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180 Años de Análisis del CO2 Atmosférico por Medio de Métodos Químicos

Dr. Ernst-Georg Beck
ABSTRACTO

Se resumen más de 90.000 precisos análisis químicos del CO2 en la atmósfera desde 1812. La información química histórica revela que los cambios en el CO2 rastrean los cambios en la temperatura, y por consiguiente el clima en contraste con la simple y monótona tendencia al aumento del CO2 mostrada en la literatura del cambio climático pos-1990. Desde 1812, la concentración del CO2 atmosférico en el Hemisferio Norte ha fluctuado mostrando tres altos niveles de máxima alrede-dor de 1825, 1857 y 1942, este último con valores superiores a las 400 ppm. Entre 1857 y 1958, el proceso Pettenkoffer fue el método analítico estándar para la deter-minación de los niveles de dióxido de carbono en el aire, y usualmente alcanzaban una precisión mejor que el 3%. Estas determinaciones fueron hechas por muchos científicos distinguidos con el Premio Nobel. Después de Callendar (1938), los climatólogos modernos han ignorado por lo general las determinaciones históricas del CO2, a pesar de que las técnicas eran procedimiento estándar en manuales de texto de diversas disciplinas científicas. Los métodos químicos fueron descartados por no confiables, pero se eligieron algunos pocos que se ajustaban a la suposición de una conexión entre el CO2 y el clima.

La Actual Visión Sobre el CO2 y el Cambio de Clima

Las causas, desarrollo y la futura proyección del cambio climático están resumidas en los informes del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC), un cuerpo de las Naciones Unidas responsable para asesorar gobiernos. Los cuatro Informes de Evaluación consecutivos del IPCC –emitidos en 1992, 1995, 2001 y 2007- siguen estrechamente la visión de tres científicos influyen-tes, Arrhenius, Callendar y Keeling, sobre la importancia del CO2 como control sobre el cambio de clima. Cita de Keeling (1978, p.1 [1]):

“La idea de que el CO2 a partir de la quema de combustibles fósiles podría acumu-larse en el aire y causar un calentamiento de la atmósfera inferior se especuló tan tempranamente como la segunda mitad del Siglo 19 (Arrhenius, 1903). En ese tiempo el uso del combustible fósil era muy reducido como para esperar que un aumento del CO” fuese detectable. La idea fue otra vez expresada de manera con-vincente por Callendar (1938, 1940) pero todavía sin una evidencia sólida de un aumento del CO2.”

Siguiendo esta línea de argumento, el Tercer Informe de Evaluación del IPCC (IPCC, 2001, 3.1 [2]) contenía la siguiente explicación que hace totalmente explícito que las mediciones directas sólo pueden ser confiables después de 1957 y que las previas mediciones directas pueden ser desecha-das en favor de las mediciones indirectas hechas del aire atrapado en el hielo:

“La concentración de CO2 en la atmósfera ha crecido desde cerca de 280 partes por mi-llón (ppm) en 1800, al principio lentamente y luego progresivamente más rápido hasta un valor de 367 ppm en 1999, haciéndose eco del aumento del creciente ritmo del desa-rrollo global de la agricultura y la industria. Esto se conoce a partir de numerosas, bien replicadas mediciones de la composición de las burbujas de aire atrapadas en el hielo Antártico. Las concentraciones del CO2 atmosférico han sido medidas directamente con alta precisión desde 1957; estas mediciones concuerdan con las mediciones de los nú-cleos de hielo y muestran una continuación de la creciente tendencia hasta el presente.”

En 1958, el Dr. C.D. Keeling, Universidad de California, San Diego, USA, introdujo una nueva técnica para la medición precisa del CO2 atmosférico. Keeling usó condensación criogénica de muestras de aire seguida de un análisis espectroscópico NDIR contrastado con un gas de refe-rencia, usando calibración manométrica. En consecuencia, esta técnica fue adoptada como un estándar analítico para la determinación del CO2 en todo el mundo, incluyendo a la Asociación Meteorológica Mundial (AMM) [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13]

Tabla 1: Bibliografías y citas de estudios
Autores citados y Estudios con datos

AñoAutoresTotalSiglo 19Siglo 20Notas
1900Letts and Blake [14]252252- Sólo siglo 19 (+)
1912Benedict [15]137137 +; foco en determinación de CO2
1940Callendar [16]1376Cita a Letts; Blake y Benedict
1951Effenberger [17]563224Cita a Duerst; Misra y Kreutz
1952Strepanova [18]22913099Cita como Effenberger
1956Slocum [19]332211Cita a Duerst y Kreutz
1958Callendar [20]301822No cita a Duerts; Kreutz y Misra
1958Bray [21]492919Citas más importantes en los siglos
1996Fraser [22]66-+; igual que Callendar
1986Keeling [23]18180+;igual que Callendar
2006Beck (este estudio)1568274Sólo determinaciones químicas hasta 1961

