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CAMBIO CLIMÁTICO
INTRODUCCIÓN
¿Qué es el calentamiento global?
El calentamiento global es el aumento inusualmente rápido de la temperatura media de la superficie
de la Tierra en el último siglo, debido principalmente a los gases de efecto invernadero liberados
por las personas que queman combustibles fósiles.
¿Cómo se compara el calentamiento actual con el cambio climático del pasado?
La Tierra ha experimentado el cambio climático en el pasado sin la ayuda de la humanidad. Pero el
calentamiento climático actual se está produciendo mucho más rápidamente que en el pasado.
¿Por qué los científicos piensan que el calentamiento actual no es natural?
En la historia de la Tierra antes de la Revolución Industrial, el clima de la Tierra cambió debido a
causas naturales no relacionadas con la actividad humana. Estas causas naturales todavía están en
juego hoy en día, pero su influencia es demasiado pequeña o se producen con demasiada lentitud
como para explicar el rápido calentamiento observado en las últimas décadas.
¿Cuánto más se calentará la Tierra?
Los modelos predicen que a medida que el mundo consuma cada vez más combustibles fósiles, las
concentraciones de gases de efecto invernadero seguirán aumentando, y la temperatura media de
la superficie de la Tierra aumentará con ellos. Sobre la base de escenarios de emisión plausibles, la
temperatura media de la superficie podría aumentar entre 2°C y 6°C a finales del siglo XXI. Parte de
este calentamiento se producirá incluso si se reducen las futuras emisiones de gases de efecto
invernadero, porque el sistema terrestre aún no se ha ajustado completamente a los cambios
ambientales que ya hemos realizado.
¿Cómo responderá la Tierra al calentamiento de las temperaturas?
El impacto del calentamiento global es mucho mayor que el simple aumento de las temperaturas.
El calentamiento modifica los patrones de precipitación, amplifica la erosión costera, alarga la
temporada de crecimiento en algunas regiones, derrite los casquetes polares y los glaciares, y altera
los rangos de algunas enfermedades infecciosas. Algunos de estos cambios ya están ocurriendo.
EL CAMBIO CLIMÁTICO
Calentamiento Global
A lo largo de su larga historia, la Tierra se ha calentado y enfriado una y otra vez. El clima ha
cambiado cuando el planeta ha recibido más o menos luz solar debido a cambios sutiles en su órbita,
cuando la atmósfera o la superficie han cambiado, o cuando la energía del Sol ha variado. Pero en
el último siglo, otra fuerza ha comenzado a influir en el clima de la Tierra: la humanidad.
¿Cómo se compara este calentamiento con los cambios previos en el clima de la Tierra? ¿Cómo
podemos estar seguros de que los gases de efecto invernadero liberados por el hombre están
causando el calentamiento? ¿Cuánto más se calentará la Tierra? ¿Cómo responderá la Tierra?
Responder a estas preguntas es quizás el reto científico más importante de nuestro tiempo.
¿Qué es el calentamiento global?
El calentamiento global es el aumento inusualmente rápido de la temperatura media de la superficie
de la Tierra en el último siglo, debido principalmente a los gases de efecto invernadero liberados
por la quema de combustibles fósiles. La temperatura media de la superficie mundial aumentó de
0,6 a 0,9 grados centígrados entre 1906 y 2005, y la tasa de aumento de la temperatura casi se ha
duplicado en los últimos 50 años. Es seguro que las temperaturas subirán aún más.
A pesar de los altibajos de un año a otro, la temperatura media de la superficie del planeta está aumentando.
A principios del siglo XXI, la temperatura de la Tierra era aproximadamente 0,5 grados centígrados superior a
la media a largo plazo (1951-1980). (Figura de la NASA adaptada de Goddard Institute for Space Studies
Surface Temperature Analysis.)
El efecto invernadero natural de la Tierra
La temperatura de la Tierra comienza con el Sol. Aproximadamente el 30 por ciento de la luz solar
entrante es reflejada de nuevo al espacio por superficies brillantes como nubes y hielo. Del 70 por
ciento restante, la mayor parte es absorbida por la tierra y el océano, y el resto es absorbido por la
atmósfera. La energía solar absorbida es la que calienta nuestro planeta.
A medida que las rocas, el aire y los mares se calientan, irradian energía "calorífica" (radiación
infrarroja térmica). Desde la superficie, esta energía viaja a la atmósfera, donde gran parte de ella
es absorbida por el vapor de agua y los gases de efecto invernadero de larga vida, como el dióxido
de carbono y el metano.
Cuando absorben la energía que irradia de la superficie de la Tierra, las moléculas microscópicas de
agua o de gases de efecto invernadero se convierten en pequeños calentadores, como los ladrillos
de una chimenea, irradian calor incluso después de que el fuego se apaga. Irradian en todas las
direcciones. La energía que irradia hacia la Tierra calienta tanto la atmósfera inferior como la
superficie, mejorando el calentamiento que reciben de la luz solar directa.
Esta absorción y radiación de calor por la atmósfera -el efecto invernadero natural- es beneficioso
para la vida en la Tierra. Si no hubiera efecto invernadero, la temperatura media de la superficie de
la Tierra sería de -18°C en lugar de los cómodos 15°C que tiene hoy en día.
