New section

Cambios térmicos observados

Mapamundi mostrando las tendencias en la temperatura superficial (°C por década) entre 1950 y 2014.

Temperaturas medias de los últimos 2000 años según distintas reconstrucciones a partir de proxies climáticos, suavizadas por decenio, con el registro instrumental de temperaturas sobrepuesto en negro.

La temperatura promedio de la superficie de la Tierra ha aumentado alrededor de 0,8 °C desde 1880. La velocidad de calentamiento casi se duplicó en la segunda mitad de dicho periodo (0,13 ± 0,03 °C por década, versus 0,07 ± 0,02 °C por década). El efecto isla de calor es muy pequeño, estimado en menos de 0,002 °C de calentamiento por década desde 1900. Las temperaturas en la troposfera inferior se han incrementado entre 0,13 y 0,22 °C por década desde 1979, de acuerdo con las mediciones de temperatura por satélite. Los proxies climáticos demuestran que la temperatura se ha mantenido relativamente estable durante mil o dos mil años hasta 1850, con fluctuaciones que varían regionalmente tales como el Período cálido medieval y la Pequeña edad de hielo.

El calentamiento que se evidencia en los registros de temperatura instrumental es coherente con una amplia gama de observaciones, de acuerdo con lo documentado por muchos equipos científicos independientes. Algunos ejemplos son el aumento del nivel del mar debido a la fusión de la nieve y el hielo y la expansión del agua al calentarse por encima de 3,98 °C (dilatación térmica), el derretimiento generalizado de la nieve y el hielo con base en tierra, el aumento del contenido oceánico de calor, el aumento de la humedad, y la precocidad de los eventos primaverales, por ejemplo, la floración de las plantas. La probabilidad de que estos cambios pudieran haber ocurrido por azar es virtualmente cero.

Tendencias

Los cambios de temperatura varían a lo largo del globo. Desde 1979, las temperaturas en tierra han aumentado casi el doble de rápido que las temperaturas oceánicas (0,25 °C por década frente a 0,13 °C por década). Las temperaturas del océano aumentan más lentamente que las terrestres debido a la mayor capacidad calórica efectiva de los océanos y porque estos pierden más calor por evaporación. Desde el comienzo de la industrialización la diferencia térmica entre los hemisferios se ha incrementado debido al derretimiento de la banquisa y la nieve en el Polo Norte. Las temperaturas medias del Ártico se han incrementado a casi el doble de la velocidad del resto del mundo en los últimos 100 años; sin embargo las temperaturas árticas además son muy variables. A pesar de que en el hemisferio norte se emiten más gases de efecto invernadero que en el hemisferio sur, esto no contribuye a la diferencia en el calentamiento debido a que los principales gases de efecto invernadero persisten el tiempo suficiente para mezclarse entre ambas mitades del planeta.

La inercia térmica de los océanos y las respuestas lentas de otros efectos indirectos implican que el clima puede tardar siglos o más para modificarse a los cambios forzados. Estudios de compromiso climático indican que incluso si los gases de invernadero se estabilizaran en niveles del año 2000, aún ocurriría un calentamiento adicional de aproximadamente 0,5 °C.

La temperatura global está sujeta a fluctuaciones de corto plazo que se superponen a las tendencias de largo plazo y pueden enmascararlas temporalmente. La relativa estabilidad de la temperatura superficial en 2002-2009, periodo bautizado como el hiato en el calentamiento global por los medios de comunicación y algunos científicos, es coherente con tal incidente. Actualizaciones realizadas en 2015 para considerar diferentes métodos de medición de las temperaturas oceánicas superficiales muestran una tendencia positiva durante la última década

Años más cálidos

Dieciséis de los 17 años más cálidos del registro intrumental han ocurrido desde el 2000. Pese a que los años récords pueden atraer considerable interés público, los años individuales son menos significativos que la tendencia general. Debido a ello algunos climatólogos han criticado la atención que la prensa popular da a las estadísticas del «año más caluroso»; por ejemplo, Gavin Schmidt señaló que «las tendencias a largo plazo o la serie prevista de récords son mucho más importantes que si un año particular es récord o no».

Causas iniciales de cambios térmicos (forzamientos externos)

Concentraciones de CO2 durante los últimos 400 000 años

Esquema del efecto invernadero mostrando los flujos de energía entre el espacio, la atmósfera y la superficie de la tierra. El intercambio de energía se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m²). En esta gráfica la radiación absorbida es igual a la emitida, por lo que la Tierra no se calienta ni se enfría.

El sistema climático puede responder a cambios en los forzamientos externos. Estos son «externos» al sistema climático pero no necesariamente externos a la Tierra. Ejemplos de forzamientos externos incluyen cambios en la composición atmosférica (p. ej. un aumento en las concentraciones de gases de efecto invernadero), la luminosidad solar, las erupciones volcánicas y las variaciones en la órbita de la Tierra alrededor del Sol.

