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3. ¿QUÉ ES E L EFECTO INVERNADERO?
Es uno de los efectos que se producen en atmósferas co- mo la que acabamos de describir y se trata de un proceso muy similar al que tiene lugar bajo un plástico o cristal. La radia- ción solar se compone de varias fracciones, entre ellas la in- fraiToja, visible y ultravioleta. Una vez que llega a la superfi- cie de la Tien'a (y una vez que ha sido filtrada de sus compo- nentes más peligrosos en las capas superiores de la atmósfe- ra), una parte es absorbida, pero otra es reflejada de nuevo ha- cia el exterior. Esta radiación reflejada no es ya de la misma natiu'aleza que la incidente sino de longitud de onda más lar- ga y con menor energía, cayendo dentro del campo de la ra- diación infrarroja. En cifras, la radiación recibida por nuestro planeta es, en promedio, de 240 vatios por metro cuadrado, considerando una reflexión o albedo del 30%. (Ver figura 3). Esta radiación se escapaiía completamente hacia el espa- cio si en la atmósfera no existieran moléculas que la atrapa- ran y más tarde la devolvieran hacia la superficie de la Tierra. Esas moléculas corresponderían a los gases, que, por el efec- to que producen, se les ha dado en llamar gases invernadero. Entre este tipo de gases, los hay de origen natural, deriva- dos de nuestras actividades y de ambas clases, pues muchas veces nuestras emisiones incrementan los componentes natu- •ales, como ocurre con el dióxido de carbono o con el vapor de agua. Pero, en todo caso, y entrando en una explicación más avanzada, se ti^ata de moléculas triatómicas o poliatómi- cas (compuestas por 3 ó más átomos) que tienen fuertes ban- das de absorción en la zona infrarroja del espectro. Las mo- éculas diatómicas (como las de nuestros gases más abundan- es, nitrógeno u oxígeno) no producen este efecto.
El efecto invernadero natural es hoy considerablemente menor que en épocas pasadas. La fotosíntesis vegetal redujo las primitivas concentraciones de dióxido de carbono de la at- mósfera terrestre desde valores tan altos como el 75% de to- do el aire que había hace 2.000 millones de años, hasta las 200 partes por millón que hubo en la última era glaciar. Pos- teriormente volvería a aumentai-, y la contribución de, las ac- tividades industriales incrementaría sus concentraciones des- de el siglo XVHL El efecto mvernadero puede presentar una cierta estacio- nalidad, siendo más intenso en invierno (las calefacciones su- ponen una quema mayor de combustibles fósiles) y menor en verano (coincidiendo, asimismo, con una mayor actividad fo- tosintética). El efecto invernadero es también el que hace que las noches nubladas sean más templadas quelasde cielo des- pejado, al actuar el vapor de agua de forma parecida a como lo hace el dióxido de carbono, absorbiendo la radiación in- frarroja. En este sentido, todo recalentamiento de la atmósfe- ra tiene como efecto inmediato una humidificación adicional del aire, que induce un nuevo efecto invernadero y refuerza, por tanto, el calentamiento inicial.
No debe, bajo ningún concepto; pensarse que el efecto in- vernadero es en sí mismo perjudicial, pues más bien podría afirmarse que su existencia es una condición indispensable para que se desarrolle vida evolucionada. Así, gracias al efec- to invernadero natural que se produce en la atmósfera terres- tre, generado sobre todo por dos de sus componentes natura- les, el dióxido, de carbono y el vapor de agua, gozamos de una temperatura media global de 15°C, idónea para el desarrollo de la. diversidad biológica actiial. En su ausencia, esa misma temperatura bajaría hasta los -20°C, lo que haría muy difícil la vida sobre la Tierra.
