Por Oscar A. Escobar
GT - FL USA
Actualizado Julio 1, 2015
“Los aerosoles
son partículas diminutas suspendidas en la atmósfera.”
La definición de
la Real Academia Española RAE:
Aerosol:
1. m. Suspensión de partículas
ultramicroscópicas de sólidos o líquidos en el aire u otro gas.
2. m. Sistema
coloidal obtenido por dispersión de sustancias sólidas o líquidas en el seno de
un gas.
Los aerosoles de
azufre en la estratosfera son los más controversiales de los que popularmente
se habla en debates sobre la gestión de la radiación solar o geoingeniería solar.
Mis comentarios a
continuación de un breve artículo de la NASA acerca de lo que son los
aerosoles.
(Las negritas son
mi énfasis)
Los
aerosoles atmosféricos:
¿Qué son y por
qué son tan importantes? Los aerosoles
son partículas diminutas suspendidas en la atmósfera. Cuando estas
partículas son lo suficientemente grandes, nos damos cuenta de su presencia, ya
que dispersan y absorben la luz del sol.
Su
dispersión de la luz del sol puede reducir la visibilidad (niebla) y enrojecer
los amaneceres y las puestas del sol. Los aerosoles interactúan directa e
indirectamente con el presupuesto de radiación de la Tierra y el clima.
Como efecto directo, los aerosoles
dispersan la luz solar directamente hacia el espacio.
Como efecto indirecto, aerosoles en la atmósfera
inferior puede modificar el tamaño de las partículas de las nubes, cambiando
la forma en que las nubes reflejan y absorben la luz solar, lo que afecta el
balance de energía de la Tierra.
Los aerosoles también puede actuar como sitios para que las reacciones químicas tengan
lugar (la química heterogénea). Las
más importantes de estas reacciones son las que conducen a la destrucción del
ozono estratosférico.
Durante el invierno en las regiones polares, los
aerosoles crecen para formar nubes estratosféricas polares. Las grandes áreas
superficiales de estas partículas de la nube proporcionan sitios para que reacciones
químicas tengan lugar.
Estas reacciones conducen a la formación de grandes
cantidades de cloro reactivo y, en última instancia, a la destrucción de la
capa de ozono en la estratosfera.
Ahora existe evidencia mostrando que cambios
similares en las concentraciones de ozono estratosférico se producen después de
grandes erupciones volcánicas, como la del Monte Pinatubo en 1991, donde
toneladas de aerosoles volcánicos fueron expulsadas hacia la atmósfera (Fig.
1).
.png)
Fig. 1 La
dispersión de aerosoles volcánicos tiene un efecto drástico en la atmósfera de
la Tierra. A raíz de una erupción, grandes cantidades de dióxido de azufre
(SO2), ácido clorhídrico (HCL) y cenizas son arrojados en la estratosfera de la
Tierra. El ácido clorhídrico, en la mayoría de los casos, se condensa con el
vapor de agua y es removido con la lluvia fuera de la formación de la nube
volcánica. El dióxido de azufre de la
nube se transforma en ácido sulfúrico (H2SO4). El ácido sulfúrico se condensa rápidamente, produciendo partículas de
aerosol que permanecen en la atmósfera durante largos períodos de tiempo.
La interacción de los productos químicos sobre la superficie de los aerosoles,
conocidos como la química heterogénea, y
la tendencia de aerosoles para aumentar los niveles de cloro que puede
reaccionar con nitrógeno en la estratosfera, es un contribuyente principal para
la destrucción del ozono estratosférico”.
NASA
FS-08.11.1996-LaRC - agosto 1996
Ahora sobre...
Los Aerosoles Antropogénicos,
el Cambio Climático y la Geoingeniería
Los científicos
generalmente evitan hacer la comparación entre las emisiones de dióxido de
azufre (SO2) de los volcanes y las
fuentes antropogénicas. Después de hacerle una pregunta que surgió a raíz de uno de sus artículos en Yale
Climate Connections, el periodista
científico David Appell, me señaló que al comparar las emisiones de SO2
actuales entre las fuentes antropogénicas y las de las erupciones volcánicas...
"la cuestión no es tanto sobre comparar eso a las de los volcanes, sino de
cuánto llega a la estratosfera”.
