¿Cómo puede el mundo combatir el continuo aumento de las temperaturas globales? ¿Qué tal proteger la Tierra de una parte del calor del sol inyectando aerosoles reflectantes en la estratosfera? Después de todo, los volcanes hacen esencialmente lo mismo, aunque en resumen, explosiones dramáticas:cuando un Vesubio entra en erupción, arroja cenizas finas a la atmósfera, donde las partículas pueden permanecer como una especie de cubierta de nubes, reflejando la radiación solar de regreso al espacio y enfriando temporalmente el planeta.

Algunos investigadores están explorando propuestas para diseñar efectos similares, por ejemplo, lanzando aerosoles reflectantes a la estratosfera, a través de aviones, globos e incluso dirigibles, para bloquear el calor del sol y contrarrestar el calentamiento global. Pero tales esquemas de geoingeniería solar, como se les conoce, podría tener otros efectos duraderos sobre el clima.

Ahora, los científicos del MIT han descubierto que la geoingeniería solar cambiaría significativamente las trayectorias de las tormentas extratropicales, las zonas en las latitudes medias y altas donde las tormentas se forman durante todo el año y son dirigidas por la corriente en chorro a través de los océanos y la tierra. Las huellas de tormentas extratropicales dan lugar a ciclones extratropicales, y no sus primos tropicales, huracanes. La fuerza de las trayectorias de tormentas extratropicales determina la severidad y frecuencia de tormentas como las del noreste en los Estados Unidos.

El equipo consideró un escenario idealizado en el que la radiación solar se reflejaba lo suficiente como para compensar el calentamiento que se produciría si el dióxido de carbono se cuadruplicara en concentración. En varios modelos climáticos globales bajo este escenario, la fuerza de las huellas de las tormentas en los hemisferios norte y sur se debilitó significativamente en respuesta.

Las huellas de tormenta debilitadas significarían tormentas de invierno menos poderosas, pero el equipo advierte que las pistas de tormenta más débiles también conducen a condiciones de estancamiento, particularmente en verano, y menos viento para eliminar la contaminación del aire. Los cambios en los vientos también podrían afectar la circulación de las aguas del océano y, Sucesivamente, la estabilidad de las capas de hielo.

"Aproximadamente la mitad de la población mundial vive en regiones extratropicales donde las huellas de las tormentas dominan el clima, "dice Charles Gertler, estudiante de posgrado en el Departamento de Tierra del MIT, Ciencias Atmosféricas y Planetarias (EAPS). "Nuestros resultados muestran que la geoingeniería solar no solo revertirá el cambio climático. En cambio, tiene el potencial por sí mismo de inducir cambios novedosos en el clima ".

Gertler y sus colegas han publicado sus resultados esta semana en la revista Cartas de investigación geofísica . Los coautores incluyen al profesor de EAPS Paul O'Gorman, junto con Ben Kravitz de la Universidad Estatal de Indiana, John Moore de la Universidad Normal de Beijing, Steven Phipps de la Universidad de Tasmania, y Shingo Watanabe de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre

Una imagen no tan soleada

Los científicos han modelado previamente cómo se vería el clima de la Tierra si los escenarios de geoingeniería solar se desarrollaran a escala global. con resultados mixtos. Por un lado, rociar aerosoles en la estratosfera reduciría el calor solar entrante y, en un grado, contrarrestar el calentamiento provocado por las emisiones de dióxido de carbono. Por otra parte, tal enfriamiento del planeta no evitaría otros efectos inducidos por los gases de efecto invernadero, como la reducción regional de las precipitaciones y la acidificación de los océanos.

También ha habido indicios de que la reducción intencionada de la radiación solar reduciría la diferencia de temperatura entre el ecuador de la Tierra y los polos o, en el lenguaje climático, debilitar el gradiente de temperatura meridional del planeta, enfriando el ecuador mientras los polos continúan calentándose. Esta última consecuencia fue especialmente intrigante para Gertler y O'Gorman.

"Las huellas de las tormentas se alimentan de gradientes de temperatura meridionales, y las huellas de las tormentas son interesantes porque nos ayudan a comprender los fenómenos meteorológicos extremos, ", Dice Gertler." Así que estábamos interesados ​​en cómo la geoingeniería afecta las huellas de las tormentas ".

