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Forzamiento orbital

El forzamiento orbital es el efecto sobre el clima de los cambios lentos en la inclinación del eje terrestre y la forma de la órbita de la Tierra alrededor del Sol (véase ciclos...

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El forzamiento orbital es el efecto sobre el clima de los cambios lentos en la inclinación del eje terrestre y la forma de la órbita de la Tierra alrededor del Sol (véase ciclos de Milankovitch ). Estos cambios orbitales modifican la cantidad total de luz solar que llega a la Tierra hasta en un 25 % en latitudes medias (de 400 a 500 W/(m² ) a latitudes de 60 grados). En este contexto, el término «forzamiento» se refiere a un proceso físico que afecta al clima de la Tierra.

Se cree que este mecanismo es responsable de la cronología de los ciclos glaciales . Una aplicación estricta de la teoría de Milankovitch no permite predecir una edad de hielo "súbita" (entendiendo por repentina cualquier período inferior a uno o dos siglos), ya que el período orbital más rápido es de aproximadamente 20 000 años. La cronología de los períodos glaciales pasados ​​coincide muy bien con las predicciones de la teoría de Milankovitch, y estos efectos pueden calcularse para el futuro.

Los ciclos de Milankovitch también se asocian con cambios ambientales durante los períodos de efecto invernadero de la historia climática de la Tierra. Los cambios en los sedimentos lacustres correspondientes a los marcos temporales de los ciclos orbitales periódicos se han interpretado como evidencia de la influencia orbital sobre el clima durante períodos de efecto invernadero como el Paleógeno temprano . [ 1 ] Cabe destacar que se ha teorizado que los ciclos de Milankovitch son importantes moduladores de los ciclos biogeoquímicos durante eventos anóxicos oceánicos , incluyendo el Evento Anóxico Oceánico Toarciano , [ 2 ] el Evento Cenomaniense Medio , [ 3 ] y el Evento Anóxico Oceánico Cenomaniense-Turoniense . [ 4 ] [ 5 ]

Descripción general

Datos de núcleos de hielo. Nótese que la duración promedio de los ciclos glaciares es de aproximadamente 100 000 años. La curva azul representa la temperatura, la curva verde el CO₂ y la curva roja el polvo glaciar transportado por el viento (loess). La fecha actual se encuentra en el lado derecho del gráfico.

A veces se afirma que la duración del pico de temperatura interglacial actual será similar a la del pico interglacial anterior ( etapa Sangamoniana/Eem ). Por lo tanto, podríamos estar acercándonos al final de este período cálido. Sin embargo, esta conclusión probablemente sea errónea: la duración de los interglaciales anteriores no fue particularmente regular (véase el gráfico de la derecha). Berger y Loutre (2002) argumentan que “con o sin perturbaciones humanas, el clima cálido actual podría durar otros 50 000 años. La razón es un mínimo en la excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol”. [ 6 ] Asimismo, Archer y Ganopolski (2005) informan que las probables emisiones futuras de CO₂ podrían ser suficientes para suprimir el ciclo glacial durante los próximos 500 kyr. [ 7 ]

En el gráfico se observa la marcada periodicidad de 100 000 años de los ciclos y la notable asimetría de las curvas. Se cree que esta asimetría se debe a complejas interacciones de mecanismos de retroalimentación. Se ha observado que las edades de hielo se profundizan progresivamente. Sin embargo, la recuperación a las condiciones interglaciales se produce en un único y gran salto.

La mecánica orbital exige que la duración de las estaciones sea proporcional a las áreas barridas por los cuadrantes estacionales; por lo tanto, cuando la excentricidad es extrema, las estaciones en el lado opuesto de la órbita pueden durar considerablemente más. Actualmente, cuando el otoño y el invierno en el hemisferio norte coinciden con la máxima aproximación de la Tierra, esta se mueve a su velocidad máxima y, por consiguiente, el otoño y el invierno son ligeramente más cortos que la primavera y el verano.

La duración de las estaciones es proporcional al área de la órbita terrestre barrida entre los solsticios y los equinoccios.
La duración de las estaciones es proporcional al área de la órbita terrestre barrida entre los solsticios y los equinoccios.

Hoy en el hemisferio norte, el verano dura 4,66 días más que el invierno y la primavera 2,9 días más que el otoño. [ 8 ] A medida que la precesión axial cambia el lugar en la órbita terrestre donde ocurren los solsticios y equinoccios , los inviernos del hemisferio norte se alargarán y los veranos se acortarán, creando eventualmente condiciones que se cree que son favorables para desencadenar el próximo período glacial.

