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13. A vueltas con el clima, II

El sondeo de Vostok muestra una correlación positiva (R2 : 0,77) entre temperatura y CO2. En los últimos 400.000 años, cada vez que el clima terrestre se enfrió, el CO2 atmosférico disminuyó en proporción, y cuando el clima se calentó, también lo hizo el contenido en CO2 de la atmósfera. Esta evidencia incontestable es de signo contrario a la que cada año muestra que el calentamiento veraniego provoca una mayor actividad biológica y la disminución de CO2 en la atmósfera y los océanos.

Los calentólogos vieron la correlación de Vostok, le sumaron que el CO2 es un gas invernadero y concluyeron que el CO2 fue la causa del calentamiento. Es un error tan burdo que ahora tiene que costarles mucho recular. Lo que hicieron al ver que la relación era de signo opuesto fue trastocar también las variables dependiente e independiente de la correlación: hicieron de la causa efecto y del efecto hicieron su causa y su bandera: la causa del CO2.

Es muy fácil probar que en el sondeo Vostok el CO2 sigue a la temperatura y no al revés; lo haré más tarde, ahora vamos al meollo del asunto.

Y el meollo del asunto está en qué pensamos cuando decimos clima terrestre, porque lo que pensamos es clima atmosférico. Porque lo que se midió en Vostok y lo que nos congela hasta es tuétano es la temperatura del aire, no la de la Tierra, ni la de los mares. Quizá si fuésemos bacterias alimentándonos de los sedimentos del fondo del océano veríamos el clima terrestre de otra manera, pero el caso es que somos monos de los espacios abiertos abrasados por el sol, y aún en las cuevas en las que nos refugiamos de la noche es el aire tórrido o frío el que no nos deja dormir.

Y el caso es que la temperatura de la atmósfera es muy importante para nosotros, pero no es gran cosa para la Tierra. La capacidad calorífica del océano, con una masa 262 veces la de la atmósfera y un calor específico cuatro veces superior, es 1000 veces mayor. Esto significa que un enfriamiento del agua del mar de 0,01ºC podría aumentar la temperatura de la atmósfera 10 º C.

La transferencia de calor entre el océano y la atmósfera ocurre todos los días, y es la que crea las brisas marinas del mar a la tierra durante el día, y de noche de la tierra al mar. El efecto modulador del clima oceánico se nota en los relativamente suaves inviernos de las zonas costeras, en las lluvias extremas de los monzones o en las dislocaciones cálidas y húmedas de el Niño. Y es responsable de la sucesión de periodos glaciares e interglaciares.

El océano funciona como una gigantesca bomba de calor, una reserva de energía que acumula calor en los periodos cálidos y los cede a la atmósfera en los fríos. Esta es la base de los sistemas geotérmicos de calefacción de baja entalpía, y es la base de la máquina del clima terrestre.

El océano es también una bomba de CO2. Un tercio del CO2 antropogénico que emitimos se está acumulando en los mares. Aunque la solubilidad del CO2 disminuye al aumentar la temperatura, este efecto es subordinado a la diferencia de presiones parciales entre el océano y la atmósfera. La presión parcial gobierna los gases ideales y es función de la temperatura, pero en los gases reales de la atmósfera el equivalente de la presión parcial es la fugacidad del gas, en la que influyen la temperatura y otros factores del intercambio como la velocidad del viento. Este simple mecanismo físico es el que explica la transferencia de de CO2 entre la atmósfera y el océano y que regula su equilibrio conforme a la diferencia de temperaturas. Por mucho CO2 que emitamos a la atmósfera, en unos cientos de años la bomba oceánica se lo habrá tragado para volver al nivel de equilibrio.

Pero vamos al meollo del clima y dejemos por el momento el asunto menor del CO2. La base del clima terrestre es la relación entre el fogón solar y nuestra bomba geotérmica oceánica. La cuestión es ligar uno y otro. Lo haré para el registro de Vostok. No será tan aparente como los modelos del IPCC, pero es correcto, y cualquier puede hacerlo con una simple hoja de cálculo.