Lógicamente, para que el efecto invernadero tenga la con- sideración de favorable debe situarse dentro de un determina-
do rango, ya que si lo sobrepasa, las consecuencias sobre el clima pueden llegar a ser tan desastrosas como en su ausen- cia, y en ello la observación de otros planetas del sistema so- lar, como se verá en la pregunta siguiente, es bastante ilustra- tiva, Pero, incluso sin llegar a situaciones tan e^ctremas, toda desviación de las concentraciones normales que proporciona el efecto invernadero natural ocasionará anomalías en el cli- ma por la acumulación de calor que supone, lo que se tradu^ chía en diversas consecuencias en función de la intensidad de dicha, desviación. • , El potencial de calentamiento global, conocido por sus si- glas en ingés como GWP -Global Warming Potential- de un gas puede definirse como la integración en un deterixánado intervalo de tiempo de la actividad radiativa generada por un kilogramo de gas respecto al del dióxido de carbono. Esta unidad se utiliza como medida de los diferentes gases impli- cados y nos mostraría el potencial invernadero de cada uno de ellos. Así, si decimos que para un gas determinado su GWP es de 200, su significado es que un kilogramo de ese gas tie- ne una capacidad de calentamiento de la atmósfera equiva- lente a 200 kilogramos de dióxido de carbono. El GWP tiene en cuenta el tiempo de residencia en la atmósfera de cada gas y la capacidad de absorción de cada molécula. Además de su valor comparativo, es una importante herramienta que ayuda a tomar decisiones políticas de reducción o limitación de sus emisiones. Otra manera de cuantificarlo es utilizando los términos fí- sicos: el efecto invernadero natural se traduce en la captación de un flujo de 150 vatios por metro cuadrado, de los que el vapor de agua atrapa 100, frente a 50 del dióxido de carbono. La forma mediante la que podemos conocer la coniposi- ción de la atmósfera reciente tiene mucho que ver con el aná- lisis de los hielos polares, una de las estructuras geológicas más estables. La nieve es la forma de precipitación más.fre-
Figura 4. La medida del principal gas invernadero en la estación remo- ta de Mauna Loa en los últimos decenios, revela el aumento exponencial de este compuesto y confima el progresivo incremento de sus concentraciones.
4. ¿SE DA ESTE EFECTO EN OTROS
PLANETAS? •
Sí, prácticamente allí donde existe atmósfera, el efecto in- vernadero está presente. Por eso Mercurio, el primero de los planetas del jsistema,solar, al no poseerla carece de él. Esta inisma situación se da en nuestro satélite, la Luna. En los de- más casos los gases que lo generan son muy similares a los de lá atmósfera terrestre y dependiendo de su proporción po- demos, conocer la habitabilidad de la superficie de esos pla- netas. Uno de los ejemplos mejor comprendidos es el de Venus, con una espesa atmósfera constituida por dióxido de carbono y vapor de agua, mas en tan alta proporción que ambos pro- ductos generan un potente efecto invernadero del que resulta una temperatura que oscila entre 400°C y 800°C, haciendo prácticamente imposibles las condiciones de vida en ese pla- neta. Este ejemplo refuerza la importancia del equilibrio de este efecto, ya qne sus variaciones pueden suponer cambios imjportantes en su superficie y en su futuro.
. Otra óptica puede describir tambiéij el fuerte efecto inver- nadero de Venus. Modelos sencillos de equilibrio radiativo dividen a la atmósfera en capas, con el espesor preciso para absorber la radiación infrarroja saliente, así puede expresarse la capacidad absorbente de la atmósfera en función del nú- mero de capas asignadas. La Tierra puede ser tratada como si tuviera dos, pero Venus, a causa de su elevada concentración de dióxido de carbono llegaría a alcanzai" las 70. La densidad, atmosférica juega también un papel impor- tante, pues la absorción infrarroja de un gas aumenta con la firesión. Así la considerable diferencia entre los efectos in-
Á1B
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(^2000 2020 2040 2060 2080 )
A ñ o s
F i g u r a 6.,E1 Panel Intergubemamental para el Cambio Climáti- co (IPCC) es el organismo que aglutina a expertos de todos los pa- íses para el estudio de este f e n ó m e n o. Sus resultados suelen con- templai- vaiips escenarios, aunque la tendencia final - c o m o en esta gráfica en donde.se observa la evolución prevista de la temperatura media de la Tieira a lo lai'go de este s i g l o - no ofrece lugar a dudas.
6. ¿QUÉ GASES ORIGINAN E L EFECTO
INVERNADERO?
Los más importantes son los siguientes: dióxido de carbo- no, vapor de agua, metano, óxido nitroso, ozono, CFC y sus sustitutos. El dióxido de carbono y el vapor de agua son dos compo- nentes naturales de la atmósfera. De ambos, el que viene te- niendo un claro crecimiento es el primero. Debido a su rela- tiva, abundancia atmosférica se considera el segundo gas in- vernadero más impoilante, y el primero si tenemos en cuenta solamente las emisiones antrópicas. Estudiaremos cada uno de los gases enunciados a continuación.
