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Los Volcanes Afectan
al Clima del Planeta

(Página 4)

Luiz Carlos Baldicero Molion
Departamento de Meteorología
Universidad Federal de Alagoas - Brasil

(Artículo publicado en Ciencia Hoy, Revista de Divulgación
Científica y Tecnológica de la Asociación Ciencia Hoy



El Efecto de los aerosoles

Los aerosoles se dispersan rápidamente en el sentido de los paralelos y rodean la Tierra en dos o tres semanas, llevados por vientos que circulan en esa dirección; en el de los meridianos, en cambio, tardan más en desplazarse: los producidos por erupciones cercanas al ecuador demoran hasta seis meses en llegar a los polos. El efecto de los aerosoles de origen volcánico es desigual en diferentes lugares de la Tierra. En principio, las regiones tropicales resultan más afectadas, por recibir la mayor parte de la radiación solar; en ellas no se producen diferencias térmicas apreciables entre continentes y océanos, a pesar de que los segundos responden más lentamente a las variaciones de la radiación solar.

Tales diferencias se hacen más notables cuando los aerosoles flotan sobre zonas más cercanas a los polos. El 40% de la superficie del hemisferio norte está ocupada por continentes, pero sólo el 19% de la del sur, lo que determina que este tenga mayor capacidad de conservar constante su temperatura y reaccione más lentamente a los cambios de irradiación causados por los aerosoles. Otro factor impor-tante es el momento del ciclo anual del clima en que el material volcánico entra en la atmósfera. Tiene mayor efecto si coincide con la fase de calentamiento de la Tierra, como sucedió con la erupción del Chinchón, que tuvo lugar entre el 30 de marzo y el 3 de abril de 1982, a diez grados de latitud norte. La Fig. 6 muestra que, en junio de ese año, los aerosoles ocupaban una banda entre los 5º de latitud sur y los 40º de latitud norte, en el momento del ciclo anual de temperatura en que los continentes del hemisferio norte se estaban calentando. En ese mes, la radiación solar recibida por la superficie terres-tre situada entre esas latitudes se redujo entre 3% y 4% (es decir, entre seis y ocho vatios por metro cuadrado).

La figura también muestra que sólo en mayo del 1983, esto es, más de un año después de la erupción, los aerosoles alcanzaron una distribución más uniforme en las distintas latitudes, con una relativa con-centración en las más elevadas del hemisferio norte. Su mayor presencia, en la primavera y el verano boreales, entre los 10º y 40º de latitud norte, donde se ubican la mayoría de las masas continentales de ese hemisferio, redujo el calentamiento de la superficie terrestre y disminuyó también el ascenso de masas de aire húmedo y caliente que originan las nubes llamadas cúmulos y cumulonimbos. En tales condiciones, aumenta la presión atmosférica sobre los continentes y se reduce la diferencia de presión entre estos y el mar, con la consiguiente merma de la transferencia de aire continental al océano. Ello torna menos intensos los anticiclones (áreas de alta presión atmosférica) del hemisferio norte, dismi-nuye la intensidad de los vientos alisios (en ambos hemisferios, los alisios soplan de este a oeste y hacia el ecuador -de NE a SO en el hemisferio norte, de SE a NO en el sur-, desde una zona de anticiclones subtropicales que está ubicada a 30º de latitud). Lo descripto da lugar a un menor desplazamiento hacia el sur, en el Atlántico, de la llamada zona de convergencia intertropical (ZCIT), en la que los alisios de ambos hemisferios se encuentran sobre el océano y generan una región de aire ascendente que rodea el ecuador. La ZCIT se caracteriza por sufrir frecuentes tormentas eléctricas con lluvias, y por la presencia de regiones de aire superficial calmo.

FIG 6: DIFUSION EN LA ATMOSFERA DE LOS AEROSOLES GENERADOS POR LA ERUPCION DEL VOLCAN CHICHON, QUE SE INICIO EL 30 DE MARZO DE 1982. LOS VALORES QUE MIDEN LAS ORDENADAS ESTAN EXPRESADOS EN MILIATMOSFERAS/CENTIMETRO. UNA MILIATMOSFERA EQUIVALE A UNA CAPA DE GAS DE UN CENTIMETRO DE ESPESOR EN CONDICIONES NORMALES DE TEMPERATURA Y PRESION.

