Calentamiento global

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Media global del cambio de temperatura en la tierra y el mar entre 1880-2010, respecto a la media de 1951-1980. La línea negra es la media anual y la línea roja es la media móvil de 5 años. Las barras verdes muestran estimaciones de la incertidumbre. Fuente: NASA GISS
Media global del cambio de temperatura en la tierra y el mar entre 1880-2010, respecto a la media de 1951-1980. La línea negra es la media anual y la línea roja es la media móvil de 5 años. Las barras verdes muestran estimaciones de la incertidumbre. Fuente: NASA GISS
Comparación entre los registros de superficie (azul) y satélite (rojo: UAH, de color verde: RSS) de la temperatura media mundial desde 1979 hasta 2009. Tendencia lineal trazada desde el año 1982.
Comparación entre los registros de superficie (azul) y satélite (rojo: UAH, de color verde: RSS) de la temperatura media mundial desde 1979 hasta 2009. Tendencia lineal trazada desde el año 1982.
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El mapa muestra la anomalía promedio de la temperatura media en 10 años (2000-2009) respecto a la media 1951-1980. Los mayores aumentos de temperatura se presentan en el Ártico y la Península Antártica. Fuente: Observatorio de La Tierra de la NASA[1]
El mapa muestra la anomalía promedio de la temperatura media en 10 años (2000-2009) respecto a la media 1951-1980. Los mayores aumentos de temperatura se presentan en el Ártico y la Península Antártica. Fuente: Observatorio de La Tierra de la NASA[1]

El calentamiento global es un término utilizado para referirse al fenómeno del aumento de la temperatura media global, de la atmósfera terrestre y de los océanos, que posiblemente alcanzó el nivel de calentamiento de la época medieval a mediados del siglo XX, para excederlo a partir de entonces.[2]

Todas las recopilaciones de datos representativas a partir de las muestras de hielo, los anillos de crecimiento de los árboles, etc., indican que las temperaturas fueron cálidas durante el Medioevo, se enfriaron a valores bajos durante los siglos XVII, XVIII y XIX y se volvieron a calentar después con rapidez.[2] Cuando se estudia el Holoceno (últimos 11 600 años), el Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC) no aprecia evidencias de que existieran temperaturas medias anuales mundiales más cálidas que las actuales.[2] Si las proyecciones de un calentamiento aproximado de 5 °C en este siglo se materializan, entonces el planeta habrá experimentado una cantidad de calentamiento medio mundial igual a la que sufrió al final del último periodo glacial global; según el IPCC no hay pruebas de que la posible tasa de cambio mundial futuro haya sido igualada en los últimos 50 millones de años por una elevación de temperatura comparable.[2]

El calentamiento global está asociado a un cambio climático que puede tener causa antropogénica o no. El principal efecto que causa el calentamiento global es el efecto invernadero, fenómeno que se refiere a la absorción por ciertos gases atmosféricos—principalmente H2O, seguido por CO2 y O3—de parte de la energía que el suelo emite, como consecuencia de haber sido calentado por la radiación solar.[3] El efecto invernadero natural que estabiliza el clima de la Tierra no es cuestión que se incluya en el debate sobre el calentamiento global. Sin este efecto invernadero natural las temperaturas caerían aproximadamente en unos 30 °C; con tal cambio, los océanos podrían congelarse y la vida, tal como la conocemos, sería imposible. Para que este efecto se produzca, son necesarios estos gases de efecto invernadero, pero en proporciones adecuadas. Lo que preocupa a los climatólogos es que una elevación de esa proporción producirá un aumento de la temperatura debido al calor atrapado en la baja atmósfera.

El IPCC sostiene que: «la mayoría de los aumentos observados en la temperatura media del globo desde la mitad del siglo XX, son muy probablemente debidos al aumento observado en las concentraciones de GEI antropogénicas».[4] Esto es conocido como la teoría antropogénica, y predice que el calentamiento global continuará si lo hacen las emisiones de gases de efecto invernadero. En el último reporte con proyecciones de modelos climáticos presentados por IPCC, indican que es probable que temperatura global de la superficie, aumente entre 1,1 a 6,4 °C (2,0 a 11,5 °F) durante el siglo XXI.[5]

Se han propuesto varias medidas con el fin de mitigar el cambio climático, adaptarse a él o utilizar geoingeniería para combatir sus efectos. El mayor acuerdo internacional respectivo al calentamiento global ha sido el Protocolo de Kyoto, el cual tiene como objetivo la estabilización de la concentración de gases de efecto invernadero para evitar una "interferencia antropogénica peligrosa con el sistema climático".[6] Fue adoptado durante Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático y promueve una reducción de emisiones contaminantes, principalmente CO2. Hasta noviembre de 2009, 187 estados han ratificado el protocolo.[7] Estados Unidos, mayor emisor de gases de invernadero mundial,[8] no ha ratificado el protocolo.

Más allá del consenso científico general en torno a la aceptación del origen principalmente antropogénico del calentamiento global, hay un intenso debate político sobre la realidad, de la evidencia científica del mismo. Por ejemplo, algunos de esos políticos opinan que el presunto consenso climático es una falacia.[9]

Anomalía de temperaturas medias en el período 1999 - 2008.

