sábado, 5 de abril de 2014

La desaparición de la capa de hielo del Ártico


(foto: NASA Goddard Space Flight Center)





















Es una obviedad que el sistema de calefacción de nuestro mundo es el sol. Que el calentamiento se produce en el hemisferio diurno y la necesaria refrigeración en el nocturno, y que la rotación permite la oscilación relativamente suave de las temperaturas sin que ninguno de los dos fenómenos alcance límites intolerables para la vida.

Este asador de pollos a la velocidad justa y con equilibrio justo del calor entrante y saliente hace que el ave terrestre se ase suave y armoniosamente. ¡Menos mal!

Pero el equilibrio se puede producir a diferentes temperaturas. Avivar el fuego más o menos no está en nuestras manos, depende del sol y ahí no podemos intervenir. Oraciones de los creyentes aparte, no está en nuestras manos que nuestro pollo se queme o se quede crudo por esta razón.

Claro que el pollo puede calentarse más o menos si lo embadurnamos con una salsa más o menos oscura. Nunca hice la prueba, porque no me parece una combinación apetitosa, pero seguramente se nos quemará si lo bañamos en tinta de calamar.

El color más o menos oscuro de nuestro planeta modifica la radiación que se refleja directamente al espacio. Se llama albedo al porcentaje de radiación que una superficie refleja respecto a la que incide sobre ella. Las superficies claras tienen valores de albedo superiores a las oscuras, y las brillantes más que las mates. El albedo medio de la Tierra es del 37-39 % de la radiación que proviene del Sol.

Un planeta más brillante sería mucho más frío, y uno más oscuro mucho más caliente.

He aquí una tabla de albedos para distintas coberturas superficiales:

Albedos % de luz reflejada
Nieve reciente 86
Nubes brillantes 78
Nubes (promedio) 50
Desiertos terrestres 21
Suelo terrestre sin vegetación 18
Bosques (promedio) 8
Ceniza volcánica 7
Océanos 5 a 10
Sistema Solar (albedo medio)
Luna 7
Mercurio 6
Venus (atmósfera) 70
Tierra vista desde el espacio 37 a 39
Marte 15
Júpiter 41
Saturno 42
Urano 45
Neptuno 55
Sistema Solar otros
Encélado 99 (el mayor registrado)
Meteoroides 7
Fobos 6
Deimos 6
Cometa Halley 4
Extrasolares
TrES-2b 0,04 (el menor registrado)


Encélado



































La blancura de la nieve, más aún que las nubes, es uno de los factores importantes para el mantenimiento de la superficie terrestre a una temperatura confortable. Las glaciaciones fueron fenómenos en gran medida autoalimentados, pues a más hielo en la superficie más reflexión y menos retención del calor solar. Presumiblemente, el fenómeno llegó a niveles extremos en remotas épocas, ocasionando la congelación total de la superficie terrestre, llegándose a lo que se ha llamado Tierra bola de nieve, glaciación global o superglaciación.

El fenómeno inverso también puede producirse, con un calentamiento autopropulsado hasta límites intolerables. El tema es bien conocido y es uno de los preferidos por los apocalípticos, lo que no significa que sea para tomarlo a broma.

El agua es un gran regulador de las temperaturas, como sabemos quienes vivimos felizmente cerca del mar. Su elevado calor específico suaviza los cambios bruscos de temperatura:


Material
Calor específico
kcal/kg · °C
Agua
1
Acero
0,12
Tierra seca
0,44
Granito
0,2
Madera de roble
0,57
Ladrillo
0,20
Madera de pino
0,6
Piedra arenisca
0,17
Hormigón
0,16
Mortero de yeso
0,2
Tejido de lana
0,32
Poliestireno expandido
0,4
Poliuretano expandido
0,38
Fibra de vidrio
0,19
Aire
0,24

Más aún, en forma de hielo nos presta otro servicio: tiene una gran resistencia a cambiar de estado, de modo que la cantidad de calor que hace falta para fundir el hielo es la misma que se necesita luego para elevar su temperatura a casi 80 °C. Un poco más, y empieza a hervir...

Este calor latente, o calor de cambio de estado, es muy elevado. En términos sencillos, significa que durante el cambio de estado no se eleva la temperatura, y toda esa energía se está empleando en cambiar las relaciones entre las moléculas contiguas. Liberándolas de enlaces fijos entre ellas en la fusión, independizándolas por completo en la evaporación.

Mayor aún es el calor latente para esta última, pero maldita la gracia si llegamos a necesitar que la temperatura tarde en pasar de cien grados para sentirnos aliviados...
Calores de cambio de estado para el agua:
  • de fusión: 335,5 kJ/kg (79,7 kcal/kg) a 0 °C;
  • de evaporación: 2257 kJ/kg (539 kcal/kg) a 100 °C.

Está claro en este gráfico, con calor añadido creciente hacia la derecha y aumento de la temperatura hacia arriba: hasta que no se ha fundido todo el hielo, no varía la temperatura de ambas fases en contacto. En el otro cambio de fase, el agua permanece a cien grados hasta hervir totalmente.

Así que el efecto de la fusión de las masas de agua polares sería doblemente grave:
  • Disminución del albedo: calentamiento creciente
  • Fusión completa: calentamiento disparado
Dejo  a vuestra consideración lo que se dice en el artículo al que os remito, y del que copio algunos párrafos:


La desaparición de la capa de hielo del Ártico
Las consecuencias nos siguen aún pareciendo cosas de ciencia ficción
Truthout
( ...)

John Nissen es presidente del Arctic Methane Emergency Group, un conjunto de científicos y expertos cuya misión es advertir a la comunidad mundial de la crisis a que nos enfrentamos si se funde el hielo del Ártico. Estudió ciencias naturales en la Universidad de Cambridge y ahora estudia el ACD a tiempo completo, centrándose en el papel del hielo del mar Ártico dentro del sistema climático del planeta.

“El hielo marino del Ártico es vital para el sistema terrestre debido a su papel en el control de la temperatura, el clima y las corrientes del planeta”, dijo Nissen a Truthout. “Las corrientes cálidas de los océanos Atlántico y Pacífico desembocan en el Ártico y allí se hielan. El calentamiento extra de esas corrientes se traduce en una disminución del hielo marino con pérdida de albedo [reflejo solar] mientras el hielo marino es sustituido por aguas abiertas. Las aguas abiertas absorben el calor que se acumula y ayudan a que se derrita el hielo marino al año siguiente en un círculo vicioso de calentamiento y derretimiento.”

Nissen explicó que cuando el hielo marino no se forme ya durante el verano, se producirá una gran reducción de albedo. El calentamiento del Ártico, que está teniendo ya lugar al ritmo de un grado centígrado por década, se acelerará a un ritmo de varios grados centígrados por década a partir de ese momento.

Hay precedentes históricos de esta situación, como cuando en una década, al final del Joven Dryas, se produjo un calentamiento del Ártico de siete grados, un cambio climático abrupto que fue acompañado de un aumento de muchos metros del nivel del mar. El Joven Dryas es uno de los ejemplos comúnmente más utilizados de abruptos cambios climáticos de las condiciones climáticas de frío y sequía, y se produjo aproximadamente hace 12.800-11.500 años. Aunque hay muchas teorías, se piensa que los hechos fueron causados por el colapso de las placas de hielo de América del Norte.

(...)

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