Canvi climàtic (i 7) – Conclusions

El clima està canviant?

El clima no ha deixat mai de canviar: en els darrers 420.000 anys si ha hagut quatre eres glacials, d’uns 100.000 anys de durada cadascuna, amb intervals càlids. Ara estem vivint el darrer d’aquests intervals, que va començar fa uns 15.000 anys. Aquest “estiu” que estem vivint s’ha d’acabar algun dia, i probablement serà seguit d’una altra era glacial.

A més, aquests darrers 15.000 anys “d’estiu” no han estat gens regulars: fa uns 12.000 anys, una onada de fred sec va fer que els homes, que eren pescadors i recol•lectors, inventessin l’agricultura i la ramaderia. Cap a l’any 2.200 abans de Crist, un canvi climàtic va arruïnar la primera ciutat que va existir: Ur, a la Mesopotàmia; aquest canvi de clima va ser produït per una enorme erupció volcànica. L’època romana va ser de clima més aviat temperat, que va durar fins a començament del segon mil•lenni. El període del 1300 al 1850 va ser un període fred. Els canvis de clima varen ser la causa de la desaparició de la civilització maia i de les dues edats fosques de l’imperi egipci. I així podríem continuar.


Es coneix el perquè d’aquests canvis de clima?

D’alguns, sí. Per exemple, dels deguts a fortes erupcions volcàniques. Pels canvis més profunds, en canvi, és molt complicat de determinar-ne la causa. Una variació mínima de l’angle d’inclinació del planeta o de la seva òrbita poden generar variacions colossals del clima. La radiació del sol pot variar: de fet, se sap que ha variat al llarg de milions d’anys.


I el canvi climàtic actual?

Hi ha una evidència de que la temperatura mitjana del planeta ha augmentat des de fa cent anys. Aquest augment ha estat relativament petit, de menys d’un grau. Per altra part, degut a la combustió creixent de combustibles fòssils, la concentració de CO2 ha augmentat. Com que el CO2 és un gas d’efecte hivernacle, és fàcil fer una correlació antre aquests dos fets.

El que és més complicat de contestar és la part de l’augment de temperatura degut a l’augment del CO2 i la part deguda a causes naturals, les de sempre.

Tenim una sèrie de coneixements preocupants, però també hi ha moltes coses que desconeixem. Aquestes coses que desconeixem poden ser bones o dolentes, no ho sabem. Ni sabem de quina manera poden influir en el canvi climàtic. Hem de ser molt prudents al interpretar el que coneixem. Sobre tot, hem de continuar investigant.


Per què, doncs, tot aquest enrenou, que ens venen com certeses?

Això forma part de la comunicació. Si no s’anuncien desgràcies no es ven. Si no s’anuncien desgràcies, ningú t’escolta. El que fa l’Al Gore, per a mi és exagerar. Es volen trobar notícies que impactin el personal sembrant terror per coses de les que no se’n està segur i que són a llarg terme.

Això no vol dir que tot sigui fals. Hi ha un problema del que desconeixem molts aspectes, però hi ha un problema que hem de tractar seriosament. El que sabem segur és que des de fa 150 anys hi ha hagut una emissió molt forta de CO2, i que la concentració d’aquest gas ha augmentat un 30 %, i que això és un augment molt important. Tot el que podem afirmar és que en el segle XX la temperatura ha augmentat entre mig i un grau. El que ve a dir l’IPCC és que en el segle XXI la temperatura, si seguim així, augmentarà, potser, un parell de graus més. I no podem afirmar res més. Tota la resta són conjectures més o menys gratuïtes.

En tot cas, és clar que el nostre consum d’energia depèn massa de les emissions de gasos d’efecte hivernacle. I tothom està d’acord en que aquestes emissions s’han de reduir.


I de la pujada del nivell del mar, que en dius?

S’han dit moltes coses. L’Al Gore parla d’un augment d’uns quants metres. Em sembla molt exagerat. Un 95 % de l’aigua continental gelada es troba a l’Antàrtida, i allà les temperatures estan baixant. I recordem que la fusió dels gels oceànics no fan pujar gens el nivell del mar. No hi ha cap certesa de que el nivell del mar pugi més de 30 a 40 centímetres els propers cinquanta anys. Després, ja es veurà més endavant, quan es tinguin més dades.


Com ens pot afectar la pujada de la temperatura de dos graus?

Depèn on ens situem. A Noruega, per exemple, estaran encantats. A Galícia, probablement també. I no oblidem que amb hiverns més suaus, es necessita menys calefacció i s’envia menys CO2 a l’atmosfera.

Les prediccions que es fan sobre la influència d’aquest possible augment de temperatura sobre els climes locals són molt poc fiables.


I davant aquestes incerteses, no és millor prendre mesures per prevenir, i dir que tot es presenta negre no és millor que dir que no hi ha cap problema?

Potser si, no ho sé. Però també podria ser pitjor el remei que la malaltia. Si es prenen decisions precipitades, degudes a estats emocionals causats per l’exageració, poden ser decisions equivocades. Un animal espantat no pensa, no fa res, corre i pren decisions que el precipiten cap al perill que vol evitar. Si la nostra societat s’espanta, podria fer el mateix.