Creo que el punto
de David Appell es muy importante, sobre todo en lo que respecta a cuanto
permanecen los aerosoles en la atmósfera (estos permanecen por más tiempo en la
estratosfera que en la troposfera), que tan lejos viajan y varias otras razones
tales como las interacciones químicas. Pero, para mí como profano (o como
persona sin adiestramiento científico), hacer ese tipo de comparaciones y
pensar en términos más concretos me ayuda a entender la jerga científica y los
conceptos que describe.
Por ejemplo, tome
las siguientes cifras anuales de emisiones mundiales de dióxido de azufre de origen
antropogénico:
Más de 100 Tg /
año (100.000 Gg / año) de SO2 antropogénico (dióxido de azufre) [1] [2]
Otro aerosol
importante y potente pero con propiedades diferentes es el Negro de Carbón (BC por sus siglas en inglés)
con más de 9,1 Tg / año [3] [4]
Esas son grandes
cantidades, pero para algunos de nosotros, profanos, se necesita un marco de
referencia para comprender esa magnitud. Así que una cuidadosa comparación
entre las emisiones antropogénicas y las volcánicas es útil:
La erupción del
Monte Pinatubo de 1991 inyectó sobre 20 Tg de SO2 a la atmósfera [5] con
algunos pensando que la mitad (10Tg) entró en la estratosfera sobre el
trascurso de unos días. [6]
La cataclísmica erupción
de 1991 del Monte Pinatubo en Las Filipinas, fue la segunda mayor erupción
volcánica del siglo 20. [6a]
Además:
Desde el año 2000
se han producido una serie de erupciones volcánicas ‘modestas’, las tres más
importantes en 2008, 2009, 2011, cada una de las cuales expulsó entre 1 Tg a
1,5 Tg de dióxido de azufre. [6]
Las emisiones
volcánicas de SO2 anuales varían entre 1,5 a 50 Tg. [7]
Ahora sí entiendo
mejor.
La inyección de
SO2 del Monte Pinatubo a la atmósfera durante la erupción de 1991 fue extraordinaria...
independientemente de lo mucho que realmente entró en la estratosfera.
Pero aún más extraordinario
es el hecho de que ‘nosotros’ actualmente estamos emitiendo a la atmósfera
5 veces el monto de la erupción del Monte Pinatubo en 1991, o el dióxido de
azufre equivalente de hasta 100 'erupciones modestas’ ¡cada año! O sea más de 100 Tg anuales de SO2.
Con la marina
mercante internacional por si sola emitiendo, para el año 2005, más del 12 Tg /
año. [1]
Ahora volviendo a
'donde' en la atmósfera llega el SO2,
y cómo puede afectar el clima...
"Los aerosoles tienen muy aproximadamente la
misma capacidad de dispersar la luz solar de vuelta al espacio, dondequiera que
se encuentren en la atmósfera." [8] Esta habilidad es contrarrestada cuando
actúan para formar núcleos para formar nubes cirros altas, las que actúan para
atrapar, y reflejar, la radiación saliente de onda larga de vuelta a la tierra;
[9] y cuando o si actúan para formar nubes bajas y delgadas sobre la capa de
hielo de Groenlandia las que pueden acelerar el derretimiento del hielo. [9a]
Pero sí, los aerosoles en la estratosfera se quedan
allí por más tiempo -- un año o más [10] mientras que los que están más bajos en la troposfera tienden a permanecer allí sólo
por una o dos semanas, [11], todo dependiendo de varios factores. Estos son
tiempos cortos de "residencia" comparados con el dióxido de carbono, que puede permanecer en la atmósfera durante
siglos, y es la razón por la cual el
dióxido de azufre se clasifica como forzador/forzante climático de poca duración.
El consenso científico
es que los aerosoles estratosféricos como el SO2 de las erupciones de volcanes
enfrían el clima global. Err... excepto cuando una gran erupción volcánica
causa ¡calentamiento de invierno! [12] [13]
Aunque en
ocasiones he repetido aquí en este blog el mantra de que "los aerosoles de azufre enfrían el
clima", un concepto más preciso es que han enmascarado el calentamiento global en algunas regiones.
