El calentamiento de la Tierra

Un resumen basado en los resultados publicados en el cuarto informe de IPCC (AR4) respecto al estado de nuestro sistema climático.

 El informe mundial del clima 2007

Coincidencialmente, los expertos del clima del mundo presentaron el cuarto informe de la evaluación de nuestro sistema climático poco después de un invierno Europeo muy cálido. Como si el tiempo quisiera darnos una idea de cómo el futuro del clima podría ser. Desde ese momento el tema domina los titulares más que nunca, porque llega a ser muy claro en el informe: No hay tiempo para esperar para medidas radicales.
 

La mayor parte de nosotros, no importa si niños, adolescentes o adultos, están actualmente percatándose que la relación de la naturaleza y la cultura humana está unida en una sola. No sólo la naturaleza amenaza las condiciones de la vida humana, sino que el estilo de vida humano influye cada vez mas nuestro ambiente a escala mundial. El cuarto informe del clima mundial resume lo qué científicos observan y cuáles son sus proyecciones. Nosotros ilustramos en tres textos los hechos más importantes y miramos también, en el humano presente, el cambio climático contra el trasfondo de la historia de la Tierra.

 ¿Qué medimos y qué sentimos?

Nosotros no podemos concluir fácilmente del cambio climático diario, si la situación en la atmósfera alrededor de nosotros es normal o anormal.
 

Podemos considerar como normal cuando la sucesión de acontecimientos del clima es, con el paso de los años, bastante semejante a la que la humanidad experimentó durante los últimos siglos en este planeta, incluyendo todos los acontecimientos extremos de tiempo. ¿Pero, qué no es normal? ¿Cuando cambia el clima o cuando ocurren cambios climáticos, es decir, la totalidad del clima observado, al menos, en los pasados 30 años?
  

2. Si incluimos en este diagrama los valores diarios máximos (rojo) y los valores mínimos (azul) del año 2006 vemos, que tal cambio de clima de cerca de 0.2°C por década sólo puede ser experimentado en la observación del tiempo diario.
Data: kimadiagramme.de, Gráfico y foto: wetteronline.de, Elmar Uherek 
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 El clima está cambiando

Pero: ¿Cómo podemos estar seguros, que tales cambios son realmente una tendencia, de que el clima esta cambiando? Los observadores del tiempo tienen acceso a una base de datos global extensa. 

Cuál es el significado de estadística?
Hay algunos juegos de mesa en los que los dados juega un papel. En los lados de un dados los números de 1 a 6 son esparcidos. En algunos juegos es bastante ventajoso tirar un 6.
 

Cuando yo tengo un día muy afortunado, 15 de 60 tiros pueden ser un 6. Eso es ciertamente más que  10 veces lo que yo habría esperado en el promedio. Pero al día siguiente quizás sea sólo 8 de 60. Y si hago esto sobre años, los días afortunados y menos afortunados pesarán más. Eso es lo que llamamos una distribución estadística. Sin embargo, si uno de mis compañero de equipo tiene un dado, que muestra 2000 veces el 6 en 6000 tiros, entonces debo pensar bien si los dados están marcados.  
 

Esta simple consideración es pertinente para la declaración del informe más importante en el estado de nuestro clima, que es publicado por expertos de todo el mundo: El Clima está cambiando. No dice mucho acerca del clima, si hay un invierno tibio en Francia este año o una primavera fresca en el Pakistán, de si la temperatura en Colonia es 0.6°C por encima de la media en Octubre.
  

Los científicos miden la temperatura media global. Hacemos esto desde 1850. El resultado de estas medidas es: 11 de los años más calientes desde 1850 estuvieron en el período de los últimos 12 años, de 1995 a 2006. En el informe anterior del clima en 2001 hemos estado todavía un poco inseguros si esta tendencia es fija. Hoy sabemos: los dados están marcados. Nuestro clima global se sale claramente de la gama de las oscilaciones estadísticas que tuvimos en el, hasta ahora, fijo período interglacial de los últimos 10.000 años. El clima está cambiando. 

 La tendencia de la temperatura

La tendencia observada de la temperatura puede ser ilustrada con el gráfico siguiente. La temperatura en la superficie de la Tierra aumentó durante los recientes 100 años (1906-2005) alrededor de 0,56 – 0,92°C (mejor estimación: 0,74°C).

Este aumento de la temperatura no es constante, se está acelerando. Si tomamos los valores medidos de los recientes 50 años como una base para el aumento 1956 a 2055 terminariamos en un aumento medio de 1.3°C por 100 años.

