A5 Perturbaciones de Forzamiento Externo Extremo

Tópico

Las perturbaciones de forzamiento externo extremo son anomalías del sistema climático que se originan en procesos externos, ajenos a la dinámica interna del propio sistema climático. Los tres ejemplos principales de estas perturbaciones de forzamiento externo extremo son las erupciones volcánicas explosivas, que inyectan dióxido de azufre en la estratosfera y forman allí aerosoles sulfatados con una vida media de entre uno y tres años; los impactos de asteroides o meteoritos grandes, que depositan polvo y hollín en la atmósfera; y las variaciones extremas de la irradiancia solar, como el Mínimo de Maunder, el período entre 1645 y 1715 en que la actividad solar cayó de forma sostenida y que se asocia a la Pequeña Edad de Hielo.

De estas tres perturbaciones de forzamiento externo extremo, el forzamiento volcánico es el mejor documentado. Un volcán del tipo del Pinatubo, que hizo erupción en 1991, inyecta en la estratosfera cerca de veinte teragramos de dióxido de azufre, y ese dióxido de azufre inyectado se convierte en la estratosfera en cerca de treinta teragramos de aerosoles sulfatados, formados en este caso por ácido sulfúrico. Esos aerosoles sulfatados de ácido sulfúrico producen un forzamiento negativo de entre tres y cuatro vatios por metro cuadrado durante uno o dos años, y ese forzamiento negativo enfría al sistema climático global entre tres y cinco décimas de grado. La respuesta del sistema climático a este forzamiento negativo no se limita al enfriamiento directo: el mismo forzamiento negativo también reduce la precipitación global, altera la circulación estratosférica y calienta la propia estratosfera, porque los aerosoles sulfatados absorben radiación infrarroja. Una vez que el forzamiento negativo se disipa, la recuperación del sistema climático sigue una curva exponencial que depende del tiempo que los aerosoles sulfatados permanecen en la estratosfera: cuanto más tiempo permanecen los aerosoles sulfatados en la estratosfera, más lenta es la recuperación del sistema climático hacia su temperatura previa a la erupción volcánica explosiva.

Para erupciones volcánicas explosivas mucho mayores que la del Pinatubo, como la erupción del tipo Toba que ocurrió hace unos setenta y cuatro mil años e inyectó cerca de tres mil teragramos de dióxido de azufre, o para los impactos de asteroides o meteoritos grandes, la respuesta del sistema climático deja de ser proporcional al forzamiento negativo del modo en que lo era para un volcán del tipo del Pinatubo: el forzamiento negativo de estas perturbaciones de forzamiento externo extremo mucho mayores podría producir un enfriamiento global de entre cinco y quince grados, suficiente para colapsar la fotosíntesis y producir lo que se conoce como un invierno de impacto. A diferencia del forzamiento volcánico moderado descrito antes, en el que el sistema climático responde y luego se recupera siguiendo una curva exponencial fija, frente a un forzamiento negativo de esta magnitud el propio sistema climático puede seguir respondiendo durante mucho tiempo después de que el forzamiento negativo original haya terminado, porque cada perturbación breve deja un efecto que se suma y se extiende en el tiempo en vez de disiparse de inmediato.

En conjunto, las tres perturbaciones de forzamiento externo extremo —las erupciones volcánicas explosivas, los impactos de asteroides o meteoritos grandes y las variaciones extremas de la irradiancia solar— muestran que el sistema climático puede enfriarse de forma abrupta por causas completamente externas a su propia dinámica interna, con una magnitud que va desde décimas de grado y uno o dos años de duración, como en una erupción volcánica explosiva moderada, hasta enfriamientos de varios grados capaces de colapsar la fotosíntesis, como en una erupción volcánica explosiva extrema o en el impacto de un asteroide o meteorito grande. Entender estas perturbaciones de forzamiento externo extremo permite anticipar tanto la magnitud como la duración de la respuesta del sistema climático frente a un forzamiento que, a diferencia del calentamiento gradual por otras causas, llega de golpe y desde fuera del propio sistema climático.

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