barreras topográficas y gran parte de la humedad atlántica, que los vientos del oeste traen a Europa, se aleja en gran medida hacia Asia y no es recuperada por el océano Atlántico.

Además, otro motivo de la mayor salinidad del Atlántico Norte es que el agua evaporada en la región anticiclónica subtropical, que se extiende de las Bermudas a las Azores, es traspasado en gran medida al Pacífico, llevado por los vientos alisios tropicales que atraviesan el istmo de Panamá. La evaporación en el Atlántico y el trasvase atmosférico del vapor hacia el Pacífico, hace que aumente la salinidad de las aguas tropicales atlánticas.



corrientes profundas
El volumen de la masa de agua profunda que se produce en el Mar de Labrador y en los Mares Nórdicos, que suele ser denominada con el acrónimo NADW (North Atlantic Deep Water, agua profunda del Atlántico Norte) es enorme . Su caudal, o ritmo de producción, es de unos 13 Sv (1Sverdrup = 1 millón de metros cúbicos por segundo), equivalente a setenta veces el caudal del Amazonas en su desembocadura. Dentro de la NADW puede distinguirse una NADW inferior, más profunda, originada esencialmente en los Mares Nórdicos e inicialmente muy fría, y otra superior, en aguas intermedias, proveniente del Mar de Labrador y sur de Groenlandia, algo más cálida.

El caudal principal de esta corriente profunda NADW avanza hacia el sur por la zona occidental del océano Atlántico y cruza el Ecuador hasta llegar a la Antártida. Desde allí penetra en el Indico y posteriormente se extiende por las profundidades del inmenso Pacífico. Para una molécula de agua que realice el viaje completo antes de aflorar en superficie la travesía puede durar mil años.

También se forma agua profunda, más fría que la del hemisferio norte, en los mares de la plataforma de la Antártida, especialmente bajo las banquisas del mar de Wedell y del mar de Ross. Todos los inviernos, los fuertes vientos catabáticos que salen del continente empujan mar adentro a los hielos que se van formando en la costa. De esta manera, en las zonas costeras que quedan temporalmente libres de hielo, llamadas polynyas, se renueva continuamente un proceso de congelación, lo que permite que al final de cada temporada la suma del hielo formado en esos lugares haya sido superior a los 10 metros, frente a solamente 1 metro mar adentro. La sal rechazada saliniza el agua muy fría de la costa, la densifica, y forma una masa de agua profunda todavía más densa que la NADW. Es la llamada AABW (Antarctic Bottom Water), agua de fondo de la Antártida, que en su traslación por las profundidades hacia el norte llega hasta una latitud de unos 40ºN, y lo hace metiéndose en cuña por debajo de la NADW.


También se forma agua profunda, más fría que la del hemisferio norte, en los mares de la plataforma de la Antártida, especialmente bajo las banquisas del mar de Wedell y del mar de Ross
Todos los inviernos, los fuertes vientos catabáticos que salen del continente empujan mar adentro a los hielos que se van formando en la costa. De esta manera, en las zonas costeras que quedan temporalmente libres de hielo, llamadas polynyas, se renueva continuamente un proceso de congelación.
La sal rechazada por el hielo saliniza el agua muy fría de la costa, la densifica, y forma una masa de agua profunda todavía más densa que la de las profundidades del Artico. Es la llamada AABW (Antarctic Bottom Water), agua de fondo de la Antártida, que en su traslación por las profundidades hacia el norte llega hasta una latitud de unos 40 ºN, y lo hace metiéndose en cuña por debajo de la NADW (North Atlantic Deep Water), procedente del norte
fuente: Angela Colling, "Ocean Circulation", The Open University, 2002


Las estimaciones del caudal de la AABW varían entre 2 Sv y 9 Sv, si bien en épocas más frías podía llegar hasta los 15 Sv. Según Broecker existe una conexión entre la producción de NADW en los Mares Nórdicos y la producción de AABW en la Antártida, de tal forma que cuando una aumenta, la otra disminuye, y viceversa. De todas formas este esquema de la circulación oceánica es aún más complicado, porque, aparte de estas masas de aguas, NADW y AABW, existen otras corrientes de aguas intermedias que también pueden formar sus propios circuitos y jugar un papel importante en los cambios climáticos.

corrientes superficiales

En el ecuador, para compensar el flujo de 13 Sv de la NADW que lo cruza hacia el sur, existe en sentido contrario, de sur a norte, y en superficie, la corriente costera del norte de Brasil, NBCC, que aporta un caudal similar de 13 Sv a la corriente del Golfo. Este flujo que llega del hemisferio sur se junta con el flujo tropical de 7 Sv que viene del este — que gira alrededor del anticiclón de las Azores—, con lo que el caudal total de la corriente del Golfo al norte de Cuba alcanza los 20 Sv.