Las estaciones de medición de CO2 están distribuidas a lo largo y ancho del planeta, La mayoría, sin embargo, están ubicadas en áreas costeras e isleñas para poder obtener aire sin la contamina-ción de la vegetación, organismos y actividad industrial, para obtener el llamado “valor de fondo del CO2”. Al considerar dichas mediciones se debería tener en cuenta del hecho establecido que el aire proveniente de tierra fluyendo hacia el mar pierde unas 10 ppm de su dióxido de carbono al disolverse en el océano, y más aún en aguas frías. (Ley de Henrys).

LA VISIÓN CRÍTICA ESTABLECIDA SOBRE
LA INFORMACIÓN HISTÓRICA DE CO2

Un aspecto importante en relación al enfrentamiento del IPCC ligando al clima con el CO2 es la suposición de que antes de la revolución industrial el nivel de CO2 estaba en estado de equilibrio de alrededor de 280 ppm, valor alrededor del cual hubo poca o ninguna variación. Esta presunción de constancia y equilibrio está basada en una revisión crítica de literatura más vieja sobre el con-tenido del CO2 atmosférico hecha por Callender y Keeling. (Ver Tabla 1).

Entre 1800 y 1961 se publicaron más de 380 estudios técnicos sobre análisis de gases en la atmós-fera que contienen información acerca de las concentraciones del CO2 atmosférico. Callendar [16, 20, 24], Keeling y el IPCC no suministraron una profunda evaluación de estos estudios y las nor-mas de métodos químicos usadas en ellos. En vez de ello, desacreditaron esas técnicas e informa-ciones y rechazaron a la mayoría como defectuosos o altamente imprecisos [20, 22, 23, 35, 26, 27]

Aunque reconocen el concepto de un “fondo de nivel incontaminado” para el CO2, estos autores examinaron nada más que el 10% de la literatura disponible, asegurando que solamente el 1% de toda la información previa podría ser vista como precisa. (Müntz [28, 29, 30], Reiset [31], Buch [32]

EL DESAFÍO DE LA VISIÓN PRINCIPAL DE LA INFORMACIÓN HISTÓRICA

Durante mi propia revisión de la literatura observé que la evaluación del trabajo de Reiser y Muntz por parte de Callendar y Keeling estaba equivocada. Esto me hizo investigar cuidado-samente el criterio que habían usado estos y otros autores para aceptar o rechazar los datos históricos.

La información aceptada por Callendar y Keeling tenía que ser suficientemente baja para ser con-sistente con la hipótesis del cambio climático controlado por el ascenso de niveles del CO2 atmos-férico de la quema de combustibles fósiles. Callendar rechazó casi toda la información anterior a 1870 debido a “relativamente cruda instrumentación,” y reportó sólo 12 conjuntos de datos ade-cuados en el siglo 20 conocidos por él [20] de los 99 conjuntos disponibles por Stepanova 1952 [18]. La intención de estos autores era identificar determinaciones de CO2 que fueron hechas usando aire puro sin contaminar, para poder evaluar el verdadero valor de fondo del CO2. Callen-dar estableció el criterio usado por él para juzgar si las viejas determinaciones eran aceptables en su “paper” de 1958 [20] que presenta datos que caen dentro del 10% del promedio más largo esti-mado para la región, y también rechazó todas las mediciones, por más certeras que fuesen, que “eran mediciones destinadas a propósitos especiales, como biológicos, suelo-aire, polución atmos-férica, etc.”

A continuación cito la conclusión de Keeling de 1986 sobre los análisis de la información del siglo 19 (de Keeling 1986, pp.101-103 [23]):

“Nuestra meta original era encontrar, si era posible, un ciclo estacional en la información del CO2 atmosférico del siglo diecinueve, en concordancia con las observaciones moder-nas aplicando el criterio de masa de aire de Callendar (1940a) para filtrar información contaminada. Hemos demostrado que esta meta es inalcanzable.”

“Encontramos, después de eliminar información sospechosa en base a la masa de aire, que ninguno de los seis conjuntos de datos de Callendar muestra el ciclo estacional que Callendar halló en combinación.”