El mayor efecto invernadero
Lo que preocupa ahora a los científicos es que, en los últimos 250 años, los seres humanos han
aumentado artificialmente la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera a un
ritmo cada vez mayor, principalmente por la quema de combustibles fósiles, pero también por la
tala de bosques que absorben carbono. Desde que comenzó la Revolución Industrial en 1750, los
niveles de dióxido de carbono han aumentado casi 38 por ciento a partir de 2009 y los niveles de
metano han aumentado 148 por ciento.
El aumento de las concentraciones de dióxido de carbono (arriba) y metano (abajo) coincidió con el inicio de la Revolución
Industrial hacia 1750. Las mediciones de los núcleos de hielo antártico (líneas verdes) combinadas con mediciones
atmosféricas directas (líneas azules) muestran el aumento de ambos gases con el paso del tiempo. (Gráficos de la NASA
por Robert Simmon, basados en datos del Laboratorio de Paleoclimatología e Investigación del Sistema Terrestre de la
NOAA.)
La atmósfera actual contiene más moléculas de gases de efecto invernadero, por lo que una mayor
cantidad de la energía infrarroja emitida por la superficie termina siendo absorbida por la atmósfera.
Debido a que parte de la energía adicional de una atmósfera más cálida se irradia de vuelta a la
superficie, la temperatura de la superficie de la Tierra aumenta. Al aumentar la concentración de
gases de efecto invernadero, estamos haciendo de la atmósfera terrestre un invernadero más
eficiente.
¿En qué se diferencia el calentamiento de hoy del pasado?
La Tierra ha experimentado el cambio climático en el pasado sin la ayuda de la humanidad.
Conocemos los climas pasados debido a la evidencia dejada por los anillos de los árboles, las capas
de hielo en los glaciares, los sedimentos oceánicos, los arrecifes de coral y las capas de rocas
sedimentarias. Por ejemplo, las burbujas de aire en el hielo glacial atrapan pequeñas muestras de
la atmósfera de la Tierra, dando a los científicos una historia de gases de efecto invernadero que se
remonta a más de 800.000 años atrás. La composición química del hielo proporciona pistas sobre la
temperatura media global.
El hielo glacial y las burbujas de aire atrapadas en él (arriba) conservan un registro de 800.000 años de
temperatura y dióxido de carbono. La Tierra se ha movido en ciclos entre las edades de hielo (puntos bajos,
grandes anomalías negativas) y los cálidos interglaciares (picos). (Fotografía cortesía de National Snow & Ice
Data Center. Gráfico de la NASA por Robert Simmon, basado en datos de Jouzel et al., 2007.)
Usando esta antigua evidencia, los científicos han construido un registro de los climas pasados de la
Tierra, o "paleoclimas". El registro paleoclimático combinado con modelos globales muestra épocas
de glaciaciones pasadas, así como períodos aún más cálidos que los actuales. Pero el registro
paleoclimático también revela que el calentamiento climático actual está ocurriendo mucho más
rápidamente que en el pasado.
A medida que la Tierra se alejaba de las edades de hielo en los últimos millones de años, la
temperatura global aumentó un total de 4 a 7 grados centígrados a lo largo de unos 5.000 años. Sólo
en el último siglo, la temperatura ha subido 0,7 grados centígrados, aproximadamente diez veces
más rápido que la tasa media de calentamiento de la recuperación de la edad del hielo.
Las historias de temperatura a partir de datos paleoclimáticos (línea verde) comparados con la historia basada
en instrumentos modernos (línea azul) sugieren que la temperatura global es más cálida ahora de lo que ha
sido en los últimos 1.000 años, y posiblemente más larga. (Gráfico adaptado de Mann et al., 2008.)
Los modelos predicen que la Tierra se calentará entre 2 y 6 grados centígrados en el próximo siglo.
Cuando el calentamiento global ha ocurrido en varios momentos en los últimos dos millones de
años, le ha tomado al planeta alrededor de 5.000 años para calentarse 5 grados. El ritmo de
calentamiento previsto para el próximo siglo es al menos 20 veces más rápido. Esta tasa de cambio
es extremadamente inusual.
¿Es natural el calentamiento actual?
En la historia de la Tierra antes de la Revolución Industrial, el clima de la Tierra cambió debido a
causas naturales no relacionadas con la actividad humana. En la mayoría de los casos, el clima global
ha cambiado debido a las variaciones de la luz solar. Pequeños bamboleos en la órbita de la Tierra
alteraron cuando y donde cae la luz solar sobre la superficie de la Tierra. Las variaciones en el propio
Sol han aumentado y disminuido alternativamente la cantidad de energía solar que llega a la Tierra.
Las erupciones volcánicas han generado partículas que reflejan la luz solar, iluminando el planeta y
enfriando el clima. La actividad volcánica también ha aumentado, en el pasado profundo, los gases
de efecto invernadero a lo largo de millones de años, contribuyendo a episodios de calentamiento
global.
Estas causas naturales todavía están en juego hoy en día, pero su influencia es demasiado pequeña
o se producen con demasiada lentitud como para explicar el rápido calentamiento observado en las
últimas décadas. Sabemos esto porque los científicos vigilan de cerca las actividades naturales y
humanas que influyen en el clima con una flota de satélites e instrumentos de superficie.
