Thursday, July 7, 2016

Geoingeniería Accidental. Conferencia de Prensa de la Unión Geofísica de los Estados Unidos (AGU)



Geoingeniería Accidental.
Conferencia de Prensa de la Unión Geofísica de los Estados Unidos (AGU)


Fecha de la conferencia:
Martes, Diciembre 15, 2015 - 11:30 am


Transcrito Mayo 18, 2016 - Traducido 7 de Julio, 2016
por Oscar A. Escobar
Florida Central. - Gt.


El vídeo original en inglés en YouTube:
https://www.youtube.com/watch?v=GoGZrwzWHJI


Introducción del Vídeo:
Publicado el 15 Diciembre, 2015


Varias partes del mundo se han "oscurecido" y "abrillantado" ocasionalmente, según los registros de radiación solar en la superficie, y algo de eso está claramente relacionado con los patrones de contaminación. Pero los nuevos datos sugieren que un mecanismo adicional está operando. Algo está blanqueando los ‘cielos despejados’ globales y cambiando la manera en que la radiación solar llega a la superficie terrestre. Un nuevo y provocativo análisis, presentado en esta sesión informativa, apunta a una causa probableun experimento no-intencional de geoingeniería.


Participantes:
Charles Long, Científico Principal de Investigación, Instituto Cooperativo para la Investigación en Ciencias Ambientales en el Laboratorio de Investigación del Sistema Terrestre (NOAA por sus siglas en inglés), en Boulder, Colorado, U.S.A.;
Martin Wild, profesor, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y el Clima  (ETH por sus siglas en inglés), Zúrich, Suiza.


Diapositivas en PDF para la presentación ‘Powerpoint’ de Martin Wild:


Oscurecimiento global y Abrillantamiento
Cambios Decenales en la Luz del Sol en superficie de la Tierra
Global Dimming and Brightening Decadal changes in sunlight at the Earth's surface
http://fallmeeting.agu.org/2015/files/2015/12/Wild-slides.pdf


Diapositivas en PDF para la presentación ‘Powerpoint’ de Chuck Long:


Evidencia de Blanqueamiento del Cielo Despejado: ¿Estamos Ya Realizando Geoingeniería?
Evidence of Clear-Sky Daylight Whitening: Are we already conducting geoengineering?
http://fallmeeting.agu.org/2015/files/2015/12/Long-slides-.pdf


(00:00) (Moderador):


Hola bienvenidos a nuestra rueda de prensa de las 11:30: “Geoingeniería accidental”.


Nuestros expositores son Chuck Long, Investigador Científico Principal en el Instituto Cooperativo para la Investigación en Ciencias Ambientales en el Laboratorio de Investigación de Sistemas de la Tierra (NOAA) en Boulder Colorado. Y Martin Wild Profesor en la ETH Zurich.


También hay un comunicado de prensa al fondo de la sala.


(00:27) (Martin Wild hablando):


Buenos días a todos! Me gustaría dar alguna información de trasfondo sobre el fenómeno que recientemente ha ganado una considerable atención pública y científica. El llamado fenómeno de oscurecimiento global y abrillantamiento. Que se refiere al reconocimiento de que la luz del sol que recibimos en la superficie de la de la Tierra no es estable a lo largo de los años, sino que sufre cambios sustanciales decenales.


(0:55) Y para entender este fenómeno un poco mejor ... me gustaría empezar mirando en el balance energético global de la Tierra... como se muestra en esta imagen con el Sol como fuente suprema de energía para el sistema climático. No sólo para el sistema climático, sino también para toda la vida en la tierra en general.


La luz del sol que entra en el sistema climático calienta la superficie de la tierra. Este calor es re-emitido de vuelta hacia el espacio en términos de radiación térmica, pero sólo una parte de este alcanza a llegar al espacio, una parte considerable es absorbida en la atmósfera, lo cual es el llamado “efecto invernadero”.


Y el cambio climático antropogénico, en primer lugar, se puede ver como un cambio en estos flujos a través de la actividad antropogénica. Por un lado a través de un aumento de los gases de efecto invernadero, que atrapa aún más la cantidad de emisión de radiación térmica que va al espacio... (ininteligible)... pero también perturbando la cantidad de luz solar que recibimos en la superficie terrestre. Y esto es causado por la contaminación del aire y partículas relacionadas en el aire, partículas diminutas que llamamos aerosoles que pueden modificar la luz del sol.


(2:16) Pero, ¿tenemos alguna evidencia de que estos flujos solares realmente han ido cambiando también? No son sólamente el efecto invernadero y los gases de efecto invernadero los que influyen en los flujos. Y de hecho existe evidencia a partir de los registros de observación a largo plazo en la superficie de la tierra, como se muestra aquí al obtener un compuesto de registros procedentes de Europa, que muestran una fuerte variación decenal (?). Este registro muestra la luz solar en la superficie de la Tierra desde la década de 1940 hasta el presente cercano, y lo que vemos aquí es que tenemos fuertes variaciones multi decenales.


(2:52) Tenemos un período donde la luz solar ha disminuido desde la década de 1950 hasta la década de 1980. Con un período que llamamos "período de oscurecimiento" y una recuperación más reciente, lo que llamamos "periodo de abrillantamiento", donde la luz solar en la superficie de la Tierra se ha recuperado de nuevo y tenemos más luz solar que alcanza a llegar a la superficie de la tierra.


(3:17) Entonces ... ¿Cuál podría ser la razón de estas variaciones?


Una razón obvia podría ser que la potencia del Sol ha ido cambiando. Y el Sol de hecho tiene alguna variación en su actividad, como se ve en la variación en el número de manchas solares que tienen un ciclo de 11 años lo que varía la potencia de la energía que sale desde Sol. Sin embargo, estas variaciones son mucho, mucho más pequeñas que lo que vemos ... la variación que vemos en la superficie de la tierra, y tampoco se correlacionan con la variación en la superficie de la tierra.


(03:52) Así que, básicamente, el Sol no puede explicar el fenómeno de oscurecimiento y abrillantamiento. Eso significa que si no es el Sol, tiene que ser la atmósfera la que juega un papel en (la) modificación (de) la luz solar que alcanza a llegar a la superficie de la tierra. Y la atmósfera ha, de hecho... experimentado cambios sustanciales en las últimas décadas, sobre todo en términos de la contaminación del aire en la atmósfera. Y mostramos aquí las emisiones de azufre como un proxy de la contaminación atmosférica de las décadas de 1950 al 2000. Y vemos un fuerte aumento de la contaminación atmosférica desde la década de 1950 hasta la década de 1980. Y después tenemos un giro... (de) la tendencia, y la disminución (de la contaminación) en los años más recientes. Y esta disminución se debe en parte a las numerosas medidas de calidad del aire que se han implementado para reducir la contaminación del aire... lo que ha resultado en una reducción de la contaminación atmosférica.


Si comparamos eso con la luz del sol que recibimos en la superficie de la tierra... encaja muy bien. Eso significa que... (si) tenemos un aumento de la contaminación del aire… tenemos una disminución en la cantidad de luz solar en la superficie de la tierra, y tan pronto como tenemos esta disminución de la contaminación del aire… tenemos una recuperación de nuevo de la luz solar.


(5:16) Y ¿cómo podemos explicar esta variación? Este mecanismo, estos aerosoles, estas pequeñas partículas en el aire; que puede dispersar y absorber la luz solar que atraviesa la atmósfera y reduciendo así la cantidad (de luz solar) que llega a la superficie. Pero también pueden cambiar las propiedades de las nubes... en que las nubes contaminadas, lo cual es un poco contrario a la intuición, se vuelven más brillantes; como también lo podemos ver, por ejemplo, a partir de la imágenes de satélite, una mayor reflexión de radiación solar de vuelta al espacio en las nubes contaminadas. Y las nubes contaminadas... también pueden permanecer más tiempo en el aire, debido a que sus gotas son más pequeñas y por lo tanto no llegan a precipitar con mucha rapidez. Eso significa que tenemos nubes más brillantes y más largas de vida y esto también ‘se interpone’ a la luz del sol que llega a la superficie de la tierra.


(06:07) Entonces,
¿qué significa todo esto, por ejemplo, para el calentamiento global?
¿Cuál es la relevancia del oscurecimiento y del abrillantamiento para el calentamiento global?


Muestro aquí los registros de temperatura de las superficies mundiales desde la década de 1950 hasta la década del 2000, y lo que vemos aquí es que... durante este período de oscurecimiento también podemos causar este período de geoingeniería accidental donde aumentamos la contaminación del aire y con ello una reducción en la cantidad de luz solar que alcanza a llegar a la superficie de la tierra. Vemos que el calentamiento es muy modesto. Así que parece que esta atenuación, o esta... geoingeniería no-intencional ha deprimido el calentamiento global durante este período. (Y) cuando dejamos de hacer esta geoingeniería... y más luz solar alcanza a llegar a la superficie terrestre, se ve que la temperatura ha aumentado mucho más rápidamente, debido a la luz solar adicional que llega a la superficie de la tierra además del efecto invernadero subyacente; causa de este calentamiento.


(7:12) Hace poco también comencé a mirar la asimetría de la contaminación hemisférica, porque es muy interesante ver que esta contaminación atmosférica global que mostramos antes... (es) esta linea negra aquí... Se encuentra principalmente en el hemisferio norte (línea azul). En el hemisferio sur tenemos un orden de magnitud menos de contaminación y también... no existe este reverso de la tendencia en los últimos años. Así que cuando comparamos la temperatura ahora y las tasas de calentamiento en los hemisferios norte y sur... vemos que en el hemisferio norte tenemos una muy fuerte... incluso una reducción de la temperatura de la superficie durante el período de oscurecimiento... y luego fuerte... muy fuerte calentamiento en el período de abrillantamiento.  Mientras que en el hemisferio sur, el más prístino hemisferio sur, tenemos un incremento gradual en el calentamiento.
Por lo que este (el hemisferio norte)  también podría verse como un mundo con geoingeniería, y este (el hemisferio sur) como un mundo sin geoingeniería.


*(OE) Ver glosario sobre “asimetría hemisférica”.


(8:13) Y publiqué esto en un artículo reciente que está disponible en línea como muestra-de-avance el sitio web de ‘Wires Climate Change’.


Y me gustaría, antes de terminar, también mencionar brevemente algunas otras cuestiones ambientales, donde el oscurecimiento global y el abrillantamiento juegan un papel clave.  Por ejemplo... Tienen un fuerte impacto en la intensidad del ciclo del agua, ya que durante el periodo de oscurecimiento tenemos cada vez menos energía que viene... que llega a la superficie de la Tierra, y por lo tanto cada vez menos energía para accionar el ciclo global del agua, lo que dio lugar a un descenso o atenuación del ciclo global del agua. En el período abrillantamiento más reciente, ha vuelto ha haber más energía disponible para impulsar el ciclo del agua y, por tanto, también dio lugar a una intensificación del ciclo del agua.


*(OE) Ver glosario sobre “intensificación del ciclo del agua”.


(09:05) Yo vengo de Suiza, y en Suiza tenemos grandes preocupaciones sobre nuestros glaciares, ya que se están en retirada (derretimiento), pero hemos observado que esta retirada comenzó durante este período de abrillantamiento. Antes de eso cuando teníamos este período de oscurecimiento, la reducción de la luz solar evitó que los glaciares de se derritieran.


