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¿Qué es el cambio climático?
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1.2. A qué se llama cambio climático
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2. Causas del cambio climático
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3. Efectos del cambio climático
3.1. Impactos observados en sistemas naturales
3.2. Impactos observados en los sistemas humanos
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Folleto divulgativo sobre qué es el cambio climático (sólo disponible en catalán)
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1. Introducción
1.1. ¿Qué es el clima?
El clima es la estadística del tiempo atmosférico. Se mide evaluando los patrones de variación en temperatura, humedad, presión atmosférica, viento, precipitación, cantidad de partículas atmosféricas y otras variables meteorológicas en una región dada sobre períodos largos de tiempo. El periodo habitual para hacer la media de estas variables es de 30 años, según lo define la Organización Meteorológica Mundial.
1.2. A qué se llama cambio climático
Atendiendo a la definición del quinto informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (a partir de ahora IPCC), un cambio climático es una variación del estado del clima, identificable (por ejemplo, mediante pruebas estadísticas) en las variaciones del valor medio o en la variabilidad de sus propiedades (por ejemplo, más o menos fenómenos meteorológicos extremos), que persiste durante largos períodos de tiempo, generalmente decenios o períodos más largos. El cambio climático puede deberse a procesos internos naturales o forzamientos externos tales como modulaciones de los ciclos solares (que suponen variaciones en la radiación solar recibida por la Tierra), erupciones volcánicas o cambios antropogénicos persistentes de la composición de la atmósfera o del uso del suelo.
En el contexto de la política medioambiental, el término se usa para referirse específicamente al cambio climático antropogénico. La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), en su artículo 1, define el cambio climático como "cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera global y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables ". La CMNUCC diferencia, pues, entre el cambio climático atribuible a las actividades humanas que alteran la composición atmosférica y la variabilidad climática atribuible a causas naturales.
2. Causas del cambio climático
Un cambio en la emisión de radiaciones solares, en la composición de la atmósfera, en la disposición de los continentes, en las corrientes marinas o en la órbita de la Tierra puede modificar la distribución de energía y el equilibrio térmico, alterando así profundamente el clima cuando se trata de procesos de larga duración. Estas influencias se pueden clasificar en externas e internas a la Tierra.
2.1. Causas externas
También reciben el nombre de forzamientos, dado que normalmente actúan de forma sistemática sobre el clima, aunque también los hay aleatorias como es el caso de los impactos de meteoritos.
• Irradiación o intensidad solar: La temperatura media de la Tierra depende, en gran medida, del flujo de radiación solar que recibe y la luminosidad solar se mantiene prácticamente constante a lo largo de millones de años. Sin embargo, las variaciones en el campo magnético solar y, por tanto, en las emisiones de viento solar (y su influencia sobre los rayos cósmicos que llegan a la Tierra) fluctúan periódicamente y son importantes, ya que la interacción del alta atmósfera terrestre con las partículas provenientes del Sol puede generar reacciones químicas en un sentido u otro, modificando la composición del aire y de las nubes así como la formación de estas. Se les atribuye una acción importante sobre diferentes componentes del clima como las diversas oscilaciones oceánicas, los fenómenos del Niño y La Niña, las corrientes de chorro polares, la oscilación casi bianual de la corriente estratosférica sobre el ecuador , etc.
• Variaciones orbitales: la órbita terrestre oscila periódicamente, haciendo que la cantidad media de radiación que recibe cada hemisferio fluctúe a lo largo del tiempo, y estas variaciones provocan las pulsaciones glaciares a modo de veranos e inviernos de largo período. Son los llamados periodos glaciares e interglaciares.
• Impactos de meteoritos de gran tamaño: un evento de tipo catastrófico que pueda cambiar la faz de la Tierra se produce raramente (el último sucedió hace 65 millones de años). Estos fenómenos pueden liberar grandes cantidades de CO2, polvo y cenizas a la atmósfera: la atmósfera cambiaría rápidamente, al igual que la actividad geológica del planeta y, incluso, sus características orbitales.
2.2. Causas internas
En las causas internas se encuentran una mayoría de factores no sistemáticos o caóticos.
