¿Qué es el calentamiento global? Causas, efectos y consecuencias

El clima de la Tierra siempre ha cambiado, pero el estudio de la paleoclimatología o “climas históricos” nos muestra que los cambios de los últimos 150 años -desde el comienzo de la revolución industrial- han sido excepcionales y no pueden ser naturales.

Desde mediados del siglo XX, los científicos del clima han recopilado observaciones detalladas de diversos fenómenos meteorológicos (como las temperaturas, las precipitaciones y las tormentas) y sus repercusiones sobre el clima (como las corrientes oceánicas y la composición química de la atmósfera). Estos datos indican que el clima de la Tierra ha cambiado en casi todos los indicadores imaginables y que la influencia de las actividades humanas desde al menos el comienzo de la Revolución Industrial ha estado profundamente vinculada a la estructura misma del cambio climático.

Qué es el calentamiento global, definición

Calentamiento global es el término utilizado para describir un aumento gradual de la temperatura media de la atmósfera de la Tierra y sus océanos, un fenómeno que está cambiando permanentemente el clima de la tierra, lo que se conoce como cambio climático.

Hay un gran debate entre mucha gente y a veces en las noticias, sobre si el calentamiento global es real (algunos lo llaman un engaño).

Mientras que el consenso científico sobre los cambios climáticos relacionados con el calentamiento global es que la temperatura media de la Tierra ha aumentado entre 0,4 y 0,8 °C en los últimos 100 años. Se calcula que el aumento de los volúmenes de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero liberados por la quema de combustibles fósiles, la deforestación, la agricultura y otras actividades humanas son las principales fuentes del calentamiento global que se ha producido en los últimos 150 años.

Los cambios resultantes del calentamiento global pueden incluir el aumento del nivel del mar debido al derretimiento de los casquetes polares, así como un aumento en la ocurrencia y severidad de tormentas y otros eventos climáticos severos.

Causas del calentamiento global

¿Por qué se está calentando el planeta?

Los científicos atribuyen la evolución del calentamiento global observada desde mediados del siglo XX a la expansión humana y la generación de gases de efecto invernadero.

¿Qué es el efecto invernadero?

El efecto invernadero se define como el calentamiento que se produce cuando la atmósfera atrapa el calor irradiado desde la Tierra hacia el espacio. Ciertos gases en la atmósfera bloquean el escape del calor.

El efecto de calentamiento que producen los gases se llama efecto invernadero: la energía del Sol queda atrapada por los gases.

En el siguiente video de tan sólo 40 segundos puedes ver una animación que explica gráficamente y muy fácil de entender que es y como funciona el efecto invernadero .

Gases de efecto invernadero

¿Qué son los gases de efecto invernadero?

Los gases de efecto invernadero son gases que se encuentran en la atmósfera terrestre y atrapan el calor. Dejan pasar la luz del sol a través de la atmósfera, pero evitan que el calor que la luz del sol produce abandone la atmósfera. Los más importantes están presentes en la atmósfera de manera natural, aunque su concentración puede verse modificada por la actividad humana,

En pequeñas concentraciones los gases de invernadero son vitales para la supervivencia. Sin ellos nuestro planeta sería demasiado frío y la vida tal como la conocemos no existiría.

El efecto de cada gas de efecto invernadero en el clima de la Tierra depende de su naturaleza química y de su concentración relativa en la atmósfera. Algunos gases tienen una alta capacidad para absorber la radiación infrarroja o se producen en grandes cantidades, Mientrás que otros tienen una capacidad de absorción considerablemente menor o se producen sólo en cantidades mínimas.

El forzamiento radiactivo tal como lo define el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) es una medida de la influencia que tiene un determinado gas de efecto invernadero u otro factor climático (como la irradiancia solar o el albedo = cantidad de radiación solar que es devuelta al espacio con respecto a la que entra) en la cantidad de energía radiante que incide en la superficie de la Tierra.

¿Cuales son los gases que contribuyen al efecto invernadero:

Vapor de agua

Efectivamente, el vapor de agua contribuye a incrementar el efecto invernadero, pero es un gas de vida efímera, se condensa y precipita.

El vapor de agua es el gas de efecto invernadero más potente de la atmósfera de la Tierra, pero su comportamiento es fundamentalmente diferente al de los demás gases de efecto invernadero. El papel principal del vapor de agua no es como un agente directo de forzamiento radiativo, Sino más bien como una reacción climática, es decir como una respuesta dentro del sistema climático que influye en la actividad continua del sistema.

Esta distinción se debe a que la cantidad de vapor de agua en la atmósfera no puede en general ser modificada directamente por el comportamiento humano, sino que está determinada por la temperatura del aire. Cuanto más caliente es la superficie mayor es la tasa de evaporación del agua de la superficie. Como resultado el aumento de la evaporación conduce a una mayor concentración de vapor de agua en la atmósfera inferior capaz de absorber la radiación infrarroja y de volver a emitirla a la superficie.

