El cambio climático

El Cambio Climático es un cambio significativo y duradero de los patrones locales o globales del clima, las causas pueden ser naturales, como por ejemplo, variaciones en la energía que se recibe del Sol, erupciones volcánicas, circulación oceánica, procesos biológicos y otros, o puede ser causada por influencia antrópica (por las actividades humanas), como por ejemplo, a través de la emisión de CO₂ y otros gases que atrapan calor, o alteración del uso de grandes extensiones de suelos que causan, finalmente un calentamiento global.

Se llama cambio climático a la modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional, la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) usa el término «cambio climático» solo para referirse al cambio por causas humanas:

Por "cambio climático" se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos comparables.

Los gases de invernadero absorben esta energía infrarroja como una esponja, calentando tanto la superficie de la Tierra y esta a su vez es la que calienta el aire que la rodea, es un fenómeno originalmente útil y natural, sin él, la Tierra sería una roca congelada, en pocos años, los seres humanos han aumentado el efecto invernadero natural por el incremento en:

• La emisión de gases relacionados con la quema de combustibles fósiles: carbono, petróleo y gas natural

• Liberación de carbono por la deforestación de grandes áreas boscosas; El contenido de dióxido de carbono en la atmósfera ha aumentado en un 31% en los últimos siglos.

• La quema de combustible fósil y la deforestación agregan ahora aproximadamente unas 7,7 mil millones de toneladas métricas de dióxido de carbono a la atmósfera cada año.

• La ganadería ha aumentado el contenido de metano de la atmósfera (por emisión de gases por parte del ganado vacuno), otras fuentes lo constituyen los cultivos de arroz y la disposición de la basura en los rellenos sanitarios.

Los estudios del clima pasado (paleo clima) se realizan estudiando los registros fósiles, las acumulaciones de sedimentos en los lechos marinos, las burbujas de aire capturadas en los glaciares, las marcas erosivas en las rocas y las marcas de crecimiento de los árboles, con base en todos estos datos se ha podido confeccionar una historia climática reciente relativamente precisa, y una historia climática prehistórica con no tan buena precisión, a medida que se retrocede en el tiempo los datos se reducen y llegado un punto la climatología se sirve solo de modelos de predicción futura y pasada.

Influencias externas

• Variaciones solares

El Sol es una estrella que presenta ciclos de actividad de once años; Ha tenido períodos en los cuales no presenta manchas solares, la temperatura media de la Tierra depende, en gran medida, del flujo de radiación solar que recibe; Sin embargo, debido a que ese aporte de energía apenas varía en el tiempo, esto sucede porque el Sol es una estrella de tipo G en fase de secuencia principal, resultando muy estable, el flujo de radiación, es además, el motor de los fenómenos atmosféricos ya que aporta la energía necesaria a la atmósfera para que estos se produzcan.

Sin embargo, muchos astrofísicos consideran que la influencia del Sol sobre el clima está más relacionada con la longitud de cada ciclo, la amplitud del mismo, la cantidad de manchas solares, la profundidad de cada mínimo solar, y la ocurrencia de dobles mínimos solares separados por pocos años, sería la variación en los campos magnéticos y la variabilidad en el viento solar (y su influencia sobre los rayos cósmicos que llegan a la Tierra) que tienen una fuerte acción sobre distintos componentes del clima como las diversas oscilaciones oceánicas, los fenómenos de el Niño y La Niña, las corrientes de chorro polares, la oscilación casi bianual de la corriente estratosférica sobre el ecuador, etc; Por otro lado, a largo plazo las variaciones se hacen apreciables ya que el Sol aumenta su luminosidad a razón de un 10% cada 1000 millones de años, debido a este fenómeno, en la Tierra primitiva que sustentó el nacimiento de la vida, hace 3800 millones de años, el brillo del Sol era un 70 % del actual.