Gases de efecto invernadero

El efecto invernadero es el proceso mediante el cual la absorción y emisión de radiación infrarroja por los gases en la atmósfera de un planeta calientan su atmósfera interna y la superficie. Fue propuesto por Joseph Fourier en 1824, descubierto en 1860 por John Tyndall, se investigó cuantitativamente por primera vez por Svante Arrhenius en 1896 y fue desarrollado en la década de 1930 hasta acabada la década de 1960 por Guy Stewart Callendar.

Emisiones mundiales de gases de efecto invernadero en 2010 por sector.

Contribución porcentual de las emisiones acumuladas de CO₂ asociadas a la energía entre 1751 y 2012 a lo largo de diferentes regiones.

En la Tierra, las cantidades naturales de gases de efecto invernadero tienen un efecto de calentamiento medio de aproximadamente 33 °C. Sin la atmósfera, la temperatura promedio de la Tierra estaría muy por debajo del punto de congelación del agua. Los principales gases de efecto invernadero son el vapor de agua (causante de alrededor de 36-70 % del efecto invernadero); el dióxido de carbono (CO₂, 9-26 %), el metano (CH₄, 4-9 %) y el ozono (O₃, 7,3 %). Las nubes también afectan el balance radiativo a través de los forzamientos de nube similares a los gases de efecto invernadero.

La actividad humana desde la Revolución Industrial ha incrementado la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera, conduciendo a un aumento del forzamiento radiativo de CO₂, metano, ozono troposférico, CFC y el óxido nitroso. De acuerdo con un estudio publicado en 2007, las concentraciones de CO₂ y metano han aumentado en un 36 % y 148 % respectivamente desde 1750. Estos niveles son mucho más altos que en cualquier otro tiempo durante los últimos 800 000 años, período hasta donde se tienen datos fiables extraídos de núcleos de hielo. Evidencia geológica menos directa indica que valores de CO₂ mayores a este fueron vistos por última vez hace aproximadamente 20 millones de años.

La quema de combustibles fósiles ha producido alrededor de las tres cuartas partes del aumento en el CO₂ por actividad humana en los últimos 20 años. El resto de este aumento se debe principalmente a los cambios en el uso del suelo, especialmente la deforestación.⁷¹ Estimaciones de las emisiones globales de CO₂ en 2011 por el uso de combustibles fósiles, incluido la producción de cemento y el gas residual, fue de 34 800 millones de toneladas (9,5 ± 0,5 PgC), un incremento del 54 % respecto a las emisiones de 1990. El mayor contribuyente fue la quema de carbón (43 %), seguido por el petróleo (34 %), el gas (18 %), el cemento (4,9 %) y el gas residual (0,7 %).

En mayo de 2013, se informó que las mediciones de CO₂ tomadas en el principal estándar de referencia del mundo (ubicado en Mauna Loa) superaron las 400 ppm. De acuerdo con el profesor Brian Hoskins, es probable que esta sea la primera vez que los niveles de CO₂ hayan sido tan altos desde hace unos 4,5 millones de años. Las concentraciones mensuales del CO₂ global excedieron las 400 ppm en marzo de 2015, probablemente por primera vez en varios millones de años. El 12 de noviembre de 2015, científicos de la NASA informaron que el dióxido de carbono producido por el ser humano continúa incrementándose sobre niveles no alcanzados en cientos de miles de años: actualmente, cerca de la mitad del CO₂ proveniente de la quema de combustibles fósiles no es absorbido ni por la vegetación ni los océanos y permanece en la atmósfera.

Durante las últimas tres décadas del siglo xx, el crecimiento del producto interno bruto per cápita y el crecimiento poblacional fueron los principales impulsores del aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero. Las emisiones de CO₂ siguen aumentando debido a la quema de combustibles fósiles y el cambio de uso del suelo. Las emisiones pueden ser atribuidas a las diferentes regiones. La atribución de emisiones por el cambio de uso del suelo posee una incertidumbre considerable. ^:289

Se han proyectado escenarios de emisiones, estimaciones de los cambios en los niveles futuros de emisiones de gases de efecto invernadero, que dependen de evoluciones económicas, sociológicas, tecnológicas y naturales inciertas. En la mayoría de los escenarios, las emisiones siguen aumentando durante el presente siglo, mientras que en unos pocos las emisiones se reducen. Las reservas de combustibles fósiles son abundantes y no van a limitar las emisiones de carbono en el siglo xxi. Se han utilizado los escenarios de emisiones, junto con el modelado del ciclo del carbono, para producir estimaciones de cómo las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero podrían cambiar en el futuro. Usando los seis escenarios SRES del IPCC, los modelos sugieren que para el año 2100 la concentración atmosférica de CO₂ podría llegar entre 541 y 970 ppm. Esto es un 90-250 % mayor a la concentración en el año 1750.

