Según este resumen de Science Daily de un artículo reciente publicado en Nature y el resumen en Nature , un resultado reciente indica que los rayos cósmicos juegan un papel más importante en la formación de nubes de lo que se creía anteriormente.
Se ha afirmado que esto "valida de manera convincente la teoría innovadora de los daneses [que los rayos cósmicos y el sol son la clave del debate sobre el calentamiento global]".
¿Lo hace? (O, más razonablemente, ¿qué tan "importantes" son estos resultados? Si los hallazgos se duplican, ¿implicarían cambios dramáticos en los modelos que predicen el calentamiento global?)
Editar: para ser claros, la afirmación que me interesa es la importancia de estos estudios, no la legitimidad del estudio en sí. La afirmación, como yo lo veo, es que este estudio anula una suposición que se sabe que es fundamental en el campo; si el estudio es, de hecho, estrictamente incremental y cuya importancia solo pueden analizar los expertos en el campo, esa sería una respuesta. (Supongo que podría cambiar la pregunta a "... los resultados anulan las suposiciones fundamentales de...")
Las nubes de bajo nivel se forman alrededor de partículas llamadas "núcleos de condensación de nubes" (CCN). Los CCN se forman alrededor de los aerosoles. Según el artículo de CLOUD (Kirkby et. al), los rayos cósmicos aumentan la nucleación de aerosoles. Si el aumento de la nucleación de aerosoles aumenta la formación de CCN, y la formación de CCN aumenta la formación de nubes, entonces el aumento de los rayos cósmicos aumentaría la cobertura de nubes, enfriando la Tierra.
Algunos de los medios que informan sobre esta historia, como el artículo vinculado en el Financial Post, afirman que el periódico dice que los rayos cósmicos son la causa del calentamiento global. Para llegar de este documento a este resultado, se requeriría:
No existe tal tendencia en los rayos cósmicos.
También hay otro problema. Todavía no está claro que la nucleación de aerosoles sea un factor limitante para la formación de CCN. Snow-Kropla et. Alabama. (2011) encontraron que la diferencia en la concentración de CCN entre el mínimo y el máximo solar (que son los puntos altos y bajos de los rayos cósmicos, respectivamente) era inferior al 0,2 %.
El Kirkby et. Alabama. el papel proporciona parte de la evidencia que necesitaría para establecer un vínculo entre los rayos cósmicos y las temperaturas globales, pero también necesitaría evidencia de un vínculo más fuerte entre la nucleación y los núcleos de condensación de nubes. Así que definitivamente diría que es relevante para la investigación climática, pero su relevancia se encuentra actualmente en la literatura técnica. Mientras tanto, sin un cambio negativo en la tasa de recepción de los rayos cósmicos, no pueden ser responsables del cambio observado en las temperaturas.
"¿Los resultados recientes de CLOUD tienen implicaciones significativas para el calentamiento global?"
No:
Formación global de partículas atmosféricas a partir de mediciones CERN CLOUD
Eimear M. Dunne, Hamish Gordon, Andreas Kürten, João Almeida, Jonathan Duplissy, Christina Williamson, Ismael K. Ortega, Kirsty J. Pringle, Alexey Adamov, Urs Baltensperger, Peter Barmet, Francois Benduhn, Federico Bianchi, Martin Breitenlechner, Antony Clarke , Joachim Curtius, Josef Dommen, Neil M. Donahue, Sebastian Ehrhart, Richard C. Flagan, Alessandro Franchin, Roberto Guida, Jani Hakala, Armin Hanse, Martin Heinritzi, Tuija Jokinen, Juha Kangasluoma, Jasper Kirkby, Markku Kulmala, Agnieszka Kupc, Michael J. Lawler, Katrianne Lehtipalo, Vladimir Makhmutov, Graham Mann, Serge Mathot, Joonas Merikanto, Pasi Miettinen, Athanasios Nenes, Antti Onnela, Alexandru Rap, Carly LS Reddington, Francesco Riccobono, Nigel AD Richards, Matti P. Rissanen, Linda Rondo , Nina Sarnela, Siegfried Schobesberger, Kamalika Sengupta, Mario Simon, Mikko Sipilä,James N. Smith, Yuri Stozkhov, Antonio Tomé, Jasmin Tröst, Paul E. Wagner, Daniela Wimmer, Paul M. Winkler, Douglas R. Worsnop, Kenneth S. Carslaw
Ciencia 27 de octubre de 2016: DOI: 10.1126/science.aaf2649
Resumen
Quedan preguntas fundamentales sobre el origen de las partículas de aerosoles atmosféricos recién formadas porque los datos de las mediciones de laboratorio han sido insuficientes para construir modelos globales. Por el contrario, los modelos de química en fase gaseosa se han basado en mediciones cinéticas de laboratorio durante décadas. Aquí construimos un modelo global de formación de aerosoles utilizando extensas tasas de nucleación medidas en laboratorio que involucran ácido sulfúrico, amoníaco, iones y compuestos orgánicos. Las simulaciones y una comparación con las observaciones atmosféricas muestran que casi toda la nucleación en la atmósfera actual involucra amoníaco o compuestos orgánicos biogénicos además del ácido sulfúrico.Una fracción significativa de la nucleación involucra iones, pero la dependencia relativamente débil de las concentraciones de iones indica que para los procesos estudiados, las variaciones en la intensidad de los rayos cósmicos no afectan significativamente el clima a través de la nucleación en la atmósfera actual.