A través del
tiempo han habido varios estudios contradictorios e informes que apuntan a los
aerosoles antropogénicos de azufre como principales, o una causa importante de
lo que se ha llamado... "la pausa o ralentización en el calentamiento global o
hiato." [14] [15] mientras que otros sostienen que pequeñas erupciones volcánicas
recientes pueden ser la fuente principal de aerosoles y por lo tanto
responsables de la pausa, [16] [17] con todavía algunos otros teorizando que se
debe a otros factores como los ciclos de "variabilidad natural" y la
absorción de calor por los océanos. [18] [19]
Pero...
En su mayor
parte, las consideraciones ambientales, sociales, jurídicas, económicas, éticas
y políticas de los efectos de 100 Tg / año de emisiones antropogénicas, o sea el equivalente
anual a más de 5 veces las emisiones de SO2 a la atmósfera por la erupción del
Pinatubo, está ausente en los debates sobre la geoingeniería del clima.
Con algunos
desechando tajantemente estas preocupaciones.
Tal vez la
excepción más reciente que conozco entre los opositores a la geoingeniería
climática es Clive Hamilton que
escribe brevemente sobre los efectos de los aerosoles antropogénicos de SO2 en
su libro Amos de la Tierra - El amanecer
de la Era de la Ingeniería Climática. 2013 (Capítulo 3. p70-71 edición rústica).
(Se puede ver el extracto de Amos de la Tierra
en este blog, fecha Marzo 16, 2015)
Aunque como ya he
dicho antes, este tema de los aerosoles troposféricos está en gran medida
ausente en las discusiones de geoingeniería, recibe atención de pasada
solamente, y quizás tangencialmente. Por ejemplo cuando los estudios e informes
hablan de un posible aumento en las temperaturas globales en el 2020 o 2025, [20],
que es casualmente el marco de tiempo dado para que entren en vigencia algunas
leyes de control de la contaminación por SO2. [21] Además, el año 2020 ha sido
citado como una fecha de inicio para las actividades de geoingeniería solar (SRM
por sus siglas en inglés). [8]
Creo que no
discutir los aerosoles troposféricos es una omisión flagrante de las comunidades
ambientales y políticas, así como de otras más. Especialmente a la luz de los
informes de la acelerada acidificación de los océanos, [22] y teniendo en
cuenta el papel que la marina mercante internacional puede estar jugando en
esta aceleración con sus 12 Tg / año de azufre acidificante y emisiones de CO2.
El acelerado deshielo Ártico con pérdidas record, [23], teniendo en cuenta el
papel del negro de carbón sobre el hielo y de otros factores que atrapan radiación
térmica. [9] Los múltiples informes globales sobre las sequías persistentes y que
también están rompiendo récords; [24] [25] [26] y otros factores ambientales
tales como los efectos sobre la biodiversidad, la acidificación de los océanos
y la salud.
Todos estos y
otros eventos ambientales a nivel global que son atribuidos (con razón, en mi
opinión) al dióxido de carbono y otras formas de contaminación, tienen también
una correlación muy fuerte a los aerosoles de azufre, y mientras que la
correlación no implica causalidad, en mi opinión, ciertamente hacen una llamada
para la investigación exhaustiva y pronta dentro de un marco de geoingeniería.
¿Por qué es
importante que los aerosoles antropogénicos sean investigados dentro de un
marco de geoingeniería?
1. Trauma por terminación
(Termination Shock). Magnitud del aumento esperado en las temperaturas cuando
se termine el forzamiento climático de los aerosoles troposféricos antropogénicos
[27] [28].
¿Estamos a
tiempo de evitarlo o ya estamos encerrados en el trauma por terminación?
2. Encierre
Socio-técnico (Lock-in). Tanto el acelerar la Gestión de la Radiación Solar y /
o mantener las emisiones actuales de SO2, son formas de ‘atrapamiento o
encierre socio-técnico’. [29]
¿Cómo evitarlo?
3. Riesgo moral.
"El riesgo moral nos informa de cómo los individuos asumen en sus
decisiones mayores riesgos cuando las posibles consecuencias negativas de sus
actos no son asumidas por ellos, sino por un tercero."
¿Son los hechos
sobre los aerosoles antropogénicos hechos importantes?
¿Quién se
beneficia de la ignorancia?
