Cambio Climático: Registros, Proyecciones y Análisis

Cambio Climático: Registros, Proyecciones y Análisis Hipótesis: El calentamiento global o cambio climático actual es producido por variaciones en la actividad solar, y las emisiones de gases de efecto invernadero por parte de las actividades humanas son despreciables para tal efecto. El Sistema Climático

Figura 1. Ilustración de los componentes del sistema climático y sus interacciones (Tomado de IPCC, 1990) El sistema climático terrestre (fig. 1) es complejo en sus partes y las interacciones que se presentan entre ellas. La radiación solar se constituye en el componente que guía las principales variaciones del clima (Budyko, 1968; Friis-Christensen y Lassen, 1991; Cubasch et. al, 1997; Friis-Christensen y Svensmark, 1997; Mende y Stellmacher, 2000; Svensmark, 2000), al proveer el calor que dinamiza la atmósfera, la hidrósfera, la criósfera, el suelo y la biósfera del planeta. La atmósfera juega un papel importante al reflejar parte de la radiación solar y generar el llamado efecto invernadero (fig. 2) mediante la acción de los gases que la componen, que atrapan parte del calor proveniente del sol. Entre los gases de efecto invernadero (GEI) el más importante es el vapor de agua que compone buena parte de la atmósfera, además del dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso y los clorofluorocarbonados, entre otros. El océano es otro componente de elevada importancia en el sistema climático puesto que está en capacidad de absorber altas cantidades de energía calorífica en su superficie y distribuirla mediante circulación por todo el cuerpo de agua. Tal circulación del agua se presenta entre diferentes latitudes y profundidades del océano y puede tardar hasta mil años (IPCC, 1990), generando un efecto de regulación de las temperaturas mundiales. Además de la regulación y distribución del calor, el océano disuelve, circula y emite altas cantidades de dióxido de carbono. La biósfera y el suelo contienen altas cantidades de carbono almacenado en forma de material vegetal, materia orgánica muerta y combustibles fósiles y la liberación de este carbono mediante la deforestación, la

descomposición acelerada por el aumento en la temperatura y el uso de combustibles fósiles es de especial preocupación por sus posibles efectos en la magnificación del efecto invernadero.

Figura 2. Diagrama simplificado del efecto invernadero (Tomado de IPCC, 1990) Registros Históricos de Cambio Climático A lo largo de la historia del planeta las temperaturas y las concentraciones de GEI han variado considerablemente (fig. 3). Diversas investigaciones basadas en el análisis de núcleos de hielo polar y estudios paleobotánicos para determinar características históricas de la atmósfera demuestran tales variaciones a escalas desde miles hasta millones de años (Petit et. al, 1999; Pearson y Palmer, 2000; Retallack, 2001; Royer et. al, 2001; Wolf, 2005; Soon, 2007; Luthi, et. al, 2008). Las altas correlaciones encontradas en estos estudios entre la temperatura y la concentración de GEI históricas constituyen en buena parte el fundamento utilizado para atribuir a estos gases la variación climática y en particular el aumento en las temperaturas de los últimos tiempos. A menor escala temporal, se viene registrando un aumento continuo y en apariencia exponencial de la concentración de GEI desde la era preindustrial hasta la actualidad: en 1750 la concentración de CO2 atmosférico era de 280 ppm y para 2005 era de 379 ppm (IPCC, 2007). Sin embargo, surge la inevitable pregunta ¿qué sucede primero? la variación en la concentración de los GEI o los cambios en la temperatura. La respuesta a esa pregunta es de extrema importancia a la hora de determinar cuál es la variable independiente y cuál la de respuesta. Por otra parte, las evidencias de aumentos en el nivel y la temperatura del mar y disminución de las cubiertas de hielo a nivel mundial soportan también la teoría del calentamiento global (IPCC, 2007).