6.1. E l dióxido de carbono (CO2)
El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoi:o, cons- tituyente de la .atmósfera en una proporción estimada del 0,00033 por lOO, con un tiempo variable de residencia en la misma comprendido entre 50 y 200 años. Es, aproximada- mente, 1,5 veces más denso que el aire.'Con importantes fuentes naüirales, interviene activamente en la fotosíntesis de las plaiitas y lo emiten todos los seres vivos en la respii-ación, constituyendo este flujo uno de los principales ciclos de la biosfera. Estas fuentes desprenden a la atmósfera 150.000 itd- llones de toneladas anuales de este compuesto. Sin embargo, sus concentraciones han ido ascendiendo históricamente, acentuándose esta tendencia en la segunda mitad del siglo X X , encontrándose una subida aproximada de 100 partes por millón, con unas concentraciones actuales su-
cuya relación entte solubilidad y temperatura es dii-ecta, la di- solución de los gases en agua es inversamente proporcional a la temperatura del disolvente. El dióxido de carbono atmosférico pasa al agua por difu- sión a tx'avés de la interfase aire-agua. Si la concentración en el agua es inferior a la de la atmósfera, el CO2 se difunde en la primera, pero si la concentración es mayor en el agua que en la atmósfera, la primera libera dióxido de carbono en la se- gunda. La concentración de CO2 en el aire se mantiene, por tanto, por la disolución en el océano, que actúa como un enorme tampón, a su vez amortiguado por la deposición de rocas car- bonatadas en los mares poco profundos. La tasa de tampona- miento; está, sin embargo, limitada por la relativa lentitud de mezcla de las masas de agua. En consecuencia, en las últimas décadas ha ido aumentando su concentración como resultado de la actividad humana. : , Entre los datos que pueden ayudar a comprender la situa- ción actual, podemos observai- que el consumo actual de combustibles fósiles es 100.000 veces más rápido que su ve- locidad de formación. En 1996, el consunip mundial de ener- gía superó los,9.000 millones de toneladas equivalentes de petróleo. Quemar- fres toneladas de combustible (la media anual por persona en los países desaiToUados) genera unas 10 toneladas de dióxido de carbono. El 65% del dióxido de cai- bono de una gran ciudad procede de los automóviles. En 1999 se emitierori 23.172 millones de toneladas de CO2 proceden- tes de la quema de combustibles fósiles, de los que el 42% co- rrespondió al petróleo.
Las técnicas de discriixdnación isotópica son las que han permitido llegar a la conclusión de que el aumento del dióxi- do de carbono atmosférico actual es debido a la quema de coinbustibles fósiles (el GO2 de este origen se reconoce por- que no tiene C'*j cuya vida media es de 5.730 años y, por tan-
to, casi extinguido en el material fósil) y a la deforestación, secado de zonas húmedas y ottas prácticas agrícolas que l i - beran dióxido de carbono con menor proporción del isótopo estable C'^ (previainente discriminado por las plantas al llevai- a cabo la fotosíntesis, proceso en el que se utiliza preferente- mente C'^). El CO2 producido por estas actividades,es doble del que queda retenido en lá atniósfera. Para el cálculo práctico de las emisiones de dióxido de carbono puede emplearse la fórmula siguiente:
EF = (44/12) x C X A X (1/H) x 10^
En donde
E F es el factor de emisión específico C es el contenido de carbono en el combustible A es la fracción de carbono oxidada H es el poder calorífico inferior del combustible
Valores generales del contenido de carbono del combusti- ble y del poder calorífico inferior, pueden encontrarse en ta- blas específicas. Valores por defecto para la coiTcspondiente fracción, de carbono oxidada son: 0,99 para combustibles lí- quidos, 0,98 para combustibles sólidos y 0,995 para combus- tibles gaseosos. Los factores de emisión de CO2 de los dife- rentes combustibles, se presentan en la Tabla 11. Los análisis de las burbujas de aire atrapadas en el hielo polar confirman las tendencias observadas mostrando que las concentraciones de dióxido de carbono han evolucionado 'desde 200 partes por millón al final de la última era glaciar hasta 270 partes por millón en la era preindustrial, aumentan- do desde entonces hasta las más de 360 partes por niillón ac- tuales. La contribución del dióxido de cai-bono al efecto inverna-
dero es la más alta de todas y se sitúa, porcentualmente, alre- dedor del 60%. No es un gas muy eficiente en cuanto a la ab- sorción de radiación infraiToja, por lo que su impacto viene como consecuencia de la gran abundancia de sus fuentes.
