Tema4.El cambio climatico II.Evidencias

Escuela y Cambio Climático
Tema 4. El cambio climático II: Evidencias
TEMA 4
El cambio climático II: Evidencias
En los últimos años, el calentamiento global está teniendo un gran impacto en
las sociedades de todo el mundo. Sin embargo, desde el siglo pasado algunos
científicos han realizado estudios sobre el CO2 y demás gases de efecto invernadero y
han anticipado algunas de las consecuencias que hoy en día ya son innegables.
Estas primeras voces e investigaciones han permitido que actualmente se
tenga un conocimiento más amplio sobre este tema.
1. La trayectoria del descubrimiento científico del calentamiento
global y el cambio climático
El objetivo de la ciencia es encontrar una explicación a las evidencias y los
cambios que se producen en nuestro entorno. Una realidad abierta en continua
revisión y que nos resulta extraña e incontrolable.
En este sentido, la realidad climática es compleja, desconocemos
factores incidentes y sus implicaciones en la evolución del problema.
muchos
El mundo científico se mantiene alerta ante la ingente cantidad de información
que obtiene del entorno, y que en muchos casos aparece como contradictoria e
incluso confusa.
La evidencia científica
1.1. Svante August Arrhenius (1859-1927)
Aunque el fenómeno del efecto invernadero a nivel planetario es algo
relativamente nuevo, algunos científicos anteriores al s. XX habían considerado
de una forma u otra su presencia; así, J. Fourier, matemático francés, en
1827, observó que el CO2 retenía el calor atmosférico de los invernaderos
«effet de serre»; también el físico escocés Tyndall, a finales del siglo XIX,
observó que gases como el CO2 absorbían la radiación infrarroja, y por tanto,
podrían afectar al equilibrio térmico del Planeta.
Sin embargo, fue el científico sueco Arrhenius, especialista en física y
química, que en 1903 ganó el Premio Nobel de Química por sus aportaciones al
desarrollo de la teoría iónica, el primero en postular una teoría sobre el efecto
invernadero y el calentamiento de la Tierra. En 1896, a raíz de una
investigación sobre si el CO2 podría explicar los procesos de hielo y de deshielo
en el planeta, publicó un artículo con los resultados de los cálculos sobre el
coeficiente de absorción del CO2 y del agua; estableciendo que no sólo el vapor
de agua provocaba ese efecto, sino que el anhídrido carbónico, como se le
conocía antes, también lo producía. Precisó que el doble de concentración de
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CO2 elevaría la temperatura entre 5 y 6 grados (actualmente se habla de una
subida de 1,5 a 4,5 º C).
Por aquel entonces, Arrhenius consideraba que el nivel de disolución de
este compuesto en los océanos estaba en un 50% (hoy está establecido en
1/3), y que la actividad industrial podría influir en las condiciones de
concentración de gases efecto invernadero a muy largo plazo; estaba más
preocupado de las emisiones provenientes de las erupciones volcánicas; de
hecho, llegó a manifestar que un calentamiento del Hemisferio Norte (países
nórdicos, Alemania, Siberia) podría ser beneficioso para hacer más benignas
las condiciones de vida en estas zonas.
Después de Arrhenius, y hasta los años 50, cabe destacar los estudios
del ingeniero inglés Guy Stewart Callendar (1898-1964), que basándose en los
estudios del propio Arrhenius y de Tyndall, escribió una serie de artículos sobre
el calentamiento global, la radiación infrarroja y el dióxido de carbono de
origen humano. Estableció que la temperatura anual podría subir 0,03º C por
año, muy cercano a los 0,05º C de la actualidad.