[ énfasis mío]
Sospecho que esto recibió mucha atención en los blogs de escépticos climáticos ;o)
Bad Astronomer (Phil Plait) analiza esto en una publicación reciente de su blog. En resumen, mientras que los rayos cósmicos aumentan la cantidad de partículas de aerosol, no es lo suficientemente significativo como para causar la formación de nubes. La publicación se puede encontrar aquí .
Es prematuro sacar alguna conclusión (y voté para cerrar), ya que esta investigación acaba de publicarse. Sin embargo, si debe sacar una conclusión, el CERN es una fuente confiable, ha confirmado la investigación y, dado que generalmente respaldan la teoría de AGW, se puede decir que no están sesgados en contra de AGW.
Según CERN
[E]s claro que el tratamiento de la formación de aerosoles en los modelos climáticos deberá revisarse sustancialmente, ya que todos los modelos asumen que la nucleación es causada solo por estos vapores y agua.
Depende de usted sacar una conclusión, pero no veo lógicamente cómo se puede sostener la posición de que los modelos climáticos deben revisarse sustancialmente, pero esto no tendrá impacto en los resultados ... a menos que las opiniones, me refiero a los resultados. , están predeterminados.
También cabe destacar aquí que el CERN no está diciendo que tendrá un efecto significativo, o qué dirección (en lo que respecta al apoyo de AGW) tomará ese efecto. Todo lo que dicen es que las cosas deben revisarse sustancialmente. Revisión sustancial = implicaciones significativas. Cuáles son esas implicaciones no se sabrán hasta que se realicen más investigaciones. Lo que se pensaba que era un "conocido" acaba de convertirse en un gran "desconocido" y eso sacude las cosas.
TL; DR : varios experimentos en el laboratorio CLOUD muestran que las contribuciones cósmicas y humanas están reduciendo inadvertidamente el impacto de las emisiones de CO2.
Emisiones de hidrocarburos : los experimentos muestran que el ácido sulfúrico en la atmósfera aumenta la cobertura de nubes mucho más de lo que pensábamos antes. Por lo tanto, el uso de combustibles más limpios bien puede estar calentando la tierra.
Rayos cósmicos : los experimentos muestran que muchos lugares en la superficie de la tierra están sujetos a la formación de nubes por rayos cósmicos. Por lo tanto, los ciclos astronómicos como los ciclos de las manchas solares no deben ignorarse al hacer modelos climáticos.
Bonificación: marea baja : los investigadores saben que las algas que se secan durante la marea baja liberan sustancias químicas que provocan la formación de nubes. Por lo tanto, los ciclos de la luna (como las superlunas) no deben ignorarse al hacer modelos climáticos.
En agosto de 2011, un estudio realizado en el CERN en Suiza publicó sus primeros hallazgos, que encontraron que ...
la ionización de los rayos cósmicos mejora significativamente la formación de aerosoles. Mediciones precisas como estas son importantes para lograr una comprensión cuantitativa de la formación de nubes y contribuirán a una mejor evaluación de los efectos de las nubes en los modelos climáticos.
El informe del IPCC de 2013 repitió esta preocupación:
Cambiar la cantidad de nubes de propiedades modifica el albedo de la Tierra y por lo tanto afecta el clima. Se ha planteado la hipótesis de que el flujo de rayos cósmicos crea iones atmosféricos que facilitan la nucleación de aerosoles y la formación de nuevas partículas con un mayor impacto en la formación de nubes (Dickinson 1975; Kirkby, 2007). ... Sin embargo, existe un nivel de confianza alto (evidencia media y acuerdo alto) de que el mecanismo de ionización de rayos cósmicos es demasiado débil para influir en las concentraciones globales de núcleos de condensación de nubes o su cambio durante el siglo pasado o durante un SC de una manera climáticamente significativa ...