Cambios de temperatura

Temperaturas medias de los últimos 2000 años según distintas reconstrucciones de varios autores. Cada gráfica de un color es la reconstrucción de un autor distinto. Se aprecia un primer máximo parcial en el Periodo cálido medieval, luego un mínimo en la Pequeña Edad de Hielo y por último un máximo absoluto en el año 2004.(Ver autores de cada reconstrucción)

La evidencia del calentamiento del sistema climático se manifiesta en aumentos observados en la temperatura en la tierra y en el océano, el derretimiento generalizado de la nieve y el hielo, y el aumento del nivel del mar.[10] [11] [12] [13]

Desde 1850, que existen registros mundiales de temperaturas, los trece primeros años del siglo XXI se encuentran entre los catorce años más cálidos, siendo los años 1998, 2005 y 2010 los más calurosos. En 2013 la temperatura media mundial en superficie era 0,50 ± 0,10 °C superior a la media registrada en el periodo 1961-1990. [14]

La temperatura promedio mundial en el aire cerca de la superficie de la Tierra aumentó en 0,74 ± 0,18 °C durante el período 1906-2005. La temperatura se incrementó de forma importante a partir de 1950, así la tasa de calentamiento en los 50 últimos años fue casi el doble que en el período conjunto de 100 años (0,13 ± 0,03 °C por década, frente a 0,07 °C ± 0,02 °C por década). El efecto isla de calor de las ciudades es poco significativo representando solo el 0.002 °C del calentamiento por década.[15] Las mediciones por satélite confirman el calentamiento pues establecen que las temperaturas de la zona inferior de la atmósfera se han incrementado entre 0,13 y 0,22 °C por década desde 1979.[16]

Los cambios de temperatura no son homogéneos en todo el planeta. Desde 1979, las temperaturas sobre la superficie de la tierra ha aumentado aproximadamente el doble de rápido que las temperaturas sobre la superficie del océano (0,25 °C por década y 0,13 °C por década respectivamente).[17] Las temperaturas del océano aumentan más lentamente que las temperaturas de la tierra debido a la capacidad térmica más efectiva de los océanos y porque el mar pierde más calor por evaporación.[18] Por otro lado el hemisferio norte se calienta más rápido que el hemisferio sur, ya que tiene más tierra y mayores extensiones de nieve, y el hielo marino estacional es objeto de retroalimentación hielo-albedo.[19]

Del periodo anterior a los registros instrumentales (1850), las temperaturas mundiales se estiman por métodos paleoclimáticos basados en mediciones de anillos arbóreos, en isótopos del hielo o en análisis químicos del crecimiento de los corales. Según estos métodos probablemente la temperatura media del hemisferio norte en la segunda mitad del siglo XX fue la más cálida en los últimos 1300 años.[20]

El nivel del mar ha subido en el planeta desde principios del siglo XX una media de 19 centímetros debido a la expansión térmica del océano por el incremento de temperaturas y el derretimiento de los glaciares y casquetes polares. Desde 1993, que se empezaron a realizar mediciones específicas, el nivel del mar ha estado subiendo a una media anual de 2,9-3,2 mm.[14]

Los océanos se han convertido en un protector fundamental del sistema climático al absorber y almacenar gran parte del exceso de calor y carbono de la atmósfera. Y aunque ha servido para que la subida de temperaturas sea menor, el calor sigue atrapado en el sistema terrestre especialmente en los océanos. El 93% del exceso de calor de los últimos 40 años ha sido absorbido por los mares. Antes del 2000 esa cantidad de calor se había acumulado entre la superficie del mar y los 700 metros de profundidad. A partir del 2000 el exceso de calor se está almacenando entre los 700 y 2000 metros de profundidad.[14]

Actualmente la medición de la temperatura mundial se basa en tres conjuntos de datos independientes realizados por el Centro Hadley inglés, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de E.E.U.U. y el también norteamericano Instituto Goddard para Estudios Espaciales de la NASA.[14] Así, el Centro Hadley mantiene el HADCRUT3, un conjunto de datos globales de temperaturas superficiales. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de E.E.U.U. (NOAA) mantiene la Red Climatológica Global Histórica (GHCN-Mensual), base de datos que contiene temperaturas históricas, precipitaciones, y presiones de miles de estaciones de tierra del mundo. La NASA mantiene el GISTEMP que provee una medición de las temperaturas cambiantes superficiales con resolución mensual desde 1880. [21] [22] [23]

Forzantes externos

Esquema en equilibrio del efecto invernadero mostrando los flujos de energía entre el espacio, la atmósfera y superficie de la tierra. El intercambio de energía se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m2). En este esquema la tierra no se calienta ni se enfria.
Esquema en equilibrio del efecto invernadero mostrando los flujos de energía entre el espacio, la atmósfera y superficie de la tierra. El intercambio de energía se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m2). En este esquema la tierra no se calienta ni se enfria.
Este gráfico se conoce como la "Curva de Keeling" y muestra el aumento del dióxido de carbono atmosférico (CO2) desde 1958 hasta abril de 2014. En mayo de 2013 alcanzó las 400 ppmv. Las mediciones mensuales de CO2 muestran una tendencia general al alza y unas oscilaciones estacionales con un máximo parcial anual que se produce cada primavera del hemisferio norte.
Este gráfico se conoce como la "Curva de Keeling" y muestra el aumento del dióxido de carbono atmosférico (CO2) desde 1958 hasta abril de 2014. En mayo de 2013 alcanzó las 400 ppmv. Las mediciones mensuales de CO2 muestran una tendencia general al alza y unas oscilaciones estacionales con un máximo parcial anual que se produce cada primavera del hemisferio norte.
Balance anual de energía de la Tierra desarrollado por Trenberth, Fasullo y Kiehl de la NCAR en 2008. Se basa en datos del periodo de marzo de 2000 a mayo de 2004 y es una actualización de su trabajo publicado en 1997. La superficie de la Tierra recibe del Sol 161 w/m2 y del Efecto Invernadero de la Atmósfera 333w/m², en total 494 w/m2, como la superficie de la Tierra emite un total de 493 w/m2 (17+80+396), supone una absorción neta de calor de 0,9 w/m2, que en el tiempo actual está provocando el calentamiento de la Tierra.