1.2. Roger Revelle (1909-1991) y Charles D. Keeling (1928-2005)
Revelle y Keeling, fueron los pioneros en la investigación directa de las
emisiones de CO2 a la atmósfera. A partir de 1957 comenzaron a registrar de
forma constante y cada vez más precisa las concentraciones de este gas de
efecto invernadero. Para ello se ubicaron en lo alto del Mauna Loa, uno de los
picos más altos de las islas de Hawai con más de 4000 metros de altitud,
desde el cual lanzaron sus globos aerostáticos con los aparatos de medición
correspondientes. La idea de ubicarse en lo alto de esta montaña era la de
evitar la contaminación debida a las emisiones de las industrias y otras
actividades humanas. Posteriormente se pusieron en marcha, en diversas
partes del mundo (Alaska, California, Samoa Americana y la Antártida) otras
estaciones de medición, dedicadas no solo al CO2 sino a otros gases.
La gráfica obtenida recoge las concentraciones de CO2 durante 50 años
(en la actualidad continúan las mediciones que alimentan la estadística de la
gráfica, bajo la supervisión del hijo de Keeling, Ralph), y se puede observar de
manera clara que este gas ha ido aumentando su concentración de manera
constante; en 1958 era de 315 ppm (partes por millón) y en 2007 fue de 387
ppm. La figura es conocida también como la gráfica de los dientes de sierra,
debido a que se reflejan las variaciones estacionales en el Hemisferio Norte,
donde existe la mayor concentración de masa vegetal. Los picos altos indican
el período otoñal, cuando la vegetación devuelve más CO2 a la atmósfera, y
los picos bajos se refieren a una disminución en la concentración por una
mayor actividad vegetal en primavera. En igual sentido también detectaron
variaciones entre el día y la noche.
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Gráfica de Revelle, mostrando los mencionados dientes de sierra
Evolución de la concentración de CO2 en la atmósfera, 1958-2007
Los autores llegaron a la conclusión de que había una conexión muy
fuerte entre las concentraciones de CO2 y las actividades de esta especie.
1.3. Richard Fitter (1913-2005)
Si Revelle y Keeling enfocaron la investigación de los cambios
atmosféricos desde la geofísica, el naturalista británico Richard Fitter y como
continuador, su hijo Alastair Fitter, lo hicieron desde la disciplina biológica.
Investigaron durante años la pérdida de sincronía en los ecosistemas. En un
estudio que realizaron en la zona de Oxford descubrieron que la floración de
385 plantas se había adelantado durante la década de los 90 del siglo XX. La
media de adelanto era de 4,5 días, sin embargo, 60 de ellas ya lo hacían dos
semanas antes. Según estos investigadores, este fenómeno, de persistir un
aumento de la temperatura, produciría la extinción de muchas especies, tanto
vegetales como animales interconectadas y en simbiosis constante.
1.4. James Hansen (1941)
Es un físico y astrónomo estadounidense, que junto con otros
compañeros de la NASA, realizó una serie de estudios a finales de los setenta.
Ellos midieron el calentamiento de la superficie terrestre en vatios por metro
cuadrado, relacionando la incidencia solar y la absorción marina. En aquel
entonces la relación calentamiento global y quema de combustibles fósiles ya
se conocía, pero con estas investigaciones se comenzó a prever un efecto más
rápido del CO2 en la atmósfera.
Desde aquellas fechas, Hansen se ha convertido junto con J. Lovelock,
en uno de los científicos que mayor beligerancia ha mostrado frente al statu
quo político, económico y científico, partidario de soslayar el problema o no
hacer nada.
1.5. Investigaciones en los Polos
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En las montañas más altas y en la profundidad de los casquetes polares,
el hielo se ha ido acumulando por las nevadas durante muchos siglos. Los
científicos perforan el hielo para extraer testigos de hielo, los cuales contienen
polvo, burbujas de aire o isótopos de oxígeno que pueden ser usados para
interpretar el clima pasado en ése área.
Las burbujas de aire que quedan atrapadas en la nieve, son
compactadas en el interior del hielo. Si las analizáramos obtendríamos gran
cantidad de información sobre el paleoclima de la Tierra; nos hablarían del
pasado atmosférico, de la concentración de gases diversos, y en este caso del
CO2 y del metano; y nos aportaría pistas sobre nuestro futuro, tanto el
inmediato como el más lejano. Ese fue y es el objetivo de las diversas
expediciones científicas que decidieron perforar los hielos polares. Las más
significativas, por su nivel de profundidad, y por tanto por su mayor
retrospectiva temporal, fueron la misión rusa Vostok en la Antártida, que en
1999 perforó a más de 3.000 metros de profundidad con una antigüedad
informativa de más de 400.000 años; los japoneses del Cúpula Fuji, que
llegaron a los 350.000 años en 2003; pero sobre todas éstas destacan las
perforaciones europeas del programa europeo EPICA, que en 1995 se
remontaron muy atrás en la historia climática de nuestro Planeta, 900.000
años.
