En «Canvi climàtic. Dues fal·làcies» vaig discutir dos missatges enganyosos que propaguen qui neguen o minimitzen el problema que la humanitat enfronta amb la ràpida alteració del sistema climàtic. Comprendre el detall del clima i l’oratge està a l’abast dels experts. Els principis generals, però són comprensibles per a tothom. El mateix vaig defendre quan escriví sobre la naturalesa del diner.
El tema de hui és un principi general: l’equilibri tèrmic de la Terra en relació amb el seu entorn. La Terra considerada com un tot, com un cos que ocupa una òrbita del sistema solar. Deixe per una altra peça l’equilibri intern, on són importants els fluids (l’aire i l’aigua) que es mouen tractant de neutralitzar els desequilibris que s’hi donen entre unes i altres parts del tot, el planeta.
Equilibri tèrmic i trencament de l’equilibri
Tots els cossos, a qualsevol temperatura, emeten energia en forma de radiació. Un cos està en equilibri tèrmic amb el seu entorn quan emet tanta energia com en rep. Si l’equilibri es trenca, el sistema evoluciona fins a assolir una nova temperatura d’equilibri. Una nit d’hivern. Una cadira està en equilibri tèrmic dins de casa; la traguem al balcó; la cadira emet més energia de la que rep en el nou entorn. Quan s’assoleix l’equilibri tèrmic, la temperatura de la cadira és significativament menor que dins de casa. La temperatura de l’atmosfera del carrer s’haurà elevat; una quantitat insignificant, negligible, donada la dimensió relativa de la cadira i el seu entorn.
El cos «planeta Terra» també respon a aquest esquema. En equilibri tèrmic emet la mateixa energia que rep, en forma de radiació, i assoleix una determinada temperatura mitjana. L’equilibri tèrmic de la Terra, considerada com un tot, pot variar per canvis en el Sol (en la quantitat de radiació que emet), o per canvis en la Terra (en les quantitats de radiació que absorbeix i emet).
Canvis cíclics de curt termini en el Sol. Els cicles de les taques solars
Hi ha canvis que tenen relació amb els cicles de les taques solars, sobre els quals ja vaig escriure en «Parlem del Sol» i «Però, i si entrem en el Gran Mínim Solar?». El cicle bàsic té una durada mitjana d’onze anys amb un màxim i un mínim de taques que corresponen a una major i menor energia emesa. Aquests cicles són modulats per un altre cicle d’uns cent anys (cicle de Gleissberg) que fa aparéixer èpoques que anomenem Grans Mínims, de menor activitat solar (tant el màxim com el mínim dels cicles bàsics tenen menys taques) alternant amb Grans Màxims, de més activitat. En qualsevol cas, la variació de l’energia emesa pel Sol en aquests cicles és petita. Repercuteix en l’energia que arriba a la Terra. Les variacions, però, son minses, de l’ordre d’1 vat per metre quadrat respecte del que s’anomena la constant solar, els 1361 vats per metre quadrat que arriben a la Terra abans de passar el filtre de l’atmosfera. Variacions del 0,1%.
Canvis en el Sol a molt llarg termini. L’evolució estel·lar
La constant solar no ho és en el molt llarg termini. El Sol està en evolució. S’estima que fa 4000 milions d’anys era un 30% menys lluminós que en l’actualitat. També que en 110 milions d’anys la lluminositat haurà augmentat en un 1%, que per si sols elevaria la temperatura mitjana del planeta un o dos graus. Dins de 1100 milions d’anys la lluminositat haurà crescut en un 10%, elevant la temperatura mitjana de la Terra 30ºC més. En qualsevol cas, abans d’eixe moment ja hauran passat prou esdeveniments astronòmics i geològics perquè el planeta no fos reconeixible.
Canvis en la Terra. Els gasos d’efecte hivernacle
Quan un cos es refreda emet energia, però, també ho fa quan s’escalfa. El planeta absorbeix llum visible i ultraviolada, s’escalfa i emet radiació infraroja. Ja digué, en «Canvi climàtic. Un exemple de retroalimentació», que una certa concentració de gasos d’efecte hivernacle (que absorbeixen l’emissió infraroja) és necessària perquè el planeta tinga les temperatures que han permés l’habitabilitat. Durant centenars de milers d’anys, la concentració s’ha mantingut entre uns límits hui en dia amplament superats. L’increment aportat per l’activitat humana des de mitjan segle XIX (el començament de l’època industrial) és responsable de l’actual +1,4ºC d’increment de la temperatura mitjana respecte de l’època preindustrial, el ferment de les alteracions climàtiques que vivim. Recentment, el Programa de les Nacions Unides per al Medi Ambient (PNUMA) ha publicat un informe on veu inevitable sobrepassar el +1,5ºC que l’Acord de París de 2015 volia que es controlés, preveient que es superarà llargament durant el segle XXI malgrat que s’implementaren tots els compromisos de reducció de les emissions.
La variació de diòxid de carboni atmosfèric té un efecte de retroalimentació. La solubilitat d’un gas en aigua és major a menor temperatura. La solubilitat del diòxid de carboni augmenta en un oceà més fred; això fa disminuir la seua concentració en l’atmosfera i redueix l’efecte hivernacle. Al contrari, l’efecte hivernacle antropogènic augmenta la temperatura dels oceans; en disminuir la solubilitat del diòxid de carboni, aquest s’acumula més en l’atmosfera incrementant-se l’efecte hivernacle.
Canvis en la Terra. L’albedo
En el mateix article que acabe de citar introduí l’albedo, el percentatge de radiació rebuda que una superfície no absorbeix, sinó que és reflectida. Per l’efecte albedo, la Terra emet part de la radiació rebuda, retornant-la per reflexió. La neu i el gel tenen una albedo alta i reflecteixen una gran proporció de radiació. A més, l’albedo també té un efecte de retroalimentació. Si disminueix per fusió del gel, es reflecteix menys radiació, augmenta la temperatura i es fon més gel, disminuint més l’albedo. El mateix ocorre en sentit contrari. Els estius moderats, que permeten que romanga part del gel dels hiverns anteriors, faciliten que les noves nevades acumulen gel i el facen créixer en gruix. L’albedo s’incrementa quan el gel és permanent, es reflecteix més radiació i disminueix la temperatura, afavorint el creixement del gel permanent. De fet, el factor decisiu perquè es forme gel permanent no és la neu i la baixa temperatura dels hiverns, també són necessaris els estius moderats.