• Variaciones orbitales

Si bien la luminosidad solar se mantiene prácticamente constante a lo largo de millones de años, no ocurre lo mismo con la órbita terrestre. Esta 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 períodos glaciares e interglaciares. Hay tres factores que contribuyen a modificar las características orbitales haciendo que la insolación media en uno y otro hemisferio varíe aunque no lo haga el flujo de radiación global; Se trata de la precesión de los equinoccios, la excentricidad orbital y la oblicuidad de la órbita o inclinación del eje terrestre.

•  Impacto de meteoritos

En raras ocasiones ocurren acontecimientos de tipo catastrófico que cambian la faz de la Tierra para siempre; El último de tales acontecimientos catastróficos sucedió hace 65 millones de años; Se trata de los impactos de meteoritos de gran tamaño, es indudable que tales fenómenos pueden provocar un efecto devastador sobre el clima al liberar grandes cantidades de CO2, polvo y cenizas a la atmósfera debido a la quema de grandes extensiones boscosas, de la misma manera, tales sucesos podrían intensificar la actividad volcánica en ciertas regiones, en el suceso de Chicxulub (en Yucatán, México) hay quien relaciona el período de fuertes erupciones en volcanes de la India con el hecho de que este continente se sitúe cerca de las antípodas del cráter de impacto, tras un impacto suficientemente poderoso la atmósfera cambiaría rápidamente, al igual que la actividad geológica del planeta, e incluso, sus características orbitales.

 Influencias internas

• La deriva continental

La Tierra ha sufrido muchos cambios desde su origen hace 4600 millones de años; Hace 225 millones de años todos los continentes estaban unidos, formando lo que se conoce como Pangea, y había un océano universal llamado Panthalassa, la tectónica de placas ha separado los continentes y los ha puesto en la situación actual, el Océano Atlántico se ha ido formando desde hace 200 millones de años.

Es un proceso sumamente lento, por lo que la posición de los continentes fija el comportamiento del clima durante millones de años; Hay dos aspectos a tener en cuenta, por una parte, las latitudes en las que se concentra la masa continental: si las masas continentales están situadas en latitudes bajas habrá pocos glaciares continentales, y en general, temperaturas medias menos extremas; Así mismo, si los continentes se hallan muy fragmentados habrá menos continentalidad.

Un proceso que demuestra fehacientemente la influencia a largo plazo de la deriva de los continentes (o de igual manera, la tectónica de placas) sobre el clima es la existencia de yacimientos de carbón en las islas Svaldbard o Spitbergen, en una latitud donde ahora no existen árboles por el clima demasiado frío: la idea que explica estos yacimientos es que el movimiento de la placa donde se encuentran dichas islas se produjo hacia el norte desde una ubicación más meridional con un clima más cálido.

• La composición atmosférica

La atmósfera primitiva, cuya composición era parecida a la nebulosa inicial, perdió sus componentes más ligeros, el hidrógeno diatómico (H2) y el helio (He), para ser sustituidos por gases procedentes de las emisiones volcánicas del planeta o sus derivados, especialmente dióxido de carbono (CO2), dando lugar a una atmósfera de segunda generación. En dicha atmósfera son importantes los efectos de los gases de invernadero emitidos de manera natural en volcanes; Por otro lado, la cantidad de óxidos de azufre (SO, SO2 y SO3) y otros aerosoles emitidos por los volcanes contribuyen a lo contrario, a enfriar la Tierra; Del equilibrio entre ambos efectos resulta un balance radiativo determinado, con la aparición de la vida en la Tierra se sumó como agente incidente el total de organismos vivos, la biosfera. 

