Abrupt Climate Change

2 Brattle Square, Cambridge

Two high-profile events in 2004 put the issue of "abrupt climate change" squarely in the public eye. The first was a February 2004 Fortune Magazine article that broke the news of a report prepared for the Pentagon on abrupt climate change and its implications for U.S. national security. The Pentagon report describes a scenario in which human-caused global warming leads to a near-term collapse of the ocean's thermohaline circulation, which brings warm surface waters from the tropics to the North Atlantic, warming parts of Western Europe. The authors propose dramatic impacts, including rapid cooling in Europe, greatly diminished rainfall in many important agricultural and urban centers and consequent disruptions in food supply and water supply with enormous geopolitical and security implications.
The second was the May 2004 release of The Day After Tomorrow a 20th Century Fox blockbuster disaster movie with a similar premise. With a dashing paleoclimatologist as the action hero, The Day After Tomorrow depicts a world careening toward an ice age over a few weeks' time. Here too, the culprit is the warming-induced shutdown of the thermohaline circulation.
The authors of the Pentagon report and the producers of The Day After Tomorrowcaution readers and viewers against treating these extreme scenarios as serious possibilities. The Pentagon report intentionally considers the worst possible scenario, one that stretches the boundary of scientific plausibility. The Day After Tomorrow leaps beyond that boundary to unleash a collection of climate catastrophes intended to thrill audiences and showcase the latest special effects. Yet underlying even these extreme scenarios are the sober facts of human-caused global warming and the real opportunities to minimize climate change by reducing emissions of heat-trapping gases.
UCS views the publicity generated by these events as an opportunity to help the public and decision makers better understand what we know about the causes, consequences and solutions to climate change. Toward that end, we provide the following answers to some frequently asked questions.

Can what happens in The Day After Tomorrowhappen in real life?

No. The dramatic, virtually instantaneous and widespread cooling envisioned in the film is fiction. But like all good science fiction, the film is premised on several important scientific facts. We know with great certainty that Earth is already warming, largely because as we burn fossil fuels and clear forests we are releasing carbon dioxide and other heat-trapping gases in the atmosphere. This warming is expected to continue in the coming decades, accompanied by changes in rainfall patterns and rising sea levels. The possibility of an abrupt shift in the climate system is only one feature of a changing climate that is expected to become more erratic, with extreme weather events like droughts, torrential rainfall, and extreme heat becoming more common. We can slow down global warming and reduce the likelihood of future abrupt climate changes by reducing our emissions of heat-trapping gases.

What is "abrupt climate change?"

The term "abrupt climate change" describes changes in climate that occur over the span of years to decades, compared to the human-caused changes in climate that are occurring over the time span of decades to centuries. From ice cores, ocean sediments, tree rings, and other records of Earth's past climate, scientists have found that changes in climate have occurred quickly in the past—over the course of a decade. An example of an abrupt climate change event is the Younger Dryas (~12,000 years ago), a period of abrupt cooling that interrupted a general warming trend as Earth emerged from the last Ice Age. During the Younger Dryas period, average summertime temperatures in New England cooled by about 5-7°F (3-4°C). This and other abrupt events have been linked to changes in an ocean circulation pattern known as thermohaline circulation.

How might abrupt climate change affect people?

While the scenarios depicted in the Day After Tomorrow and the Pentagon report are extreme, changes in climate, including possible abrupt climate changes, will have serious consequences for people's lives and livelihoods. As Earth warms, higher temperatures and more common extreme heat conditions will affect human health, energy demand, water supply and demand, and agriculture. Rising sea levels will impact coastal communities as flooding happens more often and damage from coastal storms becomes more severe. Some regions will become much drier, while others will become much wetter, affecting agriculture, water supply, and the spread of diseases. Many of these impacts will be most severe in developing countries, where scarce resources and limited technological capacity will limit options for coping with the consequences of climate change.

Can we avoid abrupt climate change?

Yes. While abrupt climate change is not a certainty, human-caused climate change makes abrupt events more likely. What is certain is that human-caused climate change is already under way, and is expected to continue over the next century as a result of our emissions of carbon dioxide and other heat-trapping gases to the atmosphere. Levels of carbon dioxide in the atmosphere are higher today than they have been for more than 400,000 years. Earth's surface temperature has increased measurably over the past 100 years, and 10 of the warmest years on record have occurred since 1990. This warming has caused changes in rainfall—some regions have become wetter while others have become drier—and droughts and severe rainfall events have become more common. By making choices now to reduce our emissions of heat-trapping gases, we can slow the rate of global warming and reduce the likelihood of unexpected climate changes.