“Brown & Escombre (1905b) investigaron el dióxido de carbono atmosférico sólo como una línea lateral de un estudio botánico. Suministran mínima información sobre metodo-logía y condiciones del tiempo. Algunos de sus datos parecen ser anormalmente bajos. Sus muestreos fueron esprádicos durante un período de cuatro años en un lugar pobre-mente elegido para estudiar el CO2, pero conveniente para su laboratorio botánico. Sus resultados son de interés principalmente porque ellos usaron un aparato similar al de Resiet que había sido cuidadosamente probado por un método independiente.”

“En conclusión, las mediciones de CO2 atmosférico realizadas por Reiset (1882) desde 1872 hasta 1880 en la costa del norte de Francia parecen ser válidas. Ellas indican una concentración media, con respecto al aire seco, de 292.4 +1.2 ppm. Una comparación con otras informaciones contemporáneas sugiere que estos datos no están errados en más de 10 ppm, Es por ello mu poco probable que esas concentraciones fuesen menores a 282 ppm a fines del siglo diecinueve, y es probable que estuviesen cercanas a 292 ppm.”

No hubo una verificación o falsificación de los resultados y métodos usados por otros autores, es-pecialmente los publicados en el siglo 20 (por ej.: Lundergardh [35, 36], Duerst [37], Kreutz [38], Misra [39], Scholander [40], con excepción de Buch 1935 [39], descansando en la “línea de com-bustible” (Callendar 1958 [20],)

Según Callendar, Keeling y el IPCC, las variaciones del CO2 observadas en la atmósfera, se debie-ron a ciclos diurnos y estacionales, o a fluctuaciones glaciales/interglaciales. Se asume que las con-centraciones naturales han estado en equilibrio hasta que el hombre perturbó la situación natural. De esta manera, cualquier observación de largo plazo que pudiese mostrar variaciones centenarias en el CO2 de la atmósfera están regidas a priori por Keeling y Callendar.

Como lo discuto más adelante, estas críticas de Callendar y Keeling, y la manera selectiva en la que descartaron información previa, no es posible de justificar. Su error más notable fue quizás el re-chazo de toda la información que mostraba variaciones de su supuesto promedio. Dicho esto, es por supuesto el caso de algo de la vieja información tiene que ser vista como menos confiable por razones técnicas y analíticas, como también se indica más adelante.

Evaluación Crítica de Métodos Químicos Aplicados en el Pasado

En este estudio he compilado un registro de 138 años de extensión de los niveles anuales del CO2 atmosférico, extraídos de más de 180 estudios científicos publicados entre 1812 y 1961. Este últi-mo año marca el final de la era de los clásicos análisis químicos.

La compilación de datos fue selectiva. Casi todas las mediciones de muestras de aire que yo he usado fueron obtenidas originalmente de áreas rurales o en la periferia de ciudades bajo condicio-nes comparables de una altura de aproximadamente 2 metros encima del nivel del suelo, en un lugar distante de alguna potencial contaminación industrial o militar. La evaluación de los métodos químicos empleados revelan una sistemática alta precisión, con un error máximo del 3% reducién-dose al 1% en los datos de Henrik Lundergardh (1920-26), un pionero de la fisiología de las plantas y ecología. [34, 35, 36]

Tres técnicas populares evolucionaron desde 1812 para medir el contenido de CO2 del aire (gravi-métrico, titrimétrico, y volumétrico o manométrico). El método titrimétrico de Pettenkofer –siendo simple, rápido y bien entendido- fue usado como el óptimo método estándar durante más de 100 años después de 1857 [45, 46, 47, 48]. Los diferentes científicos calibraban sus métodos contra los de los demás, y haciendo muestras de gas con un contenido conocido de CO2. Los deta-lles de los parámetros de las mediciones, las modalidades locales y los errores de medición se pue-den extraer de la literatura disponible.

El proceso Pettenkofer y todas sus variantes incluyeron la absorción de un volumen de aire cono-cido en una solución alcalina (Ba(OH)2, KOH, NaOH) y tritiación con ácido (oxálico, sulfúrico, clor-hídrico) del carbonato producido. La precisión básica es +/- 0,0006% vol% [34, 45] optimizado a +/- 0,0003% vol% por Lundergardh [35], quien provee mediciones comparativas con las otras técnicas (Ver Tabla 3).