Dióxido de Carbono

El dióxido de carbono (CO2) es el gas de efecto invernadero más importante. Las fuentes naturales de CO2 atmosférico incluyen la emisión de gases de los volcanes, la combustión y descomposición natural de la materia orgánica, y la respiración por organismos aeróbicos (que utilizan oxígeno). Estas fuentes están equilibradas en promedio por un conjunto de procesos físicos, químicos o biológicos llamados “sumideros de carbono” que tienden a eliminar el CO2 de la atmósfera. Los sumideros naturales de mayor importancia incluyen la vegetación terrestre que absorbe CO2 durante la fotosíntesis.

Qué es el ciclo del carbono

El carbono es la columna vertebral de la vida en la Tierra. Estamos hechos de carbono, comemos carbono y nuestras civilizaciones -nuestras economías, nuestros hogares, nuestros medios de transporte- están construidos sobre carbono. Necesitamos carbono, pero esa necesidad también está entrelazada con uno de los problemas más graves a los que nos enfrentamos hoy en día: el calentamiento global.

El ciclo del carbono describe el proceso en el que los átomos de carbono viajan continuamente de la atmósfera a la Tierra y luego de vuelta a la atmósfera. Dado que nuestro planeta y su atmósfera forman un entorno cerrado, la cantidad de carbono en este sistema no cambia. El lugar donde se encuentra el carbono – en la atmósfera o en la Tierra – está en constante cambio. En la Tierra, la mayor parte del carbono se almacena en rocas y sedimentos, mientras que el resto se encuentra en el océano, la atmósfera y en organismos vivos. Estos son los reservorios, o sumideros, a través de los cuales circula el carbono. El carbono se libera a la atmósfera cuando los organismos mueren, los volcanes hacen erupción, los incendios arden, los combustibles fósiles se queman, y a través de una variedad de otros mecanismos. En el caso del océano, el carbono se intercambia continuamente entre las aguas superficiales del océano y la atmósfera, o se almacena durante largos períodos de tiempo en las profundidades oceánicas. Los seres humanos desempeñan un papel importante en el ciclo del carbono a través de actividades como la quema de combustibles fósiles o el desarrollo de la tierra.

Varios procesos oceánicos actúan como sumideros de carbono. Uno de estos procesos, la “bomba de solubilidad”, consiste en el descenso de agua de mar superficial que contiene CO2 disuelto.

Otro proceso: la “bomba biológica”, consiste en la absorción del CO2 disuelto por la vegetación marina y el fitoplancton (pequeños organismos fotosintéticos flotantes) que viven en la parte superior del océano o por otros organismos marinos que utilizan el CO2 para construir esqueletos y otras estructuras hechas de carbonato de calcio (CaCO3).

A medida que estos organismos expiran y caen al fondo del océano, su carbono es transportado hacia abajo y eventualmente enterrado a profundidad. Un equilibrio a largo plazo entre estas fuentes naturales y los sumideros conduce al nivel natural de CO2 en la atmósfera.

En contraste, las actividades humanas aumentan los niveles de CO2 atmosférico principalmente a través de la quema de combustibles fósiles (principalmente petróleo y carbón y secundariamente gas natural, para su uso en transporte, calefacción y producción de electricidad) y a través de la producción de cemento. Otras fuentes antropogénicas incluyen la quema de bosques y la tala de tierras.

Las emisiones antropogénicas representan actualmente la liberación anual de unas 7.000 millones de toneladas de carbono a la atmósfera. Las emisiones antropogénicas equivalen aproximadamente al 3 por ciento de las emisiones totales de CO2 de fuentes naturales, y esta carga amplificada de carbono de las actividades humanas excede con creces la capacidad de compensación de los sumideros naturales (quizás hasta en 2-3 gigatoneladas por año).

Por consiguiente el CO2 se ha acumulado en la atmósfera a una tasa media de 1,4 partes por millón (ppm) por volumen al año entre 1959 y 2006 y aproximadamente 2,0 ppm al año entre 2006 y 2018. En general, esta tasa de acumulación ha sido lineal (es decir, uniforme en el tiempo). Sin embargo algunos sumideros actuales como los océanos podrían convertirse en fuentes en el futuro. Esto puede llevar a una situación en la que la concentración de CO2 atmosférico se acumula a un ritmo exponencial (es decir a un ritmo de aumento que también aumenta con el tiempo).

