Oficialmente ya ha llegado La Niña al océano Pacífico ecuatorial

Ya lo dijimos en este blog: Finalizado El Niño y tras la gota fría en otoño (de 2009), se esperaba que en agosto (de 2010) empiece La Niña [7 Julio 2010]. Ahora ya es oficial. Ya ha llegado La Niña según la NOAA (US National Oceanic and Atmospheric Administration). Las temperaturas de la superficie del océano Pacífico ecuatorial son ahora mismo entre 1’3 y 1’8 ºC más frías que la media. Los modelos teóricos predicen que La Niña persistirá al menos hasta la primavera de 2011. Nos lo ha contado Adam Mann, “Return of La Niña. As El Niño’s cooler sister rolls round again, Nature probes the environmental pros and cons,” News: Briefing, Nature, Published online 16 September 2010.

¿Cómo afecta el fenómeno de La Niña? En España, prácticamente no se nota, pero América Latina sufrirá sus consecuencias, sobre todo porque se espera que el fenómeno sea bastante fuerte durante este otoño/invierno. Los efectos más devastadores de La Niña son la sequía en América del Sur y el incremento de los huracanes en el Golfo de México. Chile podría sufrir una gran sequía, que también podría afectar a ciertas zonas agrícolas de Argentina y Brasil (e incluso de India y el centro de Estados Unidos). Los cultivos más afectados serán el maíz, la caña de azúcar, el café y la soja. No habrá sequía en toda América del Sur. Ciertas zonas de Brasil, Perú, Ecuador y Bolivia podrían sufrir lluvias torrenciales e inundaciones.

Desde este blog deseamos que este año las previsiones de los modelos climáticos se equivoquen y La Niña no provoque grandes devastaciones de las regiones más pobres de Latinoamérica.

Por cierto, en este blog ya hemos hablado de ENSO (El Niño-Oscilación del Sur) en varias ocasiones, por ejemplo, en “El fenómeno de El Niño/La Niña influye a través de la estratosfera en toda la atmósfera,” 13 Noviembre 2009, y en “Los efectos impredecibles del cambio climático: El Niño y La Niña,” 26 Diciembre 2008.

Finalizado El Niño y tras la gota fría en otoño, se espera que en agosto empiece La Niña

Hace un año, en julio de 2009, recordábamos que oficialmente “El Niño” había llegado, y nos preguntábamos si ¿habría durante otoño “gota fría” en la costa mediterránea? Como todos ya sabéis, sobre todo los alicantinos, el año pasado sí hubo gota fría. En septiembre de 2009, Alicante sufrió la mayor “gota fría” de los últimos 12 años. Eso sí, los 80 litros por metro cuadrado registrados en la ciudad de Alicante durante cuatro horas fueron una minucia comparados con los 270 caídos en doce horas en septiembre de 1997, en unas inundaciones que causaron cinco muertos y cuantiosos daños materiales en la ciudad. “La DANA (Depresión Aislada en altos Niveles Atmosféricos) consiste en una borrasca cuya región central se encuentra sensiblemente más fría que la periferia. Las borrascas, en general, se forman al nivel del mar y, poco a poco, se van desarrollando en niveles más altos pero el proceso en las DANA (gotas frías) no es el mismo. Estas se originan en alturas comprendidas entre los 5000 y los 9000 m, aproximadamente, (en niveles en los que la presión oscila entre los 500 y los 300 mb) y se van desplazando hacia abajo hasta alcanzar, aunque no siempre, el nivel del mar.” Más información en el blog de José Antonio Maldonado, “La DANA o gota fría,” El Blog de Maldonado, 14 sep. 2009. Como todo buen hombre del tiempo, Maldonado afirmaba que “existe actualmente riesgo potencial” y el 15 de septiembre “La DANA (o “gota fría”) se ha ido desplazando desde Francia hacia el suroeste; ni que decir tiene que es complicado saber con certeza como se va a comportar, pero el riesgo de chubascos intensos existe.”