Los aparatos usados antes de Haldane [70], y Benedict/Sonden/Peterson (en 1900; [15, 44), in-cluyendo analizadores de gas usados por los autores franceses Regnault, Müntz, Tissander y ante-riores autores, eran sistemas abiertos que carecían de un control eficiente de la temperatura de la reacción (Ver Schuftan 1933, [43]). DE modo qwue su información era menos confiable. Muchos autores franceses como Müntz, Tissander y Resiert (Proceso Pettenkofer) usaban ácido sulfúrico para secar el aire (o liberar cO”, Müntz) [28, 29, 30]) antes de la determinación del contenido de CO2. A causa de la absorción de una considerable fracción de CO2 en el ácido sulfúrico, sus valores era demasiado bajos (El coeficiente de absorción Bunsen H2SO4 a 25ºC = 0,96; H2O a 25ºC = 0,759; [72]). Estos errores sistemáticos eran conocidos desde 1848, Hlasiwetz [73] 1856 y Spring [57] 1885 determinaron esas pérdidas por absorción a 7 – 10% o unas 20 ppm.

Ni Callendar ni Keeling, como tampoco el IPCC comentaron estos errores sistemáticos que daban por resultados valores demasiado bajos. De hehco, Reisert y Münts fueron señalados para una apreciación especial por Keeling y el IPCC como la fuente de la mejor información disponible en ese tiempo. [22, 23, 25, 26, 27, 74]. Sin embargo, a causa de las deficiencias los resultados determina-dos usando estos métodos no han sido incorporados en el presente estudio.

Descontando información tan insatisfactoria, en cada década desde 1857 podemos aún identificar gran cantidad de series de mediciones que contienen cientos de datos continuos y precisos. Las mediciones hechas antes de 1857 (introducción del método Petterkofer, 3% precisión), en su ma-yor parte por los autores franceses (Boussingault, [14]; Brunner [14]; Regnault [14], [75]), mues-tran errores sistemáticos debido a las largas conexiones (absorción en caucho), H2SO4 para el secado del aire y ausencia del control de la temperatura. Como no existe ninguna calibración con-tra Pettenkofer o los modernos equipos volumétricos/manométricos, yo no puedo cuantificar con precisión el rango de error. Los errores de absorción bien conocidos están en el orden de las 30 ppm. Entre estos autores únicamente Saussure (1826-1830; [76]) midieron una imagen realista del ciclo estacional del CO2.

La máxima densidad de datos fue alcanzada por Wilhelm Kreutz en la estación meteorológica “estado-del-arte” alemana en Giesen [38], usando un sistema volumétrico cerrado, automático di-señado por Paul Schftan, el padre de la moderna cromatografía de gases [43, 78]. Kreutz compiló más de 64.000 mediciones individuales usando este equipo en un período de 18 meses durante 1939-1941.

Tabla 2: Series de mediciones de CO2 desde 1855 con duración
de más de un año usando el proceso tirtrimétrico de Pettenkof

No.AñoAutorLocalidadCantidad de Mediciones
1Desde 1855v.Pettenkofer [46]Munich Alem.Muchas
21856 (6 meses)1v. Gilm(1) [50]Innsbruck(1) (Austria)19
31863-64Schulze(2) [46]Rostock (Alem.)426
41854-65Smith [52]Londres; Manchester (GB)246
51868-71Schulze [51]Rostock (Alem)1600
61872-73Resiset [53]Dieppe (Fran)92
71873Truchot [54]Clermont Ferrand (Fr)60
81874-75Frasky2 [55]Tabor; Böhmen (Cz)295
91874-75Hässelbarth2 [56]Dahme (Alem)347
101897-80Reiset [31]Dieppe (Fr)118
111883Spring [57](2)Lieja (Bel)266
121886-87Uffelmann [58]Rostock (Ale)420
131889-91Petermann [59]Gembloux (Bel)525
141897-98Letts&Blake [14]cerca de Belfast (Irlanda)64
151898-1901Brown & Escombe [60]Kew Garden (GB)92
161917-18A.Krogh [61 62]Copenhague (Din)muchas
171920-26Lundergardth [53]sur de Suecia +3000
181928Krogh/Rehberg [62]Copenhague (Din)muchas
191932-35Buch [32]Atlantico norte/Finlan.176
201936-39Duerst [37]Berna (Suiza) +1000
211941-43Misra [39]Poona (india) +250
221950Effenberger [17]Hamburgo (Ale) +40
231954Chapman et al. [63]Ames (Iowa USA) +100
241957Steinhauser [64]Viena (Aust) +500
251955-60Fonseluis [65] Bischof [66]Escandinavia3400