I els que tenen certeses?

S’equivoquen. A la ciència no hi ha certeses, només hi ha probabilitats, no hi ha absoluts. En canvi, molts han convertit el canvi climàtic en un dogma, amb certeses absolutes: s’enganyen i enganyen al públic. Els ecologistes que defensen com científica la certesa que tenen saben, si són intel•ligents, que estan enganyant al públic.


Conclusió?

Ja ho he dit al principi: el clima canvia, i ho fa, en part, degut a l’augment de gasos d’efecte hivernacle. No sabem si aquesta part és o no majoritària, per desconeixement d’altres factors que també en podrien ser una causa important (la variació de la radiació solar en seria una, per exemple), i que han estat la causa d’una variació important del clima en temps històrics.

S’ha de continuar investigant per anar reduint les coses que desconeixem i que també poden influir sobre el clima.

Ens hem de preocupar per reduir els gasos d’efecte hivernacle en el nostre consum d’energia.

I, sobretot, no considerem tot el que ens diuen com un dogma. Hi ha encara molts punts foscos en aquesta nova religió.

En resum, hem d’aprendre a viure amb incerteses. Encara que a tots ens agradaria tenir certeses per prendre les bones decisions.

Ah, i llegiu la contra de la Vanguardia d'avui, on el Sr Brian Fagan diu coses molt interessants, algunes de les quals he reproduït més amunt. I si podeu, llegiu el seu llibre El llarg estiu. Es molt interessant, i és senzill de llegir.

Canvi climàtic (6) Els models matemàtics de predicció del clima

Introducció

“La naturalesa és massa complexa i depèn de processos massa complicats, poc coneguts i mesurats de manera poc rigorosa, perquè els models matemàtics que prediuen la seva evolució siguin fiables, tant si es tracta del moviment dels grans de sorra a la costa com els efectes de retroalimentació de la coberta de núvols sobre el canvi climàtic.”

Aquesta frase la podem trobar en un llibre molt interessant, escrit per un pare i la seva filla, titulat Why Environmental Scientists Can’t Predict the Future. Es tracta de Orrin H. Pilkey and Linda Pilkey-Jarvis, i el llibre ha estat editat per la Universitat de Columbia.

Els autors argumenten que la majoria dels models sobre l’evolució de la naturalesa i del medi ambient són pitjor que inútils, i proporcionen un fals sentit de seguretat i una confiança injustificada en els nostres coneixements científics.

Els qui hem tingut l’ocasió de treballar amb models d’aquest tipus sabem, per experiència, que les afirmacions dels autors dels llibres no són gens ni mica exagerades.


El model de l’escalfament degut als gasos d’efecte hivernacle

Ja hem dit en un altre capítol que el CO2 (i els altres gasos d’efecte hivernacle) només capten els raigs infraroigs d’una certa longitud d’onda, i que són una part relativament petita dels raigs infraroigs emesos per la superfície de la terra. Això vol dir que el seu efecte hivernacle va disminuint cada vegada que augmenta la seva concentració. Es a dir, que si les primeres cent parts per milió d’un gas d’efecte hivernacle retenen dos watts/m2, les cent següents en retindran, diguem, un o un i mig, i les cent següents només mig o tres quarts, etc. Es el que es diu un increment logarítmic, per contrapunt a un increment exponencial.

Si acceptem que el que diuen els experts de l’IPCC, trobem que, des del principi de l’era industrial:

- El CO2 ha passat de 280 a 380 ppm; aquest augment de 100 ppm ha provocat una retenció de 1,7 watts/m2.
- El metà ha passat de 0,7 a 1,8 ppm; aquest augment de 1,1 ppm ha provocat una retenció de 0,5 watts/m2.
- El NO2 ha passat de 0,27 a 0,32 ppm; aquest augment de 0,5 ppm ha provocat una retenció de 0,1 watts/m2
- Aquets augment de la retenció de calor per aquests tres gasos d’efecte hivernacle, que és de 2,3 watts/m2, ha causat un augment de temperatura de 0,7 ºC.

Actualment, el CO2 augmenta de 2 ppm per any aproximadament. Si suposem que aquest augment continuarà durant tot el segle, ens trobem que, l’any 2100, hi haurà 600 ppm de CO2 (+ 220). Els altres dos gasos, que tenen una durada de vida a l’atmosfera relativament curta, augmentaran relativament poc.