How can global warming make things cooler?

As we rapidly increase Earth's average temperature, some regions, such as high latitudes, will experience greater warming than others, such as the tropics. As warming alters ocean and atmosphere circulation patterns, some regions could even experience cooling. Much of Western Europe is now warmed by ocean circulation as well as the atmosphere. Heat is transported to the region by a global ocean circulation pattern variably known as thermohaline circulation, the North Atlantic heat pump, or the "Great Ocean Conveyor Belt." This "heat pump" pulls warm salty water northward from the tropics into the North Atlantic, where heat is released, warming air temperatures over Europe.
As Earth warms, melting of ice caps and glaciers, increased precipitation and other inflows of fresh water to the North Atlantic Ocean may weaken or shut down thermohaline circulation. This change in ocean circulation could disrupt the transfer of heat northward from the tropics, resulting in cooling in the North Atlantic region. Regional cooling of as much as 14-29°F (8-16°C) has been seen in the past climate record. However, any regional cooling would be superimposed on the global warming that is already underway. Contrary to the "Day After Tomorrow" dramatization, abrupt climate change will not result in an ice age, because the cooling effects are regional and Earth is currently in an interglacial, or warm, period.

What is thermohaline circulation?

Thermohaline circulation is a global ocean circulation pattern that distributes water and heat both vertically, through the water column, and horizontally across the globe. As cold, salty water sinks at high latitudes, it pulls warmer water from lower latitudes to replace it. Water that sinks in the North Atlantic flows down to the southern hemisphere, skirts the Antarctic continent, where it is joined by more sinking water, and then crosses south of the Indian Ocean to enter the Pacific Ocean basin. There, the cold deep water rises to the surface, where heat from the tropical sun warms the water at the ocean's surface and drives evaporation, leaving behind saltier water. This warm, salty water flows northward to join the Gulf Stream, traveling up the Eastern coast of the United States and across the Atlantic Ocean into the North Atlantic region. There, heat is released to the atmosphere, warming parts of Western Europe. Once this warm, salty water reaches the North Atlantic and releases its heat, it again becomes very cold and dense, and sinks to the deep ocean.