Las conclusiones de estas investigaciones son bastante clarificadoras:
1. Durante los últimos 740.000 años, la Tierra ha experimentado ocho
ciclos climáticos, con alternancia de períodos cálidos (interglaciales)
y fríos (glaciales).
2. En los últimos 420.000 años los períodos cálidos tenían temperaturas
muy parecidas a las actuales.
3. De forma bastante aproximada, los cálculos hechos por Milankovitch,
coinciden con los descubiertos en los hielos, y por tanto existe un
ciclo de alternancias en función de la incidencia astronómica. Es por
ello, que la próxima entrada en glaciación no se producirá hasta
dentro de 10 a 15.000 años, por lo cual, si la intervención humana
no se produjera para perturbar este proceso, tendríamos un clima
estable los próximos siglos.
4. Uno de los datos más preocupantes es que los análisis de las
burbujas de aire atrapadas en el hielo confirman que las cantidades
actuales de gases efecto invernadero alcanzan el nivel más alto
registrado durante los últimos 440.000 años. Estos datos también
han sido corroborados por perforaciones realizadas en fondos
marinos y lacustres.
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Gráfica de las concentraciones de CO2, en función de las temperaturas de los últimos 600.000
años (gráfica de Lonnie Thompson).
1.6. El Panel Intergubernamental sobre el Cambio climático (IPCC)
Es en 1988 cuando los países agrupados en la ONU comienzan a
preocuparse por las posibles consecuencias del calentamiento global.
Es en este año cuando la Organización Meteorológica Mundial (OMM) y
el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) crearon
el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC).
Se trata de un grupo abierto a todos los Miembros de las Naciones Unidas y de
la OMM.
La función del IPCC consiste en analizar, de forma exhaustiva, objetiva,
abierta y transparente, la información científica, técnica y socioeconómica
relevante para entender los elementos científicos del riesgo que supone el
cambio climático provocado por las actividades humanas, sus posibles
repercusiones y las posibilidades de adaptación y atenuación del mismo.
En 2007 se le concedió a este organismo el Premio Nobel de la Paz,
compartido con el político estadounidense Al Gore, por su trabajo de
concienciación sobre calentamiento global.
2. Los testigos y registros.
El calentamiento del sistema climático es indudable, como se desprende ya del
aumento observado del promedio mundial de temperatura del aire y del océano, de
la fusión generalizada de nieves y hielo, y del aumento del promedio mundial del
nivel del mar.
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Es inequívoco que este cambio está siendo producido por la actividad humana
(quema de combustibles fósiles, cambios en la cobertura vegetal…). Se ha reconocido
que desde mediados del siglo XVIII, la actividad humana ha provocado un
calentamiento global cinco veces mayor al causado por los cambios en la irradiación
solar.
¿Cómo recogen los datos la comunidad científica para realizar sus estudios?
Trataremos los cambios observados en variables clave: la temperatura, las
precipitaciones, la humedad en la atmósfera, la capa de nieve, la extensión de hielo
marino y terrestre, el nivel del mar, las pautas de la circulación atmosférica y
oceánica, los fenómenos extremos en las condiciones meteorológicas y el clima y los
rasgos generales de la variabilidad climática.
Tipos de registros:
Registro instrumental. También se le conoce como registro directo y es el
que se toma con diferentes aparatos tales como los pluviómetros, para
medir las precipitaciones, los anemómetros (para medir la intensidad de los
vientos), etc.
Registro indirecto. Estos datos se toman a través de los anillos de
crecimiento de los árboles, las muestras de hielo, los corales… Permiten
conocer algunos datos de la antigüedad.