El forzante externo se refiere a los procesos externos al sistema climático (aunque no necesariamente externos a la Tierra) que influyen en el clima. El clima responde a varios tipos de fuerzas externas, tales como el forzante radiativo debido a los cambios en la composición atmosférica (principalmente las concentraciones de gases de efecto invernadero), cambios en la luminosidad solar, las erupciones volcánicas, y las variaciones en la órbita terrestre alrededor del sol.[24] La atribución del reciente cambio climático se centra en los tres primeros tipos de forzantes. Los ciclos orbitales varían lentamente a lo largo de decenas de miles de años y por lo tanto son muy graduales para haber causado los cambios de temperatura observados en el siglo pasado.

Gases que provocan el efecto invernadero

El efecto invernadero es el proceso mediante el cual la absorción y emisión de radiación infrarroja por los gases en la atmósfera calienta la atmósfera inferior de un planeta y su superficie. Fue propuesto por Joseph Fourier en 1824 y fue investigado primero cuantitativamente por Svante Arrhenius en 1896.[25]

Los gases de efecto invernadero de origen natural tienen un efecto de calentamiento medio de unos 33 ° C (59 ° F).[26] Los gases de efecto invernadero son el vapor de agua, que causa entre el 36 y el 70 por ciento del efecto invernadero; el dióxido de carbono (CO2), causa el 9–26 por ciento, el metano (CH4), causa 4–9 por ciento;. y el ozono (O3), es responsable del 3–7 por ciento.[27] [28] [29] Las nubes también afectan el balance de radiación, pero están compuestos de agua líquida o hielo y así tienen diferentes efectos en la radiación del vapor de agua.

La actividad humana a partir de la Revolución Industrial, ha incrementado la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera, dando lugar a un aumento del forzante radiativo del CO2, el metano, el ozono troposférico, los CFC y el óxido nitroso. Las concentraciones de CO2 y metano han aumentado en un 36% y 148% respectivamente desde 1750.[30] Estos niveles son mucho más altos que en cualquier momento durante los últimos 800.000 años, el período para el que existen datos fiables se ha extraído de muestras de hielo.[31] [32] [33] [34] Evidencia geológica menos directa indica que los valores de CO2 más superiores fueron vistos por última vez hace unos 20 millones de años.[35] La quema de combustibles fósiles ha producido más de las tres cuartas partes del aumento de CO2 atribuido a la actividad humana en los últimos 20 años. El resto de este aumento se debe principalmente a cambios en el uso de la tierra, en particular la deforestación.[36]

Aunque más gases de efecto invernadero se emiten en el norte que el sur, ello no contribuye a la diferencia en el calentamiento debido a que los gases de efecto invernadero persiste cuentan con tiempo suficiente para mezclarse entre los hemisferios.[37]

La inercia térmica de los océanos y las respuestas lentas de otros efectos indirectos significa que el clima puede tardar siglos o más para adaptarse a los cambios en el forzamiento. Los estudios climáticos indican que incluso si los gases de efecto invernadero se estabilizan en los niveles de 2000, un calentamiento adicional de aproximadamente 0,5 °C (0.9 °F) seguiría siendo posible.[38]

En las últimas tres décadas del siglo XX, el PIB per cápita y el crecimiento poblacional fueron los principales impulsores del aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero.[39] Las emisiones de CO2 siguen aumentando debido a la quema de combustibles fósiles y el cambio de uso del suelo. Las estimaciones de los cambios en los niveles de emisiones futuras de gases de efecto invernadero, se ha proyectado que dependen una incierta evolución económica, sociológica, tecnológica y natural.[40] En la mayoría de los escenarios, las emisiones siguen aumentando durante el siglo XXI, mientras que en unos pocos, se reducen.[41] [42] Estos escenarios de emisiones, junto con el modelo del ciclo del carbono, se han utilizado para producir las estimaciones de cómo las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero van a cambiar en el futuro. El IPCC SRES sugiere que para el año 2100, la concentración atmosférica de CO2 podría oscilar entre 541 y 970 ppm. Esto representa un aumento de 90 a 250% por encima de la concentración en 1750.[43] Las reservas de combustibles fósiles son suficientes para llegar a estos niveles y mantener las emisiones después de 2100, si el carbón, las arenas bituminosas o el hidrato de metano son ampliamente explotados.[44]

Los medios de comunicación populares y el público a menudo se confunden el calentamiento global con el agujero de ozono, es decir, la destrucción del ozono estratosférico por parte los clorofluorocarbonos.[45] [46] Aunque hay unas pocas áreas de vinculación, la relación entre los dos no es fuerte. La reducción de la capa de ozono estratosférico ha tenido una ligera influencia de enfriamiento de las temperaturas de superficie, mientras que el aumento del ozono troposférico ha tenido un efecto de calentamiento algo más grande.[47]

Partículas y hollín

"Ship tracks" sobre el Océano Atlántico en la costa este de los Estados Unidos.