Metano

El metano (CH4) es el segundo gas de efecto invernadero más importante. El CH4 es más potente que el CO2 porque el forzamiento radiativo producido por cada molécula es mayor. Sin embargo el CH4 existe en concentraciones mucho más bajas que el CO2 en la atmósfera,y sus concentraciones en volumen en la atmósfera se miden generalmente en partes por billón (ppb) en lugar de ppm.

El CH4 también tiene un tiempo de residencia en la atmósfera considerablemente más corto que el CO2 (el tiempo de residencia para el CH4 es de aproximadamente 10 años, comparado con cientos de años para el CO2).

Las fuentes naturales de metano incluyen los humedales tropicales y septentrionales, las bacterias que se alimentan de material orgánico consumido por las termitas, los volcanes, los respiraderos de filtración del fondo marino en regiones ricas en sedimentos orgánicos y los hidratos de metano atrapados a lo largo de las plataformas continentales de los océanos y en el permafrost polar.

El principal sumidero natural de metano es la propia atmósfera, ya que el metano reacciona fácilmente con el radical hidroxilo (OH-) dentro de la troposfera para formar CO2 y vapor de agua (H2O). Cuando el CH4 llega a la estratosfera, es destruido. Otro sumidero natural es el suelo, donde el metano es oxidado por las bactérias.

Al igual que con el CO2, la actividad humana está aumentando la concentración de CH4 más rápidamente de lo que puede ser compensada por los sumideros naturales. Las fuentes antropogénicas representan actualmente aproximadamente el 70 por ciento de las emisiones anuales totales, lo que lleva a aumentos sustanciales de la concentración con el tiempo.

Las principales fuentes antropogénicas de CH4 atmosférico son el cultivo de arroz, la ganadería, la combustión de carbón y gas natural, la combustión de biomasa y la descomposición de materia orgánica en los vertederos. Las tendencias futuras son particularmente difíciles de anticipar. Esto se debe en parte a una comprensión incompleta de la repercusión climática asociada a las emisiones de CH4. Además, a medida que las poblaciones humanas crecen, es difícil predecir cómo los posibles cambios en la cría de ganado, el cultivo de arroz y el uso de energía influirán en las emisiones de CH4.

Óxido nitroso

Un poderoso gas de efecto invernadero producido por las prácticas de cultivo del suelo, especialmente el uso de fertilizantes comerciales y orgánicos, la combustión de combustibles fósiles, la producción de ácido nítrico y la quema de biomasa.

Clorofluorocarbonos (CFC)

Compuestos sintéticos enteramente de origen industrial utilizados en una serie de aplicaciones, pero que ahora están regulados en gran medida en su producción y liberación a la atmósfera mediante acuerdos internacionales por su capacidad de contribuir a la destrucción de la capa de ozono.

El papel de la actividad humana en el calentamiento global

En la Tierra, las actividades humanas están cambiando el invernadero natural. En el último siglo la quema de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo ha aumentado la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera. Esto sucede porque el proceso de combustión de carbón o petróleo combina el carbono con el oxígeno en el aire para producir CO2. En menor medida la deforestación de tierras para la agricultura, la industria y otras actividades humanas ha aumentado las concentraciones de gases de efecto invernadero.

Las consecuencias de cambiar el invernadero atmosférico natural son difíciles de predecir, pero algunos efectos parecen probables:

  • En promedio la Tierra se calentará. Algunas regiones pueden acoger temperaturas más cálidas, pero otras no.
  • Las condiciones más cálidas probablemente conducirán a una mayor evaporación y precipitación en general, pero las regiones individuales variarán, algunas se volverán más húmedas y otras más secas.
  • Un efecto invernadero más fuerte calentará los océanos y derretirá parcialmente los glaciares y otros hielos aumentando el nivel del mar. El agua del océano también se expandirá si se calienta contribuyendo aún más a la elevación del nivel del mar.
  • Mientras tanto algunos cultivos y otras plantas pueden responder favorablemente al aumento del CO2 atmosférico creciendo más vigorosamente y usando el agua de manera más eficiente. Al mismo tiempo las temperaturas más altas y los cambios en los patrones climáticos pueden cambiar las áreas donde los cultivos crecen mejor y afectar la composición de las comunidades vegetales naturales, afectando el equilibrio biológico natural.

Consenso científico sobre la responsabilidad del ser humano en el calentamiento global

En su Informe de Evaluación, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, un grupo de 1.300 expertos científicos independientes de países de todo el mundo bajo los auspicios de las Naciones Unidas, llegó a la conclusión de que hay más del 95% de probabilidades de que las actividades humanas de los últimos 50 años hayan calentado nuestro planeta.
Las actividades industriales de las que depende nuestra civilización moderna han elevado los niveles de dióxido de carbono atmosférico de 280 partes por millón a 400 partes por millón en los últimos 150 años. El panel también concluyó que hay más del 95 por ciento de probabilidades de que los gases de efecto invernadero producidos por el hombre, como el dióxido de carbono, el metano y el óxido nitroso, hayan causado gran parte del aumento observado en las temperaturas de la Tierra en los últimos 50 años.
El informe completo del panel de Resumen para Responsables de Políticas se encuentra en línea en https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_summary-for-policymakers.pdf

¿Cómo influye el Sol en el calentamiento global?