T A B L A 11 Factores de emisión de dióxido de carbono (en Idlotoneladas de CO2 por cada Idlotonelada equivalente de peti-óleo) Hulla/Anti-acita (^) 4, Gases licuados del peti'óleo (GLP) 2, Gasolina 2, Gasóleo 3, Fuel - oil (^) 3, Gas natural 2, Usos térmicos de energías renovables Biomasa (^) Neuti-o Solar térmica (^0) Biocarburantes Neuti'o
6.2. E l vapor de agua
El vapor de agua es el gas invernadero más importante, aunque su origen natural lo hace más difícil de controlar. Se daría, además, un proceso de retroalimentación, en la medida en que una elevación de la temperatura implican'a mayor evaporación y, como consecuencia, un incremento del vapor de agua en la atmósfera. Esto implicaría precipitaciones más fuertes y abundantes, si bien existen incertidumbres sobre dónde, cómo y cuándo aparecerán. En cuanto a las nubes mantienen una posición anrbivalente en relación a la acción invernadero de este compuesto ya que, por una parte, son reflectoras de la radiación solar, y por otra -puesto que están, formadas por agua y vapor de agua- contri- buyen a este efecto. En síntesis, podríamos considerar que:
- Un incremento de las nubes bajas y medias produciría un aumento del efecto, puesto que ocupan menos extensión. Do- minaría el efecto invernadero sobre el albedo, de manera que se produciría un aumento de la temperatura, mayor evapora- ción y, en consecuencia, aumento en la formación de nubes.
- Un incremento de las nubes altas produciría, en cambio, una retroalimentación negativa porque ocuparían mayor ex- tensión. En este caso, el albedo predominaría sobre el efecto invernadero y se reflejará más la radiación solar, lo que im- plicaría una disminución de las temperaturas, frenándose la evaporación y disminuyendo la formación de nubes.
El tiempo de residencia atmosférica del vapor de agua es corto, aproximadamente de 10 días, por lo que no se produce una acumulación de este producto en la atmósfera. No obs- tante, su presencia atmosférica depende directamente de la temperatura, ya que cuanto mayor sea ésta, mayor será la evotraspiración y evaporación, y mayor la capacidad del aire pai'a retener vapor de agua, aumentando así su concentración. El hecho sorprendente de que el vapor de agua, pese a su potencia como gas invernadero, no se considere entre los ga- ses regulados se debe, por tanto, a su tiempo tan corto de re- sidencia en la atmósfera. Comentemos finalmente que hay una-gran variedad espa- cial y temporal en el conterüdo de agua del aire, que puede oscilar- desde 50 milímetros en la atmósfera de algunas regio- nes fropicales hasta sólo 1 ó 2 milímetros en la atmósfera de las regiones polares.
6.3. E l metano
De fórmula CH 4 , el metano en el hidrocarburo saturado más sencillo y el principal hidrocarburo en la atmósfera. Es
químicas, en especial con el radical hidroxilo (OH), conside- rado como el radical detergente, por sus funciones de limpie- za al reaccionar- y eliminar- a los contaminantes del aire. Es, asimismo, el radical más abundante en la atmósfera, por ello, este radical también reacciona con otros productos, como el monóxido de cai-bono, de concenti'aciones crecientes, permi- tiendo así, indirectamente, una mayor acumulación de meta- no. En parte puede ser también reabsorbido por el suelo aun- que este proceso acontece en mucha menor medida. La des- trucción de metano por los microorganismos del suelo dismi- nuye si la humedad aumenta, y con la adición de fertilizantes nitrogenados. Además de su participación en el efecto invernadero, la presencia de metano en la atmósfera está también vinculada con la producción de ozono ti-oposférico.
6.4. E l óxido nitroso
De fórmula N2O, es el más abundante de todos los óxidos de nitrógeno (en donde se engloban siete compuestos) y es un gas producido por la fermentación bacteriana. Organismos presentes en el suelo, como los nitrosomas, pueden oxidar el amoníaco que a él llega, como resultado del metabolismo de los seres vivos superiores, produciendo iones nitrito. Las ni- trobacterias oxidan este nitrito a nitrato produciendo también óxido nitroso. Los numerosos microorganismos responsables del proceso contrario, la desnitrificación, pueden asimismo producir óxido niü-oso. Los océanos y otros fenómenos natu- rales, como los relámpagos, también pueden generarlo. Enfre los procesos anti-ópicos, y ya en menor medida, figuran las centi-ales térmicas, los tubos de escape de los automóviles y los motores de los aviones. También debe añadirse la quema de biomasa y la fabricación de nylon y ácido nítiico.