Tenint compte de que l’efecte d’aquests gasos sobre l’efecte hivernacle és del tipus logarítmic, aquest augment del CO2 tindrà un efecte que no és senzill de calcular, però que, segons els experts, serà el següent:

- segons Lindzen 0,64 ºC
- segons Kondratjew i Mosalenko 0,87 ºC
- segons Charnock i Shine, 1, 46 ºC

Ara bé, les previsions del IPCC són molt més pessimistes. Ens diuen que:

- en el cas que el CO2 augmenti a 600 ppm, la temperatura global augmentarà de 1,8 ºC
- en el cas que el CO2 augmenti a 700 ppm, la temperatura global augmentarà de 2,4 ºC
- en el cas que el CO2 augmenti a 800 ppm, la temperatura global augmentarà de 2,4 ºC
- en el cas que el CO2 augmenti a 850 ppm, la temperatura global augmentarà de 2,8 ºC
- en el cas que el CO2 augmenti a 1250 ppm, la temperatura global augmentarà de 3,4 ºC
- en el cas que el CO2 augmenti a 1550 ppm, la temperatura global augmentarà de 4,0 ºC

Perquè l’IPCC troba aquests valors?. Doncs perquè els seus experts es llancen a fer una sèrie de càlculs dits de “retroelimentació”. Es a dir, preveuen que si augmenta la temperatura de l’aire, la quantitat d’aigua evaporada dels mars augmentarà, es formaran més o menys núvols en funció d’aquest augment, la quantitat de vapor d’aigua a l’atmosfera augmentarà, fent-ho també el seu efecte hivernacle (recordem que l’efecte hivernacle del vapor d’aigua és més important que els dels altres gasos d’efecte hivernacle), etc, etc. Preveuen tota una sèrie d’esdeveniments dels que no se sap pas massa bé com evolucionaran en realitat. Totes aquestes previsions les converteixen en models matemàtics, que van calculant el que passarà, pas a pas. Si una sola d’aquestes previsions és errònia, l’error es va acumulant a cada pas del programa.

De vegades, els resultats d’aquests errors es van anul•lant. Però de vegades es van acumulant. Per això els experts del IPCC donen uns límits màxim i mínim al seu resultat. Així, pel cas d’una augment del CO2 a 600 ppm, donen un augment de temperatura mitjà de 1,8 ºC, amb un marge que va de 1,1 a 2,9 ºC.

Està clar que si ja hi ha discussions entre els que calculen quelcom de tan “senzill” com l’efecte del CO2 sobre la temperatura, i els resultats que ens donen varien tant, quina confiança podem tenir quan a aquest càlcul s’hi afegeixen les retroalimentacions? La resposta és que, al menys, hem de tenir dubtes raonables sobre les previsions del IPCC.

Quan, en els models del IPCC surt al final un augment de la temperatura que va de 1,8 a 4,0 ºC, és perquè a l’efecte directe del CO2 se li afegeix altres “forçaments” i retroalimentacions, a més de canvis circulatoris de les corrents marines que modifiquen la posició dels anticiclons, i de la disminució de la quantitat de CO2 que la terra i els oceans podran absorbir, i que aneu a saber si es compliran o no. No ho sabem nosaltres ni els experts.


El cas dels núvols

Una de les tantes coses que encara no s’entenen del tot és com es formen els núvols. Millor dit, com es forma cada tipus de núvol. Això depèn de molts factors, entre els que hi ha la concentració d’aerosols i la radiació còsmica.

Segons el tipus de núvol, pot ajudar a escalfar o a refredar la terra:

- Els núvols baixos i espessos i de temperatures càlides reflecten molta llum solar i emeten des del seu damunt una radiació infraroja important cap a fora. Per tant, refreden la superfície.
- Els núvols alts i fins, de petits cristalls de gel, són transparents a la radiació solar i la seva emissió cap a l’espai és petita perquè la seva superfície és molt freda. Per tant, augmenten la superfície de la terra.

Ni els experts del IPCC ni ningú és capaç avui dia de dir quin tipus de núvol es formarà amb més freqüència al canviar la temperatura de l’aire. Aquest és un dels fenòmens que poden generar més dubtes sobre la fiabilitat dels models en que es basen les previsions dels experts.

Canvi climàtic (5) Es fiable la mesura de les temperatures?

Es gairebé segur (encara que no del tot) que la temperatura global de la baixa atmosfera s’ha escalfat una mica durant els darrers cent anys. Més o menys 1ºC (en realitat, l’informe del IPCC ens diu que, des del 1906 al 2005 la tamparatura global mitja ha augmentat de 0,56 a 0,92ªC, el que ens dona una idea de la precisió d’aquesta mesura).

La temperatura mitjana de l’aire, durant tot el cicle anual, mesurada a dos metres sobre la superfície dels continents, només és d’uns 8,5ºC. Si tenim en compte també l’aire que es troba sobre dels mars i dels oceans, la temperatura mitjana de l’aire és llavors de 14ºC aproximadament. La pregunta que ens podem fer és la següent: són fiables aquestes mesures de temperatura? Probablement no del tot.


Com es calcula la temperatura global mitjana

Per calcular-la s’utilitzen registres d’uns 14.000 observatoris que s’han anat instal•lant des del segle XIX sobre la superfície de la terra, però fins a mitjans del segle XX la xarxa d’estacions no era pas gaire important, amb un feble nombre d’observatoris molt mal repartits geogràficament. Només les dades d’unes 1000 estacions comprenen tot el segle XX, i es localitzen gairebé totes en els territoris d’Europa i dels Estats Units. Hi pot haver, doncs, errades de càlcul quan s’extrapolen aquestes dades al conjunt de la superfície terrestre.