Se cree que la disposición de las masas continentales en la superficie terrestre refuerza los efectos de la fuerza orbital. Las comparaciones entre las reconstrucciones de continentes mediante tectónica de placas y los estudios paleoclimáticos muestran que los ciclos de Milankovitch tienen mayor efecto durante las eras geológicas en las que las masas continentales se han concentrado en las regiones polares, como ocurre en la actualidad. Groenlandia , la Antártida y las zonas septentrionales de Europa , Asia y Norteamérica están situadas de tal manera que un pequeño cambio en la energía solar puede alterar el equilibrio climático del Ártico , alternando entre la conservación de la nieve y el hielo durante todo el año y el deshielo total en verano. La presencia o ausencia de nieve y hielo es un mecanismo de retroalimentación positiva bien conocido para el clima.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Shi, Juye; Jin, Zhijun; Liu, Quanyou; Huang, Zhenkai; Hao, Yunqing (1 de agosto de 2018). "Respuestas sedimentarias terrestres a cambios climáticos forzados astronómicamente durante el Paleógeno temprano en la cuenca de la bahía de Bohai, este de China" . Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology . 502 : 1–12 . doi : 10.1016/j.palaeo.2018.01.006 . S2CID 134068136. Recuperado el 12 de enero de 2023 . 
  2. ↑ Kemp, David B.; Coe, Angela L.; Cohen, Anthony S.; Weedon, Graham P. (1 de noviembre de 2011). "Forzamiento astronómico y cronología del evento anóxico oceánico del Toarciano temprano (Jurásico temprano) en Yorkshire, Reino Unido" . Paleoceanografía y Paleoclimatología . 26 (4): 1– 17. doi : 10.1029/2011PA002122 . Recuperado el 5 de abril de 2023 .
  3. ↑ Coccioni, Rodolfo; Galeotti, Simone (15 de enero de 2003). "El Evento de mediados del Cenomaniano: preludio de OAE 2" . Paleogeografía, Paleoclimatología, Paleoecología . 190 : 427– 440. doi : 10.1016/S0031-0182(02)00617-X . Consultado el 22 de enero de 2023 .
  4. ↑ Mitchell, Ross N.; Bice, David M.; Montanari, Alessandro; Cleaveland, Laura C.; Christianson, Keith T.; Coccioni, Rodolfo; Hinnov, Linda A. (1 de marzo de 2008). "¿Ciclos anóxicos oceánicos? Preludio orbital al nivel de Bonarelli (OAE 2)" . Earth and Planetary Science Letters . 267 ( 1–2 ): 1–16 . doi : 10.1016/j.epsl.2007.11.026 . Recuperado el 2 de enero de 2023 .
  5. ↑ Kuhnt, Wolfgang; Holbourn, Ann E.; Beil, Sebastián; Aquit, Mohamed; Krawczyk, Tim; Flögel, Sascha; Chellai, El Hassane; Jabour, Haddou (11 de agosto de 2017). "Desentrañando el inicio del Evento Anóxico Oceánico 2 del Cretácico en un archivo ampliado de sedimentos de la cuenca Tarfaya-Laayoune, Marruecos" . Paleoceanografía y Paleoclimatología . 32 (8): 923– 946. doi : 10.1002/2017PA003146 . Consultado el 5 de abril de 2023 .
  6. ↑ Berger, A.; Loutre, MF (23 de agosto de 2002). "¿Un interglacial excepcionalmente largo por delante?". Science . 297 (5585): 1287– 1288. doi : 10.1126/science.1076120 . PMID 12193773 . S2CID 128923481 .  
  7. ↑ Archer, David ; Ganopolski, Andrey (5 de mayo de 2005). "Un detonante móvil: CO2 de combustibles fósiles y el inicio de la próxima glaciación" . Geochemistry, Geophysics, Geosystems . 6 (5): Q05003. Bibcode : 2005GGG.....6.5003A . doi : 10.1029/2004GC000891 .
  8. ↑ Benson, Gregory (11 de diciembre de 2007). "Calentamiento global, edades de hielo y cambios en el nivel del mar: ¿Algo nuevo o un fenómeno astronómico que ocurre en la actualidad?" .

Lecturas adicionales

  • Hays, JD; Imbrie, John; Shackleton, NJ (1976). "Variaciones en la órbita de la Tierra: Marcapasos de las edades de hielo". Science . 194 (4270): 1121– 1132. Bibcode : 1976Sci...194.1121H . doi : 10.1126/science.194.4270.1121 . PMID 17790893 . S2CID 667291 .  
  • Hays, James D. (1996). Schneider, Stephen H. (ed.). Enciclopedia del tiempo y el clima . Nueva York: Oxford University Press. pp. 507–508 . ISBN  0-19-509485-9.
  • Lutgens, Frederick K.; Tarbuck, Edward J. (1998). La atmósfera. Una introducción a la meteorología . Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall. ISBN 0-13-742974-6.
  • Consejo Nacional de Investigación (1982). Variabilidad solar, tiempo meteorológico y clima . Washington, DC: National Academy Press. pág.  7. ISBN 0-309-03284-9.
  • Cionco, Rodolfo G., y Pablo Abuin. "Sobre las señales de torsión planetaria y las frecuencias subdecadales en las descargas de grandes ríos." Advances in Space Research 57.6 (2016): 1411–1425.
  • La página de la NOAA sobre datos de forzamiento climático incluye datos (calculados) sobre variaciones orbitales durante los últimos 50 millones de años y para los próximos 20 millones de años.
  • Las simulaciones orbitales de Varadi, Ghil y Runnegar (2003) proporcionan otra serie ligeramente diferente para la excentricidad orbital.