Los medios de comunicación populares y el público a menudo confunden el calentamiento global con el agotamiento del ozono, es decir, la destrucción del ozono estratosférico por clorofluorocarbonos.^{90 91} Aunque hay unas pocas áreas de vinculación, la relación entre los dos no es fuerte. La reducción del ozono estratosférico ha tenido una ligera influencia hacia el enfriamiento en las temperaturas superficiales, mientras que el aumento del ozono troposférico ha tenido un efecto de calentamiento algo mayor.

Aerosoles y hollín

El oscurecimiento global, una reducción gradual de la cantidad de irradiancia directa en la superficie de la Tierra, se observó a partir de 1961 hasta por lo menos 1990.⁹³ Se piensa que la causa principal de este oscurecimiento son las partículas sólidas y líquidas conocidas como aerosoles, producto de los volcanes y los contaminantes antropogénicos. Ejercen un efecto de enfriamiento por el aumento de la reflexión de la luz solar entrante. Los efectos de los productos de la quema de combustibles fósiles (CO₂ y aerosoles) se han compensado parcialmente entre sí en las últimas décadas, por lo que el calentamiento neto se ha debido al aumento de gases de efecto invernadero distintos del CO₂, como el metano. El forzamiento radiativo por los aerosoles está limitado temporalmente por los procesos que los remueven de la atmósfera. La eliminación por las nubes y la precipitación les da a los aerosoles troposféricos una vida atmosférica cercana a solo una semana; en cambio, los aerosoles estratosféricos pueden permanecer durante algunos años. El dióxido de carbono tiene una vida atmosférica de un siglo o más, por tanto los cambios en los aerosoles solo retrasarán los cambios climáticos causados por el CO₂. La contribución al calentamiento global del carbono negro solo es superada por la del dióxido de carbono.

Además de su efecto directo en la dispersión y la absorción de la radiación solar, las partículas tienen efectos indirectos sobre el balance radiativo de la Tierra. Los sulfatos actúan como núcleos de condensación y por lo tanto conducen a nubes que tienen más y más pequeñas gotitas. Estas nubes reflejan la radiación solar más eficientemente que aquellas con menos y más grandes gotitas, fenómeno conocido como el efecto Twomey. Este efecto también provoca que las gotitas sean de tamaño más uniforme, lo que reduce el crecimiento de las gotas de lluvia y hace a la nube más reflexiva a la luz solar entrante, llamado el efecto Albrecht. Los efectos indirectos son más notables en las nubes estratiformes marinas y tienen muy poco efecto radiativo en las convectivas. Los efectos indirectos de los aerosoles representan la mayor incertidumbre en el forzamiento radiativo^.

El hollín puede enfriar o calentar la superficie, dependiendo de si está suspendido o depositado. El hollín atmosférico absorbe directamente la radiación solar, lo que calienta la atmósfera y enfría la superficie. En áreas aisladas con alta producción de hollín, como la India rural, las nubes marrones pueden enmascarar tanto como el 50 % del calentamiento de la superficie por gases de efecto invernadero. Cuando se deposita, especialmente sobre los glaciares o el hielo de las regiones árticas, el menor albedo de la superficie también puede calentar directamente la superficie. Las influencias de las partículas, incluido el carbono negro, son más acusadas en las zonas tropicales y subtropicales, particularmente en Asia, mientras que los efectos de los gases de efecto invernadero son dominantes en las regiones extratropicales y el hemisferio sur.

Actividad solar

Desde 1978, las radiaciones del Sol se han medido con precisión mediante satélites. Estas mediciones indican que las emisiones del Sol no han aumentado desde 1978, por lo que el calentamiento durante los últimos 30 años no puede ser atribuido a un aumento de la energía solar que llegase a la Tierra.

Se han utilizado modelos climáticos para examinar el papel del Sol en el cambio climático reciente. Los modelos son incapaces de reproducir el rápido calentamiento observado en las décadas recientes cuando solo se tienen en cuenta las variaciones en la radiación solar y la actividad volcánica. Los modelos son, no obstante, capaces de simular los cambios observados en la temperatura del siglo xx cuando incluyen todos los forzamientos externos más importantes, incluidos la influencia humana y los forzamientos naturales.

Otra línea de prueba en contra de que el Sol sea el causante del cambio climático reciente proviene de observar como han cambiado las temperaturas a diferentes niveles en la atmósfera de la Tierra. Los modelos y las observaciones muestran que el calentamiento de efecto invernadero resulta en el calentamiento de la atmósfera inferior (troposfera), pero el enfriamiento de la atmósfera superior (estratosfera). El agotamiento de la capa de ozono por refrigerantes químicos también ha dado lugar a un fuerte efecto de enfriamiento en la estratosfera. Si el Sol fuera responsable del calentamiento observado, se esperaría el calentamiento tanto de la troposfera como de la estratosfera.