Los subsidios a
lo combustibles fósiles, [30] [31] [32] la exploración de petróleo en el
Ártico, [33] las nuevas rutas marítimas en el Ártico, [34] [35] la minería en
el Ártico, [36], la militarización del Ártico, [37] [38], etc. ¿Acaso no son
estas expresiones de riesgo moral en curso? [39]
¿Quién se
beneficia? ¿Quién está pagando el precio?
¿Hasta la fecha
ha sido el debate o la falta de debate un ejercicio de dialéctica hegeliana con
un resultado prescrito?
¿Vamos a seguir
por este camino?
Actualización Julio 1, 2015
Unas gráficas muy interesantes que extraídas de un articulo de Bloomberg basado en información de la NASA. Arriba, un poco de calentamiento por el CO2 emitido por los volcanes. Abajo, el efecto de enfriamiento producido por los aerosoles de origen humano producto de la combustión para energía.
La parte buena, vamos a decir, es el enfriamiento producido por estos aerosoles. La parte mala va mas allá de 'lluvia ácida" como lo que indica el articulo. También hay grandes efectos negativos en la salud y otros ecológicos, como en los ecosistemas y diversidad biológica de gran alcance.
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What’s Really Warming the World?
By Roston/Migliozzi - June 24, 2015 - Bloomberg
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Referencias
[1] Anthropogenic sulfur dioxide emissions: 1850–2005
[2] The last decade of global anthropogenic sulfur dioxide:
2000–2011 emissions
[3] Trend in Global Black Carbon Emissions from 1960 to 2007
Rong Wang et al
Environ. Sci. Technol., 2014, 48 (12), pp 6780–6787
DOI: 10.1021/es5021422
Publication Date (Web): May 13, 2014
[4] Study estimates global black carbon emissions up 72%
from 1960-2007; BC emissions intensity down 52%
Green Car Congress - 31 May 2014
[5] Global tracking of the SO2 clouds from the June, 1991
Mount Pinatubo eruptions
Gregg J. S. Bluth
Article first published online: 7 DEC 2012
DOI: 10.1029/91GL02792
[6] An overview of geoengineering of climate using
stratospheric sulfate aerosols
Philip J Rasch et al
The Royal Society – Philosophical Transactions A
DOI: 10.1098/rsta.2008.0131 Published 13 November 2008
“For example, the eruption of Mount Pinatubo is believed to
have injected approximately 10 Tg S (in the form of SO2) over a few days”
[6a] The Cataclysmic 1991 Eruption of Mount Pinatubo,
Philippines
USGS - U.S. Geological Survey Fact Sheet 113-97
[7] Emissions from volcanoes
Christiane Textor, Hans-F. Graf, Claudia Timmreck, Alan
Robock
Emissions of Atmospheric Trace Compounds
Advances in Global Change Research Volume 18, 2004, pp
269-303
[8] A Case for Climate Engineering
David Keith (2014)
[9] Possible influence of anthropogenic aerosols on cirrus
clouds and anthropogenic forcing
J. E. Penner – Feb 3, 2009
Atmos. Chem. Phys., 9, 879-896, 2009
www.atmos-chem-phys.net/9/879/2009/
doi:10.5194/acp-9-879-2009
[9a] Thin, Low Arctic Clouds Played an Important Role in
Widespread 2012 Greenland Ice Sheet Melt
National Science Foundation - Press Release 13-060 - April
3, 2013
[10] Does air pollution—specifically particulate matter
(aerosols)—affect global warming?
Summary prepared by M. Baker (University of Washington) and
reviewed by B. Ekwurzel, N. Cole, P. Frumhoff, and S. Shaw (UCS).
