Pronóstico Climático Hasta el 2030
David Archibald
Summa Develpment Ltd., Perth, Australia
ABSTRACTO
Nuestro pronóstico para las temperaturas medias globales para el 2030 han sido actualizadas por la progresión del Ciclo Solar 23 y la contribución que hará el CO2 antropogénico en la atmósfera. El largo creciente del Ciclo Solar 23 apoya la visión de que el ciclo Solar 24 será débil, y como consecuencia un aumento en la certeza de que se producirá una disminución global de la temperatura media en el rango de 1 a 2ºC para el período pronosticado. El aumento proyectado de 40 ppm en el dióxido de carbono atmosférico hacia el 2030 se estima que contribuirá con un 0,04ºC en la temperatura media global. La contribución humana al cambio climático en el período previsto será insignificante en relación a la variación cíclica natural.
INTRODUCCIÓN
Existen numerosas correlaciones publicadas sobre la actividad solar del pasado y el registro climático. Estos estudios incluyen correlaciones del registro de las edades de hielo con el isótopo 10Be y un deta-llado trabajo sobre los registros de temperatura del Siglo 20 realizado por Friis-Christensen y Lasse (1991) [2]. Estos estudios muestran que el clima de la Tierra se mueve en ajustada relación con la actividad solar. Una cantidad de físicos solares están ahora prediciendo también la futura actividad del Sol, con algunas de estas predicciones extendiéndose más allá del 2100.
Archibald (2006) usó la calibración provista por el trabajo hecho sobre el registro histórico para hacer una predicción de la respuesta del clima global a los Ciclos Solares 24 y 25. La conclusión de dicho estudio fue que las bajas amplitudes proyectadas para estos dos ciclos solares, hechas por una cantidad de físicos solares de elevada reputación, resultará en una declinación global de la temperatura atmosférica en el orden de los 2ºC. Esta respuesta de la empratura será similar a la ocurrida durante el Mínimo Solar Dalton, desde 1796 a 1820, un período bien documentado de la manera en que las bajas amplitu-des de los ciclos 5 y 6 causaron una baja temperatura global.
Progresión del ciclo Solar 23
La duración promedio del ciclo solar es de 10,7 años. El Ciclo solar 23 comenzó en Mayo 1996, subiendo hasta un pico de 120,9 manchas en Abril 2000. Para que el ciclo solar 23 tuviese la duración promedio de 10,7 años, el Ciclo Solar 24 debería haber comenzado en Enero de 2007. Las primeras manchas en el Sol aparecen usualmente a más de 20º de latitud en la superficie del Sol. De acuerdo con los dos últimos dos ciclos solares, las primeras manchas aparecen de 12 a 20 meses antes del inicio del nuevo ciclo. Aparte del unos pocos dipolos magnéticos sin manchas de sol, no se han registrado hasta la fecha ninguna mancha solar de polaridad inversa con una latitud de más de 20º sobre el ecuador solar. Esto significa que el ciclo solar está aún, cuando menos, a un año de distancia, o sino la “regla de las obser-vaciones” está equivocada.
Los ciclos solares grandes llegan usualmente temprano, y los ciclos solares cortos lo hacen tarde. Si la “regla de la observación” de relación entre la primera mancha de sol del nuevo ciclo y su temporalidad se mantienen firmes, entonces el Ciclo Solar 23 será de por lo menos 12 años de longitud. También se desprende de ello que mientras más sea la demora hasta el mes del mínimo solar, más débil será la amplitud del ciclo Solar 24.
Friis-Chrsitensen y Lassen (1991) encontraron que durante el período entre 1850 y 1990 el largo del ciclo solar se correlaciona mejor con la temperatura que con la amplitud del ciclo. Esto fue confirmado por los datos de las temperaturas en Armagh, Irlanda, según Butler y Johnston (1996) [3], que demostraron una fuerte correlación de 0,5ºC en la temperatuira media anual por cada año de largo del ciclo solar.
Figura 1: La transición del Ciclo 22 al Ciclo 23
Datos provistos por J, Janssens, Sección Solar de Bélgica
El mínimo solar es el punto más bajo en el solapado entre las manchas solares del ciclo viejo y las manchas de sol de alta latitud con polaridad inversa del nuevo ciclo. Esto está ilustrado en la Figura 1 mostrando la transición del Ciclo Solar 22 al Ciclo solar 23.