• La deriva continental: es un proceso sumamente lento, por lo que la posición de los continentes fija el comportamiento del clima durante millones de años: por poner un ejemplo, si las masas continentales están situadas en latitudes bajas habrá pocos glaciares continentales y, en general, temperaturas medias menos extremas.
• Atmósfera terrestre: la atmósfera ha ido cambiando a lo largo del tiempo y esto ha supuesto variaciones en el clima. La atmósfera primitiva perdió sus componentes más ligeros, el hidrógeno diatómico (H2) y el helio (He), dando lugar a una atmósfera de segunda generación. con gases procedentes de las emisiones volcánicas del planeta o sus derivados, especialmente dióxido de carbono (CO2), con efecto de calentamiento y óxidos de azufre (SO, SO2 y SO3) y aerosoles con efecto de enfriamiento. Del equilibrio entre ambos efectos resulta un balance radiativo determinado.
Con la aparición de la vida en la Tierra, los organismos autótrofos por fotosíntesis o quimiosíntesis capturaron gran parte del abundante CO2 al tiempo que empezaba a acumular oxígeno (a partir del proceso abiótico de la fotólisis del agua). Aparece la fotosíntesis oxigénica que realizan las cianobacterias y sus descendientes, los plastos. La fotosíntesis oxigénica dio lugar a una presencia masiva de oxígeno (O2), lo que propició la aparición de formas de vida nuevas, aeróbicas. Aumentó así el consumo de O2 y disminuyó el consumo neto de CO2 llegándose al equilibrio o clímax, y formándose así la atmósfera de tercera generación actual.
• Las corrientes oceánicas: las corrientes oceánicas, o marinas, son factores reguladores del clima que actúan como moderador calentando o enfriando las regiones por las que pasan.
• Campo magnético terrestre: del mismo modo que el viento solar puede afectar el clima directamente, las variaciones en el campo magnético terrestre pueden afectarlo de manera indirecta. Se ha comprobado que en épocas pasadas hubo inversiones de polaridad y grandes variaciones en su intensidad. Se sabe también que los polos magnéticos, si bien tienden a encontrarse próximos a los polos geográficos, en algunas ocasiones se han aproximado al Ecuador. Estos sucesos influyeron la llegada del viento solar en la atmósfera terrestre.
• Masas de hielo: Un aumento de la masa helada incrementa la reflexión de la radiación directa y, por tanto, amplifica el enfriamiento. Por otra parte, un planeta sin casquetes polares permite una mejor circulación de las corrientes marinas, sobre todo en el hemisferio norte, y disminuye la diferencia de temperatura entre el ecuador y los Polos.
• Erupciones volcánicas: Los aerosoles emitidos durante las erupciones volcánicas afectan a los balances de radiación en la estratosfera, la troposfera y la superficie de la Tierra. Estos aerosoles tienen la capacidad de reflejar la luz solar y absorber tanto la radiación de onda corta como la de onda larga. En el primer caso se produce enfriamiento y en el segundo calentamiento. Las erupciones volcánicas enfrían la superficie pero calientan la estratosfera, de esta manera calentamiento es mayor en el trópico que en latitudes altas.
Muchos de los cambios climáticos importantes se dan por pequeños desencadenantes causados por los factores que se han citado, ya sean forzamientos sistemáticos o sucesos imprevistos. Estos desencadenantes pueden formar un mecanismo que se refuerza a sí mismo (retroalimentación o «feedback positivo») amplificando el efecto. Asimismo, la Tierra puede responder con mecanismos moderadores ( «feedbacks negativos») o con los dos fenómenos a la vez.
2.3. causas antropogénicas
El IPCC ha publicado cinco informes que confirman la evidencia de los cambios en el clima y la correlación directa con la actividad humana debido, fundamentalmente, de las emisiones de gases de efecto invernadero (a partir de ahora GEI) provocados por el uso de combustibles fósiles y las alteraciones en el uso del suelo.