Tabla 3: Mediciones Volumétricas y Manométricas

11875 (Marzo)Tissander [67]París –globos-volumétrico +10
21880-1912Müntz & Aubin [28 29 30]cerca París-Pirineos-Caribe-etc-volumétrico81+
31910-1912Benedict [15]Washington (USA) volumétrico +264
41920-1930Rheinau [68]Alemania y Davos Suiza (volumétrico) +500
51925-1970Van Slyke [69]en todo el mundo –manométricomuchos
61912-1936Haldane [70]Inglaterra – volumétrico1500
71939-1941Kreutz [38]Alemania – volumétrico64.000
81945-1970Scholander [40 41]Mundial – volumétrico +1000

La serie de tiempos más larga fue determinada en el laboratorio Montsouris de París, y compren-de 12.000 mediciones durante 30 años desde 1875 hasta 1910 [79]

Variación Diurna Mensual y Estacional

He investigado las variaciones a corto plazo del CO2 primero, estimulado por la afirmación de Ca-llenadar y Keeling que la información histórica no era confiable porque refleja mediciones hechas dentro de un ciclo diurno o estacional no resuelto. En verdad, algunas observaciones merecen esa crítica. Pero muchas otras no, como se muestra más abajo. Equipado con los mejores instrumentos de esa época [80, 81] Kreutz instaló 4 lugares para la adquisición de datos para las series de medi-ciones entre 1939 y 1941, midiendo todos los parámetros del tiempo incluyendo la radiación, la temperatura, presión atmosférica, humedad, viento, etc.

Durante un período de 18 meses analizó más de 64.000 valores individuales de CO2 a un ritmo de 120 muestras diarias, usando un analizador de gas diseñado por Riedel & Co. en Essen, Alemania [77] y el famoso experto en análisis de gases Paul Schuftan (Linden & Co (Alem), más tarde BOC (G.B.) [43, 71, 78]. En su estudio [38] los estudios de Kreutz delinean muy bien a los ciclos esta-cionales como a los eventos del tiempo en los alrededores de la ciudad de Huyesen, y confirman de manera impactante la persistencia de los niveles de CO2 por encima de las 400 ppm durante la mayor parte de un período de 2 años.

Figura 5: Concentraciones de VO2 en muestras tomadas a 2 m de altura (0; 0,5 14 m disponibles) en la estación meteorológica cerca de Giessen, Alemania, 1939-41 [38] mostrando también ciclos mensua-les. Tiempos de muestreo y análisis por valor: algunos minutos; analizador de gas en habitación con temperatura constante, ubicación: varios cientos de metros de edificios en la periferia de la ciudad de Huyesen, bien ventilado; Promedio: 438.5 ppm; invierno muy frío de 1939-40; verano 1940; detectable probable influencia regional.


Figura 6: CO2 y dirección del viento en la estación meteorológica de Giessen 1939-41 ([38], p.112, parte de las detallas discusiones de los parámetros del tiempo y locales en contexto con el medido CO2, allí, en figura 10), mostrando influencia de la ciudad cercana en la dirección sudoeste hasta un promedio de 20 ppm (epígrafes traducidos del alemán)


Figura 7: concentraciones de CO2 en el museo de Rostock, Mar Báltico (Alemania) 1863-64 [51] 1465 muestras 4 m de altura en dirección oeste, promedio 364 ppm; mostrando otra vez ciclos estacionales.

El promedio general de niveles de CO2 para los 25.000 valores ploteados en Huyesen es de 438,5 ppm. Esta cifra necesita ser ajustada hacia abajo para tomar en cuenta las fuentes antrópicas de CO2 de la ciudad cercana, una influencia que se ha estimado entre 10 y 70 ppm (media = 30 ppm) por diferentes autores. [61, 57, 82, 83].

Después de hacer este ajuste, los resultados de Giessen contradicen fuertemente las modernas estimaciones del IPCC de los niveles de dióxido de carbono duranrte la década del 1940. Estos resultados de Kreutz no fueron citados o evaluados por Callendar y Keeling. Otros, que han men-cionado el trabajo, tales como Slocum[51], Effenberger [17], y Bray [21], de manera invariable dan citas defectuosas de los detalles.