Registro desde satélites y globos meteorológicos. Son los datos que dan
estos instrumentos, los cuales se lanzan a la atmósfera y van tomando
diferentes registros de datos como la temperatura de la atmósfera, la
humedad… Gracias a estos registros se ha sabido que la estratosfera ha
sufrido un considerable enfriamiento.
Sabes que:
Los corales construyen sus duros esqueletos con carbonato de calcio, un
mineral que extraen de las aguas del mar. El carbonato contiene isótopos
del oxígeno, así como trazas de minerales, que pueden ser usados para
determinar la temperatura del agua en que el coral creció. Estos registros
de la temperatura pueden entonces ser usados para reconstruir el clima
durante el período de tiempo en que el coral vivió.
3. Cambios observados según diferentes variables.
Basado en el cuarto informe de evaluación del IPCC, titulado «Cambio climático 2007:
Informe de Síntesis. Resumen para Responsables de Políticas»
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3.1. Cambios observados en la temperatura
1. Las temperaturas a través de registro instrumental de las tierras y los
océanos.1
La temperatura media mundial en la superficie ha aumentado 0,6º C
desde fines del siglo XIX. Es muy probable que los años noventa hayan sido
el decenio más cálido y 1998 el año más cálido según los registros
instrumentales, desde 1861.
La mayor parte del aumento de la temperatura mundial desde fines del
siglo XIX se ha producido en dos períodos distintos: 1910 a 1945 y a partir
de 1976. El ritmo de aumento de la temperatura para ambos períodos es
de unos 0,15º C por decenio. El calentamiento reciente ha sido mayor en
tierra que en los océanos. Aquí ha aumentado 0,04º C por decenio en los
primeros 300 metros de altura.
En cuanto al margen de variación de las temperaturas máximas y
mínimas se ha demostrado que está disminuyendo muy ampliamente. En
promedio, las temperaturas mínimas están aumentando casi al doble del
ritmo de las temperaturas máximas (0,2 comparado con 0,1º C por
decenio)
2. Las temperaturas sobre la capa de superficie en registros desde satélites y
globos meteorológicos.
Las mediciones de la temperatura en la superficie y desde globos y
satélites muestran que la troposfera y la superficie de la Tierra se han
calentado y que la estratosfera se ha enfriado. La toma de datos a través
de este tipo de registro nos muestra que la temperatura media mundial en
la superficie ha aumentado considerablemente, en 0,5º C por decenio.
Además, en la estratosfera tanto los satélites como los globos muestran un
considerable enfriamiento, puntuado
por intensos episodios de
calentamiento de uno a dos años de duración, debidos a erupciones
volcánicas.
3. Las temperaturas en la superficie durante el período preinstrumental, según
registros indirectos.
Es probable que el índice y la duración del calentamiento en el siglo XX
sea más amplio que en cualquier otro período durante el último milenio. Los
años noventa parecen haber sido el decenio más cálido del milenio en el
hemisferio norte y probablemente 1998 fue el año más cálido.
Los datos revelan un período relativamente cálido asociado con los
siglos XI a XIV y un período relativamente fresco asociado con los siglos XV
a XIX en el hemisferio norte. Sin embargo, no hay pruebas de que este
«medioevo cálido» y esta «pequeña edad de hielo» hayan sido
mundialmente sincrónicos.
Se han completado ahora varios análisis diferentes que sugieren que las
temperaturas del hemisferio norte en el último decenio has sido más cálidas
que en cualquier otro período de los últimos seis a diez siglos.
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3.2. Cambios observados en las precipitaciones y en la humedad de la
atmósfera.
Las precipitaciones anuales en tierra han seguido aumentando en las latitudes
medias y altas del hemisferio norte.
En los subtrópicos la lluvia en la superficie terrestre ha disminuido en
promedio.
En las tierras tropicales indican que probablemente las precipitaciones hayan
aumentado en un 0,2 a 0,3% por decenio durante el siglo XX.