Así como existen zonas en donde el agua superficial se hunde, existen también, aunque se localizan de forma más difusa, zonas de afloramiento (upwelling) de aguas profundas que suben hasta la superficie. Estas áreas se situan en zonas de divergencia de aguas superficiales, por lo que son reemplazadas por aguas ascendentes profundas. Una extensa zona de upwelling es la franja ecuatorial del Pacífico Oriental, en donde el agua superficial, movida por los alisios, tiende a diverger hacia el norte y hacia el sur, dejando un hueco que es rellenado por aguas ascendentes más frías ("La Niña" ...).

También se producen afloramientos en las costas en donde las aguas superficiales, por efecto de los vientos y de la rotación terrestre, tienden a alejarse mar adentro. Ocurre esto especialmente en los cuatro márgenes orientales de las cuencas océanicas del Atlántico (norte y sur) y del Pacífico (norte y sur). A lo largo de estas costas los afloramientos dan lugar a la aparicion de corrientes de aguas frías (Canarias y Benguela, en el Atlántico; California y Humboldt, en el Pacífico). Algunos análisis de sedimentos oceánicos muestran que estos afloramientos se intensificaron a comienzos del Pleistoceno, cuando el cierre del istmo de Panamá reorganizó las corrientes oceánicas, lo que quizás tuvo influencia en el enfriamiento cuaternario.

debilitamiento durante las glaciaciones

Cada vez está más claro que un debilitamiento de la corriente del Golfo, provocado a su vez por un debilitamiento de todo el sistema de corrientes termohalino intensificaba los cambios climáticos en todo el Atlántico, y probablemente en todo el globo.

Parece probable que durante las glaciaciones y los períodos más fríos del Pleistoceno la circulación termohalina perdía fuerza al fallar el mecanismo de hundimiento del agua en los Mares Nórdicos, motivado por la disminución de la salinidad de las aguas superficiales. Entonces, al norte del paralelo 50ºN, la cinta transportadora se trababa y no funcionaba, o bien lo hacía con menor intensidad. De todas formas, incluso en los períodos más fríos de las glaciaciones, la formación de hielo invernal permitía que se mantuviese siempre en el Atlántico Norte una cierta producción de agua profunda.


Ultima Glaciación. Diferencias de la circulación termohalina (conveyor belt) en el Atlántico en los estadiales fríos (izquierda) y en los interestadiales cálidos o episodios Dansgaard-Oeschger(derecha) (trazo rojo: circulación superficial; trazo morado: circulación profunda; trazo blanco: frente polar oceánico).

En los interestadiales cálidos (episodios Dansgaard-Oeschger) y, sobre todo, en los interglaciares, la circulación se recuperaba temporalmente con toda su fuerza. Por lo tanto, en un ciclo oscilante se pasaba de una vigorosa producción de agua profunda NADW durante los interglaciares a una mucho más débil producción durante los períodos fríos de las glaciaciones.



En las épocas frías probablemente fallaba la producción de NADW inferior, la que tiene su origen en los Mares Nórdicos, pero más al sur seguiría produciéndose NADW superior, que no circulaba por el fondo sino por un nivel intermedio. En compensación por la debilidad de la NADW, la corriente de agua profunda procedente de la Antártida, AABW, llegaba bastante más al norte que hoy día.


Corte vertical esquematico de las aguas y corrientes profundas en el Atlantico en la actualidad. En el circuito termohalino el agua superficial se hunde en las latitudes altas. En las cercanías del Artico se forma la masa de agua denominada NADW (North Atlantic Deep Water) y en las cercanías de la Antártida la masa de agua, aún más densa, denominada AABW (Antarctic Bottom Water)

De todas formas, esta teoría oscilatoria no deja de tener sus problemas. Uno de ellos es que las aguas tropicales, según la última termometría de los corales, también se enfriaron bastante, unos 5ºC grados, en el Ultimo Máximo Glacial, lo cual no casa bien con el parón de las corrientes superficiales en el Atlántico. En efecto, ya que el Trópico es una zona de divergencia de calor, que se escapa hacia latitudes más altas, si durante la glaciación la divergencia oceánica era menos intensa, parece que las aguas tropicales no deberían haberse enfriado. A no ser que el enfriamiento se produjese por un mayor afloramiento de aguas profundas más frías, motivado por unos alisios más intensos.

Antón Uriarte



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Dios q ociosoooo

Consecuencias del calentamiento global sobre la circulación oceánica

Es muy probable que el calentamiento global tenga serios efectos sobre los océanos. Sabemos que el dióxixo de carbono se disuelve más fácuilmente en agua fría que en agua caliente, por lo que, de entrada, un calentamiento general disminuirá la capacidad del océano para captar dióxido de carbono de la atmósfera y facorecerá el efecto invernadero. El aumento de temperaturas también aumentará el flujo de agua dulce en los océanos en latitudes altas, los modelos sugieren que esto se debe al aumento de lluvias en latitudes medias y altas y el deshielo de los casquetes polares. Además las temperaturas cálidas provocan la expansión del agua, lo que, unido con el agua del deshileo, provocará un aumento del nivel del mar que provocará serias inundaciones.