Preguntamos en ese momento:
¿Qué tan "gran cosa" son estos resultados? Si los hallazgos se duplican, ¿implicarían cambios dramáticos en los modelos que predicen el calentamiento global?
Las respuestas que llegaron estaban en la categoría de "esperar y ver", ya que todavía había muy poco de lo que estábamos seguros. Ahora, después de siete años (y el laboratorio CLOUD no ha bajado el ritmo), veamos qué dicen los científicos:
Andreas Kürten y Chenxi Li y otros, 23 de enero de 2018
Se volvieron a analizar las nuevas tasas de formación de partículas [es decir, los efectos de la cubierta de nubes] de las mediciones de la cámara CLOUD para el sistema de ácido sulfúrico-DMA-agua. Se encontró que las tasas previamente publicadas por Almeida et al. (2013) subestiman las tasas de NPF [es decir, los efectos de la cobertura de nubes] hasta en un factor de ~50 a altas concentraciones de ácido sulfúrico (~1 X 10^7 cm^-3).
Sin embargo:
... Hasta ahora, solo un estudio ha informado sobre la nucleación de ácido sulfúrico-amina ( Zhao et al., 2011 ). Sin embargo, la nucleación de ácido sulfúrico-aminas podría ocurrir con más frecuencia de lo que se piensa actualmente.
Esta corrección significa que las estimaciones anteriores de los efectos del ácido sulfúrico en la formación de nubes pueden haber sido demasiado bajas, y que habría sido incorrecto descartar tales efectos de los principales modelos climáticos. Otro estudio reciente de CLOUD dice lo siguiente:
Nina Sarnela & Tuija Jokinen et al, 19 de febrero de 2018
Los resultados indican que los experimentos CLOUD sobre la ozonólisis de α-pineno respaldan la química publicada recientemente de HOM y la formación de sCI [es decir, intermediarios de Criegee estabilizados], lo que hace que los términos de rendimiento y pérdida determinados experimentalmente sean más confiables para el modelado y el uso teórico.
Entonces, ¿qué nos dicen los HOM y los sCI? Bien:
Manoj Kumar y Joseph S. Francisco, 24 de octubre de 2018
Aunque se ha encontrado que las reacciones de Criegee- amoníaco son insignificantes troposféricamente, la naturaleza fácil de las reacciones de Criegee- dimetilamina sugiere que estas químicas pueden desempeñar un papel en los nuevos eventos de formación de partículas [es decir, efectos de cobertura de nubes] bajo ciertas condiciones [como en California's valle central, ciudad de Nueva York y París] y, por lo tanto, deben actualizarse en los modelos atmosféricos existentes.
(énfasis de Elliot)
Entonces, desde que se publicó Kumar et al (2018), ha habido aproximadamente cuatro meses durante los cuales los científicos del clima podrían haber estado actualizando sus modelos atmosféricos existentes para dar cuenta de una fuente recientemente verificada de eventos de formación de nubes de ácido sulfúrico , que como Kürten et al (2018) .
Nucleación inducida por iones de partículas biogénicas puras
Jasper Kirkby, Jonathan Duplissy y Kamalika Sengupta y otros, 26 de mayo de 2016
Se cree que los aerosoles atmosféricos y su efecto sobre las nubes son importantes para el forzamiento radiativo antropogénico del clima, pero siguen sin comprenderse bien. ... Encontramos que los iones de los rayos cósmicos galácticos aumentan la tasa de nucleación en uno o dos órdenes de magnitud en comparación con la nucleación neutra. Nuestros hallazgos experimentales están respaldados por cálculos de química cuántica de las energías de unión de grupos de HOM representativos. La nucleación inducida por iones de partículas orgánicas puras constituye una fuente potencialmente extendida de partículas de aerosol en ambientes terrestres con baja contaminación por ácido sulfúrico.
Esto fue revisado por varios otros investigadores... hasta el día de hoy, ha sido citado 189 veces según Google Scholar . V. Faye McNeill escribió en 2017 que "se ha logrado un progreso significativo en las últimas dos décadas en la comprensión de la química de los aerosoles atmosféricos y sus conexiones con el clima". Aquí hay un documento de seguimiento:
Hamish Gordon, Kamalika Sengupta y Alexandru Rap y otros, 25 de octubre de 2016
Se encuentra que un mecanismo para la formación de aerosoles atmosféricos a través de la conversión de gas a partículas de moléculas orgánicas altamente oxidadas es el proceso dominante de formación de aerosoles en la capa límite preindustrial sobre la tierra. La inclusión de este proceso en un modelo global de aerosoles eleva las concentraciones de aerosoles preindustriales de referencia y podría conducir a una reducción del 27 % en las estimaciones del forzamiento radiativo de aerosoles antropogénicos.