Las estaciones meteorológicas remotas (izquierda) y los satélites en órbita (derecha) ayudan a los científicos
a monitorear las causas y efectos del calentamiento global. Imágenes cortesía de la Red de la NOAA para la
Detección de Cambios en la Composición Atmosférica (izquierda) y el Laboratorio de Visualización Ambiental
(derecha).
Los satélites de la NASA registran una serie de signos vitales, incluyendo aerosoles atmosféricos
(partículas de fuentes naturales y actividades humanas, como fábricas, incendios, desiertos y
volcanes en erupción), gases atmosféricos (incluidos los gases de efecto invernadero), energía
irradiada de la superficie de la Tierra y del Sol, cambios en la temperatura de la superficie de los
océanos, el nivel del mar a nivel mundial, la extensión de las capas de hielo, los glaciares y el hielo
del mar, el crecimiento de las plantas, las precipitaciones, la estructura de las nubes, y más.
Sobre el terreno, muchos organismos y países apoyan las redes de estaciones de vigilancia
meteorológica y climática que mantienen registros de la temperatura, las precipitaciones y la
profundidad de la nieve, y boyas que miden las aguas superficiales y las temperaturas de las
profundidades oceánicas. En conjunto, estas mediciones proporcionan un registro cada vez mejor
de los eventos naturales y de la actividad humana de los últimos 150 años.
Los científicos integran estas mediciones en modelos climáticos para recrear las temperaturas
registradas en los últimos 150 años. Las simulaciones de modelos climáticos que consideran sólo la
variabilidad solar natural y los aerosoles volcánicos desde 1750 (omitiendo los aumentos
observados en los gases de efecto invernadero) son capaces de adaptarse a las observaciones de las
temperaturas globales sólo hasta aproximadamente 1950. A partir de ese momento, la tendencia
decenal en el calentamiento global de la superficie no puede explicarse sin incluir la contribución de
los gases de efecto invernadero añadidos por los seres humanos.
Aunque las personas han tenido el mayor impacto en nuestro clima desde 1950, los cambios
naturales en el clima de la Tierra también han ocurrido en los últimos tiempos. Por ejemplo, dos
erupciones volcánicas importantes, El Chichón en 1982 y Pinatubo en 1991, bombearon gas de
dióxido de azufre a la atmósfera. El gas se convirtió en diminutas partículas que permanecieron
durante más de un año, reflejando la luz del sol y dando sombra a la superficie de la Tierra. Las
temperaturas en todo el mundo bajaron durante dos o tres años.
Aunque los volcanes están activos en todo el mundo y siguen emitiendo dióxido de carbono como
en el pasado, la cantidad de dióxido de carbono que liberan es extremadamente pequeña en
comparación con las emisiones humanas. En promedio, los volcanes emiten entre 130 y 230
millones de toneladas de dióxido de carbono al año. Al quemar combustibles fósiles, la gente libera
más de 100 veces más, unos 26.000 millones de toneladas de dióxido de carbono, a la atmósfera
cada año (a partir de 2005). Como resultado, la actividad humana eclipsa cualquier contribución que
los volcanes hayan podido hacer al reciente calentamiento global.
Aunque la temperatura de la Tierra fluctúa naturalmente, la influencia humana en el clima ha eclipsado la
magnitud de los cambios naturales de temperatura en los últimos 120 años. Las influencias naturales sobre la
temperatura -El Niño, la variabilidad solar y los aerosoles volcánicos- han variado aproximadamente más o
menos 0,2° C (0,4° F), mientras que las influencias humanas han contribuido aproximadamente 0,8° C (1° F)
de calentamiento desde 1889. (Gráficos adaptados de Lean et al., 2008.)
Los cambios en el brillo del Sol pueden influir en el clima de una década a otra, pero un aumento de
la producción solar no es la explicación del calentamiento reciente. Los satélites de la NASA han
estado midiendo la potencia del Sol desde 1978. La energía total que irradia el Sol varía a lo largo
de un ciclo de 11 años. Durante los máximos solares, la energía solar es aproximadamente un 0,1
por ciento más alta en promedio que durante los mínimos solares.
Cada ciclo muestra sutiles diferencias en intensidad y duración. A principios de 2010, el brillo solar
desde 2005 ha sido ligeramente inferior, no superior, al mínimo de actividad solar de los últimos 11
años, que se produjo a finales de la década de 1990. Esto implica que el impacto del Sol entre 2005
y 2010 podría haber sido el de disminuir ligeramente el calentamiento que las emisiones de gases
de efecto invernadero por sí solas habrían causado.
El halo transparente conocido como la corona solar cambia entre el máximo solar (izquierda) y el mínimo solar
(derecha). (NASA Extreme Ultraviolet Telescope images from the SOHO Data Archive.)
Los científicos teorizan que puede haber una tendencia de varias décadas en la producción solar,
aunque si existe, todavía no se ha observado. Sin embargo, incluso si el Sol se volviera más brillante,
el patrón de calentamiento observado en la Tierra desde 1950 no coincide con el tipo de
calentamiento que el Sol causaría por sí solo. Cuando la energía del Sol está en su punto máximo
(máximos solares), las temperaturas tanto en la atmósfera inferior (troposfera) como en la superior
(estratosfera) se vuelven más cálidas.