Predicen una nueva Edad de Hielo para el año 2030


josé manuel nieves - Madrid - 18/07/2015 a las 00:00:01h. - Act. a las 03:31:47h.Guardado en: Ciencia
La noticia ha causado impacto entre climatólogos de todo el mundo. Y no es para menos. Un grupo internacional de investigadores, liderado por V. Zharkova, de la Univesidad de Northumbria, acaba de revelar, durante elEncuentro Nacional de Astronomía en Llandudno, en Gales, que estamos a punto de experimentar una nueva «Pequeña Edad de Hielo» similar a la que congeló una buena parte del mundo durante el siglo XVII y principios del XVIII. Será entre 2030 y 2040.
Como es sabido, el campo magnético del Sol varía a lo largo del tiempo. Y estas variaciones magnéticas en la ardiente atmósfera solar tienen unainfluencia directa en la radiación electromagnética que emite el astro rey, así como en la intensidad de sus flujos de plasma y en el número de manchas en su superficie. La variación en la cantidad de manchas solares tiene una estructura cíclica, con máximos que se producen cada once años y que tienen efectos concretos sobre el medioambiente de la Tierra. Esos efectos pueden medirse observando la presencia de ciertos isótopos (como el carbono 14 o el berilio 10) en glaciares o en los árboles.
Pero existen numerosos ciclos diferentes que se repiten una y otra vez, condiferentes periodos y propiedades, aunque los mejor conocidos son los de once y noventa años. El primero se manifiesta con una reducción periódica de manchas sobre la superficie solar. Y su variante de 90 años se asocia con la reducción periódica en el número de manchas en determinados ciclos de once años.
En el siglo XVII se produjo un prolongado periodo de calma, llamado «elMínimo de Maunder», que se extendió desde 1645 a 1700 y durante el cual las manchas solares prácticamente desaparecieron por completo. Durante este periodo, en efecto, apenas se contabilizaron unas 50 manchas solares en lugar de las cerca de 50.000 habituales. El análisis de la radiación solar, además, ha demostrado que sus máximos y mínimos coinciden casi siempre con los máximos y mínimos en cuanto al número de manchas.
Ahora, en un amplio estudio publicado en tres artículos diferentes, los investigadores han analizado el campo magnético de fondo de todo el disco solar durante tres ciclos completos de actividad (del 21 al 23), aplicando el denominado «análisis de componentes principales», que permite reducir la dimensión de los datos y el ruido estadístico para identificar solo las ondas que contribuyen en mayor medida a los datos de observación. El método podría compararse a la descomposición de la luz blanca por medio de un prisma, para detectar por separado las frecuencias de los diversos colores del espectro luminoso.
Como resultado, los investigadores lograron desarrollar un nuevo método de análisis, que les ayudó a descubrir que las ondas magnéticas se generan en el Sol por pares, y que el par principal basta para dar cuenta del 40% de la variación de los datos. Por lo tanto, se puede considerar al par principal de ondas como responsable de las variaciones del campo dipolar del Sol, que cambia su polaridad de polo a polo en cada ciclo de actividad de once años.
Utilizando su nuevo método de análisis, los científicos describieron la evolución de estas dos ondas y calcularon la curva de variación de las manchas solares (principal indicador de la actividad solar). Lo primero que hicieron fue predecir la actividad magnética del sol en el ciclo 24 (en el que estamos actualmente, desde 2008), y sus datos coincidieron en un 97% con las observaciones directas.
Animados por este éxito, los autores de la investigación decidieron extender la predicción a los dos ciclos siguientes (el 25 y el 26) y descubrieron que el par principal de ondas provocará en ese periodo un número de manchas muy escaso. Lo que llevará a una fuerte disminución de la actividad solarhacia 2030 ó 2040, comparable a las condiciones que existieron durante el Mínimo de Maunder en el siglo XVII.
Esta reducción de la actividad implica una disminución de la radiación solar de 3W por metro cuadrado, más del doble de lo habitual, lo que llevará a unrecrudecimiento invernal extremoy a veranos muy fríos. «Muchos estudios han mostrado que el Mínimo de Maunder coincidió con la fase más fría del enfriamiento global (en el siglo XVII), hasta el punto de que se la conoce como 'Pequeña Edad de Hielo' –afirma Helen Popova, física de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú–. Durante ese periodo se sufrieron inviernos muy fríos en Europa y Norte América. Durante el Mínimo de Maunder el agua de ríos como el Támesis o el Danubio se congeló, el Moscova se cubría de hielo cada seis meses, la nieve cubría las llanuras todo el año y Groenlandiaestaba cubierta de glaciares». Helen Popova es la investigadora que desarrolló el modelo matemático que ha permitido predecir la evolución de la actividad magnética del Sol.

Una atmósfera terrestre más fría

Si se produce en la actividad solar una reducción similar a la registrada durante el Mínimo de Maunder, también la atmósfera terrestre se enfriará. Según Popova, si las actuales teorías sobre el impacto de la actividad solar en el clima terrestre son ciertas, entonces el próximo mínimo de 2030 traerá un enfriamiento significativo, muy similar al ocurrido durante el siglo XVII.
Sin embargo, solo durante los próximos entre 5 y 15 años será posible tener una certeza absoluta sobre lo acertado de estas predicciones.
«Dado que nuestro futuro mínimo tendrá una duración de al menos tres ciclos solares, que es de unos 30 años, es posible que la disminución de la temperatura no sea tan drástica como durante el Mínimo de Maunder –explica Helen Popova–. Pero debemos examinar los datos con detalle. Estamos en estrecho contacto con climatólogos de varios países y seguiremos trabajando en ello».
La idea de que la actividad solar afecta al clima en la Tierra apareció hace ya mucho tiempo. Se sabe, por ejemplo, que basta una ligera variación de un 1% en la actividad solar para causar cambios medibles en la distribución de temperaturas y del flujo de aire en todo el planeta. Los rayos ultravioletatienen efectos fotoquímicos, que llevan a la formación de ozono en la atmósfera, a una altura de 30 ó 40 km. Y el flujo de rayos ultravioleta aumenta considerablemente cuando se produce una llamarada solar. El ozono, que absorbe los rayos del sol lo suficientemente bien, se calienta como consecuencia de este aumento de radiación y afecta a las corrientes de aireen las capas bajas de la atmósfera y, en consecuencia, al clima.
También la emisión de partículas cargadas aumenta con la actividad solar. Y esas partículas alcanzan la Tierra y se mueven en complejas trayectorias, causando auroras, tormentas geomagnéticas y problemas en las comunicaciones por radio.