El oscurecimiento global, una reducción gradual de la cantidad de luz solar en la superficie de la Tierra, tiene parcialmente contrarrestado el calentamiento global desde 1960 hasta la actualidad.[48] La principal causa de esta regulación son las partículas producidas por los volcanes y los contaminantes humanos, que ejercen un efecto de enfriamiento mediante el aumento de la reflexión de la luz solar entrante. Los efectos de los productos de la combustión de combustibles fósiles —CO2 y aerosoles— se han compensado en gran medida entre sí en las últimas décadas, de modo que el calentamiento neto ha sido debido al aumento de los gases de efecto invernadero distintos del CO2 como el metano.[49] El forzante radiactivo debido a la partículas está temporalmente limitada debido a la deposición húmeda que los lleva a tener una vida atmosférica de una semana. El dióxido de carbono tiene una duración de un siglo o más, y como tal, los cambios en las concentraciones de partículas sólo servirán para demorar el cambio climático debido al dióxido de carbono.[50]

Además de su efecto directo en la dispersión y la absorción de la radiación solar, las partículas tienen efectos indirectos sobre el balance de radiación.[51] Los sulfatos actúan como núcleos de condensación de nubes que reflejan la radiación solar más eficientemente.[52] Este efecto también produce gotas de tamaño más uniforme, lo que reduce el crecimiento de las gotas de lluvia y hace que la nube dé más reflexión a la luz solar entrante.[53] Los efectos indirectos de las partículas representan la mayor incertidumbre en el forzante radiativo.[54]

El hollín puede enfriar o calentar la superficie, dependiendo de si se está en el aire o depositado. El hollín atmosférico absorbe la radiación solar directa, que calienta la atmósfera y enfría la superficie. En zonas aisladas donde la producción de hollín de alta, como la India rural, tanto como el 50% del calentamiento de la superficie debido a los gases de efecto invernadero puede estar enmascarada por las nubes atmosféricas marrones.[55] Cuando se depositan, en especial en los glaciares o en el hielo en las regiones árticas, el menor albedo consecuente también puede calentar directamente la superficie.[56] La influencia de las partículas, incluyendo el negro de carbón, son más pronunciados en las zonas tropicales y subtropicales, especialmente en Asia, mientras que los efectos de los gases de efecto invernadero son dominantes en la extratropicales y el hemisferio sur.[57]

Variación solar

Variaciones en el ciclo solar.

Las variaciones en la radiación solar han sido la causa de cambios climáticos en el pasado.[58] El efecto de los cambios en el forzamiento solar en las últimas décadas es incierto, aunque algunos estudios muestran un efecto de enfriamiento,[59] [60] mientras que otros estudios sugieren un ligero efecto de calentamiento.[24] [61] [62]

Los gases de efecto invernadero y el forzamiento solar afectan las temperaturas de diferentes maneras. Mientras que con un aumento de la actividad solar sumada al aumento de los gases de efecto invernadero se espera que se caliente la troposfera, un aumento en la actividad solar debe calentar la estratosfera, mientras que un aumento de los gases de efecto invernadero debe enfriar la estratosfera.[24] Datos recogidos por medio de radiosonda (globos meteorológicos) muestran que la estratosfera se ha enfriado en el período transcurrido desde inicio de las observaciones (1958), aunque existe incertidumbre en el registro temprano de las radiosondas. Las observaciones por satélite, que han estado disponibles desde 1979, también muestran dicha refrigeración.[63]

Una hipótesis relacionada, propuesta por Henrik Svensmark, es que la actividad magnética del sol desvía los rayos cósmicos que pueden influir en la generación de núcleos de condensación de nubes y por lo tanto afectan el clima.[64] Otros estudios no han encontrado ninguna relación entre el calentamiento en las últimas décadas y la radiación cósmica.[65] [66] La influencia de los rayos cósmicos sobre la cubierta de nubes es un factor 100 veces menor de lo necesario para explicar los cambios observados en las nubes o ser un contribuyente significativo al cambio climático actual.[67]

Retroalimentación

La retroalimentación es un proceso por el cual un cambio en una cantidad cambia una segunda cantidad, y el cambio en la segunda cantidad tiene como consecuencia un cambio en la primera cantidad. La retroalimentación positiva aumenta el cambio en la primera cantidad mientras que la retroalimentación negativa lo reduce. La retroalimentación es importante en el estudio del calentamiento global porque puede amplificar o disminuir el efecto de un proceso particular.

El principal mecanismo de retroalimentación positiva en el calentamiento global es la tendencia de calentamiento que causa un incremento en el vapor de agua en la atmósfera, el cual es un gas de efecto invernadero. El principal mecanismo de retroalimentación negativa es el enfriamiento radiactivo, el cual incrementa a la cuarta potencia de su temperatura según la ley de Stefan-Boltzmann, y por el cual la cantidad de calor radiada de la tierra al espacio aumenta con la temperatura de la superficie terrestre y la atmósfera. Las retroalimentaciones positivas y negativas no son impuestas como suposiciones en los modelos, pero por el contrario como propiedades emergentes que resultan de las interacciones de procesos dinámicos y termodinámicos básicos.