Es divideix tota la superfície terrestre en cel•les de 5º de longitud per 5º de latitud (la superfície de la península ibèrica queda doncs coberta per menys de 3 cel•les) i es calcula el valor mitjà de totes les estacions que es troben al interior de cada cel•la. La temperatura global es determina després fent la mitjana de totes les cel•les.

Hi pot haver també possibles errors deguts al canvi dels termòmetres d’un observatori, al canvi de la seva ubicació o de les tècniques de mesura de la temperatura. Per exemple, s’ha vist que el creixement d’arbusts a la vora d’alguns centres de mesura ha anat causant de mica en mica un refugi del vent i una modificació tèrmica al lloc de la instal•lació del termòmetre. La tendència de les mesures d’un observatori que es trobi en aquest cas no és gaire fiable.

Menys fiabilitat tenen les mesures de temperatura realitzades des de vaixells en mars i oceans, tant de l’aire com de l’aigua, degut a la manca de continuïtat de les mesures, a la cobertura poc nombrosa o a la diferència de les tècniques de mesura utilitzades pels diferents vaixells.


La influència de la urbanització en la mesura de les temperatures

Un altre factor d’incertesa del càlcul de les mitjanes globals i de la tendència de les temperatures és que moltes estacions meteorològiques es troben en zones urbanes, que es veuen afectades per l’efecte “illa de calor” típic de les ciutats, i que tenen una temperatura mitjana superior a la del seu entorn rural. A més, moltes estacions meteorològiques es varen edificar en zones rurals i ara es troben en zones urbanes, el que fa que la tendència de les temperatures mesurades per aquestes estacions sigui poc fiable.

S’han estudiat diverses maneres per corregir l’efecte de la urbanització sobre les tendències de les temperatures mesurades, però no és gens senzill el determinar l’escalfament causat per la urbanització i el saber determinar un índex de correcció adequat.

Es per això que, a més del mètode clàssic de mesura de les temperatures de superfície amb termòmetres, hi ha altres mètodes, més o menys precisos, que s’utilitzen per determinar les tendències de les temperatures.


Mesures des dels satèl•lits

Des del 1978, la NOAA mesura la temperatura de l’atmosfera mitjançant satèl•lits. Les mesures es basen an la captació de les microones de 60 gigahertz de freqüència que emet l’oxigen atmosfèric, i la intensitat de les quals depèn de la temperatura de l’aire. En realitat, no mesures el mateix que els termòmetres de la superfície, ja que aquests mesuren la temperatura de l’aire a dos metres de la superfície, mentre que els satèl•lits mesures la temperatura mitjana de les diferents capes de l’atmosfera.

El sistema de medició a base de satèl•lits té l’avantatge de comprendre la globalitat de la superfície terrestre, incloent-hi els oceans, i no només les regions on hi ha observatoris meteorològica. La resolució de les cel•les és també molt millor que la dels termòmetres de superfície, ja que cada cel•la és vint vegades més petita. Els inconvenients són que la sèrie de mesures només comprèn una mica menys de trenta anys, i que les modificacions de l’òrbita dels satèl•lits poden donar resultats que no són del tot fiables.

Quant als resultats obtinguts sobre les oscil•lacions interanuals amb els satèl•lits, es corresponen relativament bé amb les dels termòmetres de superfície. Però després de diferents correccions, la gràfica obtinguda amb els satèl•lits, la tendència a l’escalfament des de l’any 1978 és una mica més petita que la registrada pels termòmetres de superfície (veure les diferències a la figura, on els punts de les mesures termomètriques, en vermell, estan gairebé sempre per sobre de les dels satèl•lits, en blau, amb l’excepció notable del període del Niño de 1998)


Conclusions

- Sembla veritat que s’està produint un augment de les temperatures globals.

- Les imprecisions de la mesura d’aquest escalfament són molt importants, ja que van de un a dos.

- Amb aquestes imprecisions sobre el que està passant actualment, se’m fa difícil de tenir una fe cega en el què els programes de càlcul ens diuen que passarà d’aquí a cinquanta o a cent anys (per cert, en el proper capítol parlarem una mica d’aquests programes)

Canvi climàtic (4) Els gasos d’efecte hivernacle

Avui toca parlar dels gasos d’efecte hivernacle. El que en diuen el cor de la qüestió. Abans haurem de repassar alguns fenòmens físics, com són les radiacions i la opacitat dels gasos a certes radiacions.


Les radiacions

Els raigs X, la llum visible, la sensació de calor, són la mateixa i única cosa: radiacions que viatgen a 300.000 kilòmetres per segon. Què els diferencia? Doncs, molt senzill, la seva freqüència o, el que és el mateix, la seva longitud d’onda. A més freqüència correspon una longitud d’onda més petita, i també una energia més grossa. Els raig X, de longitud d’onda molt curta, tenen una gran energia, i poden travessar les parts toves de les persones i dels animals. Els raigs ultraviolats de petita longitud d’onda tenen una energia força important, tant, que són perillosos pels essers vivents.