El último informe semanal sobre el estado de ENSO (visto aquí) parece indicar que el episodio de El Niño del año pasado está en sus fases finales y va a comenzar un episodio de La Niña (la anomalía térmica está en -0.6 °C esta semana y la pasada estuvo en -0.5 °C, el umbral para las condiciones de La Niña). La media del trimestre abril, mayo y junio ha sido de +0.3 °C, por debajo del umbral que define las condiciones para El Niño, +0.5 °C. Por ello, todo indica que el último episodio de El Niño que empezó en el trimestre mayo-junio-julio de 2009 ha finalizado en el trimestre marzo-abril-mayo de 2010. El anuncio oficial del inicio de La Niña de este año, si no revierte la situación, que todo es posible, se hará a principios de septiembre, una vez el trimestre junio-julio-agosto haya finalizado con una media por debajo del umbral de La Niña.

Las causas de la elevación del nivel del océano y sus efectos

El calentamiento global causa que el nivel del mar se eleve debido a dos factores: que el hielo en las plataformas continentales se derrite y que el agua del océano se expande al calentarse. La contribución relativa de ambos factores es muy difícil de medir. Anny Cazenave, del Laboratorio para Estudios en Geofísica, Oceanografía y Espacio (LEGOS), en Toulouse, Francia, y sus colaboradores [1] lograron medir ambos procesos de forma separada gracias a los datos gravitatorios de los satélites GRACE y a los registros de temperaturas oceánicas obtenidas por la red de boyas Argo. La expansión térmica del agua del océano se ha reducido recientemente y ha contribuido sólo a una elevación de 0,3 mm. por año del nivel del mar durante los años 2003 a 2008. Durante dicho periodo, el hielo continental derretido ha contribuido a una elevación de unos 2 mm. por año. Estos datos son preocupantes, ya que un review reciente de la misma autora [2] nos indica que en el periodo 1993–2007, la contribución de la expansión térmica fue del 30% y la del deshielo continental del 55% (en el último lustro ha pasado a ser del 80%). Estos datos parecen indicar que el deshielo de las regiones continentales se está acelerando alarmantemente.

El estudio de la variación del nivel del mar en el pasado es complejo. Se cree que en los últimos milenios su tasa de crecimiento era de unos pocos centímetros por siglo. Sin embargo, en los últimos decenios ha crecido hasta una tasa de varias decímetros por siglo [3]. Los modelos parecen indicar que seguirá creciendo. ¿Hay que preocuparse? Se estima que durante el s. XXI el nivel global medio del oceáno crecerá menos de un metro, sin embargo, la variación regional de este nivel puede alcanzar varios decímetros. La figura del mapa que acompaña esta entrada [2] muestra tasa media de cambio del nivel del mar entre octubre de 1992 y mayo de 2007 obtenida a partir de medidas de altimetría mediante satélites. Los datos muestran una gran variabilidad espacial, hay regiones incluso en las que el nivel del océano está decreciendo. Se cree que la contribución dominante en la distribución espacial de estos cambios es la expansión térmica del océano que está controlada por la distribución de la temperatura en función de las grandes corrientes oceánicas y su dinámica [2]. Por si te lo preguntas, se estima que el error en esta figura es (probablemente) menor de 2 mm./año.

Las regiones más afectadas del planeta debido a la subida del nivel del mar serán los grandes deltas. Muchos de ellos están densamente poblados por habitantes del tercer mundo que se dedican fundamentalmente a la agricultura. Sus habitantes sufrirán inundaciones y fuertes pérdidas económicas conforme el mar vaya ganando terreno. James P. M. Syvitski de la Universidad de Colorado y sus colaboradores [4] han estudiado los 33 deltas más importantes del mundo con objeto de determinar los efectos que están sufriendo y sufrirán en el próximo futuro debido al efecto conjunto del cambio climático y de la degradación de los mismos por las actividades humanas. El 85% de estos deltas ya han sufrido inundaciones severas en la última década que han provocado la inmersión temporal de 260.000 km2. El panorama que dibujan para lo que resta de s. XXI es bastante pesimista [5]. Más de 500 millones de personas viven en los deltas de grandes ríos o en sus proximidades. Los sedimentos depositados por los ríos en estas regiones las hacen muy productivas para la agricultura. El cambio climático las convierte en zonas de alto riesgo. Un riesgo que se ha acrecentado debido a las actividades humanas.

