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Archive for the ‘Ciencia’ Category

Componentes del sistema climático de la Tierra

Posted in Ciencia, Divulgación, tagged , on 09/12/2009|

[Nota. El texto presente y este otro son complementarios. El lector interesado debería examinar ambos.]

“The predominance of positive feedbacks explains why Earth’s climate has historically undergone large swings: feedbacks work in both directions, amplifying cooling, as well as warming forcings. In the past, feedbacks have caused Earth to be whipsawed between colder and warmer climates, even in response to weak forcings, such as slight changes in the tilt of Earth’s axis.[1]” – James Hansen, climatólogo jefe de la NASA 2009 (1)

Componentes y subcomponentes del sistema climático de la Tierra

Componentes y subcomponentes del sistema climático de la Tierra (Fuente: IPCC, 4AR)

El sistema climático de la Tierra se compone de un conjunto de entidades o subsistemas que condicionan el clima de la Tierra. Cada uno de ellos, si estuviera aislado,  evolucionaría individualmente, a igualdad de perturbación, de forma distinta en el tiempo (tienen dinámicas diferentes).

Éstos son (2):

  • La atmósfera
  • La hidrosfera (océanos, ríos y lagos)
  • La criosfera (hielos): glaciares, Ártico, Antártida y Groenlandia
  • La litosfera (elementos terrestres, terrosos y rocosos)
  • La biosfera (elementos vivos): humanos, otras especies, vegetación terrestre y marina

En la mayoría de los casos se puede describir matemáticamente su comportamiento, en base a las leyes de la física y la química o bien, si éstas no son suficientemente conocidas desde la base, examinando su respuesta a distintos forzamientos en el presente o en el pasado y estimando matemáticamente sus propiedades.

No sólo cada uno tiene su dinámica propia,  sino que también se influencian entre si. Interactúan (3). Si además de conocer matemáticamente cada comportamiento individual es posible describir, también matemáticamente, sus relaciones de interacción, obtendremos unas expresiones matemáticas que serán reflejo del comportamiento del conjunto, con lo que podremos, bajo determinadas condiciones, predecir su comportamiento futuro en caso de cambio de alguna de sus variables. Por ejemplo, una perturbación en forma de aumento en la concentración de algunos gases atmosféricos, y una respuesta del sistema en términos de temperatura media en la superficie. (más…)

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La Casa Blanca interviene en la polémica de los correos interceptados

Posted in Ciencia, Negacionismo, tagged , on 04/12/2009| 2 Comments »

John Holdren

John Holdren, asesor principal de Obama en cambio climático

Anteayer, el director de la Oficina de Política Científica y Tecnológica de los Estados Unidos, y asesor científico principal de Barack Obama, John Holdren –antiguo presidente de la National Academy of Sciences- se refirió públicamente a la controversia que la interceptación de los correos de la Climate Research Unit de la Universidad de East Anglia ha generado de la mano de los negacionistas profesionales.

Transcribo íntegramente la parte de su intervención que se refiere a este asunto. El lector interesado y con comprensión del inglés puede visionar aquí el video: (más…)

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¿Qué es un comportamiento exponencial de un sistema?

Posted in Ciencia, Divulgación on 22/11/2009|

El ritmo de crecimiento de las emisiones de gases forzadores del clima se ha triplicado en esta década con respecto a la anterior. Mientras que de 1990 a 1999 aumentaban a un ritmo promedio del 1,1% anual, de 2000 a 2004 han aumentado a un promedio del 3,4% [1] (1,2). Esto es lo que se conoce por comportamiento exponencial creciente.

