Somos instrumentos del viento

Tras décadas de debilitamiento, la velocidad de este elemento vital para la vida en la Tierra se está incrementando.Los científicos estudian si dicho aumento podría estar relacionado con el cambio climático y cómo podría afectar al ser humano.

Mujer en la playa
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De no ser por los vientos, la vida en el planeta sería imposible. Por ello hay expertos que los analizan durante décadas para saber el futuro de la Tierra.

Entre ellos, César Azorín-Molina. Mientras los demás niños jugaban a ser bomberos, arquitectos o médicos y los más imaginativos aspiraban a un puesto en fábricas de plastilina o en diseño de toboganes, él lo tenía claro: quería ser cazador de vientos. Hoy este experto del Centro de Investigaciones sobre Desertificación (CIDE) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España es una autoridad en uno de los fenómenos más elusivos del planeta: el viento. Por ello, cuando habla, hay que seguirle la corriente.

Podríamos decir que los vientos nacen del Sol o, para ser más precisos, de la radiación solar, que se absorbe de manera distinta en la superficie de la Tierra. Nuestro planeta se calienta de forma diferente debido a variables como la cantidad y el tipo de nubes, la presencia de montañas, los cuerpos de agua, la vegetación y la presencia de tierras desérticas. Debido a este calentamiento dispar, hay zonas que, pese a encontrarse a igual latitud, varían mucho en temperatura. Y esto, en parte, está causado por el viento.

El aire, en las zonas con temperaturas más altas, se eleva porque es más ligero –menos denso–. A medida que el aire se eleva, crea una baja presión atmosférica. El aire en las superficies con temperaturas más bajas, en cambio, desciende, lo que crea una mayor presión atmosférica. Este fenómeno, en el que gases o líquidos calientes se mueven hacia arriba y son reemplazados por partículas más frías, se llama convección y es fácil observarlo en el agua hirviendo.

Así, cada vez que se dan diferencias en la presión atmosférica, habrá viento, porque el aire se moverá del área de alta presión al área de baja presión. Y la velocidad será mayor cuanta más diferencia de presión exista entre ambas zonas.

Pero hay un problema: durante décadas la velocidad del viento en todo el mundo disminuyó, en un fenómeno conocido como calma o stilling. Esta calma chicha, por así llamarla, no ha afectado a todo el planeta de manera uniforme y, si bien las cifras no son alarmantes –ha caído en 0,5 kilómetros por hora cada década desde 1960–, podría ser una pieza vital y faltante del rompecabezas del cambio climático y una seria amenaza para nuestras sociedades.

El viento tiene su origen en la radiación solar, que calienta, en distinta proporción, las masas de aire sobre los océanos y los continentes de nuestro planeta.

 

No es que haya más o menos viento -nos explica Azorín-Molina-, sino que la velocidad varía en escalas temporales largas. Durante los últimos treinta o cincuenta años, la velocidad media del viento ha descendido en muchas zonas de latitudes medias, preferentemente sobre superficies continentales del hemisferio norte, un fenómeno que recibió el término anglosajón de global terrestrial stilling. En cambio, en la última década hemos asistido a una recuperación de esta anomalía negativa, y los vientos han aumentado de nuevo. Concluyendo, la velocidad del viento tiene ciclos/oscilaciones decadales como consecuencia de las interacciones complejas entre el océano y la atmósfera, así como con los elementos de la superficie terrestre”.

La recuperación que menciona Azorín-Molina puede ser una buena noticia para algunos, pero trae malas nuevas para otros. La producción de energía eólica, obviamente, está de enhorabuena. La energía producida por un aerogenerador podría aumentar hasta un 37 % en 2024. “Dado que la vida útil de una turbina eólica suele ser de veinte años como máximo –explica Azorín-Molina–, tener proyecciones confiables de la velocidad del viento en lugares determinados podría ser crucial para realizar inversiones inteligentes en este tipo de renovables”.

El problema es que, al incrementarse la velocidad de los vientos, las zonas costeras sufren las consecuencias. Un estudio publicado en 2019 en la revista Science y llevado a cabo por Ian Young y Agustinus Ribal, de la Universidad de Melbourne (Australia), señala que las olas están aumentando su tamaño debido al incremento en la velocidad del viento. De acuerdo con Young y Ribal, desde 1985 hasta 2018 la velocidad promedio de los vientos oceánicos en gran parte del mundo aumentó entre uno y dos centímetros por segundo cada año, una tendencia particularmente fuerte en el océano Antártico, donde el incremento de la velocidad de los vientos fue mayor y las olas subieron su altura unos 30 centímetros –un 5%–.