Para acabar, hoy estoy un poco pesimista, aquí tenéis la evolución del nivel global del océano entre 1800 y 2100 a partir de observaciones (para los s. XIX y XX) y proyecciones gracias a modelos (s. XXI) [2]. La región sombreada en rosa son proyecciones “optimistas” (del IPCC 2007) y la región sombreada en celeste proyecciones “pesimistas”. La pena es que incluso las proyecciones “optimistas” son bastante pesimistas.

[1] A. Cazenave et al., “Sea level budget over 2003–2008: A reevaluation from GRACE space gravimetry, satellite altimetry and Argo,” Global and Planetary Change 65: 83-88, January 2009.

[2] Anny Cazenave, William Llovel, “Contemporary Sea Level Rise,” Annual Review of Marine Science 2: 145-173, January 2010 [el DOI todavía no funciona].

[3] Glenn A. Milne et al., “Identifying the causes of sea-level change,” Nature Geoscience, Advance online publication, 14 June 2009 [postprint gratis].

[4] James P. M. Syvitski et al., “Sinking deltas due to human activities,” Nature Geoscience 2, 681-686, 20 September 2009.

[5] “World’s River Deltas Sinking Due To Human Activity, Says New Study,” ScienceDaily, Sep. 21, 2009.

El fenómeno de El Niño/La Niña influye a través de la estratosfera en toda la atmósfera

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A todos nos sorprende el efecto mariposa en la predicción meteorológica, pero a los expertos les sorprende más que el fenómeno de la Oscilación del Sur de El Niño (ENSO) no se limite a la capa inferior de la atmósfera (troposfera) sino que esté conectado con la estratosfera y a través de ella con toda la atmósfera terrestre en su conjunto. Una influencia que parece muy remota pero que ha sido evidenciada gracias a la correlación entre las fluctuaciones de la capa de ozono y las variaciones de temperatura en el Oceáno Pacífico asociadas a ENSO por el Dr. Randel y sus colegas. Los óvalos naranjas corresponden a anomalías positivas y los azules a valores negativos. Estas anomalías no sólo están concentradas en los trópicos y latitudes medias, sino que se extienden hasta las regiones árticas durante el invierno. Las flechas azules representan ondas térmicas que desde la troposfera alcanzan la estratosfera produciendo un proceso de ruptura (similar a la ola que rompe en la playa) que es un motor fundamental en la circulación térmica en toda la estratosfera. Nos lo cuenta Elisa Manzini, “Atmospheric science: ENSO and the stratosphere,” Nature Geoscience 2: 749-750, 2009, quien se hace eco del artículo técnico de William J. Randel, Rolando R. Garcia, Natalia Calvo, Dan Marsh, “ENSO influence on zonal mean temperature and ozone in the tropical lower stratosphere,” Geophys. Res. Lett. 36: L15822, 2009 [versión gratis en la web del primer autor].

El estudio de Randel et al. se ha beneficiado de que estudios anteriores no encontraran ninguna asociación entre ENSO y la estratosfera debido a que las erupciones volcánicas de El Chichón (1982) y el Pinatubo (1991), que ocurrieron durante la fase caliente de ENSO, enmascararon sus efectos sobre la troposfera. Los datos más recientes muestra claramente la correlación entre la temperatura troposférica debida a ENSO y la concentración de ozono estratosférica. Los autores han utilizado el modelo por ordenador de la química del ozono y los gases de efecto invernadero acoplados a la atmósfera global llamado WACCM (Whole Atmosphere Community Climate Model) desarrollado por la NCAR. Con dicho programa han analizado la dinámica de la atmósfera entre 0 y 140 km de altitud forzada con la variabilidad de temperaturas superficiales debidas a ENSO. Los resultados muestran una clara correlación entre ambos mediada por la tropopausa, la capa que separa troposfera y estratosfera.