Figura 3. Registro de hielo de de 420,000 años de temperatura y concentración de CO2 y CH4 (Modificado de Petit et. al, 1999) Proyecciones del IPCC

Figura 4. Observaciones y proyecciones de calentamiento global del IPCC (Tomado de IPCC, 2007) El Panel Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático (IPCC) tiene entre sus objetivos la proyección a fututo de los cambios que se presentarán en el sistema climático terrestre. Para esto, han desarrollado modelos matemáticos que consideran variables naturales y antropogénicas. La figura 4 muestra los modelos proyectados a 2025 para el calentamiento de la superficie terrestre mundial. Lo que es claro a partir de estos modelos es que la proyección en diversos escenarios es al aumento de las temperaturas en alrededor de 0,5 °C entre 2005 y 2025. El único escenario que presenta estabilidad en la temperatura (línea anaranjada) corresponde a la suposición de que se mantenga constante la concentración de GEI. Es importante tener en cuenta que, como bien lo reconoce el IPCC sus modelos son bastante limitados debido al desconocimiento de las complejas dinámicas que rigen el sistema climático.

Forzamiento del Sistema Climático por Actividad Solar Como ya se mencionó en este texto para diversos autores es claro que gran parte de la variabilidad climática de la Tierra se debe al forzamiento radiativo solar. Estas variaciones se presentan por diferencias en la actividad solar y en los ciclos orbitales. La irradiación solar total (IST) se monitorea desde hace 35 años y los datos muestran un ciclo que oscila cerca de los 11 años (IPCC, 2007). Friis-Christensen y Lassen (1991) explican que cuando la duración del ciclo es mayor la IST y otras variables de la radiación solar disminuyen y se correlacionan en buena medida con las variaciones en la temperatura terrestre (fig. 5). Resultados similares encontraron Cubasch et. al (1997), FriisChristensen y Svensmark (1997) y Mende y Stellmacher (2000). A mayor escala temporal, la variación en la radiación solar que recibe el planeta está determinada por los ciclos de Milankovitch que corresponden a cambios periódicos en las características de la órbita terrestre alrededor del sol. Tales cambios corresponden al acercamiento y alejamiento de la Tierra al sol cada 19,000-23,000 que se correlacionan en gran medida con los periodos de glaciación. Por otra parte, al analizar los registros de temperatura y concentración de CO 2 atmosférico son evidentes ciertas inconsistencias: a) durante el periodo comprendido entre 1905 y 1940 con una baja producción industrial (que se espera que corresponda con bajas emisiones antropogénicas de GEI) debida al impacto de las guerras mundiales y la crisis económica de la década de los 1930’s, se presentó un fuerte aumento en las temperaturas mundiales; b) entre 1940 y 1970 mientras se producía el llamado boom económico de la postguerra (relacionado con altas emisiones de GEI) las temperaturas medidas en el ártico descendieron considerablemente; c) a pesar de la crisis de petróleo de los 1970’s en ese periodo las temperaturas mundiales volvieron a ascender. Lo anterior se asoma como un claro indicativo de que las emisiones antropogénicas juegan un papel secundario en la temperatura de la Tierra. Adicionalmente, si consideramos que el 95% de los GEI corresponde al vapor de agua (Ball, 2005) y la concentración de CO2 atmosférico es de apenas 379 ppm (IPCC, 2007), podríamos pensar que el papel del último en la temperatura terrestre es de poca importancia. Por otra parte, si se decide que el CO2 atmosférico está estrechamente relacionado con la temperatura terrestre y que las inconsistencias en los registros corresponden a retrasos producidos por las retroalimentaciones de diferentes componentes del sistema climático, las emisiones humanas de 7 GtCO2 año-1 (correspondientes a menos de 1 ppm (IPCC, 1990)) probablemente no sean de gran proporción frente a las 80 GtCO2 año-1 que libera el océano según se señala en el documental del canal 4 británico “El gran fraude del calentamiento global” (2005). De tal manera, el océano se presenta como un componente de extrema importancia en la regulación del CO2 atmosférico y sus efectos han de ser en extremo mayores a los provocados por el hombre.