1. Hace unos 13000 años terminó la última glaciación y la TIerra se volvió más cálida. este calentamiento aument´el flujo de agua dulce en el Océano Atlántico al derretirse los hielos. La circulación oceánica se frenó y la región del Atlántico Norte se volvió fría otra vez. Los aportes de agua dulce frenaron una vez que todo el hielo se había derretido y la circulación oceánica se reanudó. Esto produjo un rápido (en términos geológicos) aumento de la temperatura ya que el agua templada de los trópicos pudo volver fluir hasta las costas del Norte de Europa.

La circulación del océano es muy sensible a la cantidad de agua dulce que entra en el sistema. El agua dulce controla la densidad del agua salada y por lo tanto la capacidad del agua de hundirse al enfriarse. Si el agua es demasiado dulce, el enfriamiento no la hará lo suficientemente densa como para que se hunda hasta el fondo oceánico. Si el gua no se hunde en las altas lattitudes, el viento será la única fuerza de movimiento de la corriente del golfo y la circulación global se verá frenada.

Tenemos algunas evidencias de que la corriente termohalina ha dejado de funcionar en algunos momentos en el pasado. El calentamiento posterior a la última glaciación hace 15000 años derritió los casquetes polares que cubrían Norte América y aumentó el aporte de agua dulce al Atlántico Norte. Esto redujo la salinidad del agua, impidiendo su hundimiento y frenando la formación de aguas profundas. Existe evidencia de que esto produjo la parada de la corriente termohalina, frenó la corriente del Golfo y con ello el transporte de calor hacia el Norte de Europa. Así se interrumpió el calentamiento del final de la última glaciación.

El estudio de las capas los casquetes polares y los sedimentos del fondo oceánico muestran que la temperaturaen el Noroeste de Europa descendió unos 5ºC en sólo unas décadas, devolviendo a la región del Atlántico Norte a las condiciones glaciares. Esta etapa de la historia se conoce como el periodo frío Dryas reciente. También tenemos evidencia de que la circulación oceánica está cambiando ahora debido al calentamiento global. Las observaciones muestran que el Atlántico Norte está disminuyendo la salinidad de forma constante durante los últimos 40 años

Intentar predecir el impacto del calentamiento global requiere el uso de modelos de ordenador extremadamente complejos que siempre incluyen presunciones sobre condiciones futuras que no pueden ser comprobadas adecuadamente. El resultado son modelos con predicciones muy diferentes. Lagunos predicen que el calentamiento global llevará a un debilitamiento de la corriente termohalina durante este siglo pero que no se frenará completamente, otros en cambio predicen esta parada producida por el deshielo y aportes de agua dulce a los océanos. Por ello es difícil predecir cómo será el clima en caso de que la circulación oceánica cambiase.


2. Nueve modelos de predicción estiman resultados completamente diferentes para el cambio producido en la circulación oceánica como consecuencia del calentamiento global. Algunos modelos prevén un cambio mínimo en la formación de aguas profundas a altas latitudes y por lo tanto un cambio mínimo de la circulación termohalina. Otros, sin embargo, estiman que el calentamiento global reducirá enormemente la formación de aguas profundas. la unidad de medida que se utiliza es el Sverdrup (Sv) que mide el volumen de agua que se mueve por unidad de tiempo. 1 Sv es un millón de metros cúbicos de agua movíendose en un segundo. El peor caso estimado significaría un descenso de 15 Sv en el flujo de las aguas superficiales hacia el fondo en el Atlántico Norte para el año 2100, reduciendo así enormemente la circulación termohalina.

Los modelos complejos estiman un enfriamiento de unos 2ºC sobre la mayor parte de Europa como consecuencia de la reducción del transporte de calor desde el Caribe al debilitarse la corriente del Golfo.


3. Esta imagen muestra como las temperaturas del aire también cambiarán en caso de que la corriente termohalina cambie o simplemente pare. La mayoría de los modelos utilizados sugieren que las temperaturas en el Norte de Europa descenderán al disminuir el aporte de calor que supone la corriente del Golfo desde las latitudes tropicales.

El imapcto del calentamiento inducido por los gases de efecto invernadero debe ser añadido a todo esto para conseguir una buena predicción del clima. Se prevé un aumento generalizado de las temperaturas en el mundo, sin embargo, la mayoría de los modelos coinciden en que sobre Europa, las temperaturas no cambiarían o cambiarían muy poco debido al colapso de la circulación termohalina. Además de este ligero calentamiento también se prevé un clima más húmedo y tormentoso, aunque prever dónde y cuándo serán estas tormentas es más complicado. Así que todavía necesitamos mejores observaciones y modelos más realistas para reducir la incertidumbre de lo que pasará en el futuro con nuestro clima.

vaya tres ladrillitos que os he puesto... sobre todo el primero,
venga a estudiar, en la primera quedada EXAMEEEEEN !!!

jajaja

haré q me caigo en la llegada del telesilla xa alegar que se me ha olvidado del golpe...