Las mediciones por satélite de la irradiación solar total diaria (línea de luz) y mensual media (línea oscura)
desde 1979 no han detectado una tendencia clara a largo plazo. (Gráfico de la NASA por Robert Simmon,
basado en datos del Equipo Científico de ACRIM.)
En cambio, las observaciones muestran el patrón esperado de los efectos de los gases de efecto
invernadero: La superficie y la troposfera de la Tierra se han calentado, pero la estratosfera se ha
enfriado.
Las mediciones satelitales muestran calentamiento en la troposfera (atmósfera inferior, línea verde) pero
enfriamiento en la estratosfera (atmósfera superior, línea roja). Este patrón vertical es consistente con el
calentamiento global debido al aumento de los gases de efecto invernadero, pero inconsistente con el
calentamiento por causas naturales. (Gráfico de Robert Simmon, basado en datos de Sistemas de
Teledetección, patrocinado por el Programa de Clima y Cambio Global de la NOAA.)
La estratosfera se calienta durante los máximos solares porque la capa de ozono absorbe la luz
ultravioleta; más luz ultravioleta durante los máximos solares significa temperaturas más cálidas. El
agotamiento de la capa de ozono explica la mayor parte del enfriamiento de la estratosfera en las
últimas décadas, pero no puede explicarlo todo. El aumento de las concentraciones de dióxido de
carbono en la troposfera y en la estratosfera contribuye a la refrigeración de la estratosfera.
¿Cuánto más se calentará la Tierra?
Para explorar más a fondo las causas y los efectos del calentamiento global y para predecir el
calentamiento futuro, los científicos construyen modelos climáticos - simulaciones computarizadas
del sistema climático. Los modelos climáticos están diseñados para simular las respuestas e
interacciones de los océanos y la atmósfera, y para tener en cuenta los cambios en la superficie
terrestre, tanto naturales como inducidos por el hombre. Cumplen con las leyes fundamentales de
la física -conservación de la energía, la masa y el impulso- y dan cuenta de docenas de factores que
influyen en el clima de la Tierra.
Aunque los modelos son complicados, las pruebas rigurosas con datos del mundo real los convierten
en herramientas poderosas que permiten a los científicos explorar nuestra comprensión del clima
en formas que de otra manera no serían posibles. Al experimentar con los modelos, eliminando los
gases de efecto invernadero emitidos por la quema de combustibles fósiles o cambiando la
intensidad del Sol para ver cómo cada uno influye en el clima, los científicos utilizan los modelos
para comprender mejor el clima actual de la Tierra y predecir el clima futuro.
Los modelos predicen que a medida que el mundo consuma cada vez más combustibles fósiles, las
concentraciones de gases de efecto invernadero seguirán aumentando, y la temperatura media de
la superficie de la Tierra aumentará con ellos. Basándose en una serie de escenarios de emisión
plausibles, la temperatura media de la superficie podría aumentar entre 2°C y 6°C a finales del siglo
XXI.
Las simulaciones de los modelos del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático
estiman que la Tierra se calentará entre dos y seis grados centígrados en el próximo siglo, dependiendo de la
rapidez con que crezcan las emisiones de dióxido de carbono. Los escenarios que asumen que la gente
quemará más y más combustible fósil proporcionan las estimaciones en el extremo superior del rango de
temperatura, mientras que los escenarios que asumen que las emisiones de gases de efecto invernadero
crecerán lentamente ofrecen predicciones de temperatura más bajas. La línea naranja proporciona una
estimación de las temperaturas globales si los gases de efecto invernadero se mantienen en los niveles del
año 2000. (©2007 IPCC WG1 AR-4.)
Retroalimentación climática
Los gases de efecto invernadero son sólo una parte de la historia cuando se trata del calentamiento
global. Los cambios en una parte del sistema climático pueden causar cambios adicionales en la
forma en que el planeta absorbe o refleja la energía. Estos cambios secundarios se denominan
retroalimentación climática, y podrían más que duplicar la cantidad de calentamiento causado por
el dióxido de carbono solamente. Las principales reacciones se deben a la nieve y el hielo, el vapor
de agua, las nubes y el ciclo del carbono.
Nieve y hielo
Quizás la retroalimentación más conocida proviene del derretimiento de la nieve y el hielo en el
Hemisferio Norte. El calentamiento de las temperaturas ya está derritiendo un creciente porcentaje
del hielo marino del Ártico, exponiendo el agua oscura del océano durante la perpetua luz solar del
verano. La cubierta de nieve en la tierra también está disminuyendo en muchas áreas. En ausencia
de nieve y hielo, estas áreas pasan de tener superficies brillantes que reflejan la luz solar y enfrían
el planeta a tener superficies oscuras que absorben la luz solar y que traen más energía al sistema
terrestre y causan más calentamiento.