Tenga en cuenta que biogénico se refiere a las partículas del mecanismo que es dominante para las mezclas de aire más limpias en lugares como la selva amazónica y el hemisferio sur, y también el aire no contaminado preindustrial.
¿Cómo se compara el forzamiento de aerosoles con el forzamiento de gases de efecto invernadero? De acuerdo con Climate Forcing by Anthropogenic Aerosols, Charlson & Schwartz et al, 1992 , "Se estima que el actual forzamiento climático debido al sulfato antropogénico es... comparable en magnitud al actual forzamiento antropogénico de gases de efecto invernadero, pero de signo opuesto".
Para aquellos de ustedes en la audiencia que llevan la cuenta, esto significa que cualquier reducción en una estimación del forzamiento antropogénico de aerosoles aumenta el efecto del forzamiento antropogénico de gases de efecto invernadero. Pero eso no dice nada del efecto de los rayos cósmicos.
Finalmente, aquí leemos:
Jugador inesperado en formación de partículas
Chris Cappa, 26 de mayo de 2016
"Tres estudios encuentran que una familia de compuestos orgánicos afecta la formación y el crecimiento inicial de partículas de aerosoles atmosféricos en aire limpio, con implicaciones para nuestro conocimiento de los efectos climáticos de los aerosoles".
Nina Sarnela, Tuija Jokinen y Jonathan Duplissy et al. 22 de agosto de 2017
Los estudios de campo sugieren que los óxidos de yodo podrían ser los compuestos clave para la formación de nuevas partículas en las zonas costeras durante los períodos en que los movimientos de las mareas altas exponen los lechos de algas a la luz solar ( O'Dowd et al., 2002 ; Sipilä et al., 2016 ). Sin embargo, estos óxidos de yodo no aparecen tan abundantemente en la atmósfera como el ácido sulfúrico o los vapores orgánicos de baja volatilidad, por lo que su importancia parece estar limitada a las zonas costeras.
Más allá del equilibrio Sensibilidad climática
Reto Knutti, María AA Rugenstein y Gabriele C. Hegerl
Nature Geoscience volumen 10, páginas 727–736 (2017)
La sensibilidad climática de equilibrio caracteriza la respuesta de la temperatura global a largo plazo de la Tierra al aumento de la concentración atmosférica de CO2. Ha alcanzado un estatus casi icónico como el único número que describe cuán severo será el cambio climático. El consenso sobre el rango 'probable' para la sensibilidad climática de 1,5 °C a 4,5 °C hoy es el mismo que dio Jule Charney en 1979, pero ahora se basa en evidencia cuantitativa de todo el sistema climático y a lo largo de la historia del clima. La búsqueda para limitar la sensibilidad climática ha revelado información importante sobre las escalas de tiempo de la respuesta del sistema climático, la variabilidad natural y las limitaciones en las observaciones y los modelos climáticos, pero también preocupaciones sobre los conceptos simples que subyacen a la sensibilidad climática y el forzamiento radiativo. lo que abre vías para comprender mejor y limitar la respuesta climática al forzamiento. Las estimaciones de la respuesta climática transitoria están mejor limitadas por el calentamiento observado y son más relevantes para predecir el calentamiento en las próximas décadas. Las métricas más recientes que relacionan el calentamiento global directamente con el CO2 total emitido muestran que para mantener el calentamiento dentro de los 2 °C, las futuras emisiones de CO2 deben permanecer fuertemente limitadas, independientemente de que la sensibilidad climática esté en el extremo superior o inferior.
Al resumir experimentos como los experimentos CLOUD en 2017, Knutti et al reconocen que el CO2 no es el único factor importante para el cambio climático, sino también otros factores atenuantes que deberían cubrir las extrapolaciones del cambio climático futuro. Estos hechos atenuantes incluyen "escalas de tiempo de la respuesta del sistema climático, variabilidad natural y limitaciones en las observaciones y modelos climáticos", así como "preocupaciones sobre los conceptos simples que subyacen a la sensibilidad climática y el forzamiento radiativo". Teniendo en cuenta que el forzamiento radiativo es causado por el hombre o por el enfriamiento de la cubierta de nubes cósmica, estos investigadores reconocen que SÍ: los experimentos CLOUD recientes tienen implicaciones significativas para el calentamiento global.
A juicio de Knutti et al, limitar el CO2 es un buen objetivo, independientemente de lo malo que sea para el clima. Por eso dicen que las emisiones de CO2 tienen que seguir siendo muy limitadas. Pero esto es más una decisión de juicio que un resultado experimental.
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