Com a exemple, donarem les longituds d’onda d’algunes radiacions conegudes:

Raigs X – inferiors a una cent mil•lèsima de mil•límetre.

Raigs ultraviolats – d’una cent mil•lèsima de mil•límetre a 0,38 mil•lèsimes de mil•límetre.

Violeta – de 0,38 mil•lèsimes de mil•límetre a 0,42 mil•lèsimes de mil•límetre.

Blau - de 0,42 mil•lèsimes de mil•límetre a 0,50 mil•lèsimes de mil•límetre.

Verd - de 0,50 mil•lèsimes de mil•límetre a 0,56 mil•lèsimes de mil•límetre.

Groc - de 0,56 mil•lèsimes de mil•límetre a 0,63 mil•lèsimes de mil•límetre.

Taronja - de 0,63 mil•lèsimes de mil•límetre a 0,67 mil•lèsimes de mil•límetre.

Vermell - de 0,67 mil•lèsimes de mil•límetre a 0,75 mil•lèsimes de mil•límetre.

Infraroig - de 0,75 mil•lèsimes de mil•límetre a un mil•límetre.


La radiació que ens arriba del Sol, que és un astre que està a uns 6000º de temperatura, està formada per raigs de longitud d’onda més aviat petita, com correspon a una energia important (raigs ultraviolats, raigs visibles i raigs infrarojos, que tenen una longitud d’onda que va de 0,2 a 4 mil•lèsimes de mil•límetre).

La radiació emesa per la terra, en canvi, com que la terra està a uns 15º de temperatura, té una longitud d’onda més grossa, com correspon a una energia més petita (està situada tota a l’infraroig, amb unes longituds d’onda que van de 3 a 50 mil•lèsimes de mil•límetre).


La opacitat dels gasos a certes radiacions

Normalment, un gas és més o menys transparent. Quan un gas és travessat per un raig de radiacions, es produeix un fenomen curiós: el gas absorbeix els raigs d’una o de vàries longituds d’onda determinades, deixant passar les altres. El conjunt de longituds d’onda que són absorbides per un gas es denomina l’espectre d’absorció d’aquest gas. Podem veure alguns d’aquests espectres d’absorció a la part inferior del gràfic.

Així, podem veure que l’ozó absorbeix les radiacions que tenen una longitud d’onda entre 0,1 i 0,3 mil•lèsimes de mil•límetre. Això ens és molt útil, ja que d’aquesta manera estem protegits dels raigs ultraviolats més perillosos. A la figura es veu, en color vermell, la transmissió de la radiació solar a l’atmosfera: s’observa que els raigs ultraviolats de petita longitud d’onda han estat filtrats per l’ozó.

El CO2 absorbeix les radiacions de 2,5 mil•lèsimes de mil•límetre, les de 4 mil•lèsimes de mil•límetre i les que van de 13 a 18 mil•lèsimes de mil•límetre.

El vapor d’aigua absorbeix les radiacions de 1,5, de 2, de 3, les situades entre 6 i 8 mil•lèsimes de mil•límetre i les radiacions de més de 18 mil•lèsimes de mil•límetre.

El metà absorbeix les radiacions de 3 i de 8 mil•lèsimes de mil•límetre.

L’òxid nitrós absorbeix les radiacions de 4,5 i de 8 mil•lèsimes de mil•límetre.

Es a dir, que només una part de les radiacions emeses par la terra s’emet realment cap a l’espai. La resta és absorbida, principalment pel vapor d’aigua i pel CO2. Aquesta fracció que s’emet a l’exterior és de color blau a la figura, i es diu la finestra atmosfèrica.

Els diversos gasos d’efecte hivernacle tenen un efecte diferent: amb la mateixa quantitat de gas, el metà absorbeix 21 vegades més radiacions que el CO2.


L’efecte hivernacle

A l’atmosfera hi ha entre un 3 i un 4 % d’aigua. La resta de l’atmosfera està composta de:

Nitrogen = 79 %

Oxigen = 21 %

CO2 =0,037 %

Metà = 0,0018 %

La major part de l’efecte hivernacle és produït pel vapor d’aigua que hi ha a l’atmosfera. Després venen el CO2 i el metà (aquest aporta un efecte hivernacle deu vegades inferior al del CO2)

D’altra banda, ni el CO2 ni el metà de l’atmosfera són eterns. El CO2 desapareix al cap d’uns cent anys, i el metà al cap de 20 a 40 anys.

Sense gasos d’efecte hivernacle, el planeta Terra seria inhabitable. Les temperatures mitjanes no serien de 14 o 15º com ara, sinó molt més baixes: uns 18º sota zero. En efecte, a aquesta temperatura els cossos emeten 240 watts/m2 que, si ho recordem, és l’energia que la superfície de la terra rep del sol, un cop descomptem dels 342 watts/m2 que cada punt de la Terra rep del sol els 72 watts/m2 que són reflectits cap a l’espai exterior pels núvols i els 30 watts/m2 reflectits per la terra i el mar.