Azorín-Molina coincide con ambos investigadores en este sentido: “Los datos de satélite, junto a las observaciones obtenidas in situ en boyas, han revelado que la velocidad a la que sopla Eolo se está reforzando en un orden de magnitud mayor sobre las superficies oceánicas/marítimas en los últimos 30-40 años. A su vez, también han constatado una mayor altura de las olas. Si los vientos soplan más fuertes sobre los océanos, esto conlleva un mayor oleaje y fuertes impactos sobre los sectores costeros. –Y añade–: Es importante destacar que estos cambios en la velocidad del viento y del oleaje no se producen de forma general a nivel global, sino que hay zonas que experimentan incrementos, y otras, descensos. En concreto, el océano Antártico es la región que mayor aumento está registrando en la velocidad del viento y el oleaje. Lo complejo es entender los mecanismos de interacción atmósfera-océano y variaciones decadales que están detrás de estos ciclos en la velocidad del viento y en la altura de las olas. A ello se une el papel que ejercen los océanos como sumideros de carbono [son capaces de absorber en torno al 31% del CO2 generado por el hombre, según una investigación internacional con participación de científicos del CSIC, publicada en 2019 por Science], y se desconoce la respuesta ante estos cambios en los vientos”.

Atlas
Global Wind Atlas (www.globalwindatlas.info)

En este atlas se puede observar el potencial de generación de energía eólica en todo el mundo.

 

Con todos estos ingredientes –océanos, carbono, variaciones, sectores costeros...–, el cóctel está servido y nos llena la boca: cambio climático. Un ejemplo de ello es Kenia. Mientras Australia sufría algunos de los peores incendios de su historia hace apenas unos meses, Kenia experimentaba los efectos opuestos: lluvias torrenciales, inundaciones y deslizamientos de tierra. Y por una razón: el dipolo del océano Índico (IOD, por sus siglas en inglés y a menudo llamado El Niño indio por su similitud con su equivalente en el Pacífico), un fenómeno que conecta Kenia y Australia en un puente de viento.

Así, cuando Kenia experimenta temperaturas más cálidas en la superficie del mar, llegan lluvias torrenciales; mientras que en Australia se producen condiciones cálidas y secas –propicias para incendios forestales–. Y cuando aprieta el calor frente a la costa oeste de Australia, el país de los canguros sufrirá lluvias, mientras que Kenia vivirá sequías. El dipolo de 2019 a 2020 ha sido inusualmente fuerte, ya que la diferencia de temperatura entre estas zonas opuestas del océano Índico ha sido de 2 ºC, más del doble de la intensidad del evento promedio.

Todo esto se debe a cambios en la intensidad del viento que enfrían el océano. Cuando soplan vientos alisios, empujan las aguas superficiales de los océanos hacia el oeste. Esto provoca una corriente ascendente cuando el agua profunda y fría se eleva hacia la superficie, frente a las costas occidentales de todos los continentes del hemisferio sur. Esencialmente, el agua se separa de la costa y deja sitio para el agua del fondo, más fría, que se mueve hacia la superficie. Pero si los alisios merman en fuerza, la temperatura en las costas se eleva, ya que el agua fría no llega hasta allí.

¿Pudimos provocar esto mediante las emisiones de dióxido de carbono? “La comunidad científica no ha demostrado la relación entre el calentamiento global de origen antropogénico y los cambios en la velocidad de los vientos; y existen aún muchas incertidumbres sobre los efectos del cambio climático en la velocidad del viento –afirma Azorín-Molina–. Lo que sí es cierto es que las variaciones en los patrones de circulación atmosférica por efecto de un calentamiento global sí impactan en la localización de anticiclones y borrascas. Por ejemplo, hay estudios que apuntan a que una ganancia en latitud de las altas presiones subtropicales (anticiclón de las Azores) supone un debilitamiento de los vientos en regiones del sur de Europa y un reforzamiento de los vientos en el norte del Viejo Continente al estar estas regiones más expuestas a las borrascas atlánticas del frente polar”.

Así, los vientos son océanos de aire tan importantes como los mares en el equilibrio climatológico del planeta. Algo que ha convertido, definitivamente, a Azorín-Molina en cazador de vientos. Él y Deliang Chen, experto en climatología de la Universidad de Gotemburgo (Suecia), han comenzado a crear la genealogía de los vientos, un registro que permite retroceder en el tiempo y analizar su velocidad desde los años 1880. Básicamente se trata de comprender el clima actual mediante el análisis de los vientos del pasado. El proyecto, llamado STILLING, ha descubierto libros meteorológicos portugueses de las islas Azores, con registros desde 1907 y calendarios con mediciones realizadas en el Observatorio de Blue Hill, en Massachusetts, que datan de 1885.

Vientos Ártico
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Todos estos datos se están digitalizando para obtener nuevas perspectivas sobre la variabilidad del viento en regiones nunca antes analizadas y así desentrañar la responsabilidad del viento en el cambio climático, algo vital para ayudar a que las naciones tomen decisiones sobre cómo adaptarse a los impactos sociales, económicos y ambientales de los futuros ciclos de calma y actividad que mencionaba Azorín-Molina. Y en ellos, las nubes, pasajeras de los vientos, tienen mucho que decir, ya que su presencia o su ausencia tiene el potencial para configurar el destino de los vientos.