Variaciones en la órbita de la Tierra

La inclinación del eje de la Tierra y la forma de su órbita alrededor del Sol varían lentamente durante decenas de miles de años y son una fuente natural de cambio climático al modificar la distribución estacional y latitudinal de la insolación.

Durante los últimos miles de años, este fenómeno contribuyó a una lenta tendencia hacia el enfriamiento en las latitudes altas del hemisferio norte durante el verano, la que se invirtió debido al calentamiento inducido por los GEI durante el siglo xx.

Variaciones en los ciclos orbitales pueden iniciar un nuevo periodo glaciar en el futuro, aunque la fecha de esto depende de las concentraciones de GEI además del forzamiento orbital. No se prevé un nuevo periodo glaciar dentro de los próximos 50 000 años si las concentraciones de CO₂ atmosférico continúan sobre las 300 ppm.

Retroalimentación

El sistema climático incluye una serie de retroalimentaciones, que alteran la respuesta del sistema a los cambios en los forzamientos externos. Las retroalimentaciones positivas incrementan la respuesta del sistema climático a un forzamiento inicial, mientras que las retroalimentaciones negativas la reducen.

Existe una serie de retroalimentaciones en el sistema climático, incluido el vapor de agua, los cambios en el hielo-albedo (la capa de nieve y hielo afecta la cantidad que la superficie de la Tierra absorbe o refleja la luz solar entrante), las nubes y los cambios en el ciclo del carbono de la Tierra (por ejemplo, la liberación de carbono del suelo). La principal retroalimentación negativa es la energía que la superficie de la Tierra irradia hacia el espacio en forma de radiación infrarroja. De acuerdo con la ley de Stefan-Boltzmann, si la temperatura absoluta (medida en kelvin) se duplica,^{nota 5} la energía radiativa aumenta por un factor de 16 (2 a la cuarta potencia).

Las retroalimentaciones son un factor importante en la determinación de la sensibilidad del sistema climático a un aumento de las concentraciones atmosféricas de GEI. Si lo demás se mantiene, una sensibilidad climática superior significa que se producirá un mayor calentamiento para un mismo incremento en el forzamiento de gas de efecto invernadero. La incertidumbre sobre el efecto de las retroalimentaciones es una razón importante del porqué diferentes modelos climáticos proyectan diferentes magnitudes de calentamiento para un determinado escenario de forzamiento. Se necesita más investigación para entender el papel de las retroalimentaciones de las nubes y el ciclo del carbono en las proyecciones climáticas.

Las proyecciones del IPCC previamente mencionadas figuran en el rango de «probable» (probabilidad mayor al 66 %, basado en la opinión de expertos) para los escenarios de emisiones seleccionados. Sin embargo, las proyecciones del IPCC no reflejan toda la gama de incertidumbre. El extremo inferior del rango de «probable» parece estar mejor limitado que su extremo superior.

Modelos climáticos

Cálculos del calentamiento global preparados en o antes de 2001 a partir de una gama de modelos climáticos en el escenario de emisiones SRES A2, el cual asume que no se toman medidas para reducir las emisiones en un desarrollo económico regionalmente dividido.

Cambios proyectados en la media anual térmica del aire superficial desde finales del siglo xx hasta mediados del siglo xxi, basado en un escenario de emisiones moderadas (SRES A1B). Este escenario asume que no se adoptarán políticas futuras para limitar las emisiones de gases de efecto invernadero. Crédito de la imagen: NOAA GFDL.

Un modelo climático es una representación de los procesos físicos, químicos y biológicos que afectan el sistema climático. Tales modelos se basan en disciplinas científicas como la dinámica de fluidos y la termodinámica, así como los procesos físicos como la transferencia de radiación. Los modelos pueden usarse para predecir un rango de variables tales como el movimiento local del aire, la temperatura, las nubes y otras propiedades atmosféricas; la temperatura, salinidad y circulación del océano; la capa de hielo en tierra y mar; la transferencia de calor y humedad del suelo y la vegetación a la atmósfera; y procesos químicos y biológicos, entre otros.

Aunque los investigadores tratan de incluir tantos procesos como sea posible, las simplificaciones del sistema climático real son inevitables debido a las restricciones del poder computacional disponible y las limitaciones en el conocimiento del sistema climático. Los resultados de los modelos también pueden variar debido a diferentes ingresos de gases de efecto invernadero y la sensibilidad climática del modelo. Por ejemplo, la incertidumbre de las proyecciones de 2007 del IPCC es causada por (1) el uso de múltiples modelos con diferentes sensibilidades a las concentraciones de GEI, (2) el empleo de diferentes estimaciones de las emisiones humanas futuras de GEI y (3) las emisiones adicionales de retroalimentaciones climáticas que no fueron consideradas en los modelos usados por el IPCC para preparar su informe, a saber, la liberación de GEI procedentes del permafrost.