La quantitat de CO2 de l’atmosfera ha passat de 0,025 % abans del començament de l’era industrial al 0,037 % actual. Diuen els experts de l’IPCC que aquest augment ha estat la causa d’un augment de 1,7 watts/m2 de l’energia rebuda per la superfície de la terra. Però enlloc he pogut trobar el càlcul d’aquesta xifra (el que no vol pas dir que sigui errònia).

La quantitat de metà de l’atmosfera ha passat de 0,0007 % abans del començament de l’era industrial al 0,0018 % actual. Diuen els experts que aquest augment ha estat la causa d’un augment de 0,5 watts/m2 de l’energia rebuda per la superfície de la terra.

Podem dir, doncs, que l’augment dels dos principals gasos d’efecte hivernacle han augmentat la quantitat calor rebut per la superfície de la terra de 2,2 watts/m2. Això es tradueix, sempre segons els experts de l’IPCC, per un augment de temperatura de més de mig grau des del principi del segle XX fins ara.


El futur

Què passarà si el CO2 segueix augmentant?. Les hipòtesis que es fan són que la quantitat de CO2 anirà augmentant fins al doble de la actual. El CO2 arribarà a ser el 0,060 % de l’atmosfera. Diuen els experts de l’IPCC que això significarà un augment notable de la quantitat de calor rebuda per la superfície de la terra, de manera que la temperatura mitjana augmentarà de 2 a 4,5º d’aquí a cent anys.

També ens diuen els experts que si la quantitat de CO2 es mantingués constant, la temperatura continuaria augmentant de 1º d’aquí a cent anys.

Tot això sense cap càlcul que ho expliqui!


Els meus dubtes

1 - El primer dels meus dubtes ve dels mateixos experts de l’IPCC. Ens diuen que no tenen cap idea clara de com evolucionarà el contingut de vapor d’aigua a l’atmosfera (recordem que és el principal gas d’efecte hivernacle) ni saben si el nombre de núvols augmentarà o disminuirà. I la influència de la quantitat de núvols és tant o més important que la des gasos d’efecte hivernacle!

2 - D’altra banda, no he sabut trobar enlloc el càlcul que relaciona l’augment de la quantitat de CO2 o de metà amb la quantitat de calor que aquest gasos retornen a la superfície de la terra.

3 - Finalment, he llegit estudis que semblen demostrar que l’efecte hivernacle es mantindrà estable. Segons Richard Lindzen, l’efecte hivernacle del CO2 ja està gairebé saturat, ja que el CO2 només capta una petita part de les radiacions infraroges, les corresponents a les longituds d’onda de les que ja hem parlat. De manera que per molt que augmenti la quantitat de CO2 a l’atmosfera, l’altra part de les radiacions infraroges se li escaparà sempre. Segons aquest senyor, el passar la concentració de CO2 de l’atmosfera de 0,037 a 0,060 % la temperatura mitjana augmentarà de menys de 1º.


Es a dir, que em sembla que encara hi ha molta polèmica davant nostre i molts punts foscos a la teoria actual sobre el canvi climàtic.

Canvi climàtic (3) – Les variacions de la radiació solar

Hem vist que la causa primera del clima del planeta és la radiació solar. La pregunta és, doncs, evident: la radiació solar és sempre igual?

La resposta és clara: no.

La radiació que ens arriba del sol és variable. Si mirem el sol amb uns binocles veurem que el sol té unes taques. De vegades en té poques, de vegades en té més. Els que han seguit aquestes taques al llarg del temps han observat que aquestes taques tenen un cicle d’onze anys. El que és curiós és que quan hi ha més taques, el sol emet més radiació que quan n’hi ha menys.

Des de l’època de Galileu, es segueix el nombre de taques del sol: En gràfic podem veure que durant un període anant del 1650 al 1700 no hi va haver gairebé cap taca. La radiació solar va ser més feble. Aquest període coincideix amb la Petita Edat del Gel! Hi veiem també una disminució del nombre de taques al principi del segle XIX, època en la que també va fer bastant fred.

Des de l’any 1900, més o menys, el nombre mitjà de taques va augmentant. El que vol dir que la radiació solar mitjana va augmentant. Però, de quant?

Des de l’any 1978 es pot mesurar directament la radiació solar que arriba al planeta. Això es fa amb satèl•lits situats sobre l’atmosfera. Tenim, per tant, encara poques dades sobre la variació de la radiació solar. Podem veure al gràfic que quan hi ha poques taques la radiació solar que ens arriba és de 1365 o 1366 watts/m2, i que quan n’hi ha més, la radiació solar que ens arriba és de 1368 watts/m2. Així, doncs, la variació cíclica de la radiació solar és de 2 a 3 watts/m2, és a dir, de l’ordre del 0,2 %

Però si examinem bé la figura amb les mesures fetes per satèl•lit, hi veurem que el darrer cicle ha tingut un mínim de 1366 watts/m2, mentre que en el cicle anterior el mínim va ser de 1365 watts/m2. Així doncs, sembla que el sol ens ha enviat més o menys un 0,05 % de més durant el darrer cicle que en el cicle anterior. Si aquesta tendència s’ha produït des de principis del segle XX, cosa que ningú sap, la radiació solar hauria augmentat del 0,5 %. Aquest augment explicaria una bona part de l’augment de temperatures que el planeta Terra ha tingut des de fa cent anys.