El reciente informe del IPCC de 6 de octubre de 2018 (Calentamiento global de 1.5°C. Informe especial del IPCC sobre los impactos del calentamiento global) estima que las actividades humanas han causado aproximadamente 1.0 ° C de calentamiento global por encima de los niveles preindustriales. Es probable que el calentamiento global alcance 1.5 ° C entre 2030 y 2052 si continúa aumentando al ritmo actual de unos 0.2°C por década. En muchas regiones terrestres se está experimentando un calentamiento superior a la media anual global (sería el caso de la mediterránea).
El incremento de temperaturas se asocia al incremento del llamado "Efecto invernadero". Algunos gases presentes en la atmósfera - vapor de agua, dióxido de carbono, metano, ozono, óxidos de nitrógeno ...) permiten el paso de radiación solar de onda corta (visible y ultravioleta), pero retrasan la salida de la radiación de onda larga (infrarroja, es decir, calor) emitida por la superficie terrestre en retener y devolver parte de este calor de nuevo a la superficie. Esto se traduce en un aumento de la temperatura que se conoce con el nombre de efecto invernadero, proceso natural que ha hecho posible el desarrollo de la vida en nuestro planeta y que provoca que la temperatura media de la Tierra sea de 15ºC y que las diferencias de temperatura entre el día y la noche sean menos acusadas. En ausencia de tales gases, se calcula que la temperatura media en la superficie terrestre sería de unos -18 ºC (33º C menos).
Los cambios experimentados por las concentraciones de los GEI y aerosoles en la atmósfera, por la cubierta terrestre y por la radiación solar, alteran el balance de energía del sistema climático y son factores que originan el cambio climático. Afectan la absorción, la dispersión y la emisión de radiación en la atmósfera y en la superficie de la Tierra. Los cambios positivos o negativos del balance de energía por efecto de estos factores se expresan en términos de forzamiento radiativo, que es la magnitud utilizada para comparar las influencias de naturaleza térmica sobre el clima mundial. El forzamiento radiativo o forzamiento climático es la diferencia entre la insolación (luz solar) absorbida por la Tierra y la energía irradiada de vuelta al espacio. El forzamiento radiativo se cuantifica en la tropopausa o en la parte superior de la atmósfera en unidades de vatios por metro cuadrado de la superficie de la Tierra. El forzamiento positivo (energía entrante que excede la energía saliente) calienta el sistema, mientras que el forzamiento negativo (energía saliente que excede la energía entrante) lo enfría. El término «forzamiento radiativo» ha sido utilizado por el IPCC con el sentido específico de una perturbación externa impuesta al balance radiativo del sistema climático de la Tierra, que puede conducir a cambios en los parámetros climáticos.
Las actividades humanas generan emisiones de cuatro GEI de larga permanencia: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O) y halocarbonos (grupo de gases que contienen flúor, cloro o bromo). Las concentraciones de GEI en la atmósfera aumentan cuando las emisiones son superiores en magnitud a los procesos de detracción.
Las concentraciones actuales de CO2 y CH4 en la atmósfera exceden considerablemente el intervalo de valores naturales de los últimos 650.000 años (los valores preindustriales se determinan mediante el análisis de núcleos de hielo acumulados durante miles de años). El CO2 domina el forzamiento total. El CH4, el N2 y los clorofluorocarbonos (CFC) se han convertido, con el tiempo, en contribuyentes relativamente más pequeños al forzamiento total. En todo caso, los cinco principales gases de efecto invernadero (CO2, CH4, N2O, CFC-12 y CFC-11) representan alrededor del 96% del balance de radiación directo por el aumento de los gases de efecto invernadero de larga vida desde 1750. El 4% restante es aportado por los 15 gases halogenados menores:
• Se calcula que el dióxido de carbono (CO2) es el responsable del 63% del calentamiento global causado por el hombre, con una fuerza irradiativa de 1,85 W / m2 (el vapor de agua produce más efecto invernadero pero no se tiene en cuenta cuando se habla del calentamiento global ni del aumento del efecto invernadero porque se supone constante no interviniendo en el calentamiento global, ya que el agua precipita limitando su cantidad en la atmósfera ). Su concentración en la atmósfera supera actualmente un 40% el nivel registrado al comienzo de la industrialización (de 280ppm 1750 a 407ppm en 2018). Se libera de forma natural desde el interior de la Tierra a través de fenómenos tectónicos, vulcanismo y a través de la respiración, procesos de suelos, combustión de compuestos con carbono y la evaporación oceánica.