Amplitud del Ciclo Solar 24
La figura 2 ilustra el rango de predicciones de la amplitud del Ciclo Solar 24 entre los físicos solares. Actualmente existen 24 predicciones publicadas, de las cuales 7 han sido seleccionadas para esta figura. La predicción más alta es provista por Dikpati (2006) [4] y la más baja por Clilverd (2006) [5]. Schatten (2004) [6] tiene el registro más largo en predicciones de la amplitud de ciclos solares, usando la fuerza de los campos magnéticos polares del Sol en un modelo de dínamo solar.
La importancia del significado de esta amplitud de los valores predictivos es que equivale a un rango de 2,0ºC en las temperaturas medias globales. Este rango es significativo en términos del observado aumento de 0,6ºC en la temperatura media global durante el siglo 20. El pronóstico de Dikpati de 175 manchas es similar al pico del Ciclo Solar 19 de 190 manchas en 1957. El final de loa años 50 fue un período de elevadas temperaturas antes de los 20 años de enfriamiento de mediados de la década del 70, que fue causado por le débil ciclo solar 20. El pronóstico de Clilverd de 42, si se realizara, sería el más bajo de los últimos 300 años.
Figura 2: predicciones de la amplitud del Ciclo solar 24
Efectos del Aumento del CO2 Atmosférico Sobre la Temperatura
La tasa de crecimiento anual del dióxido de carbono atmosférico durante los últimos 30 años es de 1,7 partes por millón (ppm). Del actual nivel de 376 ppm se proyecta un aumenta hsata 420 ppm para el año 2030. Usando le programa MODTRANS existente en la Universidad de Chicago, en la figura 4 se muestra la relación existente entre el contenido de dióxido de carbono y el aumento en la temperatura media global.
Figura 4: Aumento de la Temperatura Atmosférica por cada 20 ppm de Aumento del Dióxido de Carbono.
El proyectado aumento de 40 ppm reduce la emisión desde la estratosfera al espacio desde 279,6 watt/m2 a 279,2 watt/m2. Usando la respuesta de la temperatura demostrada por Sherwood Idso (1998) [7] de 0,1º C por watt/m2, esta diferencia de 0,4 watt/m2 equivale a un aumento de la temperatura de la atmósfera de 0,04º C. El efecto del dióxido de carbono sobre la temperatura es logarítmico y por ello la sensibilidad climática disminuye con el aumento de la concentración de CO2. Las primeras 20 ppm de dióxido de carbono tienen un mayor efecto sobre la temperatura que las siguientes 400 ppm. Aumentar el contenido del CO2 en otras 200 ppm hasta llegar a las 620 ppm, proyectadas para el año 2150, resultará en un aumento ulterior de 0,16º C de la temperatura media global.
El aumento proyectado a 620 ppm es probable que se logre si la expansión económica de China sigue durante los próximos 10 años al mismo ritmo que lo hizo durante los pasados 10 años. La Figura 5 muestra las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera de los Estados Unidos, Australia, y China, con datos históricos hasta 2005 y una proyección hasta 2020. Las emisiones chinas, que se calculaban que sobrepasarían a las de Estados Unidos en 2009 lo hicieron en realidad en el mes de Abril de 2007. Las emisiones de CO2 per cápita de los tres países serán iguales para el 2020.
Figura 5: Emisiones de CO2 a la Atmósfera Estados Unidos, China y Australia para el Período 1906 a 2020 Centro de Análisis de la Información del Dióxido de Carbono, Departamento de Energía, Estados Unidos.
Referencias
Archibald, D. 2006, Solar Cycles 24 and 25 and Predicted Climate Response Energy and Environment, 17, 29-38.
Friis-Christensen, E. and K.Lassen 1991, Length of the solar cycle: an indicator of solar activity closely associated with climate, Science, 254, 698-700.
Butler, C. J. and D.J.Johnston., 1996, A provisional long mean air temperature series for Armagh Observatory. J. Atmos. Terrestrial Phys., 58, 1657-1672.
Dikpati, M., G. de Toma and P.A.Gilman 2006, Predicting the strength of solar cycle 24 using a flux-transport dynamo-based tool Geophysical Research Letters, 33, L05102
Clilverd, M., E.Clarke, T.Ulrich, H.Rishbeth and M.J.Jarvis 2006, Predicting Solar Cycle 24 and beyond, Space Weather, 4, S09005
Schatten, K.H. and W.K.Tobiska 2003, Solar Activity Heading for a Maunder Minimum?, Bulletin of the American Astronomical Society, 35 (3), 6.03
Idso, S. 1998, CO2-induced global warming: a skeptic's view of potential climate change Climate Research, 10, 69-82.