El glaciar Athabasca de Canadá se ha reducido
unos 15 metros por año. En los últimos 125
años, el glaciar ha perdido la mitad de su
volumen y ha retrocedido más de 1,5
kilómetros. A medida que los glaciares
retroceden, el hielo marino desaparece y la
nieve se derrite más temprano en la
primavera, la Tierra absorbe más luz solar de
la que absorbería si la nieve y el hielo
reflejantes permanecieran. (Fotografía
©2005 Hugh Saxby.)
Vapor de agua
La mayor retroalimentación es el vapor de agua. El vapor de agua es un fuerte gas de efecto
invernadero. De hecho, debido a su abundancia en la atmósfera, el vapor de agua causa cerca de
dos tercios del calentamiento del invernadero, un factor clave para mantener las temperaturas en
el rango habitable en la Tierra. Pero a medida que las temperaturas se calientan, más vapor de agua
se evapora de la superficie a la atmósfera, donde puede hacer que las temperaturas suban más.
La pregunta que se hacen los científicos es, ¿cuánto vapor de agua habrá en la atmósfera en un
mundo en calentamiento? La atmósfera tiene actualmente un equilibrio medio entre la
concentración de vapor de agua y la temperatura. A medida que las temperaturas se calientan, la
atmósfera se vuelve capaz de contener más vapor de agua, por lo que las concentraciones de vapor
de agua suben para recuperar el equilibrio. ¿Se mantendrá esta tendencia a medida que las
temperaturas continúen subiendo?
La cantidad de vapor de agua que entra en la atmósfera determina en última instancia la cantidad
de calentamiento adicional que se producirá debido a la retroalimentación del vapor de agua. La
atmósfera responde rápidamente a la retroalimentación del vapor de agua. Hasta ahora, la mayor
parte de la atmósfera ha mantenido un equilibrio casi constante entre la temperatura y la
concentración de vapor de agua, ya que las temperaturas han aumentado en las últimas décadas.
Si esta tendencia continúa, y muchos modelos dicen que así será, el vapor de agua tiene la capacidad
de duplicar el calentamiento causado sólo por el dióxido de carbono.
Nubes
Estrechamente relacionado con la retroalimentación del vapor de agua está la retroalimentación de
la nube. Las nubes causan enfriamiento al reflejar la energía solar, pero también causan
calentamiento al absorber energía infrarroja (como los gases de efecto invernadero) de la superficie
cuando están sobre áreas que son más cálidas de lo que son. En nuestro clima actual, las nubes
tienen un efecto de enfriamiento en general, pero eso podría cambiar en un ambiente más cálido.
Si las nubes se vuelven más brillantes, o la extensión geográfica de las nubes brillantes se expande,
tenderán a enfriar la superficie de la Tierra. Las nubes pueden volverse más brillantes si converge
más humedad en una región en particular o si entran más partículas finas (aerosoles) en el aire. Si
se forman menos nubes brillantes, contribuirá al calentamiento de la retroalimentación de la nube.
Las nubes pueden enfriar el planeta
(reflejando la luz visible del sol) y calentarlo
(absorbiendo la radiación de calor emitida por
la superficie). En general, las nubes refrescan
ligeramente la Tierra. (Fotografía del
astronauta de la NASA STS31-E-9552, cortesía
del Laboratorio de Observación de la Tierra
del Centro Espacial Johnson.)
Las nubes, como los gases de efecto invernadero, también absorben y vuelven a emitir energía
infrarroja. Las nubes bajas y cálidas emiten más energía que las nubes altas y frías. Sin embargo, en
muchas partes del mundo, la energía emitida por las nubes bajas puede ser absorbida por el
abundante vapor de agua que hay sobre ellas. Además, las nubes bajas a menudo tienen casi las
mismas temperaturas que la superficie de la Tierra, y por lo tanto emiten cantidades similares de
energía infrarroja. En un mundo sin nubes bajas, la cantidad de energía infrarroja emitida que
escapa al espacio no sería muy diferente de un mundo con nubes bajas.
Las nubes emiten radiación térmica infrarroja
(calor) en proporción a su temperatura, la cual
está relacionada con la altitud. Esta imagen
muestra el Hemisferio Occidental en el infrarrojo
térmico. Las superficies cálidas del océano y de la
tierra son blancas y de color gris claro; las nubes
frías y de bajo nivel son de color gris medio; y las
nubes frías y de gran altitud son de color gris
oscuro y negro. (Imagen de la NASA cortesía del
Proyecto Ciencia GOES.)
Sin embargo, las nubes altas y frías se forman en una parte de la atmósfera donde el vapor de agua
que absorbe la energía es escaso. Estas nubes atrapan (absorben) energía proveniente de la
atmósfera inferior y emiten poca energía al espacio debido a sus temperaturas frígidas. En un
mundo con nubes altas, una cantidad significativa de energía que de otra manera escaparía al
espacio es capturada en la atmósfera. Como resultado, las temperaturas globales son más altas que
en un mundo sin nubes altas.
Si las temperaturas más cálidas resultan en una mayor cantidad de nubes altas, entonces se emitirá
menos energía infrarroja al espacio. En otras palabras, más nubes altas aumentarían el efecto
invernadero, reduciendo la capacidad de la Tierra para enfriarse y haciendo que las temperaturas
se calentaran.