Los modelos no presuponen que el clima se calentará debido al aumento de los niveles de gases de efecto invernadero. En cambio, los modelos predicen cómo los gases de efecto invernadero interactuarán con la transferencia de radiación y otros procesos físicos. El enfriamiento o calentamiento es por tanto un resultado, no un supuesto, de los modelos

Las nubes y sus efectos son especialmente difíciles de predecir. Mejorar la representación de las nubes en los modelos es por tanto un tema importante en la investigación actual. Otro asunto importante es expandir y mejorar las representaciones del ciclo del carbono.

Los modelos también se utilizan para ayudar a investigar las causas del cambio climático reciente al comparar los cambios observados con aquellos que los modelos proyectan a partir de diversas causas naturales y humanas. Aunque estos modelos no atribuyen inequívocamente el calentamiento que se produjo a partir de aproximadamente 1910 hasta 1945 a la variación natural o la acción del ser humano, sí indican que el calentamiento desde 1970 está dominado por las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por el ser humano.

El realismo físico de los modelos se prueba mediante el examen de su capacidad para simular climas contemporáneos o pasados. Los modelos climáticos producen una buena correspondencia con las observaciones de los cambios globales de temperatura durante el siglo pasado, pero no simulan todos los aspectos del clima. Los modelos climáticos utilizados por el IPCC no predicen con exactitud todos los efectos del calentamiento global. El deshielo ártico observado ha sido más rápido que el predicho. La precipitación aumentó proporcionalmente a la humedad atmosférica y por lo tanto significativamente más rápido que lo predicho por los modelos del clima global. Desde 1990, el nivel del mar también ha aumentado considerablemente más rápido que lo predicho por los modelos.

Efectos ambientales observados y esperados

El forzamiento antropogénico ha contribuido probablemente a algunos de los cambios observados, incluido el aumento del nivel del mar, los cambios en los extremos climáticos (como el número de días cálidos y fríos), la disminución de la extensión de la banquisa ártica, el retroceso de los glaciares y el reverdecimiento del Sahara.

En el transcurso del siglo xxi, se prevé que los glaciares y la capa de nieve continúen su retirada generalizada. Las proyecciones de la disminución del hielo marino ártico varían. Las proyecciones recientes sugieren que ya en 2025-2030 los veranos árticos podrían quedar libres de hielo, definido como una extensión de hielo menor a 1 millón de km².

La «detección» es el proceso de demostrar que el clima ha cambiado en cierto sentido estadístico definido, sin proporcionar una razón para ese cambio. La detección no implica la atribución del cambio detectado a una causa particular. La «atribución» de las causas del cambio climático es el proceso de establecer las causas más probables para el cambio detectado con un cierto nivel de confianza definido. La detección y atribución también se pueden aplicar a cambios observados en los sistemas físicos, ecológicos y sociales.

Fenómenos meteorológicos extremos

Se espera que los cambios en el clima regional incluyan un mayor calentamiento en tierra, en su mayoría en las latitudes altas del norte, y el menor calentamiento en el océano Austral y partes del océano Atlántico Norte.

Se prevé que los cambios futuros en las precipitaciones sigan las tendencias actuales, con precipitaciones disminuidas en las zonas subtropicales en tierra y aumentadas en las latitudes subpolares y algunas regiones ecuatoriales. Las proyecciones sugieren un probable incremento en la frecuencia y severidad de algunos fenómenos meteorológicos extremos, como las olas de calor.

Un estudio publicado por Nature Climate Change en 2015 dice:

Un 18 % de las precipitaciones diarias moderadamente extremas en tierra son atribuibles al aumento de la temperatura observado desde la época preindustrial, que a su vez es resultado principalmente de la influencia humana. Para 2 °C de calentamiento, la fracción de precipitaciones extremas atribuibles a la influencia humana se eleva a cerca del 40 %. Del mismo modo, en la actualidad alrededor del 75 % de las precipitaciones diarias moderadamente extremas en tierra son atribuibles al calentamiento. Es para los fenómenos más raros y extremos la fracción antropogénica más grande y esa contribución incrementa de forma no lineal con un mayor calentamiento.

El análisis de datos de eventos extremos desde 1960 hasta 2010 sugiere que las sequías y olas de calor surgen simultáneamente con una frecuencia aumentada. Han aumentado los eventos extremos de humedad o sequía ocurridos en el periodo monzónico desde 1980.

Subida del nivel del mar

Se ha estimado la subida del nivel del mar en un promedio entre 2,6 mm y 2,9 mm ± 0,4 mm por año desde 1993. Adicionalmente, esta se ha acelerado durante las dos décadas pasadas. Durante el siglo xxi, el IPCC proyecta en un escenario de altas emisiones que la media global del nivel del mar podría aumentar en 52 a 98 cm. Las proyecciones del IPCC son conservadoras y pueden subestimar el aumento futuro del nivel del mar. En el curso del siglo xxi, Parris y otros sugieren que el nivel medio global del mar podría subir entre 0,2 y 2,0 m con respecto de 1992.