Radiación Solar

Es razonable asumir que los cambios en la producción de energía del Sol provocarán un cambio en el clima ya que el Sol es la fuente fundamental de energía que impulsa nuestro sistema climático.

De hecho los estudios muestran que la variabilidad solar ha jugado un papel en los cambios climáticos del pasado. Por ejemplo se cree que una disminución de la actividad solar junto con un aumento de la actividad volcánica han ayudado a desencadenar la Pequeña Edad de Hielo entre aproximadamente 1650 y 1850 cuando Groenlandia se enfrió de 1410 a 1720 y los glaciares avanzaron en los Alpes.

Pero varias líneas de evidencia muestran que el calentamiento global actual no puede ser explicado por los cambios en la energía del Sol:

Desde 1750 la cantidad media de energía procedente del Sol ha permanecido constante o ha aumentado ligeramente.
Si el calentamiento fuera causado por un Sol más activo, entonces los científicos esperarían ver temperaturas más cálidas en todas las capas de la atmósfera. En cambio han observado un enfriamiento en la atmósfera superior y un calentamiento en la superficie y en las partes inferiores de la atmósfera. Esto se debe a que los gases de efecto invernadero atrapan el calor en la atmósfera inferior.
Los modelos climáticos que incluyen cambios en la irradiancia solar no pueden reproducir la tendencia de la temperatura observada en el último siglo o más sin incluir un aumento de los gases de efecto invernadero.

Efectos y consecuencias del calentamiento global

Mucha gente piensa que el calentamiento global y el cambio climático son sinónimos, pero los científicos prefieren utilizar el término “cambio climático” para describir los complejos cambios que afectan ahora a los sistemas meteorológicos y climáticos de nuestro planeta. El cambio climático abarca no sólo el aumento de las temperaturas medias, sino también los fenómenos meteorológicos extremos, los cambios en las poblaciones y hábitats de vida silvestre, el aumento del nivel del mar y una serie de otros impactos. Todos estos cambios están surgiendo a medida que los seres humanos continúan adicionando gases de efecto invernadero a la atmósfera que atrapan el calor.

Impacto del cambio climático

  • El hielo se está derritiendo en todo el mundo, especialmente en los polos de la Tierra. Esto incluye glaciares de montaña, capas de hielo que cubren la Antártida Occidental, Groenlandia y hielo marino del Ártico.
  • Gran parte de este deshielo contribuye a la elevación del nivel del mar. El nivel mundial del mar está aumentando 0,13 pulgadas (3,2 milímetros) al año y el aumento se está produciendo a un ritmo más rápido en los últimos años.
  • El aumento de las temperaturas está afectando a la vida silvestre y a sus hábitats. La desaparición del hielo ha puesto en peligro de extinción a especies como el pingüino Adélie en la Antártida donde algunas poblaciones de la península occidental han colapsado en un 90 por ciento o más.
  • A medida que las temperaturas cambian, muchas especies están en movimiento. Algunas mariposas, zorros y plantas alpinas han migrado más al norte o a áreas más altas y frías.
  • Las precipitaciones (lluvias y nevadas) han aumentado en todo el mundo en promedio. Sin embargo algunas regiones están sufriendo sequías más graves, lo que aumenta el riesgo de incendios forestales, pérdida de cosechas y escasez de agua potable.
  • Algunas especies -incluyendo mosquitos, garrapatas, medusas y plagas de cultivos- están prosperando. El auge de las poblaciones de escarabajos de la corteza que se alimentan de abetos y pinos por ejemplo ha devastado millones de hectáreas de bosques en Estados Unidos.
  • Se espera que el nivel del mar aumente entre 10 y 32 pulgadas (26 y 82 centímetros) o más para finales de siglo.
  • Es probable que los huracanes y otras tormentas se vuelvan más fuertes. Las inundaciones y las sequías serán más frecuentes. Grandes partes del mundo se enfrentan a un mayor riesgo de “mega-sequías” de décadas de duración para el año 2100.
  • Habrá menos agua dulce disponible ya que los glaciares almacenan aproximadamente tres cuartas partes del agua dulce del mundo.
  • Algunas enfermedades se propagarán, como la malaria transmitida por mosquitos (y el resurgimiento del virus Zika en 2016).
  • Los ecosistemas continuarán cambiando: Algunas especies se irán más al norte o tendrán más éxito; otras como los osos polares no podrán adaptarse y podrían extinguirse.

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