El equipo analizó cómo las trayectorias de tormentas extratropicales podrían cambiar en un escenario de geoingeniería solar conocido por los científicos del clima como el experimento G1 del Proyecto de Intercomparación de Modelos de Geoingeniería (GeoMIP), un proyecto que proporciona varios escenarios de geoingeniería para que los científicos utilicen modelos climáticos para evaluar sus diversos efectos climáticos.

El experimento G1 asume un escenario idealizado en el que un esquema de geoingeniería solar bloquea suficiente radiación solar para contrarrestar el calentamiento que ocurriría si las concentraciones de dióxido de carbono se cuadruplicaran.

Los investigadores utilizaron resultados de varios modelos climáticos desarrollados en el tiempo bajo las condiciones del experimento G1. También utilizaron resultados de un escenario de geoingeniería más sofisticado con la duplicación de las concentraciones de dióxido de carbono y aerosoles inyectados en la estratosfera en más de una latitud. En cada modelo, registraron el cambio diario en la presión del aire a nivel del mar en varios lugares a lo largo de las trayectorias de la tormenta. Estos cambios reflejan el paso de las tormentas y miden la energía de la trayectoria de una tormenta.

"Si observamos la variación en la presión al nivel del mar, tenemos una idea de la frecuencia y la fuerza con que los ciclones pasan sobre cada área, ", Explica Gertler." Luego, promediamos la varianza en toda la región extratropical, para obtener un valor promedio de la intensidad de la trayectoria de la tormenta para los hemisferios norte y sur ".

Un contrapeso imperfecto

Sus resultados, a través de modelos climáticos, mostró que la geoingeniería solar debilitaría las huellas de las tormentas en los hemisferios norte y sur. Dependiendo del escenario que consideraron, la trayectoria de la tormenta en el hemisferio norte sería entre un 5 y un 17% más débil de lo que es hoy.

"Una pista de tormenta debilitada, en ambos hemisferios, significaría tormentas invernales más débiles, pero también conduciría a un clima más estancado, que podría afectar las olas de calor, "Dice Gertler." En todas las estaciones, esto podría afectar la ventilación de la contaminación del aire. También puede contribuir a un debilitamiento del ciclo hidrológico, con reducciones regionales de las precipitaciones. Estos no son buenos cambios, en comparación con un clima de referencia al que estamos acostumbrados ".

Los investigadores tenían curiosidad por ver cómo responderían las mismas huellas de tormentas solo al calentamiento global, sin la adición de geoingeniería social, por lo que volvieron a ejecutar los modelos climáticos en varios escenarios de solo calentamiento. Asombrosamente, ellos encontraron que, en el hemisferio norte, el calentamiento global también debilitaría las huellas de las tormentas, por la misma magnitud que con la adición de la geoingeniería solar. Esto sugiere geoingeniería solar, y esfuerzos para enfriar la Tierra reduciendo el calor entrante, no haría mucho para alterar los efectos del calentamiento global, al menos en las huellas de las tormentas, un resultado desconcertante que los investigadores no están seguros de cómo explicar.

En el hemisferio sur, hay una historia ligeramente diferente. Descubrieron que el calentamiento global por sí solo fortalecería las huellas de las tormentas allí, Considerando que la incorporación de la geoingeniería solar evitaría este fortalecimiento, y aun mas, debilitaría las huellas de la tormenta allí.

"En el hemisferio sur, los vientos impulsan la circulación oceánica, que a su vez podría afectar la absorción de dióxido de carbono, y la estabilidad de la capa de hielo de la Antártida, "Agrega O'Gorman." Entonces, cómo cambian las huellas de las tormentas en el hemisferio sur es bastante importante ".

El equipo también observó que el debilitamiento de las huellas de las tormentas estaba fuertemente correlacionado con cambios en la temperatura y la humedad. Específicamente, Los modelos climáticos mostraron que en respuesta a la reducción de la radiación solar entrante, el ecuador se enfrió significativamente a medida que los polos continuaron calentándose. Este gradiente de temperatura reducido parece ser suficiente para explicar el debilitamiento de las trayectorias de las tormentas, un resultado que el grupo es el primero en demostrar.

"Este trabajo destaca que la geoingeniería solar no está revirtiendo el cambio climático, pero está sustituyendo un estado climático sin precedentes por otro, "Dice Gertler." Reflejar la luz del sol no es un contrapeso perfecto al efecto invernadero ".

O'Gorman añade:"Hay varias razones para evitar hacer esto, y en cambio favorecer la reducción de emisiones de CO ₂ y otros gases de efecto invernadero ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.