I aquest és el meu segon dubte sobre l’explicació oficial del canvi climàtic: els experts donen a la variació de la radiació del sol un efecte mínim sobre l’augment de temperatures. Però només perquè no saben res de com ha variat aquesta radiació. Haurem d’esperar a tenir les dades del cicle actual per veure si l’augment de radiació del darrer cicle es confirma o no.

Canvi climàtic (2) – El balanç d’energia del planeta

La temperatura mitjana del planeta Terra és una conseqüència directa del seu balanç d’energia: si el planeta rep més energia de fora que la que desprèn, s’escalfarà. Al contrari, si desprèn més energia cap a fora de la que rep, es refredarà. Si la seva temperatura mitjana és constant, és perquè hi ha un equilibri entre l’energia que rep de fora i la que desprèn cap a l’espai exterior.

La comprensió d’aquest balanç és bàsic per entendre el canvi climàtic. En aquest capítol l’intentaré explicar.


L’energia que rep el planeta Terra

L’energia que rep de fora el planeta Terra ve del Sol.

Primer de tot, hem de definir la “constant solar”. Es tracta de la intensitat d’energia solar que arriba verticalment sobre un cercle del mateix diàmetre que la Terra i situat a l’alta atmosfera. Actualment, aquesta constant és d’uns 1370 watts/m2.

Ara bé, aquesta energia s’ha de repartir sobre tota la superfície del planeta, que no és un cercle pla, sinó una esfera. I la superfície de l’esfera és de 4 ×π × R2 , on R és el diàmetre de la Terra. Es a dir, sobre una superfície quatre vegades més important que la del cercle del que hem parlat abans. Així doncs, el promig de cada punt de la Terra rep una energia de 342 watts/m2.

Aquest és només un promig: els pols en reben menys, l’equador més. De nit no es rep res, de dia es rep el doble.

Però això no és tot. Aquesta radiació no arriba pas tota a la superfície de la terra. Sempre en promig, d’aquests 342 watts/m2:

- 72 watts/m2 són reflectits cap a l’espai exterior pels núvols i 30 watts/m2 per la terra i el mar, és a dir, 102 watts/m2, un 30 % del total de l’energia rebuda, són reflectits directament cap a l’espai exterior.

- 70 watts/m2 són absorbits pels núvols, és a dir, un 20 % del total. Aquesta energia serveix per escalfar els núvols.

- la terra i el mar absorbeixen, doncs, uns 170 watts/m2, repartits de manera irregular, que va des dels 275 watts/m2 a les regions esclarissades de núvols del Sàhara i d’Aràbia, a només 75 watts/m2 a les illes bromoses de l’Artic (veure gràfic). Aquests 170 watts/m2 serveixen per escalfar la terra i el mar, i representen un xic menys del 50 % de l’energia solar rebuda pel planeta.


L’energia emesa pel planeta cap a l’espai

Però això no és tot. El planeta Terra, com qualsevol cos, emet calor cap a fora. Al segle XIX es va descobrir la llei de Stefan-Boltzmann, que permet calcular la quantitat de calor emesa per un cos. Aquesta quantitat de calor és proporcional a la temperatura absoluta del cos elevada a la quarta potència (s’entén per temperatura absoluta la temperatura mesurada en graus centígrads a la que hi hem d’afegir 273 graus)

Així doncs, la Terra, que té una temperatura mitjana de 14ºC, emet cap a l’exterior una energia de 390 watts/m2.

A més d’aquesta energia, el fet que una part de l’aigua s’evapori i vagi cap a l’atmosfera, fa que el la superfície del planeta perdi un promig de 104 watts/m2 per l’evaporació de l’aigua.

Si tota aquesta energia es perdés cap a l’espai exterior, la Terra es refredaria, ja que perderia més energia que la que rep: estaríem tots ben congelats. Però una bona part d’aquesta energia no es perd. Els núvols i l’atmosfera fan de pantalla i tornen cap a la terra i el mar 324 watts/m2, deixant escapar cap a fora només 240 watts/m2.


Balanç

Si fem un balanç entre l’energia que arriba al planeta directament del sol (342 watts/m2) i la que el planeta desprèn (102 reflectits pels núvols i la superfície + 40 que venen directament de la superfície + 200 emesos pels núvols i l’atmosfera) veiem que és un balanç equilibrat.

El balanç entre l’energia que arriba a la superfície i la que en surt també és equilibrat: hi arriben 170 watts/m2 del sol i 324 dels núvols i de l’atmosfera, que sumen 494 watts/m2. En surten 104 per l’evaporació de l’aigua i 390 que irradia degut a la seva temperatura de 14ºC, que fan un total de 494 watts/m2.

Mentre aquests balanços siguin equilibrats, la temperatura mitjana serà constant.