La crisis afecta a las boyas oceanográficas que predicen El Niño en el Pacífico

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La crisis afecta a todos, sobre todo a las empresas científicas a largo plazo que se realizan sin el amparo de los grandes medios. A quién le preocupa el estado de salud de las boyas oceanográficas que se encuentran desplegadas a lo largo del Ecuador en el oceáno Pacífico. Muchas han dejado de funcionar y de ofrecer los datos necesarios para predecir el fenómeno de El Niño de este año. Cuesta sólo 1 millón de dólares anuales mantener y reparar las boyas. Sin embargo, no se ha hecho este año pasado. La NOAA (US National Oceanic and Atmospheric Administration) ha planificado el flete de un barco para arreglarlas. Sin embargo, ya es tarde y las predicciones sobre la intensidad de El Niño de este año se van a resentir. La mitad de las 14 boyas entre las longitudes 95° oeste y 110° oeste han dejado de transmitir en los últimos 8 meses. Las boyas afectadas estudian la termoclina de 20º C que alrededor de los 140 m. de profundidad define la frontera entre el agua caliente de la superficie del mar y las aguas profundas más frías. Las oscilaciones periódicas de esta termoclina está directamente relacionadas con la magnitud de los fenómenos de El Niño y La Niña. En agosto, la NOAA predijo un El Niño suave para este año (según las lecturas de las boyas aún en funcionamiento). Sin embargo, los modelos teóricos predicen uno mucho más intenso. ¿Quién tendrá la razón? Nadie lo sabe. Nos lo cuenta Naomi Lubick, “Buoy damage blurs El Niño forecasts. Missing data from the eastern Pacific Ocean may hinder predictions of this year’s event,” Nature 461: 455 (24 September 2009).

Oficialmente “El Niño” ya ha llegado, ¿habrá este otoño “gota fría” en el costa mediterránea?

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La correlación entre la llamada “gota fría” en la costa mediterránea española y el fenómeno climatológico llamado el “El Niño” es baja (un 0.4) salvo cuando hay una Oscilación Decenal del Pacífico (PDO) caliente. El año pasado comenzó un periodo PDO frío. Así que este año no se prevee una “gota fría” fuerte, crucemos los dedos, ya que en estas cosas, ya se sabe, nunca se sabe. La estadística juega muchas veces malas pasadas. La correlación entre ENSO y PDO fue publicada en Davide Zanchettin, Stewart W. Franks, Pietro Traverso, Mario Tomasino, “On ENSO impacts on European wintertime rainfalls and their modulation by the NAO and the Pacific multi-decadal variability described through the PDO index,” International Journal of Climatology 28: 995 – 1006, 13 Aug 2007.

Oficialmente, el fenómeno climatológico de El Niño comenzó hace un par de semanas (tras tres meses mostrando una anomalía de +0.5 °C en el océano Pacífico ecuatorial) [ppt/pdf]. El fenómeno climatológico cuasi-periódico más energético del mundo, también llamado ENSO (Oscilación Austral El Niño), que alterna entre El Niño (periodos cálidos), periodos de calma, y La Niña (periodos fríos). El Niño es un fenómeno considerado caótico (determinista) y por tanto impredecible. ¿Por qué es (casi) imposible preveer el fenómeno de El Niño/La Niña? Técnicamente ENSO es un oscilador no lineal con dos estados estables (atractores), las fases fría y caliente, y una transición caótica. Algo parecido, que me perdonen los expertos, al efecto mariposa en el atractor de Lorenz. Que transita de una “ala” de la mariposa a otra de forma impredecible.