Por: David Archibald
Summa Develpment Ltd., Perth, Australia
fuente:
David Archibald
Summa Develpment Ltd., Perth, Australia
ABSTRACTO
Nuestro pronóstico para las temperaturas medias globales para el 2030 han sido actualizadas por la progresión del Ciclo Solar 23 y la contribución que hará el CO2 antropogénico en la atmósfera. El largo creciente del Ciclo Solar 23 apoya la visión de que el ciclo Solar 24 será débil, y como consecuencia un aumento en la certeza de que se producirá una disminución global de la temperatura media en el rango de 1 a 2ºC para el período pronosticado. El aumento proyectado de 40 ppm en el dióxido de carbono atmosférico hacia el 2030 se estima que contribuirá con un 0,04ºC en la temperatura media global. La contribución humana al cambio climático en el período previsto será insignificante en relación a la variación cíclica natural.
INTRODUCCIÓN
Existen numerosas correlaciones publicadas sobre la actividad solar del pasado y el registro climático. Estos estudios incluyen correlaciones del registro de las edades de hielo con el isótopo 10Be y un deta-llado trabajo sobre los registros de temperatura del Siglo 20 realizado por Friis-Christensen y Lasse (1991) [2]. Estos estudios muestran que el clima de la Tierra se mueve en ajustada relación con la actividad solar. Una cantidad de físicos solares están ahora prediciendo también la futura actividad del Sol, con algunas de estas predicciones extendiéndose más allá del 2100.
Archibald (2006) usó la calibración provista por el trabajo hecho sobre el registro histórico para hacer una predicción de la respuesta del clima global a los Ciclos Solares 24 y 25. La conclusión de dicho estudio fue que las bajas amplitudes proyectadas para estos dos ciclos solares, hechas por una cantidad de físicos solares de elevada reputación, resultará en una declinación global de la temperatura atmosférica en el orden de los 2ºC. Esta respuesta de la empratura será similar a la ocurrida durante el Mínimo Solar Dalton, desde 1796 a 1820, un período bien documentado de la manera en que las bajas amplitu-des de los ciclos 5 y 6 causaron una baja temperatura global.
Progresión del ciclo Solar 23
La duración promedio del ciclo solar es de 10,7 años. El Ciclo solar 23 comenzó en Mayo 1996, subiendo hasta un pico de 120,9 manchas en Abril 2000. Para que el ciclo solar 23 tuviese la duración promedio de 10,7 años, el Ciclo Solar 24 debería haber comenzado en Enero de 2007. Las primeras manchas en el Sol aparecen usualmente a más de 20º de latitud en la superficie del Sol. De acuerdo con los dos últimos dos ciclos solares, las primeras manchas aparecen de 12 a 20 meses antes del inicio del nuevo ciclo. Aparte del unos pocos dipolos magnéticos sin manchas de sol, no se han registrado hasta la fecha ninguna mancha solar de polaridad inversa con una latitud de más de 20º sobre el ecuador solar. Esto significa que el ciclo solar está aún, cuando menos, a un año de distancia, o sino la “regla de las obser-vaciones” está equivocada.
Los ciclos solares grandes llegan usualmente temprano, y los ciclos solares cortos lo hacen tarde. Si la “regla de la observación” de relación entre la primera mancha de sol del nuevo ciclo y su temporalidad se mantienen firmes, entonces el Ciclo Solar 23 será de por lo menos 12 años de longitud. También se desprende de ello que mientras más sea la demora hasta el mes del mínimo solar, más débil será la amplitud del ciclo Solar 24.
Friis-Chrsitensen y Lassen (1991) encontraron que durante el período entre 1850 y 1990 el largo del ciclo solar se correlaciona mejor con la temperatura que con la amplitud del ciclo. Esto fue confirmado por los datos de las temperaturas en Armagh, Irlanda, según Butler y Johnston (1996) [3], que demostraron una fuerte correlación de 0,5ºC en la temperatuira media anual por cada año de largo del ciclo solar.
Figura 1: La transición del Ciclo 22 al Ciclo 23
Datos provistos por J, Janssens, Sección Solar de Bélgica
El mínimo solar es el punto más bajo en el solapado entre las manchas solares del ciclo viejo y las manchas de sol de alta latitud con polaridad inversa del nuevo ciclo. Esto está ilustrado en la Figura 1 mostrando la transición del Ciclo Solar 22 al Ciclo solar 23.