Inicialmente, los organismos autótrofos por fotosíntesis o quimiosíntesis capturaron gran parte del abundante CO2 de la atmósfera primitiva, a la vez que empezaba a acumularse oxígeno (a partir del proceso abiótico de la fotólisis del agua); La aparición de la fotosíntesis oxigénica, que realizan las cianobacterias y sus descendientes los plastos, dio lugar a una presencia masiva de oxígeno (O2) como la que caracteriza la atmósfera actual, y aún mayor; Esta modificación de la composición de la atmósfera propició la aparición de formas de vida nuevas, aeróbicas que se aprovechaban de la nueva composición del aire, aumentó así el consumo de oxígeno y disminuyó el consumo neto de CO2 llegándose al equilibrio o clímax, y formándose así la atmósfera de tercera generación actual; Este delicado equilibrio entre lo que se emite y lo que se absorbe se hace evidente en el ciclo del CO2, la presencia del cual fluctúa a lo largo del año según las estaciones de crecimiento de las plantas.

• Las corrientes oceánicas

Las corrientes oceánicas, o marinas, son factores reguladores del clima que actúan como moderador, suavizando las temperaturas de regiones como Europa y las costas occidentales de Canadá y Alaska; La climatología ha establecido nítidamente los límites térmicos de los distintos tipos climáticos que se han mantenido a través de todo ese tiempo, no se habla tanto de los límites pluviométricos de dicho clima porque los cultivos mediterráneos tradicionales son ayudados por el regadío y cuando se trata de cultivos de secano, se presentan en parcelas más o menos planas (cultivo en terrazas) con el fin de hacer más efectivas las lluvias propiciando la infiltración en el suelo; Además los cultivos típicos del matorral mediterráneo están adaptados a cambios meteorológicos mucho más intensos que los que se han registrado en los últimos tiempos, si no fuera así, los mapas de los distintos tipos climáticos tendrían que rehacerse; un aumento de unos 2 grados Celsius en la cuenca del mediterráneo significaría la posibilidad de aumentar la latitud de muchos cultivos unos 200 km más al norte (como sería el cultivo de la naranja ya citado). Desde luego, esta idea sería inviable desde el punto de vista económico, ya que la producción de naranja es, desde hace bastante tiempo, excedentaria, no por el aumento del cultivo a una mayor latitud (lo que corroboraría en cierto modo la idea del calentamiento global) sino por el desarrollo de dicho cultivo en áreas reclamadas al desierto (Marruecos y otros países) gracias al riego en goteo y otras técnicas de cultivo.

• El campo magnético terrestre

De la misma manera que el viento solar puede afectar al clima directamente, las variaciones en el campo magnético terrestre pueden afectarlo de manera indirecta ya que, según su estado, detiene o no las partículas emitidas por el Sol. Se ha comprobado que en épocas pasadas hubo inversiones de polaridad y grandes variaciones en su intensidad, llegando a estar casi anulado en algunos momentos; 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 tuvieron que influir en la manera en la que el viento solar llegaba a la atmósfera terrestre.

En el Sol se producen una serie de reacciones nucleares que tienen como consecuencia la emisión de cantidades enormes de energía, una parte muy pequeña de esta energía llega a la Tierra, y participa en una serie de procesos físicos y químicos esenciales para la vida, prácticamente toda la energía que nos llega del Sol está constituida por radiación infrarroja, ultravioleta y luz visible. Mientras que la atmósfera absorbe la radiación infrarroja y ultravioleta, la luz visible llega a la superficie de la Tierra.

Una parte muy pequeña de esta energía que nos llega en forma de luz visible es utilizada por las plantas verdes para producir hidratos de carbono, en un proceso químico conocido con el nombre de fotosíntesis, en la fotosíntesis participa únicamente una cantidad muy pequeña de la energía que nos llega en forma de luz visible, el resto de esta energía es absorbida por la superficie de la Tierra que, a su vez, emite gran parte de ella como radiación infrarroja, la cual es absorbida por algunos de los componentes de la atmósfera (los mismos que absorben la radiación infrarroja que proviene del Sol) que, a su vez, la remiten de nuevo hacia la Tierra, como resultado de este proceso, hay una gran cantidad de energía circulando entre la superficie de la Tierra y la atmósfera, y esto provoca un calentamiento de la misma.