La "tormenta monstruosa" que tiene el Polo Norte con un nivel inédito de "calor"

Hasta un grado centígrado por encima del punto de congelación llegó la temperatura en el Polo Norte por la "tormenta monstruosa" que ingresó en la zona el martes.
El Programa Internacional de Boyas Árticas registró elevaciones de temperatura que son consideradas "extremadamente cálidas" para esa zona del planeta en esta época del año.
Los reportes de la Agencia Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA, por sus siglas en inglés) señalan que se trata de una de las tormentas más potentes jamás registradas en el Polo Norte.
"Incluso en el techo del mundo, en la época que debería ser la más fría del año en esa zona, el propio Polo Norte está inusualmente cálido", señaló el editor de ciencia de BBC David Shukman.
Para Shukman, se trata de uno de los efectos secundarios "más extraños de la turbulencia actual en el clima mundial".
En las últimas semanas se han registrado tornados mortales en Texas, inundaciones y desbordes de ríos en Reino Unido y Misuri, o calor extremo en Australia.
También le ha tocado su parte a México, donde se han vivido intensas nevadas en el norte del país.

2 ºC

La temperatura marcada por las boyas meteorológicas estadounidenses en el Polo Norte es considerada "sorprendentemente cálida", dado que el promedio para esta época del año fluctúa alrededor de -25 grados centígrados.
Por si fuera poco, las estimaciones servicio meteorológico noruego indican que las temperaturas llegan hasta los 2 grados.

La "tormenta monstruosa" en el

Polo Norte
  • - La caída de la presión atmosférica empujó consigo vientos cálidos de sur a norte que elevaron el clima.
  • - Boyas árticas reportan que la temperatura llegó a subir entre 1 y 2 grados centígrados por encima del punto de congelamiento.
  • - Según modelos meteorológicos, estatormenta está relacionada con los tornados que pasaron por Estados Unidos el fin de semana y las inundaciones en Reino Unido.
"Por ahora no existen instrumentos para proporcionar lecturas exactas, pero las boyas han grabado el extraordinario hecho de temperaturas por encima de cero", señala Shukman.
El hecho está relacionado con el fenómeno de El Niño, que, entre finales de 2015 y los primeros meses de 2016, afecta el clima de todo el planeta.

Estados Unidos y Reino Unido

Según las estimaciones de los modelos meteorológicos, esta tormenta antes de llegar a tan altas latitudes pasó por Estados Unidos causando grandes y mortales tornados.
Polo Norte
Image captionLas inusuales temperaturas están relacionadas al cambio climático y al fenómeno de El Niño.
Tormentas de nieve y granizo paralizaron el lunes el transporte en partes de aquel país.
Más de 40 personas murieron por tornados e inundaciones durante el fin de semana en Estados Unidos, donde se emitieron inusuales advertencias sobre tornados y fenómenos climáticos extremos.
La tormenta que eleva las temperaturas en el Polo Norte también coincide con las fuertes inundaciones de comienzos de semana en Reino Unido.
Allí se vivió el dicimebre más cálido y el segundo más lluvioso desde hace más de un siglo.
En el final de 2015, se registraron temperaturas medias de 8 grados centígrados, más típicas de la primavera y que están 4,1 grados por encima de la media habitual en esta época del año.
El récord anterior se registró en 1934, con una temperatura media de 6,9 grados centígrados en territorio británico.
Tres tormentas han azotado tierras británicas en diciembre causando graves inundaciones.
Ha sido también el segundo mes más lluvioso desde que en 1910 empezaron los registros estadísticos, con precipitaciones medias de 211 milímetros de altura.
Varios puntos del Reino Unido, principalmente en Escocia y el norte de Inglaterra, siguen hoy en alerta de inundaciones por las tormentas Desmond, Eva y Frank.
Sus potentes efectos, según los expertos, son atribuidos en buena medida al cambio climático.