Se prevé una inundación costera generalizada si varios grados de calentamiento se mantienen durante milenios. Por ejemplo, el calentamiento global sostenido de más de 2 °C (relativo a niveles preindustriales) podría dar lugar a un aumento final del nivel del mar de alrededor de 1 a 4 m debido a la expansión térmica del agua de mar y el derretimiento de los glaciares y las capas de hielo pequeñas. El derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia podría contribuir 4 a 7,5 m adicionales durante muchos miles de años. Se ha estimado que ya estamos comprometidos a una subida de aproximadamente 2,3 m por cada grado de calentamiento dentro de los próximos 2000 años.

Un calentamiento mayor al límite de 2 °C podría conducir potencialmente a una tasa de aumento del nivel del mar dominada por la pérdida de hielo antártico. Las emisiones persistentes de CO₂ por fuentes fósiles podría causar una subida adicional de decenas de metros durante los próximos milenios y finalmente la eliminación de toda la capa de hielo de la Antártida, lo que causaría una elevación de aproximadamente 58 metros.

Sistemas ecológicos

En los ecosistemas terrestres, el desarrollo precoz de los eventos primaverales y los cambios de hábitat de los animales y las plantas hacia los polos y las alturas se han vinculado con alta confianza al calentamiento reciente. Se espera que el cambio climático futuro afecte especialmente a ciertos ecosistemas, incluidos la tundra, los manglares y los arrecifes de coral. Se prevé que la mayoría de los ecosistemas se verán afectados por el aumento de los niveles de CO₂ en la atmósfera, combinado con mayores temperaturas globales. En general, se espera que el cambio climático resultará en la extinción de muchas especies y la reducción de la diversidad de los ecosistemas.

Los aumentos en las concentraciones atmosféricas de CO₂ han dado lugar a un aumento de la acidez de los océanos. El CO₂ disuelto incrementa la acidez del océano, que es medida por los valores de pH más bajos. Entre 1750 y 2000, el pH de la superficie oceánica ha disminuido en ≈0,1, desde ≈8,2 a ≈8,1. El pH de la superficie del océano probablemente no ha estado por debajo de ≈8,1 durante los últimos dos millones de años. Las proyecciones sugieren que el pH superficial oceánico podría disminuir otras 0,3-0,4 unidades para 2100. La acidificación futura de los océanos podría amenazar los arrecifes de coral, la pesca, las especies protegidas y otros recursos naturales de valor social.

Se proyecta que la desoxigenación oceánica incremente la hipoxia en un 10 % y triplique las aguas suboxigenadas (con concentraciones de oxígeno menores al 2 % de las medias superficiales) por cada 1 °C de calentamiento oceánico extra.

Efectos a largo plazo

En la escala de siglos a milenios, la magnitud del calentamiento global será determinada principalmente por las emisiones antropogénicas de CO₂.

Esto se debe a que el dióxido de carbono posee un tiempo de vida en la atmósfera muy largo.

Estabilizar la temperatura media global requeriría grandes reducciones en las emisiones de CO₂, además de otros gases de efecto invernadero como el metano y el óxido de nitrógeno.

Respecto al CO₂, las emisiones necesitarían reducirse en más del 80 % con respecto a su nivel máximo.

Incluso si esto se lograse, las temperaturas globales permanecerían cercanas a su nivel más alto por muchos siglos.

Otro efecto a largo plazo es una respuesta de la corteza terrestre al derretimiento del hielo y la desglaciación, en un proceso llamado ajuste posglaciar, cuando las masas de tierra ya no estén deprimidas por el peso del hielo. Esto podría provocar corrimientos de tierra y el aumento de las actividades sísmica y volcánica. Las aguas oceánicas más cálidas que descongelan el permafrost con base oceánica o la liberación de hidratos de gas podrían causar corrimientos submarinos, que a su vez pueden generar tsunamis. Algunas regiones como los Alpes Franceses ya muestran signos de un aumento en la frecuencia de corrimientos^.

Impactos abruptos y a gran escala

El cambio climático podría resultar en cambios globales a gran escala en sistemas sociales y naturales. Dos ejemplos son la acidificación de los océanos, causada por el aumento en las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono, y el derretimiento prolongado de las calotas de hielo, que contribuye a la subida del nivel del mar.

Algunos cambios a gran escala podrían ocurrir abruptamente, es decir, en un corto período de tiempo, y también podrían ser irreversibles. Un ejemplo de un cambio climático abrupto es la rápida liberación de metano y dióxido de carbono del permafrost, lo que llevaría a un calentamiento global amplificado, o el bloqueo de la circulación termosalina. La comprensión científica del cambio climático abrupto es en general pobre.

La probabilidad de cambios abruptos para algunas retroalimentaciones climáticas puede ser baja. Los factores que pueden aumentar la probabilidad de un cambio climático abrupto incluyen un calentamiento global de mayor magnitud, una mayor rapidez y un calentamiento sostenido durante periodos de tiempo más largos.