Ahora sabemos, que el calentamiento global se acelerará aún más durante los próximos 50 años. Esto es porque la cantidad del bióxido de carbono en el aire el cual contribuye significativamente a este calentamiento aumentó sobre los últimos 50 años y continúa  aumentando. 
Basados en la tendencia de los últimos 50 años podemos estar bastante seguros que en 2055 miraremos hacia atrás a un calentamiento de más de 1.3°C sobre los últimos 100 años. En este momento, el mundo será probablemente 1.5°C más caliente que antes de la industrialización (1750). El inicio de la industrialización se toma generalmente como un valor de referencia, desde que en este momento el clima del mundo no era afectado por la actividad humana.
 

 Sensibilidad del Clima

De los cambios observados podemos estimar que nuestro mundo llegó a ser cerca de 0.13°C más caliente por década y esta tendencia aumenta. Para los próximos dos décadas los modelos del clima esperan un calentamiento de cerca del 0.2°C por década. (Observamos esto por ejemplo en Colonia).

Para estimaciones a largo plazo, llamada "sensibilidad del clima" ha sido intensamente discutida. La sensibilidad del clima es definida como el calentamiento de la superficie de la Tierra que se espera por duplicar la tasa de bióxido de carbono en la atmósfera (del valor preindustrial de 280 ppm a 560 ppm*). Informamos que hay incertidumbres grande en esto (ver ACCENT especial Julio 2005). La investigación de los años recientes estima que ahora el planeta Tierra se calentaría en este caso por alrededor de 2 – 4.5°C, pero por lo menos en 1.5°C. Un valor de 3°C sería la mejor estimación.

Tenemos que considerar dos cosas: Nosostros ya aumentamos la concentración de bióxido de carbono en la atmósfera de 280 a 380 ppm con alta velocidad en particular durante los últimos 50 años y lo seguimos haciendo sin parar. No es improbable alcanzar un valor de 560 ppm antes del año 2100.  

Al mismo tiempo los expertos concuerdan que los cambios en el clima mundial debido a un aumento de 2°C en la temperatura comparado a los valores preindustriales (0.8°C actuales) tendrán consecuencias severas, pero pueden ser manejadas todavía. Para más de 2°C se esperan consecuencias dramáticas (inundando regiones costeras, inundaciones debido a fuertes aguaceros, más sequías, tempestades más fuertes, olas de calor difíciles de soportar, severas consecuencias políticas y sociales debido a grandes movimientos migratorios en la población mundial, causado por el escape de regiones inhabitables). El artículo "investigación 2" hablarán acerca de las consecuencias del aumento de la temperatura.

 El enfriamiento por partículas y nubes

El efecto invernadero es el principal causante del calentamiento global. Sin embargo, hay otros factores del clima que trabajan en sentido contrario y causando un enfriamiento. Estos son principalmente efectos que son inducidos por partículas líquidas y sólidas en el aire (llamadas aerosoles), e indirectamente, relacionado a los aerosoles, el efecto de dispersión de fondo de la nubosidad creciente.

Gracias a intensiva investigación en los últimos 6 años sabemos ahora más acerca de estos efectos que en el tiempo del último informe de IPCC en 2001. Sin embargo, las incertidumbres son todavía altas. En cualquier caso nosotros podemos decir que sin esta refrigeración, el calentamiento global sería claramente más intenso que el que observamos ahora. Si las partículas previenen que más energía solar alcance el suelo, en muchos casos también es un efecto causado por los humanos. Es decir: la contaminación atmósferica o el smog. Tal apoyo contra el efecto invernadero no es sano.

 ¿Qué es forzamiento radiactivo?

Las perturbaciones que influyen nuestro sistema climático (por ejemplo: el incremento de concentraciones de los gases invernaderos o nubosidades) tienen un impacto en el presupuesto de la radiación en el sistema de la superficie de la Tierra y la atmósfera más baja (troposfera).
 

El flujo de la energía por unidad tiempo medido en Vatios o Watts (1 W = 1 J/s) para cada metro cuadrado de la Tierra es llamado forzamiento radiactivo (RF). Si este parámetro Rf  (W / m²) es positivo, factores del clima  (por ejemplo para el bióxido de carbono y otros gases invernaderos) contribuye a un calentamiento de nuestro planeta. Si es negativo,  otros factores (por ejemplo aerosoles) tiende a enfriarlo.

En el gráfico a la derecha vemos dos columnas con factores de clima. La columna izquiera muestra los factores que tienen un impacto de calentamiento, los del lado derecho son factores que tienen un impacto de enfriamiento. Vemos el papel dominante del bióxido de carbono de los gases invernaderos, el metano (CH₄), óxido nitroso (N2O) y los compuestos orgánicos de halógeno  (en particular cloroflourocarbonos). El ozono juega un doble papel, por una parte el ozono aumenta cerca de la superficie y, por otro lado el ozono estratosférico en la capa de ozono es agotado. 