Efecte hivernacle

El fet que els núvols i l’atmosfera només deixin passar 240 watts/m2 dels 390 emesos per la superfície de la terra i dels 104 de l’evaporació de l’aigua, fa que els núvols i l’atmosfera es comportin com una pantalla aïllant que no permet que la superfície es refredi massa: és l’efecte hivernacle.


Albedo

Aquesta paraula també és important. Es defineix com el factor de reflexió dels cossos celestes sense llum pròpia. L’albedo promig de la Terra és del 30 %. En efecte, hem vist que la superfície de la Terra i els núvols reflecteixen 102 watts/m2 dels 342 que rep del sol, el que fa un 30 %.

Si la superfície del planeta estigués coberta de neu, l’albedo augmentaria, i contribuiria a refredar la Terra. Al revés, si la neu es fon, l’albedo disminueix i la superfície da la Terra s’escalfa. L'efecte de l'albedo sobre el clima és doncs un efecte acumulatiu.


En resum

Així, doncs, el clima global del planeta pot variar si hi ha:

- variació de la radiació del sol
- variació de l’energia reflectida: pot variar si canvia la cobertura nuvolosa de la terra, o si varia l’albedo (quantitat de glaç, canvi de la superfície dels boscos, etc)
- variació de l’energia total absorbida per la terra i el mar, per exemple, si l’efecte hivernacle es modifica.


Al capítol següent veurem com varia la radiació del sol.

Canvi climàtic (1) El temps que ha fet des de fa mil anys

En Janí em va demanar que li expliqués què penso de tot això del canvi climàtic. Començo avui una sèrie de petits articles per exposar el que en penso ara mateix. Intentaré fer-ho d’una manera ordenada. No sé si reeixiré a fer-ho d’una manera clara.

Començaré per veure si el clima dels darrers mil anys ha canviat o no. Veiem el que diuen els que hi entenen (si és que hi ha algú que hi entén)

Es molt probable que durant el darrer mil•lenni la temperatura hagi variat molt. El problema és que s’ha començat a utilitzar instruments per mesurar la temperatura només des de fa cent cinquanta anys.

Quan estudiàvem història ens varen explicar que hi havia hagut una temperatura relativament elevada a l’Edat Mitjana (el període càlid medieval), que va afavorir la conquesta d’Anglaterra pels víkings, i que va durar des de l’any 1000 fins al 1300, seguida de la “petita edat del gel”, a l’època d’en Lluis XIV de França, també documentada històricament, i que va durar del 1650 al 1750 aproximadament, i que va recomençar al segle XIX. Però, podem quantificar les temperatures d’aquests períodes? I, aquests canvis climàtics es van produir només a Europa o varen ser globals?

Per esbrinar-ho, i al no tenir dades directes, hem de parlar de conclusions basades en dades indirectes (les cròniques històriques, les veremes, els anells de creixement dels arbres, l’estudi dels gels de Groenlandia, etc.). Això comporta moltes suposicions i, per tant, molts errors.

Així, en un gràfic fet per Michel Mann, es pot veure que l’evolució de la temperatura del darrer mil•lenni ha estat relativament constant, amb una petita baixada durant uns 850 anys i amb una pujada important al darrer segle. Aquest gràfic s’anomena “estic d’hoquei”, per la seva forma. Ha servit de base al protocol de Kioto. Hem de notar que la franja groga és el marge d’error del gràfic, marge d’error que no és pas negligible. Si aquest gràfic fos fals, el protocol de Kioto no tindria cap base científica.

Diuen que aquest tipus de gràfic té aquesta forma perquè s’ha efectuat un tractament matemàtic erroni de les dades. La gràfica corregida pel senyor McIntire ens dóna uns altres resultats, on es fa aparèixer que el segle vint ja no és el més calent del mil•lenni. Qui té raó? Aneu-ho a saber. La veritat és que el resultat del senyor McIntire es correspon bé a un augment global de la temperatura a l’Edat Mitjana, però no ens diu res sobre una “petita edat del gel” a tot el planeta.

Podem observar que la sortida del període calent de l’Edat Mitjana és tan ràpid com l’augment del segle XX. El que vol dir que, probablement, les variacions ràpides de temperatura que observem des de fa cinquanta anys no són inhabituals.

Potser algú es sorprendrà de saber que dos tractaments matemàtics de les mateixes dades puguin donar resultats tan diferents. Però és així. Com a anècdota, diré que, dins d’un treball d’assistència tècnica que estic fent per una empresa, estic fent un tractament matemàtic de les dades diàries dels darrers dos anys: segons com faig aquest tractament, els resultats són molt diferents. Hauré d’aplicar unes tècniques estadístiques una mica sofisticades per veure el resultat que sembli ser el més acurat.

Finalment, altres investigadors han estimat les temperatures a diversos indrets del planeta (Mauritània, Bermudes i Groenlàndia) on veiem clarament les dues anomalies del darrer mil•lenni.


Resumint: sembla cert que, per causes purament naturals, durant el darrer mil•lenni hi ha hagut canvis climàtics almenys tan importants com el que ara mateix estem sofrint. Aquesta conclusió es troba a la base del meu primer dubte sobre l’existència real, avui dia, d’un canvi climàtic que sigui degut a la influència humana.