Los científicos no están del todo seguros de dónde y hasta qué punto las nubes terminarán
amplificando o moderando el calentamiento, pero la mayoría de los modelos climáticos predicen
una ligera retroalimentación positiva general o amplificación del calentamiento debido a la
reducción de la baja cobertura de nubes. Un estudio observacional reciente encontró que se
formaron menos nubes bajas y densas sobre una región del Océano Pacífico cuando las
temperaturas se calentaron, lo que sugiere una retroalimentación positiva de las nubes en esta
región como predijeron los modelos. Sin embargo, la evidencia observacional directa es limitada, y
las nubes siguen siendo la mayor fuente de incertidumbre -aparte de las opciones humanas para
controlar los gases de efecto invernadero- para predecir cuánto cambiará el clima.
El Ciclo del Carbono
El aumento de las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera y el calentamiento de las
temperaturas están provocando cambios en el ciclo natural del carbono de la Tierra que también
pueden influir en la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera. Por ahora, principalmente
el agua del océano, y hasta cierto punto los ecosistemas terrestres, están absorbiendo cerca de la
mitad de nuestras emisiones de combustibles fósiles y biomasa. Este comportamiento retarda el
calentamiento global al disminuir la tasa de aumento del dióxido de carbono atmosférico, pero esa
tendencia podría no continuar. Las aguas oceánicas más cálidas retendrán menos carbono disuelto,
dejando más en la atmósfera.
Alrededor de la mitad del dióxido de carbono emitido al aire por la quema de combustibles fósiles se disuelve
en el océano. Este mapa muestra la cantidad total de dióxido de carbono producido por el hombre en el agua
del océano desde la superficie hasta el fondo del mar. Las áreas azules tienen cantidades bajas, mientras que
las regiones amarillas son ricas en dióxido de carbono antropogénico. Se producen grandes cantidades cuando
las corrientes transportan las aguas superficiales ricas en dióxido de carbono a las profundidades del océano.
(Mapa adaptado de Sabine et al., 2004.)
En tierra, los cambios en el ciclo del carbono son más complicados. Bajo un clima más cálido, los
suelos, especialmente la descongelación de la tundra ártica, podrían liberar a la atmósfera dióxido
de carbono o metano atrapado. El aumento de la frecuencia de incendios y las infestaciones de
insectos también liberan más carbono a medida que los árboles se queman o mueren y se pudren.
Por otro lado, el dióxido de carbono adicional puede estimular el crecimiento de las plantas en
algunos ecosistemas, permitiendo que estas plantas eliminen más carbono de la atmósfera. Sin
embargo, este efecto puede reducirse cuando el crecimiento de la planta está limitado por el agua,
el nitrógeno y la temperatura. Este efecto también puede disminuir a medida que el dióxido de
carbono aumenta hasta niveles que se saturan para la fotosíntesis. Debido a estas complicaciones,
no está claro cuánto más pueden sacar las plantas de dióxido de carbono de la atmósfera y por
cuánto tiempo podrían seguir haciéndolo.
El impacto del cambio climático en el ciclo del carbono terrestre es extremadamente complejo, pero
en conjunto, los sumideros de carbono terrestre serán menos eficientes a medida que las plantas
alcancen la saturación, donde ya no pueden absorber dióxido de carbono adicional, y se produzcan
otras limitaciones al crecimiento, y a medida que la tierra comience a añadir más carbono a la
atmósfera debido al calentamiento del suelo, los incendios y las infestaciones de insectos. Esto
resultará en un aumento más rápido del dióxido de carbono atmosférico y un calentamiento global
más rápido. En algunos modelos climáticos, la retroalimentación del ciclo del carbono tanto de la
tierra como del océano agrega más de un grado Celsius a las temperaturas globales para el año
2100.
Escenarios de emisión
Los científicos predicen el rango de aumento probable de la temperatura ejecutando muchos
escenarios futuros posibles a través de modelos climáticos. Aunque parte de la incertidumbre en los
pronósticos climáticos proviene de un conocimiento imperfecto de las retroalimentaciones
climáticas, la fuente más significativa de incertidumbre en estas predicciones es que los científicos
no saben qué decisiones tomará la gente para controlar las emisiones de gases de efecto
invernadero.
Las estimaciones más altas se basan en el supuesto de que el mundo entero seguirá utilizando cada
vez más combustibles fósiles per cápita, un escenario que los científicos llaman "business as usual".
Estimaciones más modestas provienen de escenarios en los que las tecnologías amigables con el
medio ambiente, como las celdas de combustible, los paneles solares y la energía eólica, reemplazan
gran parte de la combustión actual de combustibles fósiles.
Se necesitan décadas o siglos para que la Tierra reaccione plenamente al aumento de los gases de
efecto invernadero. El dióxido de carbono, entre otros gases de efecto invernadero, permanecerá
en la atmósfera mucho después de que se reduzcan las emisiones, lo que contribuirá a un
calentamiento continuo. Además, a medida que la Tierra se ha ido calentando, gran parte del exceso
de energía se ha destinado a calentar las capas superiores del océano. Como una botella de agua
caliente en una noche fría, el océano caliente continuará calentando la atmósfera inferior mucho
después de que los gases de efecto invernadero hayan dejado de aumentar.