De las docenas de otros conjuntos de datos de alta calidad hechos desde 1857, que están disponi-bles para su análisis, yo cito a tres para mostrar la precisión exhibida por los análisis históricos de gases en la detección de variaciones estacionales y diurnas de los niveles de CO2. Los tres estudios son los de F. Schulze (1863-71) [51] en Rostock, Alemania, W. Spring [57] en Lieja, Bélgica, y P. Haesselbarth, en Dahme (Prusia, 1876) [56] y están ploteados en las Figuras 7 a 9.

Las condiciones de la adquisición de datos, descripción de métodos, condiciones del tiempo preva-lecientes, e información sobre la ubicación precisa se puede obtener de los estudios apropiados. En general, sin embargo, estos tres conjuntos de observaciones comparten latos niveles de CO2 tan altos como 350 ppm para el mismo tiempo en que la interpretación de los datos de los cilindros de hielo indican un nivel de apenas 290 ppm.

W. Spring, un químico de la Universidad de Lieja, Bélgica, analizó durante 1883-85 266 muestras de aire que dieron une resultado promedio de 355 ppm. Calibró y probó cuidadosamente su equi-po y cuantificó las fuentes locales de CO2 (suelo e industrias) y las pérdidas sistemáticas de CO2 por el secado del aire en ácido sulfúrico, discutiendo a continuación la influencia del tiempo y los resultados de otros científicos.

Más series de mediciones históricas incluyen la evaluación de métodos y locaciones, y están siendo preparados para su publicación. Aquí también apunto a una notable observación, que también puede hacerse de la reciente información del Monte Mauna Loa y otras, que aparentemente ha pasado desapercibida: que superpuesta en todas las variaciones estacionales hay otra variación mensual con un largo de onda de 28-30 días.

Figura 8: Variaciones diurnas del CO2 atmosférico el 24-25 julio de 1876, en la periferia de la pequeña ciudad rural de Dahme (Prusia, Alemania, centro de actividades agrícolas) [56] medidas en los jardines de la estación mostrando la respiración de las plantas y careciendo de fotosíntesis durante la noche: tiempo del muestreo y análisis: 3 horas, promedio:322 ppm.

Figura 9: Promedio decadal de CO2 atmosférico en 1883/84 en Lieja, Bélgica (Spring et al.,[57]), mos-trando variación estacional y ciclos mensuales; promedio 355 ppm. Spring había probado calibrado cui-dadosamente su equipo y cuantificado la polución local y las pérdidas sistemáticas de CO2 al secar el aire con ácido sulfúrico.


Figura 10: CO2 atmosférico (ppm) en 1883-84 en Lieja, Bélgica, (Spring et al., [57]) y la dirección de los vientos mostrando una influencia desde el sudoeste por las actividades industriales.

Compilación de la Información Histórica

En esta sección presento la información analítica durante un período de 150 años para el análisis de gases determinados por las técnicas químicas clásicas, como se publicaron en 139 estudios científicos. Los datos presentados se han mantenido sin modificación. Comprenden en su mayoría de mediciones hechas sobre muestras colectadas a una altura de 2 metros sobre el suelo, en esta-ciones ubicadas en todo el hemisferio norte, desde Alaska, a través de Europa, a Pune, India. Pri-mero se presenta en la figura 11 se muestra el período 1812-1961 con un suavizado de 11 años (un filtro del promedio móvil de 11 años [85]).

Figura 11: Concentraciones locales de CO2 para el hemisferio norte, determinadas por medio de aná-lisis químicos entre 1812 y 1961. Los datos están ploteados como promedios de 11 años. La cobertura de datos e importantes científicos se indican en gris oscuro/negro. La cura delinea tres grandes máxi-mos en contenido de CO2, auque el situado alrededor de 1820 debe ser tratado sólo como información provisoria. Series de datos usados: ventanas de tiempo 1857-1873: promedios anuales de 13 años, 83 hasta 1927 y hasta 1961 41 registros de datos (once interpolados).

La figura 12 muestra una comparación entre la curva promediada a once años del CO2 y el regis-tro de temperatura promedio anual del IPCC 2001 entre 1860 y 2000. Las fluctuaciones de corto término en el CO2 han sido suprimidas por el filtrado, pero al nivel grueso existe un estrecho ajus-te entre los picos de CO2 de 1942 y los picos de la temperatura.

Figura 12: Temperatura global (estaciones, IPCC 2001), del CO2 atmosférico de 1860 por análisis químicos, ciclos solares.