(9:27) También hay un fuerte impacto en el crecimiento de la biosfera... porque la biosfera necesita la luz solar para la fotosíntesis. Así que si la luz del sol cambia… eso afecta a la biosfera y, además ... sobre todo… a las plantas principalmente les gusta la luz difusa y la luz difusa ha sido particularmente fuerte durante este período de oscurecimiento.


(09:53) A un nivel más aplicado… el oscurecimiento y el abrillantamiento también han tenido un impacto en el creciente mercado de generación de energía solar... porque está claro que estos cambios sustanciales en los recursos solares afectan la productividad de las energías renovables.


(10:11) Y con eso me gustaría terminar y si ustedes están más interesados en este tema, puedo sugerir dos papeles... uno es... un documento popular de carácter general que escribí sobre el tema del oscurecimiento global denominado: "Esclareciendo el oscurecimiento y abrillantamiento global" [1] en el Boletín de la Sociedad Americana de Meteorología. Y el segundo documento es .. El "Lo último sobre (el estado) del oscurecimiento y abrillantamiento", y, en particular; se analiza su impacto sobre el calentamiento global. Y este es el papel que acaba de ser publicado en Internet y es abierto de ‘acceso abierto’ .


Muchas gracias.


(11:17) (Chuck Long hablando)


Gracias Martin... ese fue una esquema maravilloso sobre el fenómeno del oscurecimiento y abrillantamiento y un poco acerca de "por qué debería importarnos".


Mi charla es un poco sobre un subconjunto de eso... y de la idea de que... sí… puede ser que  realmente aquí ya estamos llevando a cabo algo de geoingeniería no-intencional.


Para aquellos de ustedes que han leído mi resumen de la charla... la charla que daré esta tarde... ya lo saben... sí, sí pensamos que estamos haciendo esto... y lo estamos haciendo con los aviones. Así que voy a explicar un poco acerca de la ciencia del por qué lo creemos (así).


Voy a hablar acerca de las condiciones ‘libres de nubes’... o lo que hemos llamado "cielo despejado". Si hablamos sobre algo que es ‘libre de nubes’, es una buena idea hablar de... qué es una nube. Porque si vas a estar libre de algo es mejor saber lo que es.


(12:03) Se puede ver en esta foto que estoy usando como fondo de mi charla aquí... está un poco blanqueada para que las letras se puedan ver un poco mejor.
Pero esta es la imagen de la que en realidad proceden... se puede ver que tiene buenas áreas blancas... las cosas hinchadas blancas aquí... eso es lo que llamamos “nubes”, pero vemos que hay partes azules de la imagen también, y tendemos a llamarle ‘libre de nubes’.
Dependiendo de nuestra concepción de lo que ‘azul’ es, y dónde está el límite... si realmente se mira de cerca se puede ver que aquí hay un poco de estructura en la parte azul. Donde realmente se traza la línea entre, bueno... ‘voy a decir que eso es lo suficientemente blanco para ser una nube’ y .... ‘no, eso es lo suficientemente azul... voy a llamarlo ‘libre de nubes’ o ‘cielo despejado’; (ese límite) no está tan bien definido en nuestro negocio.


(12:47) Pero el punto aquí es que... en lo que llamamos “cielo despejado”... todavía permitimos que tenga una cierta cantidad de agua condensada, ya sea líquida, hielo o lo que sea... todavía permitimos que eso sea agrupado en lo que llamamos “cielo despejado” o “cielo libre de nubes”.


Y como nuestros estudios muestran en conjunto el periodo de claridad parece ser cada vez un poco más blanco, naturalmente como científicos siempre queremos saber por qué.


Así que con el fin de entrar en esto y entenderlo tenemos que echarle un vistazo a... algunos de los componentes de lo que estamos haciendo en esta área.


(13:25) Una de las cosas es... cuando se tiene energía solar descendiente en realidad la dividimos en dos partes... a la onda corta la llamamos "irradiancia", y esa es la parte que proviene directamente del Sol... -algo asi como esas luces fuertes que están brillando en mis ojos ahora mismo-... e ingeniosamente la llamamos "onda corta directa".


-¡Científicos! Asi somos, Ya lo sabes...-


Y luego está el resto de la luz en el cielo, la que llamamos "onda corta difusa" y que es causada por la dispersión en la atmósfera.


Si usted sube al espacio no hay difusa... porque no hay atmósfera... (no hay) cosas allí para dispersar la luz... y la fuente de la luz difusa es lo que se disperso fuera de la directa.
Así que esto es algo de importancia para nuestra historia aquí... cómo llegamos… al descubrimiento de lo que estaba pasando aquí.


(14:07) Nosotros publicamos un artículo hace un tiempo... en donde demostramos que, como Martin ha dicho, que el aumento del abrillantamiento en el total del cielo en tiempos recientes sobre el territorio continental de Estados Unidos fue de alrededor de 8 vatios por metro cuadrado
(8 Wm2). Pero también le echamos un vistazo a la parte del cielo despejado. En otras palabras, si las nubes no hubieran estado allí… ¿Qué hubiera sucedido?


Y sucedió que... todavía más de la mitad del incremento hubiera ocurrido si no hubieran habido ningunas nubes sobre los Estados Unidos.  Al mismo tiempo, o poco antes, se publicó un artículo que mostraba que en los mismos sitios que utilizamos en nuestro análisis... mostraba que durante el mismo tiempo hubo una disminución en la carga de aerosoles.


Así que esto está bien comprendido... se llama "el efecto directo de los aerosoles".  Martin tenía allí una bonita imagen de eso... porque si se disminuyen los aerosoles... lo que estás haciendo es disminuyendo los dispersantes… asi que deberías tener un aumento de la onda corta directa, porque hay menos partículas que desvían la luz; y una disminución en el la difusa... porque hay menos luz que se dispersa hacia la difusa.


(15:09) Cuando nos fijamos en nuestros datos... eso no fue lo que mostraron las observaciones.


Durante el período de tiempo de los 12 años que vimos... el componente directo no cambió en lo absoluto. Todo el aumento se produjo en la difusa.  Así que esto va directamente en contra de nuestra idea sobre el efecto directo de los aerosoles. OK. Eso nos ha presentado con algo que realmente amamos como científicos!  Algo que no entendemos. ¡Ese es nuestro negocio! Tratar de entenderlo.  Así que aquí tenemos un misterio.


Este es un estudio... donde una gráfica del estudio muestra los dos componentes... la difusa y la directa... la directa está referenciada a la derecha. Y estas son las anomalías... lo cual es... si se toma el promedio de todo el conjunto de datos de cada sitio y nos fijamos en la diferencia... de esa manera lo pone todo en el mismo campo de juego... se puede ver… en la difusa tenemos cuatro y medio vatios por metro cuadrado (4.5 Wm2) de incremento a través de los años del estudio y prácticamente nada en la directa.  Así que esto es lo que nos puso al tanto de esto.


(16:03) Bien.  Así que... tengo un misterio y necesito pistas para resolverlo.


Una de las primeras pistas es la respuesta a la pregunta... ¿Por qué el cielo es azul y las nubes son blancas?
Probablemente usted haya escuchado esto antes, pero quiero asegurarme de que todos entendemos y estamos en el mismo campo de juego acá.


La atmósfera molecular sin los aerosoles, sin las nubes... dispersa la luz azul mucho más eficientemente que la luz roja, así que... OK. Si apartas la mirada de la (luz) directa... el cielo es azul porque hay mucha más luz azul que está siendo dispersada hacia tus ojos, y muy poco de la directa.  Pero las nubes son blancas porque usted dispersa... quiero decir que... blanco es la suma de todos los colores... asi que estas esparciendo todas las longitudes de onda casi por igual para producir ese blanco.  


Esto nos da una herramienta que podemos utilizar aquí… hablaré más eso después... Pero si puedes ver la luz del cielo o el campo difuso, y ver espectralmente... mira a un rojo... sólo una estrecha banda de luz roja, y una estrecha banda de luz azul y saca una relación (ratio) de eso. Entonces la relación del cielo azul será pequeña… el color rojo sobre el azul... porque el rojo es una cantidad más pequeña, pero para el blanco... conforme se pone más blanco que se acercará a uno... y eso es lo que buscamos.


Así que si tienes esto... si puedes hacer una relación rojo-azul y eso aumenta con el tiempo... es una señal de que el cielo azul se está volviendo más blanco.


(17:15) OK? La segunda pista acerca de la que tenemos que hablar un poco es... cómo se dispersa la luz en la atmósfera.


La dispersión molecular de la que estábamos hablando... en realidad dispersa la luz tanto hacia adelante como hacia atrás... casi por igual... y tiene que ver con la relación entre el tamaño... del difusor, en este caso las moléculas y el tamaño de las longitudes de onda que están interactuando con el (difusor).
Contrario a lo intuitivo, si tienes partículas mayores... dispersores más grandes... debido a la forma en que la luz natural se envuelve alrededor de estas cosas y sigue hacia adelante en este régimen de relación de tamaño. Ahora bien, si obtienes dispersores realmente grandes como una pared de ladrillo, (la luz) simplemente rebota y se dispersa (en todas direcciones). Pero en este régimen del que hablábamos... donde tenemos aerosoles… en.. y otras cosas... y se dispersa mucho más en la dirección hacia adelante, un poco hacia atrás... así que eso es parte de la historia aquí.


Así que nuestra hipótesis... sabemos que los aerosoles se reducen y por lo tanto el total de la onda corta descendiente va a aumentar debido a eso.

(18:07) Sin embargo, (para explicar) lo que hemos observado, tendría que haber un cambio, de aerosoles más pequeños hacia dispersantes más grandes... (los) que dispersan más en la dirección hacia adelante... suponiendo que también hay menos de ellos, para compensar esa diferencia y mantenerla en la difusa... porque eso es lo que pasó... el aumento en (la radiación) directa que se habría producido solamente por la pérdida de los aerosoles tendría que hacer que se dispersara hacia atrás de alguna manera... y si usted tiene una partículas más grandes que dispersan más en la dirección hacia adelante y menos en la dirección hacia atrás. Asi que. Por dispersor... de hecho hay más onda corta (que va) a llegar de esa manera a la superficie desde el Sol. OK. Este es un mecanismo que puede hacer pero... ¿Que son estas partículas misteriosas?

(18:48) Bueno, nosotros hicimos un modelaje ‘listo para transferencia’ detallado, y hay una partícula que es común en el cielo que podría hacer esto... y son los cristales de hielo, pequeños cristales de hielo. Así que... si usted tiene menos de estos aerosoles de contaminación que se ponen allí, más cristales de hielo podrían hacer esto.

¿De dónde vienen esos cristales de hielo?

También hay un aumento bien documentado en horas de vuelo en el territorio continental de los Estados Unidos a través del período del estudio que tenemos. Y ¿qué es lo que el escape a chorro escupe?

Es... en primer lugar partículas pequeñas o productos químicos que forman partículas pequeñas que pueden actuar como núcleos de condensación para que el hielo se forme sobre ellas, y aún más importante, algo de vapor de agua. Ahora bien, si alguna vez has volado y has prestado atención a la información de vuelo cuando la tienen en la pantalla, cuando estás a (gran) altitud está extremadamente frío por allí… -50...-60 grados. Y la cantidad de vapor de agua que puede existir sin condensación en esas condiciones es muy pequeña... dependiendo de la temperatura.