“La formación de nubes genera cambios en la radiación que llega a la superficie terrestre, diferencias de calentamiento del océano y la tierra, y, por tanto, provocan cambios en el balance de energía –añade Azorín-Molina–. Las propias nubes pueden desarrollar vientos. Por ejemplo, en los bordes de las nubes de tormenta, los llamados cumulonimbos, se producen rachas de viento muy intenso descendentes –downbursts– que pueden ocasionar muchos daños, como ha ocurrido con la propagación de los incendios forestales en Australia. Los tornados asociados a las tormentas también dan lugar a vientos fuertes y destrucción de infraestructura y, lo peor, la pérdida de vidas humanas en algunos casos. La ciencia desconoce si los vientos extremos vinculados a estos fenómenos atmosféricos están aumentando o disminuyendo en las últimas décadas. Además, tiene un conocimiento escaso y existen numerosas incertidumbres acerca de cómo los bancos de nubes alteran la circulación de los vientos, y hay varios proyectos en marcha que tratan de mejorar la representación de las nubes en los modelos, y cómo estas impactan en la circulación de los vientos en superficie”.

Pero ¿qué pasaría si un día se detienen los vientos? ¿Y si lo que el viento se lleva es precisamente el viento? Inicialmente no veríamos muchas consecuencias más allá de una quietud cada vez mayor y una ristra de últimas: la última ola, el último huracán… Pero antes de una semana llegaría el problema. Sin los sistemas de viento calientes, el aire húmedo no se moverá. El agua aún podrá evaporarse, pero no viajará, lo que significa que se secará en cualquier lugar alejado de los grandes cuerpos de agua. Los grandes lagos soportarán el cambio, igual que los mares, ya que lo que se evapore volverá a caer allí, pero, en el resto del planeta, todo comenzará a dejarse llevar por la aridez. Las plantas, los animales y los humanos morirán a causa de la deshidratación y los que consigan sobrevivir lo tendrán muy complicado. El ecuador aumentará más su temperatura y solo las regiones elevadas serán un oasis habitable. Por su parte, los polos, desprovistos de olas de calor, se congelarán por completo, incluso en verano. ¿Puede ocurrir esto?

“La atmósfera –concluye Azorín-Molina– es un fluido, y como tal siempre existirán zonas con más presión (anticiclones) que distribuirán el aire a zonas con menos presión (borrascas), proceso que se conoce como gradiente de presión. La velocidad del viento está modulada por oscilaciones en la interacción de la atmósfera, el océano y la superficie terrestre, y responde a ciclos decadales. Lo difícil es predecir la magnitud y duración de estos ciclos de descenso –stilling– y ascenso –reversal– de la velocidad del viento. Vaticinar con antelación estos ciclos climáticos de debilitamiento y reforzamiento de los vientos es clave por sus directas implicaciones socioeconómicas y medioambientales, como lo es la producción de energía eólica, el transporte aéreo, las sequías –ya que el viento afecta a la evaporación–, los riesgos que suponen los episodios de viento fuerte, la calidad del aire de nuestras ciudades al dispersar la contaminación atmosférica, la propagación de incendios forestales, las rutas migratorias de las aves e incluso el turismo, entre otros”.

El viento es el sistema circulatorio del planeta. Sin él no podríamos vivir, aunque a veces nos vuelva locos.

Cómo se originó el primer viento de la Tierra

Recientemente un equipo de científicos liderados por Guillaume Dupont-Nivet, especialista en paleoambiente del Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS) de Francia, hizo un hallazgo sorprendente. Después de años de analizar sedimentos de Birmania, Tayikistán y el nordeste del Tíbet, descubrieron una fina capa de polvo de 40 millones de años. Eran las huellas del primer monzón que cruzó el nordeste del Tíbet; antes de ello, no hay nada. Los monzones proporcionan agua a la mitad de la población mundial y se producen en las zonas tropicales y subtropicales, aunque el más poderoso es el del sur de Asia. A medida que aumenta el calor del verano, el aire fresco y cargado de humedad sale del océano, se calienta y sube, y libera su húmeda carga cuando alcanza las temperaturas más frías. En el invierno sucede lo contrario con los vientos glaciales que brotan del Ártico y soplan polvo por toda Asia y los océanos circundantes.

Para Dupont-Nivet y su equipo, los monzones pueden haber tenido un papel fundamental en el clima de la región. De acuerdo con sus conclusiones, las fuertes lluvias provocaron un gran desgaste de las montañas, conocido como meteorización. Este proceso extrae dióxido de carbono de la atmósfera de varios modos: por ejemplo, el polvo resultante, cuando llega al mar, alimenta el plancton que luego absorbe CO2 a medida que crece. Con menos dióxido de carbono para aislar la atmósfera, el efecto invernadero se debilitó y el clima se enfrió.

Las huellas de aquel primer monzón se encontraron en granos de polen fosilizados, a partir de los cuales determinaron las especies de plantas. Su análisis permitió seguir la evolución de las mismas a través de las diferentes épocas y los distintos climas, hasta que llegó su final, cuando el desierto reinó en la zona. El estudio de los granos de polen sirvió, asimismo, para conocer las condiciones bajo las cuales prosperó cada una de las especies y trazar un mapa de las temperaturas en la región.