El conocimiento imperfecto sobre la retroalimentación es una de las causas principales de incertidumbre y preocupación sobre el calentamiento global. Existe una amplia gama de procesos de retroalimentación potencial como las emisiones de metano del Ártico y la retroalimentación del albedo nieve/hielo. Consecuentemente pueden existir puntos de inflexión, los cuales podrían tener el potencial de causar un cambio climático abrupto.[68]

Por ejemplo, los escenarios de emisiones usados por el IPCC en su informe de 2007 examinaban principalmente las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de fuentes humanas. En 2011, un estudio conjunto entre el Centro Nacional de Datos sobre Nieve y Hielo de los Estados Unidos (NSIDC por sus siglas en inglés) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA por sus siglas en inglés) calculó las emisiones adicionales de gases de efecto invernadero que podrían emanar del derretimiento y descomposición del permafrost, incluso si los responsables de formular políticas intentasen reducir las emisiones humanas de los actuales escenarios A1F1 al A1B. El equipo descubrió que aun en el nivel más bajo de emisiones humanas, el descongelamiento y la descomposición del permafrost todavía daría como resultado la liberación de 190 ± 64 Gt Ct de carbono a la atmósfera por encima de las fuentes humanas.[69]

Modelos climáticos

Predicciones basadas en diferentes modelos del incremento de la temperatura media global respecto de su valor en el año 2000.
Predicciones basadas en diferentes modelos del incremento de la temperatura media global respecto de su valor en el año 2000.
La distribución geográfica de calentamiento de la superficie durante el siglo XXI. En esta figura, el calentamiento global corresponde a un promedio de 3,0 ° C (5.4 ° F).
La distribución geográfica de calentamiento de la superficie durante el siglo XXI. En esta figura, el calentamiento global corresponde a un promedio de 3,0 ° C (5.4 ° F).

Un modelo climático es una representación computarizada de los cinco componentes del sistema climático: Atmósfera, la hidrosfera, la criosfera, superficie terrestre y la biosfera.[70] Estos modelos se basan en principios físicos como la dinámica de fluidos, la termodinámica y la transferencia de radiación. No puede haber componentes que representen el movimiento del aire, la temperatura, las nubes, y otras propiedades de la atmósfera, la temperatura del océano, el contenido de sal, y la circulación; la capa de hielo en tierra y mar; la transferencia de calor y humedad del suelo y la vegetación a la atmósfera; procesos químicos y biológicos; y otros.[71]

Aunque los investigadores intentan incluir tantos procesos como sea posible, la simplificación del sistema climático real son inevitables debido a las limitaciones de potencia de los ordenadores disponibles y limitaciones en el conocimiento del sistema climático. Los resultados de los modelos también pueden variar debido a las diferentes entradas de gases de efecto invernadero y la sensibilidad del modelo climático. Por ejemplo, la incertidumbre del IPCC en las proyecciones de 2007 se debe a (1) el uso de varios modelos con diferente sensibilidad a las concentraciones de gases de efecto invernadero, (2) el uso de diferentes estimaciones de "las futuras emisiones humanas de gases de efecto invernadero, (3) cualquier emisión adicional de las retroalimentaciones climáticas que no fueron incluidas en los modelos del IPCC para preparar su informe, es decir, las emisiones de gases de invernadero de permafrost.[72]

Los modelos no contemplan que el clima se caliente debido al aumento de los niveles de gases de efecto invernadero. En cambio los modelos predicen cómo los gases de efecto invernadero van a interactuar con la transferencia de radiación y otros procesos físicos. Uno de los resultados matemáticos de estas ecuaciones complejas es una predicción de si se producirá el calentamiento o enfriamiento.[73]

Investigaciones recientes han llamado la atención sobre la necesidad de perfeccionar los modelos con respecto al efecto de las nubes[74] y el ciclo del carbono.[75] [76] [77]

Los modelos también se utilizan para ayudar a investigar las causas del reciente cambio climático mediante la comparación de los cambios observados en los modelos proyectados desde diferentes causas de origen natural y humano. Aunque estos modelos no sin ambigüedad atribuyen el calentamiento que ocurrió entre aproximadamente 1910 hasta 1945 a cualquiera de las variaciones naturales o los efectos humanos, indican que el calentamiento desde 1970 está dominado por las emisiones de gases de efecto invernadero de origen humano.[24]

El realismo de los modelos físicos se prueba mediante el examen de su capacidad para simular el clima actual o pasado.[78]

Los modelos climáticos actuales producen una buen parte de las observaciones de los cambios de la temperatura global durante el último siglo, pero no simula todos los aspectos del cambio climático.[36] No todos los efectos del calentamiento global han sido predichos con exactitud por los modelos climáticos utilizados por el IPCC. Por ejemplo, la contracción del Ártico ha sido más rápida de lo previsto.[79] Las precipitaciones se incrementan proporcionalmente a la humedad atmosférica, y por lo tanto mucho más rápido que los actuales modelos climáticos globales predicen.[80] [81]

Efectos atribuidos y expectativas

Varias organizaciones (tanto públicas como privadas, incluyendo gobiernos y personas individuales) están preocupados que los efectos que el calentamiento global pueda producir sean negativos, o incluso catastróficos tanto a nivel mundial como en regiones vulnerables específicas. Esos efectos incluyen no solo el medio ambiente, sino además repercusiones económicas y biológicas (especialmente en la agricultura) que a su vez podrían afectar el bienestar general de la humanidad.[82] [83]

Sistemas naturales

Mapa mostrando la disminución del glaciar Puncak Jaya en Indonesia durante el periodo 1850-2003 debido al calentamiento.
(Si no ves la animación, haz clic sobre la imagen.)