Así que a menos 50 (grados F) o a menos 60 no hay una gran cantidad de vapor de agua hasta allá... asi que si se metes un poco de vapor de agua... tiene un gran impacto en el cambio de la humedad relativa, porque es relativo a la cantidad de vapor de agua que el aire puede contener y… tu has visto esto. Caminas fuera... vez un avión a chorro cruzando el cielo, tu ves una estela detrás... luego la estela de vapor se disipa.

(20:06) Cuando la estela de vapor se disipa... primero que todo, es una señal de que estas condensando hielo allá arriba en la fría atmósfera, pero cuando se disipa deja la humedad allí... y asi que ahora has humedecido esta capa muy muy seca. Si sigues así... llegas a tal punto en que los cristales de hielo persistirán y se extenderán, y esto es esos cirros... la neblina de cirros sub-visuales de la que estamos hablando, eso está causando nuestro blanqueamiento del que estamos hipotetizando.

(20:30) Así que existe un instrumento que nos puede dar lo que necesitamos. Podríamos entrar en detalles aquí por la media hora siguiente... o no. Si estás interesado en eso más adelante.

Pero es un instrumento que estaba puesto detrás de nosotros... de hecho, es un instrumento que utilizaron para inferir que el espesor óptico de los aerosoles había disminuido. Pero yo voy a usarlo de una manera un poco diferente. Es parte (ilegible) de la medida que ellos no usan usualmente, pero que sí provee esta luz roja y azul spectral difusa que podemos utilizar para esta idea del ratio rojo o azul.

Ahora recordemos que dijimos que a lo largo de los años de estudio... si esta relación de rojo-azul aumenta... entonces eso es una señal de que el cielo se está blanqueando, cuando lo llamamos cielo despejado.

Y hemos logrado hacer esto para uno de nuestros sitios. El que está en la parte central de los Estados Unidos. En realidad está en Oklahoma. Y utilizamos dos ratios diferentes de este instrumento. Es bueno respaldar las cosas, asegurarse de que no te estas equivocando con sólo uno de ellos y en ambos casos se obtuvo el mismo resultado.

Existe, a través de los años de estudio, un incremento positivo en esta relación rojo-azul, no importa cómo lo miramos; y ambos de estos resultados son estadísticamente significativos al nivel de 95%. Entonces, lo que eso lo que dice es… no es una prueba definitiva... pero claro apoya nuestra hipótesis.

(21:52) Así que tenemos que los aerosoles secos asociados con la contaminación han ido disminuyendo. Esto se... se ha demostrado de muchas, muchas formas... menos emisiones de azufre y todo lo demás. Pero el efecto de aerosol directo por sí solo no puede explicar lo que vemos en los componentes directo y difuso observados. Para eso necesitamos algo más encerrado allí... y los pequeños cristales de hielo encajan bien en nuestras teorías para ser capaces de producir este resultado.

¿De dónde viene? Bueno... el tráfico aéreo en los EE.UU. y otros países, Europa y otros lugares, ha aumentado; y esto es un mecanismo que puede producir la nubosidad. Creemos que realmente está, y en promedio está haciendo el cielo despejado más blanco; a través de las décadas.

(22:38) Las manifestaciones de esto, como lo señaló Martin, redistribuye la radiación solar en la forma en que llega a la superficie. En este caso, ya que estamos hablando de la situación libre de nubes. Y como señaló Martin, a las plantas les gusta mas la luz difusa que la luz directa, porque tienes menos sombreado de los niveles más bajos... siendo todo lo demás igual.

Y si de nuevo... hay más dispersión hacia adelante, en este caso... así que si en realidad aumentas el número de estos cristales podrías, en cierto ámbito, aumentar la cantidad de onda corta que llega a la superficie a través de este mecanismo. Hasta el punto en el que se va volviendo los suficientemente blanco donde empiezas a llamarlo nube y luego vas a tener interacciones múltiples que luego disminuyen (la onda corta)... lo que anula el efecto de dispersión hacia adelante.

Pero por lo que va sobre el cambio climático... estamos cambiando los componentes del sistema climático... por una actividad asociada a la civilización industrial humana.

Aquí está otra manifestación de que... sí, por supuesto... la actividad humana puede y está afectando el clima.

Así que ... la geoingeniería no intencional... si usted busca la definición de la geoingeniería... incluye la manipulación a gran escala de partes del sistema climático y el medio ambiente. Y yo creo que esta nubosidad de hielo proveniente del tráfico aéreo a chorro satisface ese requisito.

Así que sí, lo estamos haciendo.

¡Gracias!



Sesión de preguntas y respuestas

(23:58) Tomaremos algunas preguntas, y también queremos señalar... si les interesa... más tarde... tanto Martin asi como yo estaremos dando unas charlas en la siguiente sesión, alli nomas a la derecha por el pasillo.
¡Gracias!

(Moderador hablando) Gracias!
¿Hay reporteros en la sala que tengan preguntas?
Por favor levante la mano y diga su nombre y afiliación.

(24:22) (Hola, soy David Appel de Yale Climate Connections): Entonces... en términos de los modelos climáticos globales...
¿Qué tipo de forzamiento radiativo mundial está esto causando en vatios por metro cuadrado?
¿Y los modelos climáticos globales están tomando en cuenta esto adecuadamente?

(Respuesta, por Chuck Long): Por la definición tradicional se basa en las observaciones humanas... parte de eso es que... en el momento en que se pone los suficientemente blanco como para ser llamado una nube... entonces va a tener un gran... como Martin lo señaló con el oscurecimiento global y el abrillantado... va a tener un gran impacto notable, significativo en el total de onda corta descendiente. Esto no es tanto un impacto en el total, como lo es en la forma en que llega a la superficie. Pero eso es en el lado solar. Se han realizado estudios que muestran en el lado del infrarrojo, el lado del efecto invernadero. Esto es parte de esa barrera allá arriba que está impidiendo que escape la infrarroja desde la superficie (? ininteligible)... tanto al espacio. Por lo tanto, es una especie de mecanismo de calentamiento.

(25:28) Ahora por lo que a los modelos climáticos globales se refiere...

Esta científica muy conocida llamada Joyce Penner, quien vino y dio una charla en nuestra institución, hace bastante tiempo y que dijo... ella estaba hablando de este tema; y llegó a la conclusión de que no era tanto un impacto... pero la pregunta que se hizo a continuación fue... pero recuerda que aquí estamos en un régimen que es seco... muy seco, y si se pone una poco de vapor de agua... puede tener un gran impacto.

(25:55) Los modelos climáticos mundiales... su resolución vertical de la atmósfera alta es muy grande... así que si pones un poquito de vapor de agua... pero lo extiendes sobre medio kilómetro o más... que es la resolución de los modelos, no hay impacto.

Pero esa no es la forma en que esto está sucediendo. Hay un estudio que se hizo... por un grupo de Wyoming en realidad... que estudió estas cosas y lo que muestran... en realidad lo que estaban buscando... sobre los aerosoles... lo que estaban buscando eran las partículas de aerosoles... como he dicho... los que los escapes a chorro escupen. Ellos... examinaron durante muchos, muchos años... hasta allá arriba, a la altitud de vuelo y encontraron estas capas muy delgadas de aerosoles altamente concentrados.

Pero ese es el punto... el punto más importante es que son capas delgadas... no son de quinientos metros de grosor... así que cuando pones esa cantidad de vapor de agua en una capa delgada tiene un impacto mucho mayor. Y es por eso que los modelos no pueden conseguir esto, porque no tienen esa resolución vertical para en realidad modelar adecuadamente esto... así que no, no pueden. Ellos obtienen esto.

(Moderador hablando) ¿Hay otras preguntas en la sala?

(27:08) Hola, Jonathan Amos de Noticias BBC. Sólo quiero estar claro... ¿Se puede detectar la niebla de hielo? Es decir ¿existen (?) otras emisiones o algo por el estilo, que en realidad pueda caracterizarlo?

(27:21) (respuesta por Chuck Long): Nosotros... sí... nosotros publicamos otro estudio porque... se nos ocurrió la pregunta... OK... al borde de lo que es, o no es, una nube.
Hemos desarrollado un par de técnicas... ambas sobre imágenes del cielo… la que está basada para emular las observaciones humanas, y luego otra técnica que desarrollamos que analiza la serie temporal de mediciones de radiación solar de onda corta para detectar periodos de cielo despejado.
Así que la pregunta es... ¿cuál es nuestro límite allí? Eso es algo que podemos observar... hicimos un estudio con un Lidar muy potente que apunta verticalmente... que puede ver estas cosas muy sutiles. Asi que puedes hacer eso. Por desgracia, cuando se trata de Lidar, si los vas a operar mucho... tienen que ser de los que se llaman 'seguro para los ojos', de modo que si alguien está volando un avión encima... que no cieguen al piloto al apuntarlos hacia arriba... tienen que ser seguro para los ojos. Cuando son seguros para los ojos, son menos sensibles y tienden a ser el láser verde. Bueno… la radiación solar incluye luz verde y se dispersa dentro del barril, y así (los) láseres LIDAR típicos... que tenemos... no son lo suficientemente sensibles como para ver esto, pero si usted tiene uno lo suficientemente potente... o la longitud de onda correcta, los LIDARs pueden observar esto.. esa es una manera de estudiarlo. Aparte de eso... es muy difícil... porque estás en la atmósfera alta y estos son tan tenues... que es un poco difícil observar estas cosas de otra forma.

(28:49) (Moderador): ¿Hay alguna otra pregunta en la habitación?

(29:00) (ininteligible) (… de Frankfurt, Alemania): La pregunta es... tu has observado... has medido un sitio, que era en Oklahoma... observaste el tráfico aéreo sobre el territorio continental de los Estados Unidos en algunos de tus diapositivas. ¿Has mirado en zonas donde hay muy poco tráfico aéreo, para ver si hay diferencias en sus coeficientes de color rojo/azul en el blanqueamiento del cielo?

(29:23) (A. Chuck Long): Bueno, hay mucho trabajo por hacer. Esto es lo que en las conferencias nos gusta llamar... nuestros “resultados preliminares”... Aja... Hay mucho trabajo por hacer todavía. Una de las cosas es este MFR (?) SAR de datos que da... es el único instrumento que conozco... que da un espectro de onda corta difusa, lo cual necesitamos para la idea de la relación del rojo/azul. Pero hay que tener mucho cuidado. Buscamos aquí algo muy sutil, y tienes que asegurarte de que estás buscando a través de doce años de datos... tienes que asegurarte de que usas datos muy buenos, para eso; y eso es hacer un trabajo manual intenso. Así que vamos a estar buscando... dándole seguimiento a esto en los otros seis sitios que habíamos utilizado.