Las mediciones directas de las precipitaciones y los análisis modelizados de las
precipitaciones inferidas indican que la lluvia también ha aumentado en grandes
zonas de los océanos tropicales.
En contraste con el hemisferio norte, no se han detectado cambios
sistemáticos comparables de las precipitaciones en amplios promedios latitudinales
en el hemisferio sur.
3.3. Cambios observados en la extensión de la capa de nieve y del
hielo terrestre y marino.
La reducción en la extensión de la capa de nieve y del hielo terrestre está
directamente relacionada con el aumento de las temperaturas en la superficie
terrestre. Los datos satelitales muestran que es muy probable que se hayan dado
reducciones del 10% en la extensión de la capa de nieve desde finales de los años
sesenta.
En algunas pocas regiones marítimas los aumentos de las precipitaciones
debidos a cambios regionales en la circulación atmosférica han sido más importantes
que los aumentos de temperatura en los últimos dos decenios, avanzando incluso los
glaciares.
En el Ártico, durante el invierno, existen pocos indicios de que se haya
reducido la capa de hielo. Sin embargo, en el Antártico la reducción existe y se ha
mantenido estable desde los años sesenta, e incluso ha aumentado ligeramente.
3.4. Cambios observados en el nivel del mar.
Cambios durante el registro instrumental.
Según los escasos registros provenientes de los mareógrafos el ritmo medio de
aumento del nivel del mar ha sido más amplio durante el siglo XX que durante el XIX.
Este aumento varía entre 1 y 2 mm al año.
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Sabes que:
¿Qué es lo que modifica el nivel del mar?
El nivel del mar en la línea costera está determinado por muchos
factores en el medio ambiente mundial que funcionan con un gran
margen de escalas temporales, desde horas (las mareas) hasta
millones de años (cambios en las cuencas oceánicas debido a la
tectónica de las placas y a la sedimentación). En la escala temporal
de los decenios a los siglos, algunas de las mayores influencias sobre
los niveles medios del mar se vinculan con el clima y los procesos de
cambio climático.
Cuando el agua del océano se calienta, se expande, así, se cree que
la expansión térmica es uno de los principales contribuyentes a los
cambios históricos en el nivel del mar.
Las temperaturas de las profundidades de los océanos cambian muy
lentamente, por lo tanto, la expansión térmica continuaría por
muchos siglos aunque se estabilizasen las concentraciones de gases
de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera.
El nivel del mar cambia también cuando la masa de agua oceánica
aumenta o disminuye. Esto ocurre cuando el agua oceánica es
intercambiada con el agua acumulada en tierra. El principal acopio en
tierra es de agua congelada en los glaciares o en las capas de hielo.
Después de la expansión térmica, se prevé que la fusión de los
glaciares de montaña y de los casquetes de hielo constituirá el
principal aporte al aumento del nivel del mar en los próximos cien
años.
El nivel del mar también recibe la influencia de procesos que no están
explícitamente
relacionados
con
el
cambio
climático.
El
almacenamiento de agua terrestre (y por tanto, el nivel del mar)
puede ser alterado por la extracción de agua subterránea, la
construcción de embalses, los cambios en la escorrentía superficial…
Fuente: IV Informe sobre Cambio Climático del IPCC
3.5. Cambios observados en las pautas de circulación atmosférica y
oceánica.
La fluctuación natural más intensa del clima a escala temporal interanual es el
fenómeno El Niño/Oscilación Austral (ENOA).
El ENOA es un fenómeno natural, y hay abundantes pruebas, encontradas en
muestras de corales y de hielo de los glaciares de los Andes, que indican que ha
venido ocurriendo desde hace milenios.
Durante El Niño, las aguas cálidas del Pacífico occidental tropical migran hacia
el Este a medida que los Alisios amainan, desviando la trayectoria de los temporales
de lluvias tropicales, atenuando aún más la fuerza de los Alisios y acentuando así los
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cambios en las temperaturas del mar. A medida que las aguas cálidas avanzan hacia
el Este a lo largo del ecuador, el nivel del mar baja en el Oeste, pero se eleva en el
este hasta 0,25 m. Ahora bien, los cambios en la circulación atmosférica no se
limitan a los trópicos, sino que se extienden por todo el planeta y repercuten en las
corrientes en chorro y en la trayectoria de las tormentas en las latitudes medias.
