Cuando el Monte Tambora entró en erupción en 1815, arrojó polvo y aerosoles de sulfato a la estratosfera con una fuerza más poderosa que cualquier erupción desde entonces. A medida que los aerosoles y las partículas circulaban por todo el mundo, enfriaron el planeta, interrumpiendo la agricultura y conduciendo a lo que se convirtió enconocido como el "año sin verano"
Los científicos pueden leer descripciones antiguas de erupciones como Tambora y analizar depósitos de cenizas capturados en hielo polar, pero estimar consistentemente el impacto climático de erupciones pasadas ha sido difícil. Una nueva técnica puede cambiar eso.
El método, descrito esta semana en el Diario de encuestas económicas , combina enfoques estadísticos utilizados en economía con la ciencia de los volcanes y el clima, con la intención de detectar las erupciones pasadas de las reconstrucciones de la temperatura de los anillos de los árboles que se remontan a milenios, y medir su impacto en el clima. Surgió de una reunión casual en una conferenciaentre el científico climático Jason Smerdon, que estaba trabajando con la estudiante graduada Lea Schneider sobre el impacto volcánico en el clima, y el experto en econometría Felix Pretis.
El método resultante de su colaboración puede ayudar a separar los impactos volcánicos en el clima de la variabilidad climática aleatoria y mejorar la comprensión de los efectos de los aerosoles en la temperatura. El método puede tener una amplia gama de aplicaciones de políticas y ciencias más allá de las erupciones volcánicas, desde los controles de contaminacióny calibrar modelos climáticos para evaluar los pronósticos realizados por los bancos centrales y estudiar la difusión de innovaciones en medicina, dijo Pretis, codirector del proyecto de investigación de Econometría climática en el Departamento de Economía de la Universidad de Oxford.
"En una serie de tiempo climático, a menudo tienes muchos altibajos", dijo Smerdon, profesor del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia y jefe del Laboratorio de PaleoDynamics allí. "Muchas veces, te gustaríarecorra esa serie de tiempo para identificar cosas que no coinciden con lo que cabría esperar: las pausas que se destacan en el fondo se mueven como estadísticamente significativas ". El impacto de una gran erupción volcánica en la temperatura con el tiempo tiene una firma bastante distinta, similara una letra cursiva "v." Comienza con un enfriamiento rápido durante aproximadamente un año, seguido de una relajación a los niveles medios anteriores en los próximos tres o cuatro años.
El nuevo método utiliza lo que se conoce como saturación de indicador. En pocas palabras, el enfoque define las formas básicas de posibles interrupciones que podrían estar en la serie de tiempo y luego elimina todos los movimientos adicionales, excepto aquellos que se asemejan a la forma de la firma en unforma estadísticamente significativa: el tamaño de la v, o la magnitud del pico frío en la serie temporal de temperatura, está relacionado con el impacto de la erupción en el clima y, en última instancia, el tamaño y la ubicación de la erupción.
Para probar el enfoque, los científicos utilizaron una serie temporal de temperatura media del hemisferio norte a partir de una simulación del modelo climático global que abarca los últimos 1.200 años. El método identificó las erupciones más grandes en el modelo climático el 100 por ciento del tiempo. Detectó constantemente el 74 por cientode erupciones que depositaron más de 20 millones de toneladas métricas de aerosoles de sulfato en el hielo polar, y el 57 por ciento de todas las erupciones globales, incluidas varias que tuvieron poco impacto en la temperatura del hemisferio norte.
Smerdon, Pretis y Schneider, un estudiante de doctorado en la Universidad Johannes Gutenberg, Mainz, Alemania, ahora están trabajando en aplicar el método a una nueva serie temporal de temperatura desarrollada a partir de registros de densidad de anillos de árboles de todo el hemisferio norte.el resultado puede ayudar a identificar erupciones volcánicas previamente desconocidas y medir su magnitud.
"Esta es una forma mucho más rigurosa de probar sus suposiciones que mirar una serie de tiempo y decir: 'Bueno, creo que sucedió algo aquí'", dijo Smerdon. "A veces es obvio, pero las estadísticas le permiten hacer esas preguntas".objetivamente para asegurarte de no engañarte a ti mismo "
Allegra LeGrande del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA, que examina el impacto de los aerosoles volcánicos en el clima y no participó en el documento, dijo: "Si existiera una técnica para seleccionar automáticamente todos los eventos volcánicos de los registros proxy,sería capaz de mejorar significativamente nuestras reconstrucciones del volcanismo pasado y extender esta reconstrucción en el tiempo. Podríamos desarrollar mejores estadísticas para la frecuencia de los grandes eventos ". LeGrande es coanfitrión de un taller sobre Impactos volcánicos en el clima y la sociedad en Lamont-Observatorio Doherty de la Tierra en junio.
Las nuevas herramientas estadísticas están disponibles a través del paquete de software OxMetrics y en el entorno de software estadístico de código abierto R, accesible a través de climateeconometrics.org/tools . David Hendry, codirector del Programa de Modelización Económica del Instituto para el Nuevo Pensamiento Económico, Oxford Martin School, fue coautor del artículo.
El documento "Detección de erupciones volcánicas en reconstrucciones de temperatura mediante saturación de indicador de rotura diseñada" está disponible en http://www.economics.ox.ac.uk/materials/papers/14402/paper-780.pdf
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty, Universidad de Columbia . Original escrito por Stacy Morford. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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