La variabilidad de la constante solar

Drásticos cambios de temperatura en la historia del clima

En la historia de nuestro planeta Tierra, siempre han existido cambios que llevan a un clima global, desviarse apreciablemente del clima presente.
 

Tales cambios se efectuaron generalmente durante milenios. Todos conocemos la alternancia de tiempos glaciales e interglaciales.
 

Fig 1: Los cambios de la temperatura durante la cronología de los tiempos glaciales e interglaciales de los últimos 400.000 años. Figura adoptada del Global Warming Art (Robert A. Rohde)

En algunos casos ha habido verdaderos disparos del clima. El ambiente ha experimentado los cambios rápidos con el tiempo en espacios de décadas a siglos. Durante los acontecimientos llamados de Dansgaard-Oeschger la temperatura media en Groenlandia aumentó por 8-16°C dentro de unas pocas décadas.
 

Fig 2: La sucesión de acontecimientos de Dansgaard Oeschger durante 40.000 años en la última época glacial. La fracción de  ¹⁸O isótopos, que varía en la precipitación dependiendo de la temperatura, puede ser utilizada como un indicador para ella.

Tales acontecimientos marcan generalmente el fin de un intermedio glacial. Un enfriamiento largo y continuo es seguido por un brusco calentamiento al final. El calentamiento brusco más reciente ocurrió hace 11.600 años a fines de la última época glacial.
 
Estos dramáticos cambios regionales parecen ser una consecuencia de los cambios en la circulación de los océanos. El rápido calentamiento actual de cerca 0.7°C dentro de los últimos 100 años, sucede globalmente y no esta relacionado a una época glacial.
 

Cambios en la temperatura durante los últimos 1000 años  

Durante más de 11.000 años hemos estado experimentando un interglacial (período caliente) relativamente fijo, llamado "holoceno". Pero también en este tiempo, el cual coincide con el desarrollo de la humanidad moderna, la temperatura media del planeta ha experimentado cambios. Durante la llamada "Pequeña Edad de Hielo" con un mínimo en la temperatura en el período 1645 a 1715, fue regionalmente hasta 1°C más fría que el período más tibio del año 800 al 900. En este tiempo más tibio, los Vikingos se asentaron en Groenlandia.
  

Mancha solar y el ciclo de Schwabe

Tales cambios están relacionados a variaciones en la intensidad de la radiación solar. La constante solar no es absolutamente constante. Cambia dentro de los diferentes ciclos solares. El mejor observado es el llamado "ciclo de Schwabe".

4. Fig izq.: El ciclo de 11 años de Schwabe.. Fuente: USGS 

La cantidad de manchas solares aumentan con una periodicidad de 11 años. En paralelo, la radiación solar llega a ser más fuerte. Este ciclo, tuvo a principios del 2008 un mínimo, produjo una variación de la constante solar de 0.1%. El resultante cambio de la temperatura, si no fuese influido por otros factores, estaría en la gama de 0.5 a 1°C.
 

Sin embargo, este ciclo no puede explicar las actuales tendencias del clima a largo plazo. El número de manchas de sol fue muy bajo en el período de 1645 a 1715. Nosotros lo llamamos el  Mínimo Maunder. El valor de la constante solar disminuyó aproximadamente en 0.2%..

Fig 7 izq.: Manchas solares de tamaño inusual. Parece contradictorio, que la actividad solar aumente a causa de las manchas oscuras del sol. Pero alrededor de estas manchas la intensidad de la radiación es más alta de lo normal. Fuente: SOHO project / NASA

Tales mínimos ocurren sobre intervalos más largos de tiempo, los cuales son probablemente una consecuencia de los ciclos solares a largo plazo que superponen el ciclo de Schwabe.
Los científicos conocen un ciclo cubriendo aproximadamente 200 años (el ciclo de Suess) y un ciclo aproximadamente de 88 años (el ciclo de Gleissberg). En la actualidad, nos encontramos en el período de un máximo más largo.
  

Fig 8: Observación o estimación del número de manchas solares durante los últimos 400 años.
Gráfica: Robert A. Rohde for Global Warming Art.

El sol y su impacto en el clima.

En la ciencia del clima, definimos el forzamiento radiativo como una medida para saber cuánto y en cuál dirección un factor contribuye al cambio climático. Las estimaciones anteriores asumieron que el aumento de la actividad solar del Mínimo Maunder a mínimos actuales se asocia un forzamiento radiativo de 0.38-0.68 W/m². Estas estimaciones se basan en actividades observadas de las estrellas que son semejantes a nuestro Sol (en azul claro en el gráfico a la derecha). Nuevos cálculos (violeta) llevados a cabo exclusivamente para el Sol asumen sólo una diferencia de 0.12 W/m². (IPCC AR4, Gráfico original a la derecha).
 

Para comparar: La contribución de bióxido de carbono al calentamiento de la Tierra de los últimos 100 años es de aproximadamente 1.66 W/m². (Vea gráfico abajo).
 

Fig 10: Contribuciones al calentamiento o enfriamiento de la Tierra, en función del  forzamiento radiativo (potencia por metro cuadrado de la superficie terrestre), Fuente: IPCC AR4 2007

Conclusión

Aunque el impacto del sol en el clima es muy incierto, se pueden deducir dos declaraciones de la investigación internacional:
 
1) Cambios en la intensidad solar han contribuido al calentamiento climático de los últimos 100 años.

2) Estas contribuciones del Sol son claramente más pequeñas que la contribución debido a gases invernaderos emitidos a consecuencia de actividades humanas.
 

Texto: Dr. Elmar Uherek (MPI - Chemistry Mainz)
Traducción: Leticia Reyes
Revisor científico y corrector linguístico : Dr. Juan Carlos Ortiz Royero (Universidad del Norte / Baranquilla, Colombia)