El aumento mundial de las concentraciones de CO2 se debe principalmente al uso de combustibles de origen fósil y la quema de madera (se estima que un 70% se debe a este factor), con una aportación menor, aunque perceptible, los cambios de uso de la tierra, la intensa deforestación, la transformación de la caliza en cemento...
La concentración de CO2 disminuye de forma natural por la fotosíntesis y sobre todo por los océanos que lo disuelven y queda atrapado en gran cantidad formando carbonato cálcico en los fondos marinos, por ejemplo en los caparazones de corales. Estos procesos naturales no son capaces de compensar las emisiones antropogénicas constantes que se producen de este gas.
• Se calcula que el metano (CH4) es responsable del 19% del calentamiento global de origen humano, con un. Se produce naturalmente a través de la descomposición de materia orgánica en condiciones anaeróbicas, también en los sistemas digestivos de termitas y rumiantes. Su concentración ha aumentado de 0,7 ppm en 1750 a 1,85 ppm en 2018, debido principalmente a los cultivos de arroz, el aumento de rumiantes como fuente de carne, las fugas de los oleoductos, los vertederos de residuos sólidos y la combustión de biomasa.
• Se calcula que el óxido nitroso (N2O) es responsable del 6% del calentamiento global de origen humano. Es producido por procesos biológicos en océanos y suelos, su y concentración se había mantenido constante en unas 0,27 ppm en los últimos 100.000 años. Su aumento ha sido constante desde principios del siglo XX, llegando a 0,33 ppm en 2018, debido principalmente a las actividades agrícolas (Los fertilizantes con nitrógeno producen emisiones de óxido nitroso). Otras fuentes antropogénicas son la producción de nylon y ácido nítrico, automóviles con convertidores catalíticos de tres vías, quema de biomasa y combustibles, etc.
• Los Clorofluorocarbonos (Halocarbonos o CFC) son compuestos mayormente de origen antrópico, que contienen carbono y halógenos como cloro, bromo, flúor y, a veces, hidrgen´p. Empezaron a producirse en los años 30 para refrigeración. Posteriormente se usaron como propulsores para aerosoles, en la fabricación de espuma, etc. Existen fuentes naturales en que se producen compuestos relacionados, como los metilhaluros. Por la larga vida que poseen son gases de efecto invernadero miles de veces más potentes que el CO2, pero se encuentran en concentraciones mucho menores (en unidades de ppt).
No existen sumideros para los CFC en la troposfera y por motivo de su casi inexistente reactividad son transportados a la estratosfera donde se degradan por acción de los UV, momento en el que liberan átomos libres de cloro que destruyen efectivamente el ozono. Los hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) y hidrofluorocarbonos (HFCs) están usandose como sustitutos de los CFCs, porque se degradan en la troposfera por acción de fotodisociación sin afectar la capa de ozono, pero si producen efectos de gas invernadero.
• El ozono (O3) en la estratosfera filtra los rayos ultravioletas (UV) nocivos para las estructuras biológicas, es también un gas de efecto invernadero que absorbe de manera muy efectiva la radiación infrarroja. Se forma a través de reacciones fotoquímicas que involucran la radiación solar, una molécula de O2 y un átomo solitario de oxígeno. También puede ser generado por complejas reacciones fotoquímicas relacionadas con emisiones antropogénicas y constituye un potente contaminante atmosférico en la tropósfera superficial. De hecho, el Ozono estratosférico tiene balance de radiación negativo mientras la fuerza irradiativa del ozono troposférico es de 0,35 W / m2, superior a la del NO2. El ozono troposférico ha pasado de 0,025 ppm en 1.750 a 0,034 ppm en 2012.
Los científicos consideran que un aumento de 2 ºC respecto a la temperatura de la era preindustrial es el límite más allá del cual hay un riesgo mucho mayor de que se produzcan cambios peligrosos y catastróficos para el medio ambiente global. Por esta razón, la comunidad internacional ha reconocido la necesidad de mantener el calentamiento por debajo de 2 ºC.