(29:59) Ahora bien, en el estudio donde miramos la banda ancha y mostramos este cielo despejado... en promedio cuatro y medio vatios por metro cuadrado de aumento predicho. No era lo mismo en todos los sitios... y si viste nuestro mapa... ves que... tenemos sitios en el oriente y sitios en el occidente... y la cantidad de cambio diferiría… ¡Si! En teoría... el aumento en esa proporción de azul/rojo... debe correlacionarse con la cantidad de abrillantamiento, el abrillantamiento del cielo despejado que se produjo en cada sitio. Y algunos de esos sitios...
si nos fijamos en la industria de la aviación de EE.UU.... en algunos de estos sitios... no hay tantas vías de circulación encima como en otros. Asi que esperamos poder captar eso.
Pero esa es una de las preguntas que tenemos. No tenemos la respuesta a eso todavía. Pero en la ciencia cuando se hace algo como esto. Haces un primer intento para ver lo que se ve. Ahora estamos viendo los promedios anuales. Hay una gran cantidad de detalles todavía por verse aquí... porque sabes de 01 y 10, la media es 5. Sin embargo, entre 5 y 5 la media es 5. Hay una gran cantidad de detalles todavía... eso cabe dentro esos promedios que necesitamos ver... pero una muy buena pregunta.

(31:06) (Pregunta de seguimiento) ¿Puedo tener un seguimiento... Me refiero a que te paras aquí... y pones una diapositiva y dices que es esta bruma o... el blanqueamiento es causado por el tráfico aéreo a chorro, pero...
(CL): he dicho que es la hipótesis, sí.
(Q):? Es la hipótesis... tu no has dicho eso, creo yo.
(C. L.): Lo tengo claro en mi diapositiva que… nuestra hipótesis es que este mecanismo... ya vez... ¡sí!

Quiero decir que es asi como funciona la ciencia. Sacas una hipótesis... y es muy poco habitual en la ciencia cuando podemos probar que algo es cierto. Por lo general, lo que hacemos es formamos una hipótesis y hacemos todo lo posible para demostrar que es falsa.
Esa es nuestra hipótesis.

31:48 (Rick Levitt, independiente): Tengo dos preguntas…
(C.L): Se le permite tener dos? (bromeando)

(RL): Una es sobre el infrarrojo... entiendo que usted está diciendo que, ¿en términos de la devolución de la radiación de onda larga, una capa más fina de una pequeña cantidad de hielo o vapor tiene un efecto más grande que el mismo total de la columna esparcido?

(32:14) (A. Chuck Long): Sí lo tiene. Una de las mayores incertidumbres en el calentamiento efecto invernadero global es la nubosidad. ¿Ira a cambiar? Y si lo hace... ¿cómo va a manifestarse?

Si tienes nubes de bajo nivel... ¿verdad? ... Ellas reflejan la radiación solar alejandola... así que es una pérdida de energía. Pero son calientes... por lo que todavía emiten casi la misma cantidad de infrarroja como la haría la superficie que está debajo de ellas, es la cantidad... de la radiación infrarroja que se emite la que es dependiente de la temperatura. Si usted tiene nubes altas... todavía... si son ópticamente gruesas... todavía están reflejando la radiación solar hacia afuera, que es una pérdida, pero ahora están irradiando en la infrarroja y en una temperatura mucho más fría. Así que debes tener una acumulación de... la temperatura por debajo de esa nube... con el fin de igualar la misma cantidad de pérdida infrarroja al sistema. Mientras lo tienes... como lo tendrías, si las nubes no estuvieran allí. Asi que eso es una influencia de calentamiento. Así que las nubes altas tienden a calentar en el efecto invernadero. Las nubes bajas tienden a enfriar en el efecto invernadero.

(33:23) (Rick Levitt): OK. Y mi otra pregunta es... que es un poco relacionada a eso... (ininteligible)... Por lo tanto, aparte de demostrar que mis recuerdos de la infancia de un cielo más azul son correctos...
¿Cuál es el mensaje final? ¿Es un poco mejor para las plantas? Y hay un efecto sobre el infrarrojo... pero ¿es esto de gran efecto?

(33:48) (A. Chuck Long): No... nada de esto, porque… OK... Hay varios mensajes... No es una gran cosa de vatios por metro cuadrado... aunque si nos fijamos en las nubes... si no estubieran allí arriba... un aumento de cuatro watts por metro cuadrado por década es... mucho... mucho, mucho más grande que el aumento previsto debido al calentamiento por efecto invernadero. Están hablando de cuatro vatios por metro cuadrado... bajo ciertos escenarios... a través de cuarenta o cincuenta años... esto es en 10 años. Por lo que es un cambio mayor. Pero como Martin demostró, estamos disminuyendo… aumentando... es una cosa de décadas en lugar de un fenómeno de cien años, como lo es el calentamiento de invernadero.

(34:24) Entonces... uno de los mensajes finales es que… es una parte de nuestro sistema energético. La parte de la que estamos hablando aquí es de cielo despejado. Así que... cuando tienes un cielo despejado esto esta “re-particionando” la energía... pero todavía estás recibiendo más o menos la misma cantidad de energía en la superficie. Así que no es una gran cosa en cuanto a energía. Pero lo que es, es otro indicio de que el hombre puede... y de hecho está influyendo en el sistema climático.
Esto no es una interrogativa. Quiero decir que es parte del problema... que la comunidad científica... tenemos que convencer a la gente de que el hombre puede hacer esto en el mundo del efecto invernadero. Quiero ser muy cuidadoso en cómo digo esto porque yo no... no quiero... pero parte de ello... sabemos que parte del problema que tenemos es que estamos... hablando de un cambio de un par de vatios por metro cuadrado atraves de más de cincuenta o cien años. Es bastante difícil de entender. Pero sí que realmente lo estamos haciendo... Esto es una cosa más inmediata y esto se puede ver... camina alla fuera... pues, estudiar las nubes no es muy dificil... simplemente camina afuera y ¡mira hacia arriba! ¿OK?

(35:26) Si vas y sales afuera... llevate un par de gafas de sol para que no se te dañen los ojos, y haz un hábito de caminar por la calle y pon el pulgar sobre el disco del Sol. Verás un área blanca alrededor del Sol. Algunos días esa área es más grande, algunos días es más pequeña, pero esa... área blanca es causada por esta dispersión hacia adelante. Sabes que estás... dispersando la luz fuera de la directa hacia dentro de la difusa. Y si usted está de pie aquí al lado... viendo hacia allí (señalando)... bueno, eso es el cielo azul... Si estás viendo hacia allá... si el Sol está alla... pero si miramos alrededor del Sol... entonces estás en este pico de dispersión hacia adelante. Cuanto más grande sea eso, es una indicación de que hay más de esta bruma allá arriba. Es una manera en la que te puedes fijar de que está allí arriba.

(36:07) Así que, sal por la mañana... mira las estelas cortas que se ven en el cielo detrás de las aeronaves, y pon el pulgar sobre el Sol y habrá una pequeña área blanca alrededor de él. A medida que avanza el día si se mantiene el cielo despejado... y hay más tráfico a chorro, verás que las estelas permanecen durante una cantidad de tiempo más largo, tal vez incluso extendiéndose durante el día y a mediados de la tarde cuando se pone el pulgar sobre el Sol verás un disco blanco grande. Eso es este... fenómeno... que... puedes ver con tus propios ojos. Ahora hay otras influencias, a veces hay un movimiento de aire a gran escala alla, así que... a veces las masas de aire que están llegando son más húmedas y a veces más secas. Así que está esa influencia. Pero... camina afuera y mira hacia arriba...
Has esto durante un par de meses. Especialmente durante el verano, y verás este fenómeno.

(37:00) (Moderador): Creo que tenemos una pregunta del chat: Es de Harvey L...: Sólo para precisar la definición de la geoingeniería accidental. ¿Son los fenómenos presentados por ambos, diferentes de alguna manera a otras actividades humanas como el escape de los automóviles, la quema de biomasa y similares?

(37:19) (A. Chuck Long): Este fenómeno particular con los aviones es, porque hay que depositar la humedad y los aerosoles en lo alto... donde es seco y no hay una gran cantidad de aerosoles hasta allá.
En cuanto al abrillantamiento y oscurecimiento general, NOAA incluye esas cosas también.

(Moderador: Gracias ¿Hay otras preguntas de los periodistas en la sala.?)

(37:47) Soy Nicholas J... con “Earth Magazine”): Con estas... con el contenido de hielo… serían éstas más estrechamente relacionadas con cosas como los cirros... Si tuviera que agrupar a estas en la familia nube?

(38:08) (A. Chuck Long): Sí... la definición de cirrus, la definición tradicional... es... los cirrus son "nubes de hielo altas".
Así que estas son altas, hay hielo, pero simplemente no están aún lo suficientemente gruesas como lo que llamaríamos una nube. Por lo tanto, yo los denomino una "neblina de hielo" y que proviene de la definición meteorológica en la superficie...
¿cuál es la diferencia entre la neblina y la niebla. Bueno, si es neblina puede llegar a ser lo suficientemente gruesa que no se puede ver muy lejos... que en realidad es definida en términos de visibilidad y de alto contraste... que tan lejos se puede ver. ¿Entonces qué es niebla... es una nube en el suelo. Así que... esta sí es (una nube).
Hubo un científico hace muchos años llamado Ken Sassen, que era un científico de Lidar y él acuñó la frase, creo que puede haber sido Kenneth a quien se le ocurrió esto... pero... él acuñó la frase "cirrus sub-visuales" para describir esta bruma. Sub-visual significando... si te paras ahí mirando hacia arriba y sigue siendo azul... de forma que no lo llamamos una nube todavía... pero es de hielo... por lo que… “tipo cirrus”... supongo que lo llamaría.

Fin de la conferencia.



Referencias:

[1] Enlightening Global Dimming and Brightening
Martin Wild ETH Zurich, Institute for Atmospheric and Climate Science, Zurich, Switzerland
DOI: http://dx.doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00074.1

[2] Decadal changes in radiative fluxes at land and ocean surfaces and their relevance for global warming
Martin Wild*
DOI: 10.1002/wcc.372
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/wcc.372/full

Glosario y lecturas recomendadas

(OE) Incluyo artículos que explican que la “intensificación del ciclo hidrológico” tiene consecuencias peligrosas, dependiendo de la zona.

En cuanto a la ‘asimetría’ del forzamiento producido por los aerosoles, esto es algo que se  advierte tiene graves consecuencias.


-Intensificación del ciclo hidrológico o ciclo del agua:

El ciclo del agua en la Tierra se acelera debido al Cambio Climático

‘mientras que el agua dulce es esencial para los humanos y los ecosistemas, toda la lluvia está cayendo en los sitios equivocados, para todas las razones equivocadas.”

“En general, más agua es buena", dijo Famiglietti. “Pero aquí está el problema: No todo el mundo está recibiendo más lluvia, y aquellos que la reciben podrían no necesitarla. Lo que vemos es exactamente es lo que predijo el Panel Intergubernamental sobre el Cambo Climático- que la precipitación se está incrementando en los trópicos y el Círculo Ártico con fuertes y más destructivas tormentas. Mientras, cientos de millones de personas viven en regiones semiáridas, y éstas se están secando.”’

-Asimetría hemisférica de la contaminación o geoingeniería:

Impactos en las precipitaciones del Sahel del Forzamiento asimétrico de aerosoles estratosféricos
Asymmetric forcing from stratospheric aerosols impacts Sahelian rainfall
http://iagp.ac.uk/news/asymmetric-forcing-stratospheric-aerosols-impacts-sahelian-rainfall.html

El investigador Jim Haywood de IAGP, basado ​​en el Met Office (Inglaterra) publica sus últimas investigaciones en Nature Climate Change.

