E10 Forzamientos Externos al Sistema

Tópico

Los forzamientos externos son perturbaciones que actúan sobre el sistema climático desde fuera de su propia dinámica interna acoplada, en vez de surgir de la interacción entre la atmósfera, el océano y la criosfera. Hay cuatro forzamientos externos principales: la irradiancia solar, que varía tanto en un ciclo de once años como en cambios seculares más lentos; los parámetros orbitales de Milankovitch, que modulan la distribución de la insolación que recibe cada latitud a escalas de entre diez mil y cien mil años; las erupciones volcánicas, que inyectan dióxido de azufre en la estratosfera y forman allí aerosoles sulfatados con un efecto negativo sobre la temperatura; y el forzamiento antropogénico, que incluye el dióxido de carbono, los aerosoles, el uso del suelo y el ozono.

Separar la señal de estos forzamientos externos de la variabilidad interna del sistema climático es el problema central de la detección y atribución climática. El método de huellas espaciales características busca, dentro de las observaciones del sistema climático, el patrón espacial característico de cada forzamiento externo —su huella—, y pondera ese patrón espacial característico por la variabilidad interna que se espera encontrar en esa misma región, de modo que un patrón espacial característico que coincide con las observaciones en una región de baja variabilidad interna esperada cuenta como evidencia más fuerte a favor de ese forzamiento externo que la misma coincidencia en una región de alta variabilidad interna esperada.

Entre los cuatro forzamientos externos, las erupciones volcánicas producen un forzamiento transitorio, de entre uno y tres años de duración, y la respuesta del sistema climático a ese forzamiento volcánico transitorio decae de forma exponencial una vez que el forzamiento termina. Como este forzamiento volcánico transitorio es breve y bien conocido en su magnitud, la forma en que el sistema climático responde a él y luego se recupera permite estimar la sensibilidad climática transitoria del sistema climático real, sin necesidad de esperar a que el sistema climático alcance un nuevo equilibrio completo.

El forzamiento de los parámetros orbitales de Milankovitch, el otro forzamiento externo de escala muy larga mencionado al comienzo, explica el ritmo de los ciclos glaciales e interglaciales que el sistema climático ha atravesado repetidamente en su historia. Sin embargo, el forzamiento de los parámetros orbitales de Milankovitch por sí solo es demasiado pequeño para explicar la amplitud completa de esos ciclos glaciales e interglaciales observados: el sistema climático necesita amplificar ese forzamiento orbital pequeño mediante retroalimentaciones adicionales, en particular la retroalimentación del dióxido de carbono y la retroalimentación del hielo, para que la amplitud de temperatura que el sistema climático realmente atraviesa entre un período glacial y un período interglacial coincida con la amplitud de temperatura observada en el registro paleoclimático.

Los cuatro forzamientos externos descritos —la irradiancia solar, los parámetros orbitales de Milankovitch, las erupciones volcánicas y el forzamiento antropogénico— actúan en escalas de tiempo muy distintas entre sí, desde el ciclo de once años de la irradiancia solar y los uno a tres años de una erupción volcánica hasta las decenas de miles de años del forzamiento de Milankovitch, pero todos ellos comparten el mismo rasgo que los distingue de la variabilidad interna del sistema climático: son perturbaciones que se originan fuera de la dinámica interna acoplada del sistema climático, y por eso mismo se pueden separar de esa variabilidad interna mediante el método de huellas espaciales características descrito antes, un paso necesario para entender cuánto del cambio observado en el sistema climático corresponde a cada uno de estos cuatro forzamientos externos y cuánto corresponde, en cambio, a la propia variabilidad interna del sistema climático.

ID:667