La siguiente figura 13 presenta una figura de los 41 promedios anuales durante el período 1920-1961 y los compara con los registros de las muestras de hielo de Neftel et al. [33]. Nótese que el contenido pico de CO2 y la temperatura pico coinciden en 1942, una observación a la que daré mayor atención más adelante. La validez general de los patrones de fluctuación del CO2 está apo-yada por las siguientes consideraciones:

Figura 13: El Hemisferio Norte 1942, CO2 máximo, delineado por análisis químicos históricos. Datos in-clusivos del hielo por Neftel et al. [33] y temperaturas del IPCC para orientación.

  • Amplia cobertura geográfica, con estaciones de medición distribuidas a lo largo y ancho de la Europa central y del norte, Estados Unidos, océano atlántico, Alaska, India y Antártida.

  • Alta densidad de datos: las 41 series usadas incluyen unas 70.000 mediciones discretas, con la densidad de datos más alta en el área pico entre 1939 y 1942.

  • La aplicación de diferentes sistemas estándar de medición precisos con elevada precisión de 2-3%, diseñados por Krogh, Schuftan, van Slyke, Haldane, Scholander.

  • Las mediciones fueron hechas por muchos y altamente competentes expertos: Buch [32], Haldane [70], Duerst [37], Kreutz [38], Scholander [40], Lockhart [84]

  • Locaciones adecuadas y verificadas de las estaciones de medición: no se sabe de contamina-ción por fuentes humanas o naturales, por ej.: urbanización, guerras, emisiones del suelo, emisiones volcánicas.

  • La Segunda Guerra Mundial no puede ser responsable por los elevados valores, porque el aumento de CO2 se exhibe desde 1925 y culmina en 1942, y la segunda parte de las máxi-mas fue registrada en lugares sin actividad de guerra (Alaska, India).

Si la misma información de CO2 es ploteada como un promedio de 5 años (fig. 14) entonces las fluctuaciones más cortas de CO2 se reafirman ellas mismas. Este ploteo muestra que todas las 8 temperaturas máximas durante los 100 años desde 1850 hasta 1950 se corresponden con las máximas de CO2. Ploteadas para comparación, nótese que los resultados de las muestras de hielo no contienen fluctuaciones de frecuencia decadal. La falta de confiabilidad de las reconstrucciones fue indicada por Jaworowski [86].

Figura 14: Temperatura media anual medida en el Hemisferio Norte desde 1850 (Jones, 88; Hansen 89; Angell desde 1810 hasta 1850 [90], comparada con niveles promedio de 5 años del CO2 (datos quími-cos), corregidos por desviación de 5 años, datos de temperatura (Hansen/HadCRUT3) precede a los datos de CO2). Incluidas las erupciones volcánicas del Tambora 1815 y Krakatoa 1883. Picos de CO2 2, 3, 4, 5, 7 dentro de un rango de error del 3%.

La estrecha relación entre cambios de temperatura y los niveles de CO2 exhibidos por estos resul-tados es consistente con una relación causa-efecto, pero en sí misma no indica cuáles de los dos parámetros es la causa y cuál es el efecto. La hipótesis del invernadero del IPCC argumenta que el CO2 es la causa (a través de realimentación radiativa) del aumento de la temperatura. Mis resul-tados son iguales, si es que no más consistentes, con la temperatura siendo el forzamiento que con-trola los niveles del CO2 en el sistema atmosférico. En apoyo de esta causalidad, las información de cilindros de hielo muestra de modo consistente que durante escalas de tiempo climático, los cam-bios de la temperatura precedieron su paralelo cambio en los niveles de dióxido de carbono desde varios cientos de años hasta más de mil años. [91]

La mayoría de las mediciones químicas históricas fueron realizadas sobre muestras recogidas de las regiones boreales en el hemisferio norte. Aquí, las variaciones diurnas y estacionales en el CO2 atmosférico muestran una amplitud mucho mayor que en caso de las áreas oceánicas, donde in-fluencias suavizantes dan por resultado en una disminución de los niveles del CO2 en 10 ppm o más. Un desequilibrio de la fotosíntesis, respiración y respiración del suelo en y cerca de los bos-ques podría llevar a periódicas emisiones de grandes cantidades de CO2 [83, 92].

Sustanciales diferencias en amplitud de partes del ciclo del carbono son bien conocidas en el he-misferio norte (por ej,: metano [93]; Luxemburgo, [94]. Tales efectos podrían explicar las varias fluctuaciones menores del contenido de CO2 a través del registro químico histórico, que no son reflejadas en los cilindros de gielo o en las estaciones oceánicas.