Efectos observados y esperados en los sistemas sociales

Se han detectado en todo el mundo los efectos del cambio climático en los sistemas humanos, en su mayoría debido al calentamiento o cambios en los patrones de precipitación, o ambos. La producción de trigo y maíz a nivel mundial se ha visto afectada por el cambio climático. Pese a que la productividad agrícola se ha incrementado en algunas regiones de latitudes medias, como el Reino Unido y en el noreste de China, las pérdidas económicas debidas a fenómenos meteorológicos extremos han aumentado a nivel mundial. Ha habido una mortalidad vinculada al cambio de frío a calor en algunas regiones como resultado del calentamiento. El cambio climático ha alterado los medios de subsistencia de los pueblos indígenas del Ártico y hay evidencia emergente de sus impactos en los medios de subsistencia de los pueblos indígenas de otras regiones. Sus efectos se observan en más regiones que antes, en todos los continentes y a lo largo de zonas oceánicas.

Los futuros impactos sociales del cambio climático serán desiguales. Se espera que muchos riesgos aumenten con mayores magnitudes de calentamiento global^. Todas las regiones están en riesgo de sufrir impactos negativos. Las zonas de baja latitud y de menor desarrollo se enfrentan a los mayores peligros. Un estudio de 2015 concluyó que el crecimiento económico (producto interno bruto) de los países más pobres se verá perjudicado por el calentamiento global proyectado mucho más de lo que se creía anteriormente.

Un metaanálisis de 56 estudios concluyó en 2014 que cada grado de temperatura adicional aumentará la violencia hasta un 20 %, la que incluye riñas, crímenes violentos, agitación social o guerras.

Los ejemplos de impactos incluyen:

• Comida: la productividad agrícola probablemente se verá afectada negativamente en los países de baja latitud, mientras que los efectos en latitudes septentrionales pueden ser positivos o negativos. Niveles de calentamiento global de alrededor de 4,6 °C en relación con los niveles preindustriales podrían representar un gran peligro para la seguridad alimentaria mundial y regional.

• Salud: en general los impactos serán más negativos que positivos.Estos incluyen las consecuencias de los fenómenos meteorológicos extremos, que producen lesionados y pérdida de vidas humanas, y los efectos indirectos, como la desnutrición provocada por las malas cosechas.

Inundación de hábitats

Como consecuencia del aumento del nivel del mar, se espera que las inundaciones amenacen la infraestructura vital y los asentamientos humanos en islas pequeñas y grandes deltas. Esto podría llevar a problemas de falta de vivienda en países con zonas bajas como Bangladés, así como la pérdida de patria de los habitantes de Maldivas y Tuvalu.²⁰⁰

Economía

Estimaciones con base en el escenario de emisiones del IPCC A1B, con liberación extra de CO₂ y metano proveniente del permafrost, calculan los daños asociados a los impactos en 43 billones USD.

Infraestructura

La degradación continua del permafrost probablemente conducirá a una infraestructura inestable en las regiones árticas o Alaska antes de 2100. Por consiguiente, impactará caminos, oleoductos y edificación, además de la distribución de agua, y causará fallas de taludes.

Posibles respuestas al cambio climático

Mitigación

La mitigación del cambio climático son las actividades que reducen las emisiones de gas de efecto invernadero o mejoran la capacidad de los sumideros de carbono para absorber los GEI de la atmósfera. Existe un gran potencial para reducciones futuras de las emisiones mediante una combinación de actividades, tales como la conservación de energía y el aumento de la eficiencia energética; el uso de tecnologías de energía baja en carbono, como la energía renovable, la energía nuclear y la captura y almacenamiento de carbono; y la mejora de los sumideros de carbono a través de, por ejemplo, la reforestación y la prevención de la deforestación. Un informe de 2015 por Citibank concluyó que la transición a una economía baja en carbono produciría un rendimiento positivo a las inversiones.

Las tendencias a corto y largo plazo en el sistema energético global no son compatibles con la limitación del calentamiento global bajo 1,5 o 2 °C (en relación a niveles preindustriales). Los compromisos realizados como parte del acuerdo de Cancún son ampliamente concordantes con una posibilidad probable (66-100 %) de limitarlo bajo 3 °C en el siglo xxi.

Al limitar el calentamiento a 2 °C, reducciones de emisiones más estrictas en el corto plazo permitirán reducciones más lentas después de 2030. Muchos modelos integrales son incapaces de lograr el objetivo de 2 °C si se realizan suposiciones pesimistas sobre la disponibilidad de tecnologías mitigantes.

Adaptación

Otras respuestas políticas incluyen la adaptación al cambio climático. Esta puede ser planificada, ya sea en reacción o anticipación al cambio climático, o espontánea, es decir, sin intervención del gobierno. La adaptación planificada ya se está produciendo de forma limitada. Las barreras, límites y costos de la adaptación futura no se comprenden completamente.