Usando los últimos modelos climáticos este estudio muestra cómo las sequías del Sahel en las décadas de 1970 y 1990 podrían haber sido causadas, a un grado mucho mayor de lo que se creía, por erupciones volcánicas significativas en el hemisferio norte. El Sahel es una franja de tierra que cruza el continente africano a lo largo de la frontera sur del desierto del Sahara y se describe como una de las regiones más pobres y más vulnerables del mundo. Aquí las precipitaciones son generalmente bajas e impredecibles. La detección de este vínculo entre la actividad volcánica y la sequía podría ser utilizada por los responsables políticos y las organizaciones de ayuda al potencialmente predecir, y así limitar el impacto humanitario devastador de la prolongada sequía en esta región. El estudio también demuestra cómo el uso de aerosoles estratosféricos, una tecnología de geoingeniería diseñado para enfriar la Tierra reflejando más luz solar de vuelta al espacio, tiene un impacto en la precipitación similar a la de las erupciones volcánicas. Mediante el uso de modelos climáticos la investigación mostró que la inyección de partículas de dióxido de azufre a la estratosfera sobre el hemisferio norte podría conducir a más luz solar que es reflejada de vuelta al espacio y así reducir los niveles de precipitación en el hemisferio sur, mientras que las inyecciones realizadas en el hemisferio sur podrían dar lugar a un aumento de las precipitaciones en el Sahel. Sin embargo, no sería posible limitar el efecto de esta región, con los intentos de aumentar las precipitaciones en el Sahel que puede dar lugar a una disminución de las precipitaciones en otras partes del hemisferio sur. Esta creación de posibles ganadores y perdedores pone de relieve la complejidad y el carácter emotivo de la geoingeniería.
DOI: 10.1038 / NCLIMATE1857


Datos a considerar:
Enfoques para observar las interacciones antropogénicas aerosoles-nube
Quaas, J. (2015) Approaches to Observe Anthropogenic Aerosol-Cloud Interactions. Springer Link.
http://link.springer.com/article/10.1007/s40641-015-0028-0/fulltext.html

El SO2 antropogénico está, en una medida dominante, siendo emitido en el hemisferio norte, con 98Tg frente a 6 Tg S Year-1

Thursday, June 16, 2016

Noam Chomsky on geoengineering climate: An endorsement for cautious research.

Interesting answers about geoengineering, the anthropocene and climate change; at the end of this recent interview on  truthout.
He also, I presume, would be ok with afforestation; a form of geoengineering.

Extracts from:
The Legacy of the Obama Administration: An Interview With Noam Chomsky
http://www.truth-out.org/news/item/36260-a-mixed-story-ranging-from-criminal-to-moderate-improvement-noam-chomsky-on-obama-s-legacy


What do you think of certain geoengineering undertakings to clean up the environment, such as the use of carbon negative technologies to suck carbon from the air?

These undertakings have to be evaluated with great care, paying attention to issues ranging from narrowly technical ones to large-scale societal and environmental impacts that could be quite complex and poorly understood. Sucking carbon from the air is done all the time -- planting forests -- and can presumably be carried considerably further to good effect, but I don't have the special knowledge required to provide definite answers. Other more exotic proposals have to be considered on their own merits -- and with due caution.


I thought very interesting also, the answer to the previous question:

You have argued that nuclear weapons and climate change represent the two biggest threats facing humankind. In your view, is climate change a direct effect of capitalism, the view taken by someone like Naomi Klein, or related to humanity and progress in general, a view embraced by the British philosopher John Gray?

Geologists divide planetary history into eras. The Pleistocene lasted millions of years, followed by the Holocene, which began at about the time of the agricultural revolution 10,000 years ago and recently the Anthropocene, corresponding to the era of industrialization. What we call "capitalism," in practice various varieties of state-capitalism, tends in part to keep to market principles that ignore non-market factors in transactions: so-called externalities, the cost to Tom if Bill and Harry make a transaction. That is always a serious problem, like systemic risk in the financial system, in which case the taxpayer is called upon to patch up the "market failures." Another externality is destruction of the environment -- but in this case the taxpayer cannot step in to restore the system. It's not a matter of "humanity and progress," but rather of a particular form of social and economic development, which need not be specifically capitalist; the authoritarian Russian statist (not socialist) system was even worse. There are important steps that can be taken within existing systems (carbon tax, alternative energy, conservation, etc.), and they should be pursued as much as possible, along with efforts to reconstruct society and culture to serve human needs rather than power and profit.

Friday, June 10, 2016

Stonewalling Climate Change?

By Oscar A. Escobar
Florida, EE.UU. - Gt.


Rapid carbon mineralization for permanent disposal of anthropogenic carbon dioxide emissions” 
Juerg M. Matter et al.
Science 10 Jun 2016: Vol. 352, Issue 6291, pp. 1312-1314 DOI: 10.1126/science.aad8132

Abstract
Carbon capture and storage (CCS) provides a solution toward decarbonization of the global economy. The success of this solution depends on the ability to safely and permanently store CO2. This study demonstrates for the first time the permanent disposal of CO2 as environmentally benign carbonate minerals in basaltic rocks. We find that over 95% of the CO2 injected into the CarbFix site in Iceland was mineralized to carbonate minerals in less than 2 years. This result contrasts with the common view that the immobilization of CO2 as carbonate minerals within geologic reservoirs takes several hundreds to thousands of years. Our results, therefore, demonstrate that the safe long-term storage of anthropogenic CO2 emissions through mineralization can be far faster than previously postulated.


I don’t usually write about carbon capture geoengineering, but this report on a carbon capture and storage technology seems to have been received with measured enthusiasm (by media standards) in the science and media communities.

Enthusiasm because…

The results of this study demonstrate that nearly complete in situ CO2 mineralization in basaltic rocks can occur in less than 2 years. Once stored within carbonate minerals, the leakage risk is eliminated and any monitoring program of the storage site can be significantly reduced, thus enhancing storage security and potentially public acceptance.” 1


The Hellisheidi operation has an advantage in that it largely uses the plant's existing infrastructure to reinject the solution, and doesn't bother purifying the CO2. Its cost is only $30 a ton, said Aradottir.” 2


“Measured” enthusiasm because…

The main stumbling block beyond the needed basalt, he said, is the water required—about 25 tons for every ton of CO2.” 2

Another possible hitch: a separate study out this May identified subterranean microbes that seem capable of feeding off carbonate minerals and using them to release methane, a greenhouse gas even more potent than carbon dioxide. That means nature could sneak in and reverse the solidification process. Such microbes were thought to exist only on the deep ocean floor, but researchers found them in a California spring. Microbiologists from the Paris Institute of Earth Physics have already started studying underground microbes at the Carbfix site to investigate how they might interact with the carbon in injection.” 2


An interesting perspective would be... how will this ‘breakthrough’ play out in the larger energy issue.

Will this technology, whether it proves effective or not at ‘stonewalling’ climate change, have the side effect of stonewalling renewable energy also?

I hope it really works! And that at the same time, it does not hinder the transition to renewables as the main source of energy on the global scale.


Sources:

[1]
Rapid carbon mineralization for permanent disposal of anthropogenic carbon dioxide emissions”

[2]
In a first, Iceland power plant turns carbon emissions to stone


Ps.

Best lines yet on a media article:

"By burying CO2 in the right sort of rock, a team of alchemists led by Juerg Matter, a geologist at Southampton University, in Britain, was able to transmute it into stone."

From the Economist:

Turning air into stone




More Media Responses:


Quickfire carbon capture method turns CO2 into solid rock within two years
Gizmag
Carbon capture and storage, or carbon sequestration, is one approach proposed to offset mounting C02 emissions, but the possibility of gas seeping out and escaping into the atmosphere is one of the factors holding the technology back. Researchers have ...

Iceland Carbon Capture Project Quickly Converts Carbon Dioxide Into Stone
Smithsonian
Most conventional carbon capture and storage projects inject liquefied carbon dioxide into sedimentary rocks, the type of rocks in which oil and natural gas are found. Because oil and gas companies have so much experience working with these types of ...

Iceland Carbon Dioxide Storage Project Locks Away Gas, and Fast
New York Times
For years, scientists and others concerned about climate change have been talking about the need for carbon capture and sequestration. That is the term for removing carbon dioxide from, say, a coal-burning power plant's smokestack and pumping it deep ...

A Power Plant in Iceland Has Turned Its CO 2 Into Stone
WIRED
Practical-minded environmentalists and coal sympathizers alike have long touted carbon capture and underground storage as a low-emissions way to help the world's economy wean itself off fossil fuels. But extracting the troublesome greenhouse gas from ...

Iceland carbon capture project turns CO2 into stone
The World Weekly
Other experiments have seen pure carbon dioxide injected into sandstone or deep salty aquifers, and have relied on layers of impermeable rocks to contain the stored gas. However, it had always been feared that the carbon dioxide would eventually find a ...

Turning air into stone
The Economist
One idea, carbon capture and storage (CCS), involves collecting the gas from power stations and factories and burying it underground where it can do no harm. But CCS is expensive and mostly untried. One worry is whether the buried gas will stay put.

CO2 turned into stone in Iceland in climate change breakthrough
The Guardian
Such carbon capture and storage (CCS) is thought to be essential to halting global warming, but existing projects store the CO2 as a gas and concerns about costs and potential leakage have halted some plans. The new research pumped CO2 into the ...

This Iceland plant just turned carbon dioxide into solid rock — and they did it super fast
Washington Post
Other experts involved in the carbon capture and sequestration hailed the results reported by the group Thursday. “Carbon storage is a critical piece of the global initiative to reducing carbon dioxide emissions and realization of the Mission ...

Scientists turn carbon dioxide into stone to combat global warming
The Verge ‎
Researchers have developed a way to capture and store carbon dioxide by turning it into stone. Their technique, described in a paper published this week in the journal Science, could provide a safer, faster way to sequester CO2 and limit global warming.

Iceland Is Turning Carbon Emissions Into Stone
TakePart
“It's a way of storing carbon dioxide underground that prior to this research was thought to be too slow to be useful.” When researchers and policy makers talk about carbon capture, they're usually referring to injecting pure carbon dioxide into the ...

Scientists Turn Carbon Dioxide Emissions into Stone
Scientific American
For the first time, carbon dioxide emissions from an electric power plant have been captured, pumped underground and solidified—the first step toward safe carbon capture and storage, according to a paper published Thursday in the journal Science.

Scientists turn chief global warming gas into harmless stone
CBC.ca
"Carbon capture is not the silver bullet, but it can contribute significantly to reducing carbon dioxide emissions," Matter said. However, carbon capture can be expensive — especially the capturing part. Once the gas is grabbed from the air, storing ...

Climate change breakthrough as Iceland turns carbon dioxide into stone
The Independent
Even more surprisingly, after only two years scientists found 95 per cent of the gas was captured and converted, far quicker than initial predictions, which suggested the carbon capture and storage (CCS) process could take thousands or even hundreds of ...

Turning Carbon Dioxide Into Stone
Undark Magazine
Writing in the journal Science, an international team of researchers suggested that this form of what's known as carbon capture and storage (sometimes called carbon capture and sequestration, or CSS) is not only effective, but fast. Where previous ...
Scientists have figured out how to turn CO2 into solid rock within months

ScienceAlert
Two of the biggest problems with carbon capture have been its cost, and finding ways to efficiently store or repurpose the CO2 once it's been extracted. But now a new technique could drastically overhaul this method of mitigating climate change ...