Comportamiento exponencial simpleLa representación de una evolución proporcional, también llamada lineal, es una recta, y en su expresión más simple responde a la ecuación y = a.x. En cambio, la representación de una evolución exponencial es la de la figura, cuya expresión más simple es la que ahí se muestra. Sería erróneo completamente decir que el sistema climático se comporta de esta forma exactamente, pues su complejidad es enorme [2], pero se lo muestro para que se de cuenta de que se trata de un comportamiento acelerado. Un ejemplo cotidiano lo tenemos en retrasarse en el pago de un crédito, por ejemplo el hipotecario. Tiene que pagar la hipoteca y más intereses. Si se acumulan los intereses y el banco ‘se los presta’, tendrá que pagar intereses de los intereses, y así… hasta que le desahucien. El crash. Con el clima pasa lo mismo. (más…)

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Disciplinas científicas abrazadas por la ciencia del cambio climático (y sus resultados)

Posted in Ciencia, Política, tagged , , , on 02/11/2009| 7 Comments »

«En lo tocante a la ciencia, la autoridad de un millar no es superior al humilde razonamiento de una sola persona.» – Galileo Galilei, físico y astrónomo italiano.

Nullius in Verba

Nullius in Verba, lema de la Royal Society británica. Simboliza la potencia del método científico, basado en la evidencia contrastada y que puede ser cuestionada por cualquier persona, independientemente de su rango

El extraordinario avance que la ciencia ha experimentado a lo largo de los últimos siglos sería debido, según muchos autores, a dos fenómenos complementarios:

1. La descomposición de los problemas en sus partes, para ser analizadas individualmente por separado. Esta idea tomó forma a partir de Descartes

2. La asunción generalizada del «método científico» y la universalidad y libertad de expresión científica bajo cauces institucionalizados generalmente aceptados (publicación – y eventual refutación – de los trabajos de investigación en revistas sometidas al escrutinio de expertos)

Así, para conocer con el mayor detalle el sistema climático de la Tierra y su dinámica, es preciso caracterizar matemáticamente todos sus componentes (atmósfera, hidrosfera, criosfera, litosfera y biosfera), lo que exige una especialización que se encuentra formando parte de una o más de las siguientes disciplinas académicamente establecidas:

 

  • Ciencias de la Atmósfera
  • Meteorología
  • Oceanografía
  • Glaciología
  • Geología
  • Biología (incluye zoología)

Las cuales, haciendo todas ellas uso de las ciencias básicas tales

  • Física
  • Química
  • Matemáticas

Conducen a la caracterización del sistema completo, normalmente a cargo de la disciplina integradora, relativamente reciente, de la Climatología –como campo conectado, pero independiente, de la meteorología, de donde surgió- y sus especialidades, tales como la  Paleoclimatología y la Dendroclimatología, entre otras. Estamos pues frente a uno de los campos más interdisciplinares del conocimiento humano (1).

Yo quisiera añadir aquí la Automática, cuyo origen se encuentra en la ingeniería. Aunque no se la considera una ciencia básica, está extremadamente desarrollada desde el punto de vista matemático y dispone de herramientas que, mediante la ‘teoría de control’ llevan casi un siglo aplicándose a la ‘ingeniería de sistemas’, aunque su empleo, curiosamente, parece estar todavía poco extendido en el terreno climatológico (2).

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Seis eslabones directos al infierno

Posted in Ciencia, Divulgación, Impactos, tagged on 02/11/2009| 4 Comments »

“Without a change in policy, the world is on a path for a rise in global temperature of up to 6°C… It is uncertain whether the scale of the transformation envisaged is even technically achievable[1]” – International Energy Agency, 2008

El vídeo en español de National Geographic

El vídeo en español de National Geographic

Algunos científicos consideran muy verosímil que ya en el año 2050 la Tierra se haya calentado alrededor de 4 ºC con respecto a la era preindustrial (1). Muchos, la inmensa mayoría, están convencidos de que estos 4 ºC se habrán desde luego alcanzado en 2100. Hay cierta controversia sobre este valor, pero no hacia abajo. Y los modelos que, por motivos que se examinan en otros textos de esta serie, siempre se han quedado cortos, atribuyen probabilidades nada despreciables a que, de seguir todo igual, a finales del siglo XXI se haya llegado a esos 6 ºC (2, 3, 4). Es la Agencia Internacional de la Energía (IEA), hasta entonces negacionista contumaz que esperó a 2008 para convencerse finalmente de la realidad[2]. Decía la IEA en 2008 que era difícil saber si la magnitud del cambio necesario es tecnológicamente posible. Lo cual, viniendo de quien ha estado siempre a la defensiva, no resulta demasiado esperanzador. En 2009 se presenta como salvación, pero se instala en un escenario en el que, como las bombas de desagüe del Titanic que ya no llegaron ni a instalarse, nos harían ganar ‘sólo minutos’.