Discusión y conclusiones

A fines del siglo 20 la hipótesis de que el creciente nivel de CO2 en la atmósfera es el resultado de la quema de combustibles se convirtió en el paradigma dominante. Para establecer este paradig-ma, y cada vez más intensamente desde entonces, se han negado e ignorado a estudios cuyas mediciones mostraban valores fluctuantes entre 300 y más de 400 ppm. Se ha llevado a cabo una reevaluación de la literatura histórica del CO2 atmosférico desde la introducción de las confiables técnicas a principios y mediados del siglo 19. Desde 1812 hasta 1960 se ha informado de más de 90.000 determinaciones individuales del CO2 en la atmósfera. La inmensa mayoría de estas mediciones fueron hechas por experimentados y hábiles investigadores usando técnicas analíticas laboratorio bien establecidas.

Se ha combinado información de 138 fuentes y ubicaciones para producir una curva anual del CO2 atmosférico para el Hemisferio Norte. La información histórica que yo he considerado como confia-ble puede, por supuesto, ser desafiada en base a que ellas representan sólo mediciones locales, y por consiguiente no ser representativas a escala global. Sin embargo, fuerte evidencia de que ello no es así y que la curva histórica compuesta de CO2 es de significación global, proviene de la co-rrespondencia entre la curva y otros fenómenos globales, incluyendo a los ciclos de manchas sola-res y las fases de la Luna (este último factor presentado aquí por primera vez en la literatura cien-tífica) y en las estadísticas de las temperaturas globales. Más aún, que la información histórica es confiable se ve apoyada por las creíbles variaciones estacionales, mensuales y diarias que mues-tran, cuyo patrón se corresponde perfectamente con las mediciones modernas. Resulta en verdad sorprendente que la calidad y precisión de estas mediciones históricas del CO2 atmosférico hayan escapado a la atención de otros investigadores.

La manera sobre cómo interpretar la variación mensual del CO2 (ver Figuras 5, 7, 9 y mediciones modernas, por ej.: de Mauna Loa), que indican una coincidencia son las fases lunares, es otra cues-tión que será enfrentada en un estudio en preaparación.

Las modernas hipótesis de los gases de invernadero se basan en G.S. Callendar y C.D. Keeling, después de Arrhenius, como fue más tarde popularizado por el IPCC. La revisión de la literatura disponible hace surgir la pregunta: “Han descartado estos autores de manera sistemática una enorme cantidad de estudios técnicos válidos y viejas determinaciones del CO2 porque no se ajustaban a su hipótesis?”.

Obviamente ellos usan nada más que unos pocos y muy bien elegidos valores de la literatura vieja, escogiendo invariablemente los resultados que son consistentes con la hipótesis de un aumento del CO2 atmosférico inducido por la quema de combustibles fósiles. Evidencia de una falta de evalua-ción de los métodos surge del hallazgo que resultados precisos seleccionados muestran errores en el orden de cuanto menos 20 ppm [28, 29, 30, 31, 57, 73]. La mayoría de los autores y las fuentes han resumido las determinaciones históricas de CO2 por métodos químicos de manera incorrecta, y promulgado la visión injustificada de que los métodos históricos de análisis eran imprecisos y producían resultados de pobre calidad. [2, 20, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 65, 74,95]

Agradecimientos

El autor desea agradecer de manera especial a las siguientes personas por su ayuda en la obten-ción de la información histórica.

Dr. L. Brake, archivo de la ciudad de Huyesen, Alemania.
Jana Farová, Infocentrum M¡esto Tábor, Reo. Checa.
Dr. Haus, archivista Buderus Company en Wetzlar, Alemania
Ralph-Christian Mendelsohn, Servicio Meteorológico Alemán (DWD], Offenbach (A]
Dr. Franziska Rogger, archivo universidad de Berna, Suiza.
Prof. Dr. Albrecht Vaupel, colaborador de W. Kreutz, RWD/ DWD (Al.)
Dr. W. Wranik, Instituto of Biociencias, Biología Marina, Rostock (Al)

Estoy en deuda especial con:

Prof. Dr. Arthur Roersch, Dr. Hans Jelbring, Andre Bijkerk y Prof. Dr. Bob Carter por muy útiles discusiones, Prof. Dr. Arthur Roersch, Dr. Hans Jelbring por su ayuda para producer un borrador condensado, al Prof. Dr. Arthur Roersch y Prof. Dr. Bob Carter por su apoyo lingüístico, y al Sr. Eduardo Ferreyra (FAEC) por su traducción al Castellano.

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