El calentamiento global ha sido detectado en varios sistemas. Algunos de estos cambios, por ejemplo, sobre la base de los registros de temperatura instrumental, se han descrito en la sección relativa a los cambios de temperatura. La subida del nivel del mar y los descensos observados en la nieve y la extensión del hielo son coherentes con dicho calentamiento.[13] La mayor parte del aumento de la temperatura media mundial desde mediados del siglo XX es, con alta probabilidad, consecuencia de cambios inducidos por el hombre en las concentraciones de gas de efecto invernadero.[84]

Incluso con las políticas actuales para reducir las emisiones, se espera que sigan creciendo las emisiones mundiales en las próximas décadas.[85] En el transcurso del siglo XXI, el aumento de las emisiones o el mantenimiento de su tasa actual, muy probablemente van a inducir cambios en el sistema climático mayores a los observados en el siglo XX.[86] [87]

En el Cuarto Informe de Evaluación del IPCC, a través de una serie de escenarios de emisiones futuras, las estimaciones basadas en modelos de la subida del nivel del mar para el final del siglo XII (años 2090-2099, respecto del período 1980-1999) el rango es de 0,18 a 0,59 m. A estas estimaciones, sin embargo, no se les concedió un nivel de riesgo debido a la falta de conocimiento científico. A lo largo de los próximos siglos, el derretimiento de las capas de hielo podría dar lugar a la elevación del nivel del mar de 4-6 metros o más.[88] [89] [90]

Se espera que los cambios en el clima a nivel regional sean mayores en las latitudes altas del norte, y menores en el Océano Antártico y partes del Océano Atlántico Norte.[91] [92] Se calcula que disminuyan las zonas cubiertas de nieve y la extensión del hielo en el mar, especialmente en el Ártico, que se espera este en gran parte libre de hielo en setiembre de 2037.[93] La frecuencia de episodios de calor extremo, olas de calor y fuertes precipitaciones aumentará muy probablemente.[94]

Sistemas ecológicos

En los ecosistemas terrestres, los prematuros eventos de primavera, así como el desplazamiento hacia los polos varias especies de plantas y animales, han sido vinculados con alto grado de certitud al calentamiento reciente.[13] Se espera que el cambio climático futuro afecte en particular ciertos ecosistemas, incluyendo la tundra, los manglares, y los arrecifes de coral.[85] También se espera que la mayoría de los ecosistemas se vean afectados por el aumento de los niveles de CO2 en la atmósfera, combinado con las altas temperaturas globales.[95] En general, se espera que el cambio climático dará lugar a la extinción de muchas especies y la reducción de la diversidad de los ecosistemas.[96]

Sistemas sociales

La vulnerabilidad de las sociedades humanas al cambio climático reside principalmente en los efectos de fenómenos meteorológicos extremos en lugar del cambio gradual del clima.[97] Los efectos del cambio climático hasta la fecha incluyen efectos adversos en islas pequeñas,[98] [99] efectos adversos sobre las poblaciones indígenas en zonas de altas latitudes,[100] y pequeños pero perceptibles efectos en la salud humana.[101] Durante el siglo XXI, el cambio climático puede afectar negativamente a cientos de millones de personas a través de aumento de las inundaciones costeras, las reducciones en los suministros de agua, el aumento de la desnutrición y el aumento de impactos en la salud.[102]

El futuro calentamiento de alrededor de 3 ° C (para el año 2100, en comparación con 1990-2000) podría dar lugar a un aumento en el rendimiento de los cultivos en zonas de media y alta latitud, pero en las zonas de latitudes bajas, los rendimientos podrían disminuir, aumentando el riesgo de desnutrición. Un patrón regional similar podría tener efectos en los beneficios netos y los costos económicos.[101] [103] Un calentamiento por encima de 3 ° C podría dar lugar a un menor rendimiento de los cultivos en las regiones templadas, lo que conllevaría a una reducción de la producción mundial de alimentos.[104] Con magnitud del calentamiento, la mayoría estudios económicos sugieren pérdidas en el producto interno bruto mundial (PIB).[105] [106] [107]

Algunas áreas del mundo empezarían a superar el límite de temperatura de bulbo húmedo de la supervivencia humana con un calentamiento global de alrededor de 6,7 ° C (12 ° F), mientras que un calentamiento de 11,7 ° C (21 ° F) pondría la mitad de la población mundial en un entorno inhabitable.[108] [109] En la práctica, el límite de supervivencia al calentamiento global en estas áreas es, probablemente, más bajo y algunas zonas pueden experimentar temperaturas de bulbo húmedo letales incluso antes, ya que este estudio es conservador.[109]