Entre los componentes de la atmósfera implicados en este fenómeno, los más importantes son el anhídrido carbónico y el vapor de agua (la humedad), que actúan como un filtro en una dirección, es decir, dejan pasar energía, en forma de luz visible, hacia la Tierra, mientras que no permiten que la Tierra emita energía al espacio exterior en forma de radiación infrarroja.

En este proceso, las plantas utilizan anhídrido carbónico y luz para producir hidratos de carbono (nuevos alimentos) y oxígeno, en consecuencia, las plantas verdes juegan un papel fundamental para la vida, ya que no sólo son la base de cualquier cadena alimenticia, al ser generadoras de alimentos sino que, además, constituyen el único aporte de oxígeno a la atmósfera, la función de los gases invernadero es retener el calor del sol cerca de la superficie de la tierra, ayudando a la evaporación del agua superficial para formar las nubes, las cuales devuelven agua a la Tierra, en un ciclo vital que mantiene el equilibrio.

En caso de que los compuestos de nuestra atmósfera cambien de manera sustancial, muchos de los procesos como los antes mencionados, que sustentan la vida en nuestro planeta no podrían llevarse a cabo, por lo que es necesario precisar que el cambio climático pone en riesgo no solo la salud y desarrollo todas las comunidades a nivel mundial, sino que además en caso de agravase haría imposible el sustento de la vida en nuestro planeta.

El calentamiento global

el Calentamiento Global es un aumento de la temperatura de la atmósfera terrestre que se ha estado observando desde finales del siglo XIX, se ha observado un aumento de aproximadamente 0.8 °C desde que se realizan mediciones confiables, dos tercios de este aumento desde 1980, existe la certeza de que la causa del calentamiento es el aumento de gases de efecto invernadero que resultan de las actividades humanas como la quema de combustibles fósiles (carbón, gasolina, gas natural y petróleo) y la deforestación.

El calentamiento global está asociado a un cambio climático, que puede tener causa antropogénica o no, el principal efecto que causa el calentamiento global es el efecto invernadero, fenómeno que se refiere a la absorción de ciertos gases atmosféricos; principalmente CO₂, de parte de la energía que el suelo emite como consecuencia de haber sido calentado por la radiación solar.

El cuerpo de la ONU encargado del análisis de los datos científicos relevantes, el IPCC (Panel Intergubernamental del Cambio Climático), sostiene que la mayoría de los aumentos observados en las temperaturas medias del globo desde la mitad del siglo XX son muy probablemente debidos al aumento observado en las concentraciones de GEI antropogénicas, esto es conocido como la teoría antropogénica y predice que el calentamiento global continuará si lo hacen las emisiones de gases de efecto invernadero.

Cualquier tipo de cambio climático además, implica cambios en otras variables, la complejidad del problema y sus múltiples interacciones hacen que la única manera de evaluar estos cambios sea mediante el uso de modelos computacionales que intentan simular la física de la atmósfera y del océano, el Protocolo de Kioto, acuerdo originado en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático adoptado en la Conferencias de Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo promueve una reducción de emisiones contaminantes (principalmente CO₂).

El protocolo ha sido tachado en ciertas ocasiones de injusto, ya que el incremento de las emisiones tradicionalmente está asociado al desarrollo económico, con lo que las naciones a las que más afectaría el cumplimiento de este protocolo podrían ser aquellas zonas menos desarrolladas, no obstante, en el citado protocolo las naciones en desarrollo (incluidas China o la India) están exentas de contener sus emisiones de GEI, por lo que muchos consideran que este trato es un limitante que impediría el desarrollo de sus países y aseguraría el posicionamiento económico de la potencias actuales.

Sin embargo en su quinto reporte, el IPCC estableció que el calentamiento del planeta es inequívoco, es más desde la segunda mitad del siglo XX se observan cambios que no tienen precedentes en periodos de décadas incluso milenios, por demás se presume que para el año 2050 el planeta tendrá climas cuya variabilidad superara sus rasgos históricos.

Referencias

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