Amplitud del Ciclo Solar 24
La figura 2 ilustra el rango de predicciones de la amplitud del Ciclo Solar 24 entre los físicos solares. Actualmente existen 24 predicciones publicadas, de las cuales 7 han sido seleccionadas para esta figura. La predicción más alta es provista por Dikpati (2006) [4] y la más baja por Clilverd (2006) [5]. Schatten (2004) [6] tiene el registro más largo en predicciones de la amplitud de ciclos solares, usando la fuerza de los campos magnéticos polares del Sol en un modelo de dínamo solar.
La importancia del significado de esta amplitud de los valores predictivos es que equivale a un rango de 2,0ºC en las temperaturas medias globales. Este rango es significativo en términos del observado aumento de 0,6ºC en la temperatura media global durante el siglo 20. El pronóstico de Dikpati de 175 manchas es similar al pico del Ciclo Solar 19 de 190 manchas en 1957. El final de loa años 50 fue un período de elevadas temperaturas antes de los 20 años de enfriamiento de mediados de la década del 70, que fue causado por le débil ciclo solar 20. El pronóstico de Clilverd de 42, si se realizara, sería el más bajo de los últimos 300 años.
Figura 2: predicciones de la amplitud del Ciclo solar 24
Efectos del Aumento del CO2 Atmosférico Sobre la Temperatura
La tasa de crecimiento anual del dióxido de carbono atmosférico durante los últimos 30 años es de 1,7 partes por millón (ppm). Del actual nivel de 376 ppm se proyecta un aumenta hsata 420 ppm para el año 2030. Usando le programa MODTRANS existente en la Universidad de Chicago, en la figura 4 se muestra la relación existente entre el contenido de dióxido de carbono y el aumento en la temperatura media global.
Figura 4: Aumento de la Temperatura Atmosférica por cada 20 ppm de Aumento del Dióxido de Carbono.
El proyectado aumento de 40 ppm reduce la emisión desde la estratosfera al espacio desde 279,6 watt/m2 a 279,2 watt/m2. Usando la respuesta de la temperatura demostrada por Sherwood Idso (1998) [7] de 0,1º C por watt/m2, esta diferencia de 0,4 watt/m2 equivale a un aumento de la temperatura de la atmósfera de 0,04º C. El efecto del dióxido de carbono sobre la temperatura es logarítmico y por ello la sensibilidad climática disminuye con el aumento de la concentración de CO2. Las primeras 20 ppm de dióxido de carbono tienen un mayor efecto sobre la temperatura que las siguientes 400 ppm. Aumentar el contenido del CO2 en otras 200 ppm hasta llegar a las 620 ppm, proyectadas para el año 2150, resultará en un aumento ulterior de 0,16º C de la temperatura media global.
El aumento proyectado a 620 ppm es probable que se logre si la expansión económica de China sigue durante los próximos 10 años al mismo ritmo que lo hizo durante los pasados 10 años. La Figura 5 muestra las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera de los Estados Unidos, Australia, y China, con datos históricos hasta 2005 y una proyección hasta 2020. Las emisiones chinas, que se calculaban que sobrepasarían a las de Estados Unidos en 2009 lo hicieron en realidad en el mes de Abril de 2007. Las emisiones de CO2 per cápita de los tres países serán iguales para el 2020.
Figura 5: Emisiones de CO2 a la Atmósfera Estados Unidos, China y Australia para el Período 1906 a 2020 Centro de Análisis de la Información del Dióxido de Carbono, Departamento de Energía, Estados Unidos.
Referencias
Archibald, D. 2006, Solar Cycles 24 and 25 and Predicted Climate Response Energy and Environment, 17, 29-38.
Friis-Christensen, E. and K.Lassen 1991, Length of the solar cycle: an indicator of solar activity closely associated with climate, Science, 254, 698-700.
Butler, C. J. and D.J.Johnston., 1996, A provisional long mean air temperature series for Armagh Observatory. J. Atmos. Terrestrial Phys., 58, 1657-1672.
Dikpati, M., G. de Toma and P.A.Gilman 2006, Predicting the strength of solar cycle 24 using a flux-transport dynamo-based tool Geophysical Research Letters, 33, L05102
Clilverd, M., E.Clarke, T.Ulrich, H.Rishbeth and M.J.Jarvis 2006, Predicting Solar Cycle 24 and beyond, Space Weather, 4, S09005
Schatten, K.H. and W.K.Tobiska 2003, Solar Activity Heading for a Maunder Minimum?, Bulletin of the American Astronomical Society, 35 (3), 6.03
Idso, S. 1998, CO2-induced global warming: a skeptic's view of potential climate change Climate Research, 10, 69-82.
Por: David Archibald
Summa Develpment Ltd., Perth, Australia
fuente: