Ciencias de la Tierra

Calentamiento global - Aerosoles volcánicos

Volcánico aerosoles

Las erupciones volcánicas explosivas tienen el potencial de inyectar cantidades sustanciales de aerosoles de sulfato en la estratosfera inferior . En contraste con las emisiones de aerosoles en la troposfera inferior ( ver arriba Aerosoles ), los aerosoles que ingresan a la estratosfera pueden permanecer durante varios años antes de asentarse, debido a la relativa ausencia de movimientos turbulentos allí. En consecuencia, los aerosoles de erupciones volcánicas explosivas tienen el potencial de afectar el clima de la Tierra.. Las erupciones menos explosivas, o las erupciones que tienen una orientación menos vertical, tienen un menor potencial de impacto climático sustancial. Además, debido a los patrones de circulación a gran escala dentro de la estratosfera, los aerosoles inyectados dentro de las regiones tropicales tienden a extenderse por todo el mundo, mientras que los aerosoles inyectados en las latitudes medias y las regiones polares tienden a permanecer confinados a las latitudes medias y altas de ese hemisferio. Las erupciones tropicales, por lo tanto, tienden a tener un impacto climático mayor que las erupciones que ocurren hacia los polos. En 1991, la erupción moderada deEl monte Pinatubo en Filipinas proporcionó un forzamiento máximo de aproximadamente -4 vatios por metro cuadrado y enfrió el clima en aproximadamente 0,5 ° C (0,9 ° F) durante los años siguientes. En comparación, el 1815Se cree que la erupción del monte Tambora en la actual Indonesia , típicamente implicada en el “año sin verano” de 1816 en Europa y América del Norte , se ha asociado con un forzamiento radiativo de aproximadamente –6 vatios por metro cuadrado.

Mientras que en la estratosfera, el aerosol de sulfato volcánico realmente absorbe la radiación de onda larga emitida por la superficie de la Tierra, y la absorción en la estratosfera tiende a resultar en un enfriamiento de la troposfera debajo. Este patrón vertical de cambio de temperatura en la atmósfera influye en el comportamiento de los vientos en la atmósfera inferior, principalmente en invierno . Por lo tanto, si bien existe esencialmente un efecto de enfriamiento global durante los primeros años después de una erupción volcánica explosiva, los cambios en los patrones invernales de los vientos superficiales pueden conducir a inviernos más cálidos en algunas áreas, como Europa. Algunos ejemplos modernos de grandes erupciones incluyen Krakatoa (Indonesia) en 1883, El Chichón ( México ) en 1982 y el Monte Pinatubo. en 1991. También hay evidencia de que las erupciones volcánicas pueden influir en otros fenómenos climáticos como ENOS.

Variaciones en salida solar

Las mediciones directas de la irradiancia solar, o salida solar, han estado disponibles desde satélites solo desde finales de la década de 1970. Estas mediciones muestran una variación muy pequeña de pico a pico en la irradiancia solar (aproximadamente el 0,1 por ciento de los 1.366 vatios por metro cuadrado recibidos en la parte superior de la atmósfera, aproximadamente 1,4 vatios por metro cuadrado). Sin embargo, las mediciones indirectas de la actividad solar están disponibles a partir de mediciones históricas de manchas solares que datan de principios del siglo XVII. Se han hecho intentos para reconstruir gráficos de variaciones de irradiancia solar a partir de datos históricos de manchas solares calibrandocomparándolos con las medidas de los satélites modernos. Sin embargo, dado que las mediciones modernas abarcan solo algunos de los ciclos solares de 11 años más recientes, las estimaciones de la variabilidad de la producción solar en escalas de tiempo de 100 años y más están mal correlacionadas. Diferentes suposiciones con respecto a la relación entre las amplitudes de los ciclos solares de 11 años y los cambios de producción solar de largo período pueden conducir a diferencias considerables en las reconstrucciones solares resultantes. Estas diferencias, a su vez, conducen a una incertidumbre bastante grande en la estimación del forzamiento positivo por cambios en la irradiancia solar desde 1750 (las estimaciones oscilan entre 0,06 y 0,3 vatios por metro cuadrado). Aún más desafiante, dada la falta de cualquier análogo moderno , es la estimación de irradiancia solar durante el llamadoMínimo de Maunder , un período que duró desde mediados del siglo XVII hasta principios del siglo XVIII cuando se observaron muy pocas manchas solares. Si bien es probable que la irradiancia solar se redujo en este momento, es difícil calcular cuánto. Sin embargo, existen proxies adicionales de la producción solar que coinciden razonablemente bien con los registros derivados de las manchas solares siguiendo el Mínimo de Maunder; estos pueden usarse como estimaciones brutas de las variaciones de la irradiancia solar.

En teoría, es posible estimar la irradiancia solar incluso más atrás en el tiempo, al menos durante el último milenio, midiendo los niveles de cosmogenicidad. isótopos tales como carbono-14 y berilio -10. Los isótopos cosmogénicos son isótopos que se forman por interacciones de los rayos cósmicos con núcleos atómicos de la atmósfera y que posteriormente caen a la Tierra, donde se pueden medir en las capas anuales que se encuentran en los núcleos de hielo . Dado que su tasa de producción en la atmósfera superior está modulada por cambios en la actividad solar, los isótopos cosmogénicos pueden usarse como indicadores indirectos de la irradiancia solar. Sin embargo, al igual que con los datos de las manchas solares, todavía existe una incertidumbre considerable en la amplitud de la variabilidad solar pasada implícita en estos datos.

El forzamiento solar también afecta las reacciones fotoquímicas que fabricanozono en la estratosfera. A través de esta modulación de las concentraciones de ozono estratosférico, los cambios en la irradiancia solar (particularmente en la porción ultravioleta del espectro electromagnético ) pueden modificar cómo se absorben tanto la radiación de onda corta como la de onda larga en la estratosfera inferior. Como resultado, el perfil de temperatura vertical de la atmósfera puede cambiar y este cambio a su vez puede influir en fenómenos como la fuerza de las corrientes en chorro de invierno .