Figura 5. Variaciones de la temperatura y duración del ciclo solar (Tomado de FriisChristensen y Lassen, 1991) De acuerdo a lo anterior, podemos pensar que la respuesta a la pregunta ¿qué sucedió primero? no es ni la temperatura ni la concentración de gases de efecto invernadero sino que estos hacen eco a la radiación solar que recibe el planeta. No obstante, a pesar de que gran parte de la variabilidad climática del planeta encuentre respuesta en el sol, esto no significa que las actividades humanas no tengan efecto alguno. Está claro que la humanidad libera grandes cantidades de CO2 y otros GEI a la atmósfera: lo que está por determinar es el grado de forzamiento que nuestras prácticas ejercen sobre el sistema climático y el consecuente calentamiento del planeta, siempre que tal información es de crucial importancia política, social y económica. Conclusiones Existen evidencias que soportan y otras que niegan la importancia del efecto antropogénico sobre el sistema climático. En este sentido se torna difícil la aceptación o el rechazo de la hipótesis planteada en este texto. Lo que es claro es que el principal condicionante del clima del planeta es el sol y la variación en la radiación que la Tierra recibe de este, sumados al papel regulatorio del CO2 atmosférico que ejerce el océano. Por lo tanto, serán necesarios estudios más profundos del tema para determinar con certeza en qué grado es el ser humano responsable del cambio climático y cuál será su papel en escenarios futuros Referencias Bibliográficas BALL, T. 2005. Entrevista. “El gran fraude del calentamiento global”. Canal 4. Inglaterra. En: http://vimeo.com/22817006 BUDYKO, M. I. 1968. The effect of solar radiation variations on the climate of the Earth. Tellus XXI 5: 611-619

CUBASCH, U., VOSS, R., HEGERL, G. C., WASZKEWITZ, J. y T. J. CROWLEY. 1997. Simulation of the influence of solar radiation variations on the global climate with an ocean-atmosphere general circulation model. Climate Dynamics 13: 757-767 FRIIS-CHRISTENSEN, E. y H. SVENSMARK. 1997. What do we really know about the sun climate connection? Adv. Space Res. 20: 913-921 FRIIS-CHRISTENSEN, E. y K. LASSEN. 1991. Length of the solar cycle: An indicator of solar activity closely associated with climate. Science 254: 698-700 IPCC. 1990. Climate Change: The IPCC Scientific Assessment. World Meteorological Organization. Cambridge University Press. 365 p. IPCC. 2007. Resumen Técnico. Informe aceptado por el Grupo de Trabajo I del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático pero no aprobado en detalles. 94 p. En: http://www.ipcc.ch/publications_and_data/publications_and_data_reports.shtml LUTHI, D., LE FLOCH, M., BEREITER, B., BLUNIER, T., BARNOLA, J-C., SIEGENTHALER, U., RAYNAUD, D., JOUZEL, J., FISCHER, H., KAWAMURA, K. y T. STOCKER. 2008. High-resolution carbon dioxide concentration record 650,000–800,000 years before present. Nature 453: 379-382 MENDE, W. y R. STELLMACHER. 2000. Solar variability and the search for corresponding climate signals. Space Science Reviews 94: 295-306 PEARSON, P. N. y M. R. PALMER. 2000. Atmospheric carbon dioxide concentrations over the past 60 million years. Nature 406: 695-699 PETIT, J. R., JOUZEL, J., RAYNAUD, D., BARKOV, N. I., BARNOLA, J. M., BASILE, I., BENDER, M., CHAPPELLAZ, J., DAVISK, M., DELAYGUE, G., DELMOTTE, M., KOTLYAKOV, V. M., LEGRAND, M., LIPENKOV, V. Y., LORIUS, C., PE PIN, L., RITZ, C., SALTZMANK, E. y M. STIEVENARD. 1999. Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature 399: 429-436 RETALLACK, J. 2001. A 300-million-year record of atmospheric carbon dioxide from fossil plant cuticles. Nature 411: 287-290 ROYER, D., WING, S., BEERLING, D., JOLLEY, D., KOCH, P., HICKEY, L. y R. BERNER. 2001. Paleobotanical evidence for near present-day levels of atmospheric CO(2) during part of the tertiary. Science 292: 2310-2313 SOON, W. 2007. Quantitative implications of the secondary role of carbon dioxide climate forcing in the past glacial-interglacial cycles for the likely future climatic impacts of anthropogenic greenhouse-gas forcings. Preprint in press for Physical Geography (July 4, 2007) SVENSMARK, H. 2000. Cosmic rays and Earth´s climate. Space Science Reviews 93: 175-185

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