Vemos que los efectos de enfriamiento de partículas en el aire y la formación adicional de nubes causan un enfriamiento fuerte. Pero ellos no compensan el calentamiento global. Sin embargo, en particular para estos factores de enfriamiento estamos bastante inseguros sobre su dimensión. Por lo tanto una gama ancha de la incertidumbre es dada. Expresamos esto en el gráfico de abajo. Esta incertidumbre es tan grande, que en el caso más extremo nosotros podríamos asumir que en el calentamiento global pesa más los efectos de enfriamiento. Pero esto no está de acuerdo con nuestras observaciones. Si vemos estos factores, necesitamos tener presente: Es mucho más fácil de prevenir la contaminación atmosférica, que quitar el bióxido de carbono. Esto significa que los factores de enfriamiento son  impactos parcialmente cortos y enmascaran el calentamiento sólo temporalmente.

 La responsabilidad de los humanos

Las observaciones presentes no pueden ser explicadas de procesos naturales sin la interacción humana. En una discusión que seguía aún hasta hace 10 años esta pregunta surgió: ¿Es la humanidad responsable del calentamiento global? ¿O es debido a oscilaciones naturales en el clima del plantea o irradiación solar cambiante?.

Los expertos han sido, en la mayoría de los casos, muy cuidadosos al contestar esta pregunta debido al conocimiento limitado. Hoy, en 2007, la declaración es: La comprensión del calentamiento y enfriamiento antropogénico las influencias en el clima han mejorado desde que el Tercer Informe de Evaluación (TAR) fue publicado. Ahora los autores tienen la seguridad que el efecto neto global promediado de actividades humanas desde 1750 han sido causa del calentamiento.
 

11. Un mapa del World Resources Institute (WRI) muestra el tamaño de los países y continentes proporcionales a su contribución al calentamiento global en 2002. © WRI
¡Por favor haga clic en el mapa para una vista completa! 

 Estimaciones para el futuro

Esperamos que "el informe del clima mundial" no sólo sea una declaración acerca del estado actual sino también una vista al futuro. Basado en muchos modelos de clima diferentes los expertos estiman que en la década 2090 – 2099 será 1,1 – 6.4°C más tibio en la superficie de la Tierra en el promedio global que en el tiempo de la referencia 1980 – 1999. (Por favor considere, que entre 1900 y el tiempo de la referencia 1980 - 1999 un calentamiento de 0.5°C tuvo ya lugar.)
 

Esta estimación para el futuro cubre una extensa variedad de temperaturas. Esto es por dos razones. Primero, no todos los modelos de clima trabajan de la misma manera. Ellos son basados en suposiciones diferentes, los procesos matemáticos y las reacciones incluidas. Ninguno de los modelos puede simular el sistema del clima en su entera complejidad. Por lo tanto, las simplificaciones son necesarias, las cuales llevan a incertidumbres.
La otra razón es que el desarrollo técnico, político, demográfico y cultural en nuestro mundo hasta el año 2100 no puedan ser previstos.

(Vea también la edición de ACCENT edition on climate modelling.)
  

Para nuestro clima futuro hay una gran diferencia, si cambiamos a energías renovables rápidamente o lentamente, o si la población del mundo alcanza un máximo en 2050 o continúa creciendo, si los países en desarrollo progresan lentamente o rápidamente en su nivel tecnológico y si las naciones apuntan principalmente en soluciones locales o convergen en un mundo con un intercambio rápido.

La siguiente tabla muestra una vista general de los factores en que se basan los escenarios:

Las abreviaciones pueden ser descritas de la siguiente manera:

Famila A = economía básicamente no influenciada por la sostenibilidad
Famila B = economía que apunta a la sostenibilidad
Family 1 = La población del mundo disminuye después de un máximo en 2050
Family 2 = La población del mundo continúa creciendo (en A2 más rápido que en B2)
Variaciones T, B, FI = orientación de energía, T = renovables, B = mezcla, FI = fósil
 

En ninguno de los escenarios las restricciones basadas en acuerdos ambientales globales son contadas, tal como lo previsto por el protocolo de Kyoto o la convención del clima de las Naciones Unidas UNFCCC.

Vemos que la limitación del calentamiento global a un nivel soportable (debajo de 2°C ) es sólo posible en un mundo que converge con el progreso tecnológico rápidamente, disminuir la tasa de nacimiento en los países en desarrollo y un cambio a energías renovables. Esto es benificioso si la economía apunta a un desarrollo sostenible. 

* ppm (partes por millón) o ppb (las partes por billón, 1 billón = 1000 millones) es la proporción del número de moléculas de gas de un cierto gas (por ejemplo: el gas invernadero CO2) al número total de moléculas de aire seco. Por ejemplo: 300 ppm CO2 significa 300 moléculas del bióxido de carbono por 1 millón de moléculas de aire seco. 

Texto: Dr. Elmar Uherek (MPI - Chemistry Mainz)
Traducción: Leticia Reyes
Revisor científico y corrector linguístico : Dr. Juan Carlos Ortiz Royero (Universidad del Norte / Baranquilla, Colombia)