Un concepto relacionado con la adaptación es la capacidad de adaptación, que es la habilidad de un sistema (humano, natural o gestionado) para ajustarse al cambio climático (incluidos la variabilidad y extremos climáticos) para moderar los daños potenciales, aprovechar las oportunidades o hacer frente a las consecuencias. Un cambio climático no mitigado (es decir, un cambio climático futuro sin esfuerzos para limitar las emisiones de GEI), a largo plazo, probablemente excederá la capacidad de los sistemas naturales, gestionados y humanos para adaptarse.

Organizaciones medioambientales y personajes públicos han hecho hincapié en los cambios en el clima y los peligros que conllevan, además de fomentar la adaptación de la infraestructura y la reducción de las emisiones.

Ingeniería climática

La ingeniería climática (a veces llamada geoingeniería o intervención climática) es la modificación deliberada del clima. Se ha investigado como una posible respuesta al calentamiento global, por ejemplo, por la NASA y la Royal Society. Las técnicas bajo investigación generalmente pertenecen a las categorías de manejo de la radiación solar y eliminación de dióxido de carbono, aunque se han sugerido varias otras estrategias. Un estudio de 2014 investigó los métodos de ingeniería climática más comunes y llegó a la conclusión de que o son ineficaces o tienen efectos secundarios potencialmente graves y no se pueden detener sin causar un rápido cambio climático.

Discurso sobre el calentamiento global

Discusión política

La mayoría de los países son miembros de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). El objetivo último de la Convención es prevenir una interferencia humana peligrosa en el sistema climático. Como se declara en la Convención, esto requiere que las concentraciones de GEI se estabilicen en la atmósfera a un nivel en el que los ecosistemas puedan adaptarse naturalmente al cambio climático, la producción de alimentos no se vea amenazada y el desarrollo económico pueda proseguir de una manera sostenible. La Convención Marco se acordó en 1992, pero desde entonces las emisiones globales han aumentado.

Durante las negociaciones, el Grupo de los 77 (un grupo de cabildeo en las Naciones Unidas que representa a 133 naciones en desarrollo) ^:4 presionó por un mandato que exigiera a los países desarrollados «[tomar] la iniciativa» en la reducción de sus emisiones. Esto se justificó sobre la base de que: las emisiones del mundo desarrollado han contribuido más a la acumulación de GEI en la atmósfera, las emisiones per cápita aún eran relativamente bajas en los países en desarrollo y las emisiones de los países en desarrollo crecerían para satisfacer sus necesidades de desarrollo. ^:290

Este mandato se sustentó en el Protocolo de Kioto de la Convención Marco ^:290 que entró en vigencia en 2005.²²⁷ Al ratificar el Protocolo de Kioto, los países más desarrollados aceptaron compromisos jurídicamente vinculantes de limitar sus emisiones. Estos compromisos de primera ronda vencieron en 2012. El presidente estadounidense George W. Bush rechazó el tratado basándose en que «exime al 80 % del mundo, incluido los principales centros de población, como China y la India, de cumplimiento y causaría un grave daño a la economía de Estados Unidos». ^:5

En la XV Conferencia sobre el Cambio Climático de la ONU, celebrada en 2009 en Copenhague, varios miembros de la CMNUCC realizaron el Acuerdo de Copenhague. Los miembros asociados con el Acuerdo (140 países, en noviembre de 2010) ^:9 aspiran limitar el aumento futuro de la temperatura media global por debajo de 2 °C. La XVI Conferencia (COP 16) se celebró en Cancún en 2010. Produjo un acuerdo, no un tratado vinculante, donde las partes deben adoptar medidas urgentes para reducir las emisiones de GEI para cumplir el objetivo de limitar el calentamiento global a 2 °C sobre las temperaturas preindustriales. También reconoció la necesidad de considerar el fortalecimiento de la meta a un aumento del promedio global de 1,5 °C.

Discusión científica

Casi todos los científicos están de acuerdo en que los seres humanos están contribuyendo al cambio climático observado. Desde 2004, se han llevado a cabo al menos 9 encuestas a científicos y metaestudios de artículos académicos sobre el calentamiento global. Pese a que hasta el 18 % de los científicos encuestados puede disentir de la opinión consensuada, cuando se restringe a los científicos que publican en el campo del clima, el 97 al 100 % está de acuerdo con el consenso: el actual calentamiento es principalmente antropogénico (causado por el ser humano). Las academias nacionales de ciencia han hecho un llamado a los líderes mundiales a crear políticas que reduzcan las emisiones globales.

En la literatura científica, existe un fuerte consenso de que las temperaturas superficiales globales han aumentado en las últimas décadas y que la tendencia se debe principalmente a las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero. Ningún cuerpo científico de prestigio nacional o internacional está en desacuerdo con esta opinión.

Discusión en el público y en los medios de comunicación de masas