La radiación que recibe la Tierra del Sol está modulada por los ciclos orbitales terrestres. Son ciclos que con periodos de decenas de miles de años van modificando la excentricidad de la órbita o la inclinación del eje y alteran tanto la cantidad total de radiación recibida como su distribución, haciendo, por ejemplo, que las diferencias estacionales sean mayores y menores, al extremar o minimizar la insolación veraniega frente a la invernal. El caso es que la principal de estas oscilaciones tiene un periodo de 40.000 años, pero la historia climática de los últimos 400.000 años se acomoda más a una oscilación de 100.000. Para explicar este desparejamiento se han propuesto causas extraterrestres y terrestres, y entre ellas el efecto invernadero del CO2. Si establecemos la correlación directa entre radiación solar y temperatura, cualquier otro posible agente intermediario -extraterrestre o intraterrestre- será superfluo.

Empezamos por los datos de insolación, que en principio tienen bastante poco que ver con el registros de temperaturas de Vostok. Hago el ajuste con los datos de insolación de un punto situado a latitud 65 º del hemisferio norte, aunque cualquier otro punto serviría igual, pues su modulación es pareja. Los datos de radiación vienen por milenio, así que calculo la media de temperaturas para cada milenio en el registro de Vostok.

El paso siguiente es calcular el incremento de radiación en cada milenio. Tan solo hay que restar la radiación de un milenio a la del milenio siguiente. El valor es positivo cuando la radiación aumenta y negativo cuando disminuye. Y ahora, promediamos las temperaturas de las fases ascendentes (∆T>0) y descendentes de los ciclos (∆T<0), y lo hacemos milenio a milenio. Como estos semiperiodos oscilan entre 19 y 22 milenios, el promediado que hago a un semiperiodo medio de 20 milenios es algo pedestre, pero incluso así funciona. Como resultado, tenemos el ciclo promedio de temperaturas y radiación solar para los últimos 422.000 años.  

La fase de ascenso de la insolación a latitud 65º se corresponde con las temperaturas más bajas, y la fase de descenso de insolación coincide con las temperaturas altas. Pero no es determinante; para cada latitud las temperaturas altas y bajas coincidirán con una parte del ciclo de insolación solar. Por ejemplo, a 15º la fase ascendente coincidiría con las temperaturas altas, y la descendente con las bajas. Lo concluyente es que la relación entre la radiación solar y temperatura media de la Tierra está establecida, con los ramales de ascenso y descenso independientes y formando una curva cerrada, es decir, con estructura de ciclo.

Para medir la fortaleza estadística de la relación, compramos los valores del incremento de radiación media y la temperatura promedio. El valor de R2 es de 0,87. Pero además se puede advertir que los valores se distribuyen según dos correlaciones semejantes pero ligeramente desplazadas. Los valores de R2 de estas correlaciones son de 0,95 y 0,97, y se corresponden con la parte baja y alta del ciclo de radiación solar, es decir, con los semiperiodos de ascenso y descenso de las temperaturas.

A partir de las correlaciones establecidas, convertimos el ciclo de radiación en un ciclo de temperaturas, y lo superponemos a las temperaturas registradas en Vostok. El resultado es clarificador.

No hace falta modificar las condiciones químicas de la atmósfera y su capacidad invernadero, pues las variaciones cíclicas de la temperatura atmosférica se explican mediante transferencias de calor en el tiempo, exactamente como ocurre con las brisas, los mozones y el fenómeno de el Niño, solo que a una escala temporal mucho mayor, sobre un ciclo base de 40.000 años. Los interglaciares se sobreponen a algunos periodos cálidos del ciclo de temperaturas, mientras que las fases más frías coinciden siempre con los senos del ciclo de temperaturas calculadas. El proceso tiene la factura de los procesos estocásticos, y de hecho, se aprecia que en torno al periodo 7 hubo un cambio en la recurrencia del fenómeno interglaciar, que pasó de aparecer cada 2 periodos a cada 3. En esta última secuencia de tres periodos, durante el primero (3 y 6) la temperatura atmosférica se acomoda a la energía irradiada por el Sol, durante el segundo (2 y 5) la energía irradiada se transfiere al océano y es liberada en el tercero (4 y 1).