La corriente en chorro es el cinturón de vientos del Oeste a gran altura que
circulan a más de 110 km/h. Está asociada a las oscilaciones del frente polar.
A continuación se muestra en la siguiente imagen cómo se produce este
fenómeno del Niño:
Fuente: Rena (Red Escolar Nacional. Ministerio del Poder Popular para Ciencia y Tecnología. Gobierno
2
Bolivariano de Venezuela)
Durante La Niña –la fase opuesta del fenómeno– se observan configuraciones
aproximadamente inversas.
Los cambios asociados al ENOA producen grandes variaciones meteorológicas
y climáticas en todo el mundo de un año a otro. Esto tiene a menudo profundas
repercusiones en la humanidad y en la sociedad, a causa de las sequías, las
inundaciones, las olas de calor y demás cambios asociados a este fenómeno, que
pueden tener consecuencias muy perjudiciales para la agricultura, la pesca, el medio
ambiente, la salud, la demanda de energía, la calidad del aire, y modificar además
los riesgos de incendios. El ENOA desempeña también un papel preponderante en la
modulación del intercambio de CO2 con la atmósfera. El afloramiento normal de
aguas frías ricas en nutrientes y en CO2 en el Pacífico tropical desaparece durante el
episodio de El Niño.
Una vez conocido lo que es el ENOA podemos decir que su fase cálida es
relativamente más frecuente, persistente e intensa que su fase opuesta, más fría,
desde los años setenta. Este comportamiento se refleja en las variaciones en las
precipitaciones y la temperatura en las regiones tropicales y subtropicales del globo.
Se están caracterizando otros factores de circulación importantes que afectan
el clima en grandes regiones del globo. Como la Oscilación del Atlántico Norte (OAN)
es una oscilación de la masa atmosférica entre la alta subtropical y la baja polar, y se
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vincula con la intensidad de los vientos del oeste sobre el Atlántico y en Eurasia
extratropical. Desde los años setenta aporta vientos del oeste más fuertes.
3.6. Cambios observados en la variabilidad del clima y en los episodios
meteorológicos y climáticos extremos.3
En este apartado se habla de «probabilidades» sin dar una total aceptación de
los datos suministrados. Y es que, en general, las tendencias en las condiciones
meteorológicas extremas son notoriamente difíciles de detectar, por su aparición
relativamente rara y su gran variabilidad estacional.
Aún así, se puede decir que en las regiones en que la precipitación total ha
aumentado, es muy probable que haya habido aumentos más pronunciados aún en
episodios de precipitaciones intensas y extremas.
No hay ninguna prueba categórica que indique que hayan cambiado las
características de las tormentas tropicales y extratropicales.
En conjunto, estas tendencias hablan de un período de calentamiento. Sin
embargo, algunos aspectos del clima parecen no haber cambiado. Sobre este
respecto podemos decir que:
Unas cuantas zonas del globo no han sufrido un calentamiento en los últimos
decenios, como por ejemplo la Antártida.
No hay tendencias claras significativas en la extensión del hielo marino en la
Antártida. Y, sobre la base de datos limitados, las variaciones observadas en la
intensidad y frecuencia de los ciclones tropicales y extratropicales y de las tormentas
locales no muestran tendencias claras en los últimos decenios del siglo XX.
1
III Informe sobre el Cambio Climático del IPCC.
http://www.grida.no/publications/other/ipcc_tar/?src=/climate/IPCC_tar/vol4/spanish/091.htm, activa
en septiembre de 2009
2
Para profundizar en el tema, disponible en:
www.rena.edu.ve/SegundaEtapa/Geografia/fenomenoNino.html, activa en septiembre de 2009.
3
III Informe sobre el Cambio Climático del IPCC
http://www.grida.no/publications/other/ipcc_tar/?src=/climate/IPCC_tar/vol4/spanish/091.htm, activa
en septiembre de 2009.
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