Las consecuencias de El Niño son tan impredecibles como el mismo fenómeno en sí. Por ejemplo, influye en el número de ciclones tropicales en el Atlántico. La semana pasada se publicó en Science un artículo que trataba de mejorar la predicción de estos ciclones dividiendo el periodo de ENSO como El Niño en dos fases: calentamiento del este del Pacífico (eastern Pacific warming, EPW) y calentamiento del centro del Pacífico (central Pacific warming, CPW). El primero (EPW) es prácticamente indistinguible de El Niño “clásico,” sin embargo, el segundo (CPW) no es igual que “EL Niño” aunque ha sido confundido con él en el pasado. Los autores, Kim et al., han encontrado que el número de ciclones crece en los periodos CPW (igual que ocurre cuando se produce La Niña), al contrario que cuando se produce El Niño. Además, CPW es mucho más fácil de predecir que El Niño. Por ello, este nuevo descubrimiento mejora la predictibilidad de ciclones asociados a la oscilación ENSO. Nos lo contó Greg J. Holland, “Predicting El Niño’s Impacts,” Science 325: 47, 3 July 2009, sobre el artículo técnico de Hye-Mi Kim, Peter J. Webster, Judith A. Curry, “Impact of Shifting Patterns of Pacific Ocean Warming on North Atlantic Tropical Cyclones,” Science 325: 77-80, 3 July 2009.

Ver la televisión es malo para los niños, fabricar televisores es malo para el clima

La fabricación de televisores de pantalla plana requiere el uso del gas trifluoruro de nitrógeno (NF3), que es un potente gas de efecto invernadero. Desafortunadamente, en el Protocolo de Kyoto de 1997 no se incluyó la regulación de sus emisiones ya que entonces sus emisiones eran extremadamente pequeñas. Ahora, que casi todo el mundo quiere un pantalla de TV plana tipo LCD y otros dispositivos portátiles, el problema del NF3 empieza a preocupar a los científicos (LCD making worse for environment than coal? ; Climate risk from flat-screen TVs ; Here’s a New Climate Change Culprit: Flat-Screen TVs ; y muchas otras).

¿Quién quiere “atacar” a los fabricantes de TV de LCD? ¿Los fabricantes de TV de plasma?

El estudio de Michael J. Prather and Juno Hsu, “NF3, the greenhouse gas missing from Kyoto,” GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 35, L12810, 2008 , nos recuerda que la vida media del NF3 en la atmósfera es de 550 años y que el número de toneladas emitidas en 2008 (valor estimado) es de 4000 (toneladas métricas), lo que, por sus efectos, equivale a una emisión de 67 millones de toneladas de CO2. El potencial como gas de invernadero del CO2 es igual a 1, el potencial del metano es de 25 y el potencial del NF3 es de 17.200 (increíble). Al menos así lo justifican ciertos estudios científicos, como J. I. Robson et al., “Revised IR spectrum, radiative efficiency and global warming potential of nitrogen trifluoride,” Geophys. Res. Lett., 33, L10817, 2006 .

¿Quién quiere “atacar” a los fabricantes de TV de LCD? ¿Los fabricantes de TV de plasma?

¿Para qué se usa el  NF3 en la industria? Como nos indica en su post “Nitrogen trifluoride as an anthropogenic-greenhouse-forcing gas,” Luke Weston, July 3, 2008 , el NF3 es utilizada en la técnica de deposición química por vapor (chemical vapor deposition, CVD) en la industria de semiconductores. Es utilizado en otros procesos industriales (como ciertos tratamientos del silicio policristalino) ya que permite reemplazar a ciertos perfluorocarbonos que son gases de invernadores aún más potentes (es decir, se usa para reducir las emisiones). No hay nada específico en las pantallas planas de LCD que haga que su fabricación sea más productora de este gas que la fabricación de cualquiera otros componentes en la industria de semiconductores.  

El trifluoruro de nitrógeno se utiliza para la fabricación de todos los dispositivos que contengan semiconductores (esencialmente, toda la tecnología electrónica moderna), desde el ordenador con el que lees esto, hasta tu televisor de LCD, paneles solares, o teléfonos móviles (celulares).

El trifluoruro de nitrógeno se utiliza como gas de efecto invernadero menos peligroso que otros gases de efecto invernadero, como los compuestos perfluorocarbonados. ¿Quién quiere “atacar” a los fabricantes de TV de LCD? ¿Los fabricantes de TV de plasma?