Científicos que investigan cómo los aumentos inducidos por humanos en el metano atmosférico también elevan la cantidad de energía solar absorbida por ese gas en nuestro sistema climático, han descubierto que esta absorción es diez veces más fuerte en regiones desérticas como el desierto del Sáhara y la Península Arábiga, que en otras partes de la Tierra, y casi tres veces más potente en presencia de nubes.
Un equipo de investigación del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de Estados Unidos llegó a esta conclusión después de evaluar observaciones de Júpiter y Titán (una luna de Saturno), donde las concentraciones de metano son más de mil veces las de la Tierra, para cuantificar efectos radiantes de onda corta del metano aquí en la Tierra.
Estos hallazgos se publican en la edición digital de este miércoles de la revista Science Advances, que indican una gran variabilidad regional en la forma en que el metano actúa como un absorbente solar, descubriendo que la absorción de metano, o "forzamiento radiativo", depende en gran medida de las características de la superficie brillante y las nubes.
"Cuando medimos el impacto de las emisiones de metano en el planeta, suponemos erróneamente que es fácil aplicar los cálculos de metano tomados localmente para predecir qué efecto está teniendo el gas a nivel mundial -explica el autor principal del trabajo, William Collins, director del estudio del clima y la División de Ciencias de Ecosistemas en Berkeley Lab-. Nuestro trabajo representa la importancia de tener en cuenta qué impacto poseen el metano y otros gases de efecto invernadero no solo en general, sino con certeza regional".
Como gases de efecto invernadero, el dióxido de carbono y el metano absorben principalmente calor, o radiación de onda larga, emitida al espacio por la atmósfera de la Tierra. Sin embargo, el metano y otros gases también absorben energía solar entrante, o radiación de onda corta, y la convierten en calor, calentando la atmósfera en un 25 por ciento adicional mientras simultáneamente enfrían la superficie de la Tierra.
Se sabe más sobre el forzamiento de onda corta por el dióxido de carbono que el metano, en gran parte porque la forma tetraédrica relativamente compleja del metano hace que sus características de absorción física sean extremadamente difíciles de cuantificar en el laboratorio. El equipo de investigación de Berkeley Lab se propuso estudiar si las evaluaciones climáticas anteriores habían sufrido incertidumbres en los cálculos del forzamiento de onda corta antropogénica por el metano, ampliamente considerado el segundo gas de efecto invernadero más importante después del dióxido de carbono más abundante debido a la potencia extrema del metano.
Los científicos analizaron los datos de absorción de metano de las observaciones previas del planeta Júpiter y Titán, la luna más grande de Saturno. Las concentraciones de metano en las atmósferas de este planeta y la luna joviana son al menos tres órdenes de magnitud mayores que las de la Tierra, lo que facilita la detección de las propiedades de absorción del metano mediante mediciones de ocultación.
Este análisis mostró que las estimaciones del forzamiento utilizando los datos incompletos de absorción de metano de los laboratorios de Earthbound concuerdan con las estimaciones que utilizan los datos de absorción de metano mucho más exhaustivos recopilados de Júpiter y Titán. En base a este hallazgo, la espectroscopía actual es suficiente para calcular el forzamiento radiativo del metano en análisis climáticos históricos y proyecciones futuras.
Su trabajo también deja atrás una cuestión previamente incierta de que los modelos climáticos podrían estar subestimando los efectos radiativos de onda corta del metano debido a las limitaciones de las mediciones de laboratorio existentes de este gas. Las mediciones de Júpiter y Titán muestran que es posible calcular con precisión el grado de forzamiento radiativo del metano en las evaluaciones climáticas, y que los modelos climáticos actuales lo han estado haciendo.
El resultado permitió al equipo utilizar las capacidades existentes para realizar los primeros cálculos mundiales resueltos espacialmente de este forzamiento con condiciones atmosféricas y de contorno realistas. Los hallazgos fueron más allá de la estimación de la media anual existente del forzamiento de metano al resolver su variabilidad espacial estacional y apreciable.
Su análisis mostró que el forzamiento de metano no es espacialmente uniforme en absoluto, y exhibe patrones regionales notables. El hallazgo más sorprendente de los primeros cálculos exhaustivos del forzamiento de metano es que debido a que las regiones desérticas en latitudes bajas presentan superficies brillantes y expuestas que reflejan la luz hacia arriba para mejorar las propiedades de absorción del metano, puede haber un aumento de diez veces en el forzamiento de onda corta de metano calibrado.
Este efecto es más pronunciado en lugares como el desierto del Sáhara o la Península Arábiga. Estas regiones reciben la mayor cantidad de luz solar debido a su proximidad al ecuador y presentan una humedad relativa excepcionalmente baja, lo que ayuda a mejorar aún más los efectos del metano. También se ha demostrado que la cobertura de la nube influye en los efectos de radiación del gas.
Se descubrió que el forzamiento incrementado para las nubes de metano superpuestas era casi tres veces mayor que el forzamiento anualizado global, y se asociaba con las capas de nubes de estrato oceánico al oeste de África meridional y América del Norte y del Sur y con los sistemas de nubes en la zona de convergencia intertropical cerca del ecuador.
Las nubes a gran altitud pueden reducir el flujo solar de metano en la troposfera inferior, reduciendo su fuerza en condiciones de cielo despejado, pero en casi el 90 por ciento de la superficie de la Tierra, los efectos de radiación en la nube incrementan el forzamiento radiactivo del metano.
Los investigadores creen que esta información sobre el efecto del metano en la energía solar entrante es útil para avanzar hacia estrategias de mitigación del cambio climático tanto para tener en cuenta la fuerza relativa en el efecto invernadero entre el dióxido de carbono y el metano como para determinar la vulnerabilidad relativa de diferentes regiones del mundo al calentamiento atmosférico.
