La bajada en la actividad solar vinculada al reciente calentamiento global

Un análisis de datos de satélite desafía la intuitiva idea de que la bajada en la actividad solar enfría la Tierra, y viceversa. De hecho, la fuerza solar sobre el clima de la superficie de la Tierra parece actuar de forma opuesta – al menos durante el actual ciclo solar.

Joanna Haigh, físico atmosférico del Imperial College de Londres, y sus colegas analizaron medidas diarias de la composición espectral de la luz solar realizadas entre 2004 y 2007 por el satélite Experimento del Clima y Radiación Solar de la NASA (SORCE). Encontraron que la cantidad de luz visible que alcanza la Tierra incrementaba conforme disminuía la actividad solar – calentando la superficie de la Tierra. Sus inesperados hallazgos se publican hoy en la revista Nature¹.

El periodo del estudio cubre la fase de declive del actual ciclo solar. La actividad solar, que en el ciclo actual tuvo su pico alrededor de 2001, alcanzó un pronunciado mínimo a finales de 2009 durante el cual no se observaron manchas solares durante un periodo de tiempo inusualmente largo.

Las manchas solares, áreas de menor temperatura en la superficie del Sol provocadas por una intensa actividad magnética, son la mejor manifestación visible del ciclo solar de 11 años. Se han observado y registrado regularmente desde los albores de la astronomía moderna en el siglo XVII. Pero las medidas de la longitud de onda de la radiación solar han sido escasas hasta ahora.

Filtración de radiación

El equipo de Haigh comparó los datos del espectro solar de SORCE con longitudes de onda predichas por el modelo empírico estándar basado principalmente en el número y área de manchas solares, y señaló unas inesperadas diferencias. La cantidad de radiación ultravioleta en el espectro era de cuatro a seis veces menor que la predicha por el modelo empírico, pero con un incremento en la radiación en la longitud de onda visible, la cual calienta la superficie de la Tierra, compensando el decrecimiento.

Contrariamente a las expectativas, la cantidad neta de energía solar que alcanza la troposfera de la Tierra – la parte más baja de la atmósfera – parece haber sido mayor en 2007 que en 2004, a pesar del declive en la actividad solar en ese periodo.

Los cambios espectrales parecen haber alterado la distribución de las moléculas de ozono sobre la troposfera. En una simulación mediante un modelo, la abundancia de ozono cayó por debajo de una altitud de 45 kilómetros en el periodo de 2004–07, y se incrementó por encima en la atmósfera.

Los cambios modelados son consistentes con las medidas espaciales del ozono durante el mismo periodo.

“Estamos viendo – aunque limitado a un periodo de tiempo muy corto – un cambio muy interesante en la irradiación solar con cambios notablemente similares en el ozono”, dice Haigh. “Podría ser una coincidencia, y requiere de verificación, pero nuestros hallazgos podrían ser demasiado importantes para no publicarlos ahora”.

Sorpresa solar

Aún no están claras todas las implicaciones del descubrimiento. Haigh dice que el actual ciclo solar podría ser diferente de anteriores ciclos, por razones desconocidas. Pero también es posible que los efectos de la variabilidad solar en las temperaturas atmosféricas y el ozono sean sustancialmente diferentes de lo que anteriormente se había supuesto.

“En su valor nominal, los datos parecen increíblemente importantes”, dice Michael Lockwood, físico espacial de la Universidad de Reading, en el Reino Unido. “Si la actividad solar está desfasada respecto a la fuerza radiativa solar, podría cambiar nuestra comprensión de cómo actúan ciertos procesos en la troposfera y estratosfera para modular el clima de la Tierra”.

Algunos meteorólogos creen, por ejemplo, que durante fases de baja actividad solar, ‘eventos de bloqueo’ – patrones inusuales en corrientes de aire desde el oeste que pueden causar olas de frío y tiempo extraño en Europa – ocurren más frecuentemente. Un evento de bloqueo se cree que ha provocado el transporte hacia el sur de nubes de cenizas después de la erupción en marzo del volcán islandés Eyjafjallajökull, que interrumpió el tráfico aéreo en toda Europa. Pero cualquier vínculo entre las recientes anomalías climáticas y posibles peculiaridades en el actual ciclo solar son especulativas por ahora, señala Lockwood.

Conocimiento modificado

A lo largo de los tres años del periodo de estudio, las variaciones observadas en el espectro solar han causado aproximadamente tanto calentamiento en la superficie de la Tierra como el incremento por las emisiones de dióxido de carbono, dice Haigh. Pero dado que la actividad solar es cíclica, no debería tener un impacto a largo plazo en el clima, sin importar si han tenido lugar cambios espectrales similares durante ciclos solares anteriores.

“Si el clima se viese afectado a largo plazo, el Sol debería haber producido un notable enfriamiento en la primera mitad del siglo XX, cosa que sabemos que no fue así”, comenta.

La idea de que los científicos podrían no haber comprendido del todo los efectos del Sol sobre el clima, no debería proporcionar munición a los escépticos del cambio climáticos, apunta Martin Dameris, científico atmosféricos en el Centro Aeroespacial Alemán en Oberpfaffenhofen.

“Los hallazgos podrían demostrar ser muy significativos en lo que respecta a comprender, y cuantificar, fluctuaciones climáticas naturales”, comenta. “Pero no importa cómo lo mires, la influencia del Sol en el actual cambio climático es, como mucho, un pequeño añadido natural al calentamiento invernadero generado por el hombre”.

“Todas las pruebas apuntan a que la inmensa mayoría del calentamiento es antropogénico”, concuerda Lockwood. “Podría ser que la parte solar no funcione de la forma en que pensábamos que lo haría, pero ciertamente no es una fractura grave de la ciencia”.

Futuras medidas – idealmente datos solapados de distintos instrumentos en satélites – deberían ayudar a aclarar el tema. Pero probar la precisión de los hallazgos provisionales de Haigh llevará al menos otro ciclo solar completo de 11 años, con observaciones espectrales de alta calidad.

“Estamos esperando con ansiedad a que lleguen estos datos”, comenta Haigh.