Union of Concerned Scientists
[11] Estimates of residence times of sulfate aerosols in
ambient air
E.A. Bondietti∗, C. Papastefanou∗∗
Science of The Total Environment
Volume 136, Issues 1–2, 15 August 1993, Pages 25–31
doi:10.1016/0048-9697(93)90294-G
[12] Winter warming from large volcanic eruptions
Alan Robock and Jianping Mao - 7 DEC 2012
DOI: 10.1029/92GL02627
[13] Workshop “High-latitude volcanic eruptions and climate:
filling the gaps”, 5–6 November 2014
Bolin Center for Climate Research
[14] New study blames
10-year lull in global warming on China coal use, air pollution
By Andrew Freedman – Capital Weather Gang – WP – 07/05/2011
[15] Global is the new local: Pollution changes clouds,
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By Carol Rasmussen, - NASA's Earth Science News Team - January
26, 2015
[16] Volcanic
aerosols, not pollutants, tamped down recent Earth warming, says CU study
March 1, 2013 - Natural Sciences, Environment, Institutes,
Cooperative Institute for Research in Environmental Science (CIRES)
[17] Volcanic
contribution to decadal changes in tropospheric temperature
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Benjamin D. Santer et al - Nature Geoscience 7, 185–189
(2014) doi:10.1038/ngeo2098
[18] Cool Pacific
Ocean Slowed Global Warming
By Becky Oskin – Live Science - February 26, 2015
[19] Cause of global
warming hiatus found deep in the Atlantic Ocean
Phys.Org – Aug 21, 2014
[20] Global
warming likely to accelerate after “pause”, say scientists
By Sophie Yeo – RTCC - Last updated on 24 February 2015
[21] Sulphur oxides (SOx) – Regulation 14
IMO International Maritime Organization
[22] Ocean Acidification
Summary for
Policymakers
Third Symposium on
the Ocean in a High-CO2 World
The International
Geosphere-Biosphere Programme (IGBP)
[23] Arctic sea ice
winter maximum may be record low
Yereth Rosen - Alaska
Dispatch News - March 9, 2015
[24] U.S. Drought Monitor
[25] Little relief in Central America's food crisis
By Claire Luke - 19 February 2015
[26] Taps Start to Run Dry in Brazil’s Largest City
By SIMON ROMEROFEB. 16, 2015
[27] A new Geoengineering Model Intercomparison Project
(GeoMIP) experiment designed for climate and chemistry models
S. Tilmes et al.
Geosci. Model
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[28] 4. Post-Implementation Stage - Termination Problem
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Rose Cairns (SPRU – Estudios de Políticas de la Ciencia y la Tecnología)
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DOI: 10.1002/wcc.296
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[31] Energy subsidies aren’t just for renewables, fossil
fuels get the lion’s share
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[32] Fossil fuel clampdown could finally be on its way
By Matt TimmsThursday, World Finance - February 26th, 2015
http://www.worldfinance.com/home/fossil-fuels-arent-going-anywhere
[33] Shell oil drilling in Arctic set to get US government
permission
By Terry Macalister – The Guardian – March 22, 2015
[34] The Melting Arctic: A Fragile Frontier of Riches and
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By Sabrina Shankman, InsideClimate News - Mar 17, 2015
[35] China Can Play Key Role in Arctic Shipping
By MarEx 2015-03-21
[36] Future Arctic: More Mining, More Shipping and More
Tourists
By Benjamin Hulac and ClimateWire - March 13, 2015
[37] Could the Arctic be the next Crimea?
BY Duncan Depledge - Postdoctoral researcher, Royal Holloway
Quartz – March 23, 2015
[38] Russia's Arctic pivot is a massive military undertaking
JEREMY BENDER – Business Insider - MAR. 12, 2015
[39] Riesgo Moral
Wikipedia la enciclopedia libre
Moral Hazard: “In economics, moral hazard occurs when
one person takes more risks because someone else bears the burden of those
risks. A moral hazard may occur where the actions of one party may change to
the detriment of another after a financial transaction has taken place.
Moral hazard occurs
under a type of information asymmetry where the risk-taking party to a
transaction knows more about its intentions than the party paying the
consequences of the risk. More broadly, moral hazard occurs when the party
with more information about its actions or intentions has a tendency or
incentive to behave inappropriately from the perspective of the party with less
information.”
Moral Hazard - From Wikipedia, the free encyclopedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Moral_hazard
Otras lecturas:
Climate forcing growth rates: doubling down on our Faustian bargain
Environmental Research Letters Volume 8 Number 1
James Hansen et al 2013 Environ. Res. Lett. 8 011006 doi:10.1088/1748-9326/8/1/011006
Top Lessons to be Learned from Warming ‘Hiatus’
David Appell — Yale Climate Connections --- March 5, 2015
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