Estas consideraciones significan que la gente no verá inmediatamente el impacto de la reducción de
las emisiones de gases de efecto invernadero. Incluso si las concentraciones de gases de efecto
invernadero se estabilizaran hoy en día, el planeta seguiría calentándose a unos 0,6°C durante el
próximo siglo debido a los gases de efecto invernadero que ya se encuentran en la atmósfera.
Ver El Gran Cubo de Calor de la Tierra, Corregir el Enfriamiento del Océano, y Preguntas y Respuestas
sobre el Clima: Si dejáramos de emitir gases de efecto invernadero inmediatamente, ¿se detendría
el calentamiento global? para aprender más sobre el calor del océano y el calentamiento global.
¿Cómo cambiará el calentamiento global la Tierra?
El impacto del aumento de la temperatura de la superficie es significativo en sí mismo. Pero el
calentamiento global tendrá efectos adicionales y de largo alcance en el planeta. El calentamiento
modifica los patrones de precipitación, amplifica la erosión costera, alarga la temporada de
crecimiento en algunas regiones, derrite los casquetes polares y los glaciares, y altera los rangos de
algunas enfermedades infecciosas. Algunos de estos cambios ya están ocurriendo.
El calentamiento global cambiará los
principales patrones climáticos,
posiblemente prolongando e
intensificando la actual sequía en el
suroeste de Estados Unidos. El anillo
blanco de roca blanqueada en los
antiguos acantilados rojos que sostienen
el lago Powell indica la caída del nivel del
agua durante la última década, el
resultado de los repetidos inviernos con
poca nevada. (Fotografía ©2006
Tigresblanco.)
Cambio de clima
Para la mayoría de los lugares, el calentamiento global resultará en días calurosos más frecuentes y
menos días fríos, y el mayor calentamiento ocurrirá en la tierra. Las olas de calor más largas e
intensas serán más comunes. Las tormentas, inundaciones y sequías serán generalmente más
severas a medida que cambien los patrones de precipitación. Los huracanes pueden aumentar su
intensidad debido a las temperaturas más cálidas de la superficie del océano.
Además de aumentar las temperaturas, es probable que el calentamiento global provoque tormentas más
grandes y destructivas, lo que provocará un aumento general de las precipitaciones. Con algunas excepciones,
los trópicos probablemente recibirán menos lluvia (naranja) a medida que el planeta se calienta, mientras que
las regiones polares recibirán más precipitaciones (verde). Las áreas blancas indican que menos de dos tercios
de los modelos climáticos acordaron cómo cambiará la precipitación. Las áreas de grapado revelan que más
del 90 por ciento de los modelos acordados. (©2007 IPCC WG1 AR-4.)
Es imposible atribuir un solo evento meteorológico inusual al calentamiento global, pero la
evidencia emergente sugiere que el calentamiento global ya está influyendo en el clima. Las olas de
calor, las sequías y las lluvias intensas han aumentado en frecuencia durante los últimos 50 años, y
el calentamiento global inducido por los seres humanos es más probable que no contribuya a esta
tendencia.
Subida del nivel del mar
El clima no es lo único que impactará el calentamiento global: el aumento del nivel del mar
erosionará las costas y causará inundaciones costeras más frecuentes. Algunas naciones insulares
desaparecerán. El problema es grave porque hasta el 10 por ciento de la población mundial vive en
áreas vulnerables a menos de 10 metros (unos 30 pies) sobre el nivel del mar.
Entre 1870 y 2000, el nivel del mar aumentó en 1,7 milímetros por año en promedio, para un
aumento total del nivel del mar de 221 milímetros (0,7 pies u 8,7 pulgadas). Y la tasa de aumento
del nivel del mar se está acelerando. Desde 1993, los satélites de la NASA han demostrado que el
nivel del mar está subiendo más rápidamente, unos 3 milímetros por año, para un aumento total
del nivel del mar de 48 milímetros (0,16 pies o 1,89 pulgadas) entre 1993 y 2009.
El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) estima que el nivel del
mar aumentará entre 0,18 y 0,59 metros (0,59 a 1,9 pies) para 2099 a medida que el calentamiento
del agua del mar se expanda y los glaciares de montaña y polares se derritan. Sin embargo, estas
predicciones de cambios en el nivel del mar pueden estar subestimadas, ya que no tienen en cuenta
ningún aumento en la velocidad a la que se están derritiendo las principales capas de hielo del
mundo. A medida que suben las temperaturas, el hielo se derrite más rápidamente. Las mediciones
de los satélites revelan que las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida Occidental están
perdiendo unos 125.000 millones de toneladas de hielo al año, lo suficiente para elevar el nivel del
mar en 0,35 milímetros (0,01 pulgadas) al año. Si el derretimiento se acelera, el aumento del nivel
del mar podría ser significativamente mayor.
El nivel del mar subió unos 20 centímetros (7,9 pulgadas) durante el siglo XX. Se prevé que el nivel del mar
aumente entre 18 y 59 cm (7,1 y 23 pulgadas) en el próximo siglo, aunque el aumento podría ser mayor si las
capas de hielo de Groenlandia y la Antártida se derriten más rápidamente de lo previsto. El aumento del nivel
del mar erosionará las costas y causará inundaciones más frecuentes. (Gráfico ©2007 Robert Rohde.)