How to capture carbon dioxide from a power plant and turn it into stone
Los Angeles Times
Deep in the solidified lava beneath Iceland, scientists have managed an unprecedented feat: They've taken carbon dioxide released by a power plant and turned it into rock at a rate much faster than laboratory tests predicted. The findings, described in ...

CarbFix turns a power plant's CO2 emissions into rock
Engadget
Apparently, pumping carbon dioxide into volcanic basalts is a pretty effective carbon capture technique. Back in 2012, scientists began an experiment in Iceland called the CarbFix Project. Since then, they've been injecting tons of carbon dioxide waste ...

Researchers In Iceland Are Showing Us How to Fix Carbon Emissions
Outside Magazine
This process—turning earth-warming carbon dioxide into a solid instead of spewing it into the atmosphere—is at the heart of what's called carbon capture and sequestration (CCS) technology. CCS involves pumping CO2 from power plants underground, ...

Climate change mitigation: Turning carbon dioxide into rock
Science Daily
One approach is Carbon Capture and Storage (CCS), where CO2 is physically removed from the atmosphere and trapped underground. Geoengineers have long explored the possibility of sealing CO2 gas in voids underground, such as in abandoned oil and ...

New process converts carbon emissions into rock
Science Recorder
This type of carbon conversion is known as 'carbon capture and storage' (CCS). Many officials are investigating the method as a way to try and mitigate ever-climbing carbon dioxide emissions around the world. In past experiments, researchers injected ...

Iceland turns carbon dioxide to stone
Geographical
The need is great; the Intergovernmental Panel on Climate Change reported in 2014 that effective carbon capture and storage is crucial to the effort to temper global warming. Out in the steaming hills of western Iceland, the latest attempt has been to ...

Icelandic Experiment Reports A Climate Change Breakthrough, Turns Carbon Dioxide To Stone
International Business Times
The experiment, carried out as part of the increased emphasis to find efficient carbon capture and sequestration (CCS) techniques, successfully converted gaseous carbon dioxide to stable carbonate minerals such as calcite and magnesite. This was done ...

Scientists Turn CO2 Into Solid Rock
EcoWatch
Carbon capture and sequestration (CCS) is a divisive issue in the climate and energy community, but the scientists are confident that solidifying the gas would prevent it from leaking back into the atmosphere, as is the danger with many CCS methods.

Scientists turn carbon dioxide to stone: a solution for global warming? (+video)
Christian Science Monitor
Nature can turn carbon dioxide into rock, but it takes thousands upon thousands of years. Scientists in Iceland may have just figured out how to do it in less than two. Carbon capture and storage (CCS) holds enormous potential to slow climate change ...

Researchers Turn CO2 Into Stone in Climate Change Breakthrough
TIME
Other carbon capture and storage (CCS) methods store CO2 as a gas, but problems include a high cost and concern about leakage. This new method of burying CO2 and turning it into stone is cheaper and more secure, the Guardian reports. To turn C02 to ...

Iceland Power Plant Turns Carbon Dioxide Into Solid Rock
Tech Times
One problem with capturing and storing carbon dioxide underground, for instance, is that this may possibly result in the emissions seeping back into the air or even exploding out. In a paper published in the journal Science, researchers described the ...

Carbon emissions turn to stone after two years underground
Cosmos
One way of tackling carbon emissions from dirty coal-fired power plants is carbon capture and storage, but amid high costs of capturing the carbon and safety concerns surrounding sequestration, it has gained little large-scale traction. And it's not ...

In Iceland, Researchers Turn Carbon Dioxide To Stone
Wyoming Public Media
In what could prove to be a major step forward for carbon capture and storage, a group of researchers in Iceland have discovered how to turn carbon dioxide emissions from a power plant into stone. Carbon capture and storage is considered an important ...

A Power Plant in Iceland Deals with Carbon Dioxide by Turning It into Rock
MIT Technology Review ‎
Lower costs aren't necessarily enough to spur energy companies to adopt carbon capture and storage technologies unless there is an additional economic incentive in place, like a carbon tax. Matter says that framework is missing. “Policy makers need to ...

How One Country Is Making Rocks Out of Air Pollution
National Geographic ‎
The research, detailed Thursday in the journal Science, is part of a larger quest to capture carbon at power plants and then store it underground. Solidifying the carbon could reduce the risk of it leaking out into the atmosphere, contributing to ...

Wednesday, May 18, 2016

Transcript: FM15 AGU Press Conference Accidental Geoengineering


Transcription by Oscar A. Escobar
Central Florida. Gt. - May 18, 2016
Last update:
August 3, 2016. Title.

The original you tube video:

Video Abstract:
Published on Dec 15, 2015
Various parts of the world have “dimmed” and “brightened” at times, as measured by surface solar radiation records, and some of that is clearly related to pollution patterns. But new data suggest an additional mechanism is at work. That something is whitening global cloud-free skies and changing the way that solar radiation reaches Earth’s surface. A provocative new analysis, presented in this briefing, points to a likely cause—an unintentional geoengineering experiment.

Participants:
Charles Long, Senior Research Scientist, Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences at the NOAA Earth System Research Laboratory, Boulder, Colorado, U.S.A.;
Martin Wild, Professor, ETH (Institute for Atmospheric and Climate Science), Zurich, Switzerland.

PDF slides for Martin Wild's Power Point presentation:
Global Dimming and Brightening Decadal changes in sunlight at the Earth's surfacehttp://fallmeeting.agu.org/2015/files/2015/12/Wild-slides.pdf

PDF slides for Chuck Long's Power Point presentation:
Evidence of Clear-Sky Daylight Whitening: Are we already conducting geoengineering? Chuck Long (NOAA ESRL GMD/CIRES) Jim Barnard & Connor Flynn (PNNL)
http://fallmeeting.agu.org/2015/files/2015/12/Long-slides-.pdf


American Geophysical Union (AGU) Webpage:
Accidental Geoengineering: Press conference materials and video recording
http://fallmeeting.agu.org/2015/press-item/accidental-geoengineering-press-conference-materials-and-video-recording/
Cited works:

Enlightening Global Dimming and Brightening
Martin Wild ETH Zurich, Institute for Atmospheric and Climate Science, Zurich, Switzerland DOI: http://dx.doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00074.1 
Published Online: 1 January, 2012





(00:00) (Moderator):
Hello welcome to our 11:30 press conference: Accidental Geoengineering.
Our speakers are Chuck Long, Senior Research Scientist at the Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences at the NOAA Earth Systems Research Laboratory in Boulder Colorado. And Martin Wield Professor at ETH Zurich.
And there is a press release at the back of the room.
(00:27) (Martin Wild speaking):
Ok... good morning everybody! I would like to give some background information about the phenomenon which has recently gained considerable public and scientific attention. The so-called phenomenon of global dimming and brightening. Which relates to the recognition that the sunlight that we receive a the Earth’s surface it's not stable over the years but undergoes substantial decadal changes.
0:55 And to understand this phenomenon a little bit better... I would like to start looking into the global energy balance of the Earth... as shown on this picture with the sun as the ultimate energy source for the climate system. Not only for the climate system but also to all life on earth in general. Sun light that goes into the climate system heats the earth’s surface. This heat is emitted back into space in terms of thermal radiation, but only a part of it makes it to space, a considerable part of it is absorbed in the atmosphere, which is the so-called greenhouse effect.
And anthropogenic climate change, first of all, can be viewed as a change in these fluxes through anthropogenic activity. On the one hand through an increase in greenhouse gases, which further traps the amount of emission of thermal radiation into space… (garbled)... but also by perturbing the amount of sunlight that we receive at the earth surface. And this is caused by air pollution and related particles in the air, tiny particles which we call aerosols which can modify the sunlight.
(2:16) But do we have any evidence that these solar fluxes have really also been changing, not only the greenhouse effect and greenhouse gases influence fluxes. And indeed there is evidence from the long-term observational records at the earth’s surface, as shown here for a composite of records from Europe, which show strong month(?) decadal variation. This record shows the sunlight at the Earth’s surface from the 1940’s to near present, and what we see here is that we have strong multi-decadal variations.
(2:52) We have a period where sunlight has decreased from the 1950’s to the 1980’s. With a period which we call dimming period” and a more recent recovery, which we call “brightening period” where the sunlight at the Earth’s surface has recovered and we have again more sunlight that makes it through to the earth's surface.
(3:17) So... What could be the reason for these variations?
An obvious reason could be that the output of the Sun has been changing. And the Sun indeed has some variation in its activity, as seen in the variation in sunspot numbers which have an 11 year cycle and which vary the output of the energy that comes out from the Sun. However these variations are much much more a smaller than we see… the variation that we see at the earth’s surface, and they also do not correlate with the variation at the earth’s surface.
(3:52) So basically the Sun cannot explain the dimming and brightening phenomenon. That means if it's not the Sun, it must be the atmosphere that plays a role in (the) modification (of) the sunlight that gets through to the earth's surface. And the atmosphere has indeed... undergone substantial changes in the last decades, particularly in terms of air pollution in the atmosphere. And we show here sulfur emission as a proxy of air pollution from the 1950’s to 2000. And we see a strong increase in air pollution from the 1950’s to the 1980’s. And then we have a... turning (of) the trend and the decrease in the more recent years. And this decrease is partly related to the numerous air quality measures that have been implemented to reduce the air pollution... which has resulted in a reduction of air pollution.
If we compare that with the sunlight we get at the earth’s surface... it fits very well. That means... we have increasing air pollution we have a decrease in the amount of sunlight at the earth’s surface, and as soon as we have this decrease in air pollution we have a recovery again of the sunlight.
(5:16) And how can we explain this variation… this mechanism? These aerosols, these tiny particles in the air... they can scatter and absorb the sunlight that comes through the atmosphere and thereby reducing the amount that goes at the surface. But also they can change the properties of clouds in that polluted clouds, which is a bit counter-intuitive, become brighter; as we can also see for example from satellite pictures, more reflection of solar radiation back to space in polluted clouds. And the polluted clouds... they can also stay longer in the air because their droplets are smaller and therefore do not precipitate so quickly. That means we have brighter and longer living clouds and this also shields the sunlight from coming to the earth’s surface.
(6:07) So what does this all mean, for example, for global warming? What is the relevance of dimming and brightening for global warming? I show here the temperature records of global surfaces from the 1950’s to the to 2000’s, and what we see here is... that during this dimming period we can also cause this accidental geoengineering period where we increased air pollution and thereby reduced the amount of sunlight that came through to the earth's surface. We see that the warming is very modest. So it seems that this dimming or this... un-intentional geoengineering has depressed global warming during this period. When we stopped doing this geoengineering... and more sunlight comes again trough to the earth's surface you see that that temperature has been rising much more rapidly, due to the additional sunlight that gets to the earth’s surface in addition to the underlying greenhouse effect which causes this warming.
(7:12) Recently I started also to look at the asymmetric hemispheric pollution, because it's quite interesting to see that this global air pollution which we show before... this the black curb here… is mainly found on the northern hemisphere (blue curve). On the southern hemisphere we have an order of magnitude less pollution and we also do not have this trend reversal in the recent years. So when we compare now the temperature and the warming rates on the northern and the southern hemisphere… we see that on the northern hemisphere we have a very strong… even a reduction in surface temperature during the dimming period... and then strong... very strong warming in the brightening period, whereas on the southern hemisphere, the more pristine southern hemisphere, we have a gradual increase in the warming.
So you could also see this as a geoengineered world, and this as a non-geoengineered world.
(8:13) And I published this in a recent paper that is currently available online for early view on the website of the Wires Climate Change. And I would like to, before I stop, also to briefly mention some other environmental issues where global dimming and brightening plays a key role, for example... It has a strong impact on the intensity of the water cycle, because during the dimming period we have less and less energy that comes... arrives at the Earth’s surface, and therefore less and less energy to drive the global water cycle, which resulted in a speed-down or attenuation of the global water cycle. In the more recent brightening period, there has been more energy available again to drive the water cycle and therefore also led to an intensification of the water cycle.
(9:05) I'm coming from Switzerland and in Switzerland we have great concerns about our glaciers because they are retreating, but we have noted that this retreat only started during this brightening period. Before when we had this the dimming period, the reduction in sunlight prevented the glaciers from being melted.
(9:27) There's also a strong impact on the growth of the biosphere... because the biosphere needs sunlight for the photosynthesis. So if sunlight changes... that impacts the biosphere, and furthermore... the plants particularly like diffuse light and diffuse light has been particularly strong during this dimming period.
(9:53) On a more applied level… dimming and brightening have also had an impact on the growing market of solar power generation... because of course these substantial changes in the solar resources affect the productivity of renewables.
(10:11) And with that I would like to end and if you are more interested in this subject I can suggest two papers... one is a popular overview paper I wrote on the topic of global dimming called “Enlightening Global Dimming and Brightening” in the Bulleting of the American Meteorological Society. And the second paper is.. The “Latest (a status) on Dimming and Brightening”, and in particular discusses its impact on the global... on global warming and this is the paper that has just been published online and it's open open access.
Thank you very much.
(11:17) (Chuck Long speaking)
Thanks Martin... that was a wonderful overview of the dimming and brightening phenomena and a little about ‘why we should care’.
My talk is a little bit about a subset of that... and the idea that yeah... we might be actually conducting some unintentional geoengineering here.
For those of you who’ve read my talk abstract, the talk I am giving this afternoon... you know... yeah we do think we're doing this... and we're doing it with aircraft. So I'm going to explain a little bit about the science of why we think so.
I'm gonna talk about cloud free conditions… or what we named “clear sky”. So if you're gonna talk about cloud free, it's a good idea to talk about... what is a cloud. Because if you gonna be free of something you better know what it is.
(12:03) So you can see this picture I'm using as a background on my talk here... is a little whiten-out so that the letters show up a little bit better... but this is the image that it actually came from... you can see there's nice white areas… the white puffy things here... that's what we call clouds, but you see there's blue parts of the image as well, and we tend to call that cloud free... depending on our conception of how blue it is, and where you draw the line... if you actually look closely here you can see there's some structure in the blue part. Where you actually draw the line between... OK... I'm gonna call that white enough to be a cloud and…. no that’s blue enough... I'm going to call it cloud free or clear sky... is not so well defined in our business.
(12:47) But the point here is that… in what we call clear sky we do allow some amount of condensed water to be there, whether it's liquid, or ice or whatever... we still allow that to be under the lump we call clear or sky cloud free. And as our studies show the overall clear period seem to be getting a little whiter, and naturally as scientists we always want to know why.
So in order to get into this and understand it we have to take a look at some of the... some of the components of what we're doing in this area.
(13:25) One of the things is... when you have downwelling solar energy we actually divide that into two parts... we call the shortwave “irradiance”, and that is the part that comes directly from the Sun.. kinda like those bright light shining in my eyes right now... and we cleverly call that the “direct shortwave”.
-Scientists... we're like that you know…-
And then there's the rest of the sky-light we call the “diffuse short wave” and that is caused by scattering in the atmosphere.
If you go up into space there is no diffuse... because there's no atmosphere... things up there to scatter the light... and the source of the diffuse light is what scattered out of the direct.
So this is kind of important to our story here... how we got into… into discovering what was going on here.
(14:07) So we published a paper a while back… where we showed that, as Martin has been talking about, the all sky increase of brightening in recent times over the continental United States was about 8 watts per meter square (8 Wm2). But we also took a look at the clear sky part. In other words if the clouds hadn't been there... What would’ve happened?