3. Efectos del cambio climático
El riesgo de los impactos relacionados con el clima resulta de la interacción de los peligros asociados propiamente con el clima (incluyendo los eventos extremos y tendencias de cambio) con la vulnerabilidad y la exposición de los sistemas humanos y naturales. Los cambios, tanto en el sistema climático como en los procesos socioeconómicos, incluidos la adaptación y la mitigación, las formas de gobernanza y las diferentes opciones de desarrollo socioeconómico, son los que determinan los peligros, la exposición y la vulnerabilidad de la sociedad y el medio ambiente.
El Quinto Informe de Evaluación de IPCC, aprobado en marzo de 2014, determina que los impactos producidos como consecuencia del cambio climático son generalizados y sustanciales. En las últimas décadas, el cambio climático ha afectado a los sistemas naturales y humanos en todos los continentes y en los océanos. La mayoría de los impactos del cambio climático son atribuidos al calentamiento y / o los cambios en los patrones de precipitación, pero también hay evidencias recientes de impactos vinculados con la acidificación del océano.
El término "impactos" se emplea principalmente para describir los efectos sobre los sistemas naturales y humanos de episodios meteorológicos y climáticos extremos y del cambio climático. A continuación resumo los principales impactos (o efectos) observados en los sistemas naturales y humanos:
3.1. Impactos observados en sistemas naturales
• Recursos hídricos
Los glaciares siguen disminuyendo en todo el mundo, aunque con variaciones regionales. Las observaciones realizadas in situ y por satélite indican que, en el hemisferio norte, la superficie cubierta por la nieve en primavera ha disminuido un 8% desde 1922.
El cambio climático es la causa principal de la fusión del permafrost, tanto en latitudes altas como en regiones de alta montaña. Además de pérdida de recursos hídricos, la reducción de permafrost genera impactos en los ecosistemas de tundra, oxidación de materia orgánica con emisiones de CO2, y el aumento de los peligros naturales como deslizamientos, hundimientos, etc.
Disponibilidad de agua dulce y su calidad: se han registrado cambios en los caudales de los ríos, que han disminuido en el sur y el este, incrementándose, pero, al norte. Las alteraciones en la estabilidad térmica del agua también están afectando su calidad. Se ha observado, en concreto, un aumento de la eutrofización y una disminución del oxígeno disuelto, un aumento de la salinidad, un mayor contenido de nutrientes y de carbono orgánico disuelto y una menor dilución de contaminantes durante las sequías.
• Ecosistemas terrestres y acuáticos continentales
Expansión o contracción del área que ocupan, alteraciones en la fenología (significativos en muchas especies de anfibios, aves, mamíferos y plantas) y variaciones en la producción primaria.
El área de distribución de muchas especies terrestres ha cambiado recientemente: se han confirmado desplazamientos, de media global y por década, de unos 17 kilómetros hacia los polos y ascensos en altitud de 11m. Las especies con ciclos de vida cortos y alta capacidad de dispersión - como las mariposas - acoplan su área de distribución al ritmo del cambio climático más rápidamente que las especies de ciclo de vida largo o aquellas con dispersión más limitada.
Los ecosistemas de tipo mediterráneo se encuentran entre los más vulnerables al cambio climático debido al incremento de la temperatura, del cambio en las precipitaciones, del aumento de las sequías y del mayor riesgo de incendios.
• Zonas costeras
En las zonas costeras, el cambio climático incide especialmente sobre 3 variables:
- el nivel del mar,
- la temperatura del océano
- y la acidificación del agua del mar.
Los impactos asociados al aumento del nivel del mar se experimentarán a largo plazo, debido a la inercia en su respuesta a la temperatura. Las temperaturas de la superficie del mar han aumentado significativamente durante los últimos 30 años en más del 70% de las costas del mundo, con amplias variaciones espaciales y estacionales.
En los últimos 30 años, los arrecifes de coral en todas las costas han sufrido un aumento del blanqueamiento masivo y de la mortalidad. Además, la acidificación del océano reduce la tasa de calcificación de los corales y otros organismos.
El calentamiento del océano ha contribuido a los cambios observados en la distribución de hábitats costeros, como los humedales, manglares y praderas submarinas y en las praderas submarinas, y ha provocado un desplazamiento de los límites y rangos de distribución de muchas especies intermareales.