El autor de este articulo ha comprobado que el enfriamiento de los continentes con relación a los océanos, por menor absorción de radiación solar, en particular en el sur de Eurasia, se corresponde con la fase negativa de la llamada oscilación del sur. (Se sugiere al lector no familiarizado con este término leer el recuadro 'El Niño y la oscilación del sur' antes de continuar con el texto.) Esa correspondencia llevó a Paul Handler, de la universidad de Illinois en Urbana-Champaign, a sugerir que el fenómeno del Niño -hoy preferentemente denominado ENOS- se iniciaría y mantendría por la presencia de aerosoles volcánicos en el momento adecuado del ciclo anual de temperaturas. Handler comprobó que, entre 1882 y 1988, ambos acontecimientos ocurrieron de manera coincidente doce veces; calculó, también, que la probabilidad de que esas coincidencias hubieran resultado del azar es muy baja (entre dos y cinco en diez mil), y mostró que el índice de la oscilación del Sur (lOS) resultaba positivo desde un año antes hasta un mes después de una erupción, y se convertía en negativo hasta dieciséis meses después de ella. Sus observaciones proporcionan fuertes evidencias de que la presencia de aerosoles en la estratosfera, en el hemisferio norte, en zonas vecinas al ecuador, puede provocar el fenómeno ENOS, que, a su vez, es capaz de afectar el clima de todo el planeta. El mismo autor sostiene que en el hemis-ferio sur los aerosoles también inducen fenómenos ENOS, pero de menor intensidad y duración, según dedujo estudiando los efectos de la erupción del volcán Agung (IEV 4), ubicado en Bali, también parte de las Sunda menores de Indonesia, a 8º de latitud sur.

En contraste con estos procesos, cuando no hay aerosoles de origen volcánico cerca del ecuador sino sólo en latitudes superiores a los 30º norte, se producen disminuciones anómalas en la temperatura del Pacifico oriental y se registran IOS positivos, lo que da lugar a un fenómeno opuesto al del Niño: el de la Niña. Sucede que, en esa ubicación, los aerosoles ocasionan el enfriamiento relativo de los conti-nentes, en particular el sur de Eurasia, provocan el descenso (llamado subsidencia) de masas de aire (que se calientan por compresión) y hacen aumentar la diferencia entre la presión atmosférica de los continentes y del Océano, con el consiguiente incremento de la transferencia de masas de aire desde los primeros hacia los anticiclones subtropicales ubicados sobre el segundo. Ello da lugar a la intensi-ficación tanto de los anticiclones como de los vientos alisios, que aumentan la surgencia de aguas pro-fundas en el Pacífico a lo largo de la costa oeste de América del Sur y conducen a una mayor penetra-ción de la ZCIT en el Atlántico sur.

Lo anterior sucedió cuando la erupción del volcán Novarupta, situado en Alaska a 58º de latitud norte, en junio de 1912: el año siguiente descendió la temperatura del Pacifico oriental. Cuando las erupciones tienen lugar en latitudes semejantes del hemisferio sur, los aerosoles ocasionan efectos similares, que se materializan con meses de atraso, como sucedió con la erupción del Quizapu, en 193 1, en Chile, a 35º de latitud sur. El retraso en la respuesta a los aerosoles del hemisferio sur se debería a la gran capacidad de retener calor de los océanos, que ocupan el 81% de la superficie de dicho hemisferio. Tal hipótesis fue corroborada con una probabilidad estadística cercana al 95% por el mencionado Handler, quien estudió veinte erupciones, dieciséis acaecidas entre los 30º y los 60º sur, y cuatro entre los 35º y los 40º sur.

¿SE PUEDEN PRONOSTICAR LAS ERUPCIONES VOLCÁNICAS?


Se ha postulado que las mareas lunares y solares, que son previsibles, podrían favorecer las erupciones volcánicas. En el Sol pueden distinguirse tres ciclos: el primero, de cerca de once años, se refiere a la variación de la actividad del astro y al mayor o menor número de man-chas solares; el segundo, de veintidós años, corresponde a la inversión de su campo magné-tico, y el tercero, de 80-90 años, llamado ciclo de Gleisberg, está ligado al numero máximo de manchas solares (que varían entre unas cuarenta y doscientas). Durante el último mínimo del ciclo de Gleisberg, entre 1897 y 1929, se registró una intensa actividad volcánica y sísmica, y en el mismo periodo ocurrieron grandes perturbaciones climáticas globales, incluyendo las sequías del nordeste del Brasil de los años 1898,1900, 1903-1904, 1907-1908, 1915 y 1919. Otros factor que puede influir en que se produzcan erupciones volcánicas es la proximidad de Júpiter, cuya masa es 320 veces mayor que la de la Tierra.