And there was... still more than half of the increase would have occurred... had there not been any clouds over the United States.  At the same time, or shortly before, there was a paper published that showed that the very same sites we used in our analysis, showed that there was a lessening of the aerosol loading at the same time.
So this is well understood... it’s called “the direct aerosol effect”. Martin had a nice little image there of it... because if you decrease the aerosols what you're doing is decreasing the scatterers... so you should have an increase in the direct shortwave, because there is less particles that knock the light out of the way, and a decrease in the diffuse... because there's less light being scattered into the diffused.
(15:09) When we looked at our data... that's not what the observations showed.
Over the period of time of the 12 years that we looked... the direct component did not change at all. All of the increase occurred in the diffused. So this goes directly against our idea of the direct aerosol effect. OK. That has presented us with something we actually love as scientists! Something we don't understand. That's our business! Try to understand it. So we got a mystery here.
This is a paper... where a figure from that paper shows the two components… the defused and the direct... the direct is referenced to the right hand side. And this is the anomalies... which is if you take the average of the entire data set from each site and you look at the difference... in that way puts it all in the same playing field... you can see in the diffuse we have four and a half watts per square meter (4.5 Wm2) increase across the study years and virtually nothing in the direct. So this is what put us on to this.
(16:03) OK. So... I have a mystery and need clues to solve it.
One of the first clues is the answer to the question… Why is the sky blue and clouds are white? And you probably heard this before, but (I) want to make sure we all understand and are on the same playing field here.
The molecular atmosphere without the aerosols, without the clouds… scatters blue light a lot more efficiently than red light, so… OK. You look away from the direct... the sky is blue because there's a lot more blue light being scattered toward your eye, and very little of the direct. But clouds are white because you scatter... I mean white is the sum of all colors... so you're scattering all the wavelengths about equally to produce that white. 
This gives us a tool we can use here... that I'll talk more about later on... but if you can... you can look at the sky-light or the diffuse field, and look spectrally... look at a red… just a narrow band of red light, and a narrow band of blue light and take a ratio of that. Then the ratio for blue sky will be small... red over blue... because the red is a smaller amount, but for the white... as it gets whiter that it will approach one... and that's what we look.
So if you have this... if you can do a red blue ratio and that increases over time... it’s a sign that the blue sky is getting whiter.
(17:15) OK? The second clue we have to talk a little bit about is… how light is scattered in our atmosphere.
The molecular scattering we were just talking about... actually scatters light both forward and backward... about equally... and has to do with the relationship of the size... the size of the scatterer, in this case molecules and the size of the wavelengths that are interacting with it.
Counter intuitively though if you have larger particles… larger scatterers... because of the way natural light kind of wraps around these things and goes forward in this size relationship regime. Now if you get really big scatterers like a brick wall it's gonna just bounce and scatter off… but in this regime were talking about... where we have aerosols in and other things... it scatters a lot more in the forward direction, a little bit in the back... so that's part of the story here.
So... our hypothesis... we know that the aerosols decrease and therefore the down-welling total short wave is going to increase because of that.
(18:07) But in order to account for what we observed, there would have to be a shift, from smaller aerosols to larger scatters... that scatter more in the forward direction... assuming that there's fewer of them as well, to make up that difference and keep it in the diffuse… because that's what happened... the increase in the direct that would have occurred just because of the aerosol loss had to be made up to scattered back out some way... and if you have a larger particles they scatter more in the forward direction and less in the backward direction. So. Per scatterer... there's actually more shortwave (that’s) gonna reach the surface from the Sun that way. So… OK. This is a mechanism you can do but what are these mysterious particles?
(18:48) Well we did some detailed ready to transfer modeling, and there's one particle that is common in the sky that could do this... and that's ice crystals, small ice crystals. So... if you have less of these aerosols from pollution that are put in there, more ice crystals could do this.
Where did those ice crystals come from?
There's also a well-documented increase in flight hours in the continental United States across the study period that we have. And what is it that jet exhaust spits out?
Is... first of all small particles or chemicals that form small particles that can act as condensation nuclei for ice to form on and more importantly some water vapor. Now if you've ever flown and paid attention to the flight information when they have it up on the screen, when you're up at altitude it's darn cold out there... minus 50-60 degrees. And the amount of water vapor that can exist without condensing in those conditions is very very small... dependent on the temperature.
So at minus 50 or minus 60 there's not a lot of water vapor up there... and so if you put a little water vapor in... it makes a huge impact in changing the relative humidity, because its relative to the amount of water vapor the air can hold and so… you've seen this. You walk outside… you see a jet going across the sky, you see a contrail behind it... then that contrail dissipates.
(20:06) When the contrail dissipates... first of all, that's a mark that you are condensing ice up there... in the cold atmosphere, but when it dissipates it leaves the moisture there... and so now you've moistened this very very dry layer. If you keep that up... you get to the point where the ice crystals will persist and spread out, and this is that cirrus… sub visual cirrus haze that we’re talking about, that is doing our whitening that we are hypothesizing.
(20:30) So there is an instrument that can give us what we need need. We can go into the details here for the next half hour... or not. If you're interested in that later. But it's a... it's an instrument that sat right beside us… in a matter of fact it’s an instrument that they used to infer that the aerosol optical depth had decreased. But I'm going to use it in a little bit different way. It's (garbled) part of the measurement that they usually don't use, but it does provide this red and blue spectral diffuse light that we can use for this red or blue ratio idea.
Now remember we said that across the study years... if this red to blue ratio increases... then that's a sign that we are whitening the sky, when we call it clear sky.
And so we've managed to do this for one of our sites. The one in the central part of the of the United States is actually in Oklahoma, and we used two different ratios from this instrument. It’s nice to back things up, make sure you're not messing up with just one of them and in both cases we got the same result.
There is, across the study years, a positive increase in this red to blue ratio, no matter how we look at it; and both of these results are statistically significant at the 95% level. So what this says is... this is not a definitive proof... but sure supports our hypothesis.
(21:52) So we have dry aerosols associated with pollution have been decreasing. This is... has been shown in many many ways… less sulfur outputs and everything else. But the direct aerosol effect alone can't explain what we see in the observed direct and diffuse components. To that we need something else thrown in there... and small ice crystals do fit the bill right in our theories to be able to produce this result.
Where does it come from? Well... air traffic over the USA and elsewhere, Europe and elsewhere has increased; and this is a mechanism that can produce the haze. We think it actually is... and it’s making, on average, the clear sky whiter... down across the decades.
(22:38) The manifestations of this, as Martin pointed out, redistributes the solar radiation in the way it reaches the surface. In this case because we're talking about the cloud free situation. And as Martin pointed out, plants like diffused light more than direct light, because you have less shading of the lower levels... all else being equal.
And if you again... there's more forward scattering in this case... so if you actually increase the number of these crystals you could in a certain realm increase the amount of short wave that's reaching the surface through this mechanism, up until the point where you're starting to get white enough that you'd start to call it a cloud and then you’re having multiple interactions which then decrease it… nullifies the forward scattering effect.
But as far as climate change... we are changing the components of the climate system… by an activity associated with human industrial civilization.
Here's another manifestation that... yes indeed... human activity can and is affecting the climate.
So… unintentional geoengineering... if you look up the definition of geoengineering… it includes large-scale manipulation of parts of the climate system and the environment. And I believe this ice haze from jet traffic does satisfy that requirement. So... yeah we are.
So... thank you!
(23:58) We’ll take some questions, and also want to point out if you're not... if you're interested... then later on... both Martin and I are giving some talks in the later session just right down the hallway here. Thanks!
(Moderator speaking) Thank you! Are there any reporters in the room that have questions... please raise your hand and state your name and affiliation.
(24:22) (Hi, I am David Appel from Yale Climate Connections): So... in terms of global climate models… What kind of global radiative forcing is this causing in watts per square meter? And are global climate models adequately taking this into account?
(Answer by Chuck Long): By the traditional definition is based on human observations... part of that is that... by the time it gets white enough to be called a cloud... then it's going to have a major... as Martin pointed out with the global dimming and brightening... its gonna have a major significant noticeable impact on the total down-welling shortwave. This is not so much an impact on the total, as it is in the way it's reaching the surface. But that's in the solar side. There have been studies that show in the infrared side, the greenhouse side. This is part of that barrier up there that is preventing infrared from the surface to escape (?)... so much to space. So it is kind of a warming mechanism.
(25:28) Now as far as global climate models though… This very well-known scientist named Joyce Penner, who came and gave a talk at our institution, quite a while ago and she said... she was talking about this subject; and came to the conclusion that it was not so much an impact... but the question that was asked then was... but remember we're in a regime here that is dry...very dry, and if you put a little bit of water vapor… it can make a big impact.
(25:55) Global climate models… their vertical resolution high in the atmosphere is very large... so if you put that little bit of water vapor... but you spread it over half a kilometer or more… which is the resolution of the models there's no impact.