Respuestas al calentamiento global

Mitigación

En años recientes se han realizado ciertos esfuerzos para suavizar los efectos del cambio climático. En este sentido, el IPCC prescribe acciones como reducir la emisiones de gases responsables del efecto invernadero o aumentar la capacidad de los sumideros de carbono para absorber estos gases de la atmósfera.[110] Varios países, tanto desarrollados como en vías de desarrollo, están impulsando el uso de tecnologías más limpias y menos contaminantes.[43] Los avances en esta área, unidos a la implantación de políticas que suavicen el impacto ecológico, podrían a la larga redundar en una sustancial reducción de las emisiones de CO2. Las propuestas dirigidas a mitigar los efectos del cambio climático se basan en definir áreas de intervención, propugnar la implantación de energías renovables y difundir usos más eficientes de la energía. Algunos estudios estiman que la reducción de emisiones perjudiciales podría ser muy significativa si estas políticas se mantienen en el futuro.[111]

En vistas a reducir los efectos del calentamiento global al mínimo, los informes "Summary Report for Policymakers"[112] publicados por el IPCC presentan estrategias de disminución de las emisiones en función de hipotéticos escenarios futuros.[113] Según sus conclusiones, cuanto más tarde la comunidad internacional en adoptar políticas de reducción de las emisiones, más drásticas tendrán que ser las medidas necesarias para estabilizar las concentraciones de gases nocivos en la atmósfera. En este contexto, la Agencia Internacional de la Energía ha asegurado que durante 2010 las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera fueron las más elevadas de la historia, superando el máximo histórico alcanzado en 2008.[114]

Considerando que, incluso en el más optimista de los escenarios, el uso de los combustibles fósiles será mayoritario aún durante varios años, las estrategias destinadas a suavizar el impacto de las emisiones deberían incluir aspectos como la captura y almacenamiento de carbono, o el desarrollo de técnicas que filtren el dióxido de carbono generado por la actividad industrial o la obtención de energía y lo almacenen en depósitos subterráneos.[115]

Adaptación

Otras respuestas políticas incluyen la adaptación al cambio climático. La adaptación al cambio climático puede ser planificada, por ejemplo, por el gobierno local o nacional, o espontánea, realizada en privado sin la intervención del gobierno.[116] La capacidad de adaptación está estrechamente vinculada al desarrollo económico y social.[111] Incluso las sociedades con una alta capacidad de adaptación son todavía vulnerables al cambio climático. La adaptación planificada ya se está produciendo de forma limitada. Las barreras, límites, y los costos de adaptación en el futuro no se conocen completamente.

Geoingeniería

Otra respuesta política es la ingeniería del clima (geoingeniería). Esta respuesta política a veces se agrupa con la mitigación.[117] La geoingeniería no ha sido probada en gran medida, y las estimaciones de costos confiables no han sido publicadas.[118] La geoingeniería abarca una gama de técnicas para eliminar el CO2 de la atmósfera o para bloquear la luz solar. Como la mayoría de las técnicas de geoingeniería afectaría a todo el planeta, el uso de técnicas efectivas, si se puede desarrollar, requiere la aceptación pública mundial y un adecuado marco legal y regulatorio global.[119]

Puntos de vista sobre el calentamiento global

Científicos

La mayoría de los científicos aceptan que los seres humanos están contribuyendo al cambio climático observado.[120] [121] [122] Academias de ciencias nacionales han pedido a los líderes mundiales ejecutar políticas para reducir las emisiones globales.[123] Sin embargo, algunos científicos y no-científicos cuestionan aspectos de la ciencia del cambio climático.[124] [125]

Organizaciones como la Competitive Enterprise Institute, comentaristas conservadores, y algunas compañías como ExxonMobil han desafiado escenarios de cambio climático del IPCC, científicos financiados están en desacuerdo con el consenso científico, presentando sus propias proyecciones del costo económico de controles más estrictos.[126] [127] [128] [129] En la industria financiera, Deutsche Bank ha puesto en marcha una división de inversiones sobre el cambio climático (DBCCA),[130] que ha encargado y publicado investigaciones sobre el debate en torno a el calentamiento global.[131] [132] Organizaciones ambientalistas y personalidades públicas han hecho hincapié en los cambios en el clima actual y los riesgos que conllevan, abogando por fomentar la adaptación a los cambios necesarios en infraestructura y reducción de emisiones.[133] Algunas compañías de combustibles fósiles han hecho llamados para que se creen políticas centradas en reducir el calentamiento global.[134]

Políticos

Existen diferentes opiniones sobre cuál debe ser la respuesta política adecuada al cambio climático.[135] Estos puntos de vista que buscan sopesar los beneficios de limitar las emisiones de gases de efecto invernadero respecto a los costes.[136] En general, parece probable que el cambio climático impondrá mayores daños y riesgos en las regiones más pobres.[135]

La mayoría de los países son miembros de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC).[137] El objetivo último de la Convención es evitar el "peligro" de la interferencia humana en el sistema climático.[138] Como se afirma en la Convención, esta requiere que se estabilicen las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera a un nivel en el que los ecosistemas puedan adaptarse naturalmente al cambio climático, la producción de alimentos no se vea amenazada, y el desarrollo económico prosiga de manera sostenible.