Es sabido que tanto la disminución de la actividad solar como la cercanía de Júpiter -que completa una revolución alrededor del Sol en 11,9 años terrestres- perturban la órbita de la Tierra y causan que oscile sobre su eje. Si una o mas placas tectónicas estuvieran a punto de dislocarse, la aproximación de Júpiter podría generar el empuje final capaz de desencade-nar una serie de erupciones volcánicas que, a su vez, den lugar a cambios climáticos. Por otro lado, se han registrado periodicidades de años (o sus múltiplos) en las series pluviomé-tricas correspondientes a Fortaleza, lo que sugiere que las sequías del nordeste brasileño podrían acontecer en intervalos regulares. Ya en 1950 se había sugerido que podría haber una relación entre dichas sequías y las manchas solares; también se han descubierto ciclos de 13 y 24-26 años, que resultaron estadísticamente significativos. Pero la comunidad científica todavía no acepta tales periodicidades solares como método de pronóstico climático, porque no existe aparentemente una causa física que las relacione con las sequías. Tal causa podría ser la intensificación de la actividad volcánica.

Si se comprobara que dicha intensificación de las erupciones de volcanes es una consecuen-cia de las perturbaciones en la órbita terrestre que se originarían en la reducción de la activi-dad solar, el periódico acercamiento a la Tierra de un planeta grande o una conjunción plane-taria, seria posible -a la luz de la hipótesis de los aerosoles volcánicos- prever con mucha anticipación no sólo las grandes erupciones sino, también, cambios climáticos ligados con ellas, como falta o exceso de lluvias en determinadas regiones. Los meteorólogos no pueden descartar esta posibilidad, porque deben tener siempre presente que la Tierra es un sistema biofísico abierto, sujeto a numerosas perturbaciones internas y externas, y que su clima proviene de la acción conjunta de esas perturbaciones.

Como la mayor parte de la masa continental de Sudamérica está en la región tropical, el período en que la acción de los aerosoles sería más efectivo, por estar en fase con los cambios de temperatura, es el que va de septiembre a febrero. Así, erupciones producidas entre febrero y julio en el hemisferio sur en áreas vecinas al ecuador, igual que la presencia de aerosoles provenientes de erupciones acaecidas en la misma época en regiones cercanas del hemisferio norte, determinarían que la estación de las lluvias -entre octubre y mayo fuese menos intensa en la Amazonia.

En la segunda mitad de 1991 (después de la erupción del Pinatubo), las regiones que evidenciaron mayor reducción de la radiación solar fueron la Amazonia, el Congo y las franjas ecuatoriales de los océanos Atlántico y Pacífico. Durante 1992, la temperatura de la troposfera (esto es, la capa más baja de la atmósfera, hasta 12km de altura) fue inferior a la media. El autor de esta nota predijo que, si las concentraciones de aerosoles permanecían altas, la estación de lluvias de 1993 se vería afectada, lo que ocurrió: la sequía del 1993 fue una de las peores del siglo en el nordeste brasileño. Debe tenerse en cuenta que, si simultáneamente se produce un fenómeno ENOS -que de por si suele reducir en entre un 30% y un 40% las lluvias en el cinturón tropical-, será difícil estimar los efectos directos de los aerosoles sobre la reducción de las lluvias en la región.

Lo descripto hasta aquí permite plantear una hipótesis para explicar las intensas lluvias y sequías que afectan al territorio brasileño. La presencia de concentraciones elevadas de aerosoles en latitudes cercanas al Ecuador hace que, en términos relativos, la zona inferior de la troposfera y la superficie de la Tierra resulten más frías, sobre todo en el altiplano boliviano. También conduce a que sea menor la humedad del aire y a que aumente la presión atmosférica sobre la Amazonia y el nordeste del Brasil. Lo último resulta igualmente favorecido por la concomitante aparición de un fenómeno ENOS, y por la subsidencia de masas de aire en el Atlántico sur, asociada con la zona de Convergencia de América del Sur (ZCAS), que abarca desde el sudoeste de la Amazonia al sudeste del país, y en la cual se produce el encuentro de los vientos alisios con los frentes fríos provenientes del sur. Los fenómenos de la ZCAS son más marcados durante la estación cálida e incluyen una característica banda de nubes que se extienden sobre el Atlántico, desde el sur de Brasil, en dirección sudeste.

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