Si a alguien le disgusta que se hable de catástrofe, de devastación extrema, de semi-extinción o de drástica reducción de la población mundial a unos pocos ejemplares de humanos residuales es que necesita todavía prepararse para ver la realidad de las cosas como son.

O como serán, según Marc Lynas, uno de los autores británicos sobre cambio climático de mayor prestigio y cuyo libro ‘Six degrees’ (5, 6) ha sido premiado (por sorpresa, dice él) por la Royal Society británica, una de las instituciones científicas más eminentes del mundo. Basándose en la obra de Lynas y con entrevistas a los mejores climatólogos mundiales, National Geographic rodó un espeluznante documental cuya versión en español ‘Seis Grados que podrían cambiar el mundo’ fue distribuida el pasado otoño junto a un ejemplar de su conocida revista. Curiosamente, ninguna editorial ha traducido el libro al español. (más…)

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La certeza matemática del 5º C del Titanic

Posted in Ciencia, Comunicación, Divulgación, tagged , , , on 02/11/2009| 4 Comments »

[Actualización 11/03/2011: Esta entrada ha obtenido el primer premio de la Fundación Biodiversidad, categoría blogs. Noticia y otros premiados aquí]

[Esta entrada ha sido publicada como artículo en la revista Ecologista, nº 66 – Otoño 2010. Artículo publicado aquí] – Versión en inglés aquí.

Titanic

El Sistema Titanic a punto de sufrir una perturbación superior a su robustez

El clima de la Tierra es el resultado de la interacción de unos pocos componentes que no sólo se ven afectados por el efecto invernadero sino también por la influencia que este efecto tiene en sus distintos componentes. Estamos frente a un sistema formado por subsistemas, cada uno de los cuales tiene su propia forma de responder a las perturbaciones a las que está sometido. Si somos capaces de conocer matemáticamente las leyes (ecuaciones) de comportamiento de esos subsistemas, y también las ecuaciones (matemáticas) de cómo se interrelacionan e influencian mutuamente esos subsistemas entre si, la aplicación de las leyes (matemáticas) de la teoría de sistemas nos permite conocer (matemáticamente) el comportamiento del sistema completo.

Estos efectos de un componente que, a su vez, suponen perturbaciones de otro componente con el que están relacionados (por ejemplo, la disminución de la capa de hielo blanca deja al descubierto océano o área terrestre de un color más oscuro: por tanto, refleja mucho menos la radiación solar al espacio y la superficie liberada se calienta más que lo que lo haría si sólo existiera el efecto invernadero pero no este efecto añadido) son característicos de los sistemas realimentados, y puede demostrarse (matemáticamente) que las leyes matemáticas de comportamiento de un sistema de este tipo tienen unas características de funcionamiento que no resultan en absoluto evidentes:

  • Retardo de los efectos con respecto a la causa
  • Comportamiento de tipo exponencial (no proporcional)

Una característica bien propia del sistema climático es, además, su lenta evolución con respecto a nuestros sistemas atávicos de planificación y reacción.

La analogía «sistémica» de la dinámica del clima terrestre con el famoso buque Titanic me parece muy adecuada para comprender el comportamiento de un sistema retroalimentado sometido a una perturbación que supera su robustez. Esta película, dirigida por James Cameron en 1997, tiene además la virtud de haber sido la más taquillera de la historia y, por tanto, esta metáfora puede resultar significativa para un gran número de personas.

Algunas de las analogías que pueden establecerse se describen a continuación:

(más…)

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