Sir William Herschel y el precio del trigo

Al parecer existe desde al menos el siglo XIX una verdadera controversia entre climatólogos y astrónomos en relación al Sol. Todo empezó cuando el gran astrónomo Sir William Herschel, descubridor de Urano, de los infrarrojos, del movimiento del Sol hacia la estrella lambda, etc, realizó la primera correlación estadística entre manchas solares y clima al ver que el precio del trigo variaba en relación al ciclo de manchas solares de 11 años. Estableció que esta relación tenía algo que ver con las precipitaciones.
El sol tiene unas manchas que aparecen y desaparecen en periodos de 11 años de media. Se desconocen aun muchas cosas sobre este ciclo.
Al desconocerse la conexión entre sol y clima los climatólogos nunca han aceptado esta coincidencia.
Desde el punto de vista climatológico el Sol es una estrella que emite luz de forma constante y esta es la responsable de la energía irradiada hacia la Tierra. Esta energía se nos dice que es constante y se valora en 1360 w/m2, que sobre un cuerpo esférico como la Tierra supone unos 340 w/m2 de energía que llegan a la Tierra. Una parte muy pequeña de esta energía llega en forma de radiación ultravioleta, que se queda en la estratosfera gracias a la capa de ozono, que evita que llegue a la superficie. Otra parte más importante es rechazada por los colores de la Tierra. Cuanto más clara es la superficie donde inciden los rayos, mayor es el efecto albedo. Por ejemplo las nubes rechazan hasta un 60% de la luz que les llega y la devuelven al espacio. Así se calcula que la Tierra rechaza el 30% de la luz que le llega, es decir que a la Tierra solo llegan 238 w/m2. De esta luz blanca que nos llega una parte es desviada o dispersada por la atmósfera que actúa como un prisma. Cuando pasamos luz blanca por un prisma vemos que esta luz se descompone en colores, pero hay un color, el azul, que se separa más que el resto. Esta es la razón de que veamos el cielo azul. Si la luz blanca se divide en 7 colores, una séptima parte de su energía se desvía por la atmósfera en forma de color azul. Una parte de este azul llega a la Tierra en forma de calor y otra parte es rebotada al espacio.
Esta cantidad de 238 w/m2 es por otro lado una media ya que los rayos solares inciden de forma distinta en latitudes de 90 a 0 º. Por ejemplo durante la noche ártica que dura 6 meses no llega ni gota de radiación solar, pero en el trópico cada 12 horas llegan unos 270 o más.
Otra parte de esa luz, un 2% se queda atrapada en las nubes, y hasta unos 60 w/m2 se quedan a calentar la atmósfera.
Por otro lado cuando la luz llega a la superficie terrestre una parte es reflejada por los colores de la Tierra y otra parte se queda a calentar la superficie. Es decir que llegan unos 168 w/m2 hasta el suelo.
La atmósfera de la tierra se encuentra en equilibrio térmico por lo que de alguna manera cada día debe rechazar el 100% de la radiación que le llega. Y no solo eso. Al estar la Tierra caliente, debe rechazar hasta un 114% de la energía que le llega. Si no sucediera así la Tierra se iría calentando sin remedio cada día más. Este calor se va de la Tierra en forma de radiación infrarroja. Es lo que se conoce como Balance Radiativo Terrestre.
Si la Tierra no tuviera atmósfera debería estar a 5,5 º C. Al tener albedo que rechaza la energía del Sol debería estar a -19ºC. Pero resulta que está a 15º C por culpa de los gases de efecto invernadero, que acumulan hasta 35º de temperatura. El gas principalmente responsable de este efecto es el vapor de agua, y en mucha menor medida el CO2. Actualmente se debate si el CO2 es responsable de hasta 6º o más o por el contrario de solo 0,24º C. Toda la ciencia del clima está de acuerdo en que existe un calentamiento, pero aun no hay ninguna prueba concluyente de que este pueda atribuirse al CO2, y menos en que medida.
A groso modo así están las cosas en el tema de la climatología. El Sol emite 1360 w/m2 de energía o 1366 w en función del ciclo de 11 años de manchas solares. Esa es toda la influencia que se le atribuye al Sol en los modelos meteorológicos. Pero la pregunta de sir William Herschel sigue sin respuesta más de 200 años después. En la próxima entrada intentaremos explicar porqué las cosas siguen así.