Impacto en los ecosistemas
Más importante aún, quizás, es que el calentamiento global ya está ejerciendo presión sobre los
ecosistemas, las plantas y los animales que coexisten en una zona climática en particular, tanto en
tierra como en el océano. Las temperaturas más cálidas ya han cambiado la temporada de
crecimiento en muchas partes del mundo. La temporada de crecimiento en algunas partes del
hemisferio norte se prolongó dos semanas más en la segunda mitad del siglo XX. La primavera llega
antes en ambos hemisferios.
Este cambio en la temporada de crecimiento afecta al ecosistema en general. Los animales
migratorios tienen que empezar a buscar fuentes de alimento antes. El cambio en las estaciones
puede estar causando ya que los ciclos de vida de los polinizadores, como las abejas, estén fuera de
sincronía con las plantas y árboles en floración. Este desajuste puede limitar la capacidad de
supervivencia y reproducción tanto de los polinizadores como de las plantas, lo que reduciría la
disponibilidad de alimentos a lo largo de la cadena alimentaria.
Las temperaturas más cálidas también prolongan la temporada de crecimiento. Esto significa que
las plantas necesitan más agua para seguir creciendo durante toda la temporada o se secarán, lo
que aumenta el riesgo de pérdida de cultivos e incendios forestales. Una vez que termina la
temporada de crecimiento, los inviernos más cortos y suaves no logran matar a los insectos latentes,
lo que aumenta el riesgo de infestaciones grandes y dañinas en las temporadas subsiguientes.
En algunos ecosistemas, las temperaturas máximas diarias pueden superar la tolerancia de las
plantas o animales autóctonos. Para sobrevivir a las temperaturas extremas, tanto las plantas como
los animales marinos y terrestres han comenzado a migrar hacia los polos. Aquellas especies, y en
algunos casos ecosistemas enteros, que no pueden migrar o adaptarse rápidamente, se enfrentan
a la extinción. El IPCC estima que entre el 20 y el 30 por ciento de las especies de plantas y animales
estarán en peligro de extinción si las temperaturas suben más de 1,5° a 2,5°C.
Impacto en las personas
Los cambios en el clima y los ecosistemas también afectarán más directamente a las personas. Los
más afectados serán los que viven en las zonas costeras bajas y los residentes de los países más
pobres que no tienen los recursos para adaptarse a los cambios en las temperaturas extremas y los
recursos hídricos. A medida que se amplíen las zonas de temperatura tropical, el alcance de algunas
enfermedades infecciosas, como el paludismo, cambiará. Las lluvias y huracanes más intensos y el
aumento del nivel del mar provocarán inundaciones más graves y la pérdida potencial de bienes y
vidas.
Una consecuencia inevitable del
calentamiento global es el aumento del
nivel del mar. Ante el aumento del nivel del
mar y la intensificación de las tormentas,
las comunidades costeras corren un mayor
riesgo de sufrir una rápida erosión de las
playas a causa de tormentas destructivas
como la intensa tormenta del noreste de
abril de 2007, que causó estos daños.
(Fotografía ©2007 metimbers2000.)
Los veranos más calurosos y los incendios más frecuentes provocarán más casos de insolación y
muertes, así como niveles más altos de ozono y humo cerca de la superficie, lo que provocaría más
días de calidad del aire con un código rojo. Las sequías intensas pueden conducir a un aumento de
la desnutrición. A mayor escala, el agua dulce se volverá más escasa, especialmente durante el
verano, a medida que los glaciares de montaña desaparezcan, particularmente en Asia y en partes
de América del Norte.
Por otro lado, podría haber "ganadores" en algunos lugares. Por ejemplo, mientras el aumento de
la temperatura media mundial se mantenga por debajo de los 3 grados centígrados, algunos
modelos predicen que la producción mundial de alimentos podría aumentar debido a la
prolongación de la temporada de cultivo en las latitudes medias y altas, siempre que se disponga de
recursos hídricos adecuados. Sin embargo, el mismo pequeño cambio de temperatura reduciría la
producción de alimentos en las latitudes más bajas, donde muchos países ya se enfrentan a la
escasez de alimentos. En general, la mayoría de las investigaciones sugieren que los impactos
negativos de un clima cambiante superan con creces los impactos positivos. La civilización actual -
la agricultura y la distribución de la población- se ha desarrollado sobre la base del clima actual.
Cuanto más cambia el clima, y cuanto más rápidamente cambia, mayor es el costo de la adaptación.
En última instancia, el calentamiento global afectará a la vida en la Tierra de muchas maneras, pero
el alcance del cambio depende en gran medida de nosotros. Los científicos han demostrado que las
emisiones humanas de gases de efecto invernadero están elevando las temperaturas globales, y
muchos aspectos del clima están respondiendo al calentamiento de la forma en que los científicos
predijeron que lo harían. Esto ofrece esperanza. Dado que la gente está causando el calentamiento
global, la gente puede mitigar el calentamiento global si actúa a tiempo. Los gases de efecto
invernadero son de larga vida, por lo que el planeta continuará calentándose y los cambios
continuarán ocurriendo en el futuro, pero el grado en que el calentamiento global cambie la vida en
la Tierra depende de nuestras decisiones ahora.