El Convenio Marco se acordó en 1992, pero desde entonces, las emisiones globales han aumentado.[139] [140] Durante las negociaciones, el G-77 (un grupo de cabildeo en las Naciones Unidas que representa a 133 países en vías de desarrollo)[141] presionó por un mandato en el que los países desarrollados "tomasen el liderazgo" en la reducción de sus emisiones.[142] Esto se justifica sobre la base de que: las emisiones del mundo desarrollado han contribuido más al aumento de gases de efecto invernadero en la atmósfera, las emisiones per cápita (es decir, las emisiones per cápita de la población) fueron relativamente bajos en los países en desarrollo, y las emisiones de los países en desarrollo aumentan para satisfacer sus necesidades de desarrollo.[143] Este mandato se mantuvo en el Protocolo de Kyoto de la Convención Marco, que entró en efecto jurídico en 2005.[144]

Al ratificar el Protocolo de Kyoto, la mayoría de los países desarrollados aceptaron compromisos jurídicamente vinculantes para limitar sus emisiones. Estos compromisos de primera ronda vencen en 2012.[144] El ex-presidente estadounidense George W. Bush rechazó el tratado sobre la base de que "se exime del 80% de todo el mundo, incluidos los centros de población importantes, como China y la India, de cumplimiento, y causaría graves daños a la economía de su país.[141]

En la XV Conferencia sobre el Cambio Climático de la ONU 2009, varias partes de la UNFCCC produjeron el Acuerdo de Copenhague.[145] Las partes asociadas con el Acuerdo (140 países, a partir de noviembre de 2010)[146] definieron como finalidad, limitar el futuro aumento de la temperatura media global por debajo de 2 ° C.[147] Una evaluación preliminar publicada en noviembre de 2010 por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) sugiere una posible "brecha de emisiones" entre las promesas de contribuciones voluntarias en el acuerdo y los recortes de emisiones necesarios para tener una situación "probable" (más del 66% de probabilidad) de cumplir el objetivo 2 ° C de la reunión.[146] Para tener posibilidades de alcanzar el objetivo de 2 ° C, los estudios que se evaluaron por lo general indican la necesidad de que las emisiones globales alcancen su máximo antes de 2020, con disminuciones sustanciales de las emisiones a partir de entonces.

La XVI Conferencia sobre Cambio Climático (COP16) produjo un acuerdo, no un tratado vinculante, por el que las partes deben adoptar medidas urgentes para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para cumplir con el objetivo de limitar el calentamiento mundial a 2 ° C por encima de las temperaturas preindustriales. También reconoció la necesidad de considerar el fortalecimiento de la meta de un aumento global promedio de 1,5 ° C.[148]

Opinión pública

Según encuestas de Gallup realizadas en 127 países en 2007 y 2008, más de un tercio de la población mundial no tenía conocimiento del calentamiento global. Los habitantes de los países en desarrollo se mostraron menos conscientes que los de los países desarrollados, y los de África presentaron el menor conocimiento sobre el asunto. De los conscientes, América Latina lidera en la creencia de que los cambios de temperatura son el resultado de las actividades humanas, mientras que en África, partes de Asia y el Oriente Medio y algunos países de la ex Unión Soviética la mayoría de personas mostraron la creencia contraria.[149] En occidente, las opiniones sobre el concepto y las respuestas apropiadas están divididas. Nick Pidgeon de la Universidad de Cardiff, dijo que "los resultados muestran las diferentes etapas de compromiso sobre el calentamiento global a cada lado del Atlántico", y agregó: "El debate en Europa se centra sobre las medidas a tomar, mientras que muchos en los Estados Unidos siguen debatiendo si el cambio climático está ocurriendo."[150] [151]

La causa de esta marcada diferencia en la opinión pública entre los Estados Unidos y la opinión pública mundial es incierta, pero se ha avanzado que una comunicación más clara por parte de los científicos, tanto directamente como a través de los medios de comunicación sería útil para informar adecuadamente a la opinión pública estadounidense sobre el consenso científico y las bases para ello.[152] [153]

Etimología

El término de calentamiento mundial a largo plazo fue probablemente utilizado por primera vez en su sentido moderno, el 8 de agosto de 1975 en un documento científico publicado por Wally Broecker en la revista Science llamado "¿Estamos al borde de un calentamiento global pronunciado?".[154] [155] [156] La elección de estas palabras era nueva y representa un importante reconocimiento de que el clima se calentaba, anteriormente la fórmula utilizada por los científicos fue "la modificación del clima inadvertida", porque si bien se reconoció que los seres humanos pueden cambiar el clima, nadie estaba seguro de en qué dirección.[157] La Academia Nacional de Ciencias utilizó por primera vez el término calentamiento global en un documento de 1979 llamado Informe Charney, que indica: "si el dióxido de carbono sigue aumentando, no hay razón para dudar de que el cambio climático tendrá lugar y no hay razón para creer que estos cambios serán insignificantes."[158]

El calentamiento global se hizo más popular después de que en 1988 el climatólogo James E. Hansen utilizó el término en un testimonio ante el Congreso.[157] Dijo: "El calentamiento global ha alcanzado un nivel tal que podemos atribuir con un alto grado de certeza una relación de causa y efecto entre el efecto invernadero y el calentamiento observado."[159] Su testimonio fue ampliamente difundido y después el calentamiento global fue de uso común por la prensa y el público.[157]

Véase también

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Bibliografía

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