But that's not the way this is happening. There's a study that was done actually... by a group from Wyoming... that studied these things and what they show… they were actually looking... they were using aerosol on... so they're looking at the aerosol particles that... as I said… jet exhaust puts it out. They… for many many years they looked... up... at the flight altitude and they found these very thin layers of highly concentrated aerosols.
But that's the point... the salient point is they’re thin layers... they're not five hundred meters thick... so when you put that amount of water vapor in a thin layer it has a much much larger impact. And that's why the models can’t get this, because they don't have that vertical resolution that actually adequately model this… so no, they can’t. They’re not getting this.
(Moderator speaking) Are there any other questions in the room?
(27:08) Hi, Jonathan Amos BBC news. I just want to be clear… Can you detect the ice haze? I mean are there (?) other emissions or something like that, than can actually characterize it?
(27:21) (Answer by Chuck Long): We... yes... we did another paper because... we came up with the question... OK... along the lines of what is and isn't a cloud. We've developed a couple of techniques... both in sky imagery... which is based to emulate human observations, and then another technique that we develop that analyzes the time series of short wave solar radiation measurements to detect clear sky periods. And so the question is...what's our limit there. That's something we can look... we did a study using a very powerful vertically pointing Lidar... that can see these very subtle things. And so you can do that. Unfortunately when it comes to Lidar if you're going to operate them a lot... they have to be what's called ‘eye-safe’, so that if somebody is flying a plane over... they don’t blind the pilot by looking up to... have to be eye-safe. When they're eye-safe, they're less sensitive and they tend to be green lasers. Well solar radiation includes green light and it scatters into the barrel, and so (the) typical lasers... Lidars that we have... are not sensitive enough to see this, but if you have a powerful enough… or the right wavelength Lidars you can see this.. that’s one way to study it. Other than that… it's very difficult... because you're high in the atmosphere and these are so tenuous... it's kind of difficult to pick these things out otherwise.
(28:49) (Moderator): Are there any other questions in the room?
(29:00) ( Garbled... from Frankfurt, Germany): The question is… you looked… you measured one site, that was Oklahoma... you looked at the air-traffic over the continental U.S. in some of your slides. Have you looked at areas where there is very little air traffic, to see if there are differences in your red blue ratios or in the whitening of the sky?
(29:23) (A. Chuck Long): Well there's lots of work to do. This is what we like to call in conferences… our preliminary results... Yeah! There's a lot of work yet to do. One of the things is this this MFR(?) SAR data that gives... it's the only instrument I know of… that gives a spectral diffuse short wave, which we need for that red blue ratio idea. But you have to be very careful. We are looking at something very subtle here, and so you have to make sure that you're looking through twelve years of data... you want to make sure that you using good, very good data for that; and that's manually intensive to do. So we are going to be looking… pursuing this at the other six sites that we had used.
(29:59) Now in the paper where we looked at the broadband and show this... clear sky... on average four and half Watts per Meter square predicted increase. It wasn't the same at all the sites... and if you saw our map… you see there is... we have eastern sites and western sites... in and the amount of change would differ in... yes! Theoretically... the increase in that red blue ratio... should correlate with the amount of brightening, clear sky brightening that occurred at each site. And some of those sites... if you look at the… if you look at the U.S. air industry… some of those sites… there is not so much traffic lanes over top as others. And so we expect to be able to pick that out. But that's one of our questions we have. We haven't got the answer to that yet. But in science when you do something like this. You take a first crack at it to see what what you see. We're looking at yearly averages now. There's a lot of details yet to be looked at here... because you know 01 and 10 the average is 5. But 5 and 5 the average is 5. There's a lot of details yet... that goes into those averages we need to look at... but a very good question.
(31:06) (Follow up question) May I have a follow-up... I mean you stand here... and you put a slide up and say it's this haze or the whitening is caused by jet air traffic... but… (C.L): I said that's the hypothesis, yes. (Q): It’s the hypothesis?... You didn't say that, I think. (C.L.): I have it clearly on my slide that our hypothesis is this mechanism... you know... yeah! I mean that's how science works. You come up with a hypothesis... and it's very unusual in science when we can prove something is true. Usually what we do is we form a hypothesis and we try our best to prove it false. That’s our hypothesis.
31:48 (Rick Levitt, freelance): So I've got two questions… (C.L): Is he allowed to have two? (jokingly- laughter) (R. L.): One is on the infrared... I gathered that you are saying that a thinner layer of the small amount of ice or vapor has a bigger effect than the same… total column spread out... in terms of returning sho... long wave radiation?
(32:14) (A. Chuck Long): Yes it does. There is a... real quickly... one of the biggest uncertainties in global greenhouse warming is cloudiness. Is it going to change? And if it does... how it's gonna manifest itself? If you have low level clouds... right?... They reflect solar radiation away... so that's a loss of energy. But they're warm... and so they still emit almost the same amount of infrared as the surface below them would, it's the amount... of infrared radiation that’s emitted is dependent on the temperature. If you have high clouds... you still... if they're optically thick… they're still reflecting away solar radiation, which is a loss, but now they're radiating in the infrared and at much colder temperature. So you have to have a buildup of… of temperature below that cloud... in order to equal the same amount of infrared loss to the system. As you do... as you would, if the clouds weren't there. And so that's a warming influence. So high clouds tend to warm in the greenhouse effect. Low clouds tend to cool in the greenhouse effect.
(33:23) (Rick Levitt): OK. And my other question is... which is kind of related to that... (garbled)... So, other than proving my childhood memories of bluer skies are accurate... What… what's the... you know... what’s the take home of this? It’s a little better for plants? And there is an effect on infrared... but is this a big effect?
(33:48) (A. Chuck Long) No... none of this because... again we're in a part... OK... there's several messages... it’s not a huge watt per square meter thing... though if you look at... if the clouds weren't there over... an increase of four watts per meter square per decade is.. much much much larger than the projected increase due to greenhouse warming. They're talking about four watts per meter square… under certain scenarios… over forty or fifty years... this is in 10 years. So it's a larger change. But as Martin showed, we're decreasing... increasing... its a decadal thing rather than a hundred years phenomenon as greenhouse warming is.
(34:24) So... one take home is that… it is a part of our energy system. The part we're talking about here is clear sky. So… when you have clear skies this is re-partitioning the energy... but you're still getting roughly the same amount of energy to the surface. So it's not a big energy thing. But what it is it's another indication that man can... and indeed is influencing the climate system. This is not a question. I mean it’s part of the problem... that the scientific community... we have convincing people that man can do this in the greenhouse world. I want to be very careful how I say this because I don’t... I don’t wanna... but part of it... we know that part of the problem that we have is... we're talking about some change of a couple of watts per meter square over fifty or a hundred years. It's pretty hard to grasp. But yeah we really doing… This is a more immediate thing and you can see this… walk outside... you know it's not difficult to study clouds... just walk outside and look up! OK?
(35:26) If you go walk outside... take a pair of sunglasses so you don't hurt your eyes, and make a habit of walking outside and hold your thumb over the Sun's disk. you will see a white area around the Sun. Some days that area is bigger, some days it's smaller, but that… that white area is caused by this forward scattering. You know you’re… scattering light out of the direct into the diffuse. And if you're standing to the side over here... looking this way (pointing)… well that's the blue sky... you're looking over there… if the Sun is there... but if you look around the Sun... then you're in this forward scattering peak. The bigger that thing gets is an indication of the more of this haze that's up there. It’s one way you can tell it's up there.
(36:07) So walk out in the morning... you'll see short contrails behind the aircraft that you see in the sky, and you put your thumb over the Sun and there will be a small white area around it. As that day progresses if it stays clear sky... and it's… and there's more jet traffic, you'll see the contrails hanging around for a longer amount of time, maybe even spreading out during the day and by the mid to late afternoon when you put your thumb over the Sun you'll see a bigger white disk. That's this... phenomena... that's... you can see this with your own eyes. Now there's other influences, sometimes there's a larger-scale air movement up there, so... sometimes the air masses are coming in that are more moist and sometimes more dry. So there is that influence. But… walk outside look up... do this do it for a couple of months. Specially during the summertime, and you will see this phenomena.
(37:00) (Moderator: I think we have aquestion from the chat. This is from Harvey L.): Just to pin down the definition of accidental geoengineering. Are the phenomena you both presented, different in some way from other human activities like automobile exhaust, biomass burning and the like?
(37:19) (A. Chuck Long): This particular phenomenon with aircraft is, because you have to deposit the moisture and the aerosols high up… where is dry and there aren’t a lot of aerosols up there. As far as generally brightening and dimming NOAA includes those things as well.
(Moderator: Thank you. Are there any other questions from reporters in the room?)
(37:47) I am Nicholas J… with Earth Magazine): With these... with the ice content would these most be closely related to things like cirrus clouds… If you had to lump these in the cloud family?
(38:08) (A. Chuck Long): Yeah... the definition of cirrus... traditional definition is… a cirrus is “high ice clouds”. So these are high, there is ice but they're just not thick enough yet that we would call them a cloud. So, I label them an "ice haze" and that comes from the meteorological definition at the surface... of what is... what's the difference between a haze and a fog. Well if it's a haze they’ll get thick enough that you can't see very far... they actually define it in terms of visibility and high-contrast... how far you can see. What a fog then is... just a cloud on the ground. So… But yes this is. There was a scientist many years ago named Ken Sassen, he was a Lidar scientists and he coined the phrase, I believe it may have been Kenneth that came up with this... but... he coined the phrase “sub-visual cirrus” to describe this haze things. Sub-visual meaning... if you stand here looking up and it’s still blue... you don't call it a cloud yet... but it's ice… so its cirrus like... I guess you would call it.

End of conference. 

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