• Océanos
El cambio climático altera las propiedades físicas, químicas y biológicas de los océanos. La salinidad, las corrientes, la temperatura, el CO2, el oxígeno, los nutrientes y la luz afectan a la fisiología de los seres vivos y determinan la composición, estructura y funcionamiento de los ecosistemas marinos.
Las propiedades físicas y químicas de los océanos (incluyendo la extensión de hielo marino del Ártico) han cambiado de manera significativa durante las últimas décadas. Desde 1970, la temperatura de los océanos ha aumentado alrededor de 0,1 ° C por década en la capa superficial de los 75 m superiores. El flujo de CO2 de la atmósfera en el océano ha reducido el pH medio del agua del mar en unas 0,1 unidades durante el siglo pasado, sobre todo en latitudes altas.
Los organismos marinos pertenecientes a un amplio conjunto de grupos taxonómicos (desde el fitoplancton los predadores), en todas las regiones geográficas (desde las costas en el mar abierto, desde los polos a los trópicos) han respondido al cambio climático, modificando su distribución ( se han desplazado hacia latitudes más altas, han cambiado su distribución en profundidad), fenología y abundancia. El calentamiento observado en el Mediterráneo se ha asociado con eventos de mortalidad masiva, así como con invasiones y propagación de nuevas especies de aguas cálidas, lo que provoca una "tropicalización" de la fauna.
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3.2. Impactos observados en los sistemas humanos
Existen pruebas sustanciales de la sensibilidad de los sistemas humanos al cambio climático. Los impactos del cambio climático sobre los sistemas humanos están a menudo dominados por los efectos de otros cambios sociales y económicos.
• Agricultura, pesca y medio rural
En diversos cultivos y regiones, se ha documentado una gran sensibilidad negativa de los rendimientos de las cosechas a las temperaturas diurnas extremas (alrededor de 30ºC) durante la temporada de crecimiento. Las evidencias confirman los efectos estimulantes del CO2 y los efectos perjudiciales de las concentraciones elevadas de ozono troposférico en los rendimientos de los cultivos.
Las tendencias climáticas están afectando a la abundancia y distribución de las capturas pesqueras, tanto de especies marinas como de agua dulce, y los sistemas de producción de acuicultura en diferentes partes del mundo.
Las características distintivas de las zonas rurales las hacen especialmente vulnerables a los impactos del cambio climático debido a una mayor dependencia de la agricultura y los recursos naturales, que hace que sean muy sensibles a la variabilidad del clima, los fenómenos climáticos extremos y el cambio climático.
• Salud humana
El cambio climático afecta a la salud de tres maneras:
- Directamente, sobre la mortalidad y la morbilidad, debido a las olas de calor, inundaciones y otros fenómenos extremos relacionados con el cambio climático. El incremento de la temperatura global es, por ejemplo, un factor de agravamiento de las enfermedades cardiovasculares y respiratorias.
- Indirectamente, a través de impactos sobre los ecosistemas que provocan, por ejemplo, modificaciones en los patrones de las enfermedades transmitidas por mosquitos y garrapatas, o el aumento de las enfermedades transmitidas por el agua, debido a condiciones más cálidas y cambios en las precipitaciones y la escorrentía. Se incrementan determinados vectores de transmisión de enfermedades infecciosas, que ven alterada su distribución geográfica. Además, las mayores concentraciones de polen y otros alérgenos pueden suponer un aumento del asma y otras enfermedades alérgicas.
3. Indirectamente, a partir de impactos sobre los sistemas sociales, en aspectos tales como la seguridad alimentaria, la capacidad laboral, la salud mental, el desplazamiento de la población y otros efectos sobre los sistemas de atención de la salud
Todo ello afecta de manera desigual a los diferentes grupos sociales, implicando una mayor vulnerabilidad para las personas mayores, los colectivos más desfavorecidos, la población infantil y las personas con enfermedades crónicas. Según la Organización Mundial de la Salud, el cambio climático causará anualmente unas 250.000 defunciones adicionales entre 2030 y 2050, 38.000 por exposición de personas de edad avanzada al calor.