Sus fuentes son, por tanto, mayoritariamente naturales. Sin embargo, el empleo masivo de fertilizantes, típico de la agricultura intensiva actual, ha supuesto una fijación indus- tiial de niti-ógeno en el suelo de 70 Tg / año. Esta gran canti- dad de nitrógeno no sólo retorna a la atmósfera como gas ni- trógeno, sino que gran pai-te de él es liberado como óxido ni- troso. En cuanto a los suelos de los bosques ti-opicales produ- cen, aproximadamente, 7x10'^ gramos anuales, procedentes especialmente de los suelos ricos en nitrógeno. El tiempo de permanencia en la atmósfera del óxido nivo- so es uno de los más elevados y se estima enh-e 120-150 años. Sus niveles han crecido progresivamente a lo largo del si- glo X X incrementándose sus concentraciones en un 15% des- de la Revolución Industiial. Actualmente aumentan a razón del 0,25% anual. En valores numéricos, se ha producido un aumento desde 285 par-tes por billón en 1700, a 310 pai-tes por billón en 1990. En cuanto a su participación en el efecto invernadero, es potente, pues cada molécula de óxido niti-oso tiene 200 veces más impacto en el clima que una molécula de dióxido de car- bono. Sin embargo, al ser mucho menos abundante que los gases anteriores su contribución al efecto global se reduce al 4%. En relación a los sumideros, la fijación de nitrógeno por el complejo nitrogenasa puede tener como sustrato alternativo al óxido nitroso, sin embargo el mayor es la reacción con oxí- geno atónrico en la estratosfera y su destrucción a ttavés de la radiación ultravioleta. Otros sumideros son inciertos, aunque los organismos desnitrificantes pueden usai-lo como sustrato. El aumento aimal resultante del balance enti-e fuentes y su- mideros es de unos 3.10'^ gramos. El aumento global se está actualmente explicando más por la combustión que por el uso de fertilizantes o la deforestación.
6.51 Los clorofluorocarburos ( C F C )
Los CFC son una familia de gases derivados de hidracar- buros sencillos, como el metano o el etano, en donde los áto- mos de hidrógeno han: sido sustituidos completamente por ha- lógenos (flúor, cloro, bromo)^Descubierto el primero.de'ellos en 1928, como alternativa a los viejos sistemas de refrigera- ción basados en el dióxido de azufre o en el arñoníaco, de- mostraron ser una excelente familia de productos ^químicos por su elevada estabilidad y.fácil manejo. Industrialmente se aplicaron en más de tres mil campos, algunos tan importantes como la refrigeración -cuyo sector llegaron a colonizar- las espumas, los disolventes de la industria electrónica o los ex- tintores, además de constituir el gas propelente de los sprays. La producción de CFC en los años 70 rondaba los mil mi- llones de toneladas anuales, con unas emisiones a la atmósfe- ra estimadas en un inillón de toneladas en, el mismo periodo. En 1973, los químicos M. Moliriá y S. Rowland, de la Uni- versidad de Irvine (California) descubrieron que estos pro- ductoSj debido a su largo tiempo de residencia atfnosférica, podían ser transportados a la estratosfera y una vez allí iniciar una serie de, reacciones catalíticas que conducirían a la des- trucción del ozono, compuesto imprescindible para proteger la vida de la radiación ultravioleta,, especialmente de su frac- ción más penettante. Por este motivo,, y tras realizar sucesi- vos estudios confkmatorios,' el Protocolo de Motttreal de 1987 y sus revisiones sucesivas establecieron un- calendario para su eliminación, lo que para los países industrializados tuvo lugar entre 1995 y 1996. ' • Mucha: menos atención suscitó el aspecto invernadero de los CFC. Si bien es cierto que su producción y consumo es- tán paralizados desde la fecha indicada, los países en desa- rrollo disponen de un plazo de „gracia de 10 años para llevar adelante, su sustitución; quedan todavía vigentes los llamados
"usos,esenciales" de estos productos (aplicaciones de carác- ter médico o militar) y el posible mercado negro realizado con sus stocks. Pero sus,dilatados tiempos de residencia at- mosféricos, consecuencia de su alta estabilidad química, son las que posibilitan la existencia en la atmósfera de estos com- puestos durante varias décadas más, aunque su • fabricación esté detenida (ver Tabla III). Mientras tanto, los daños sobre el ozono y sobre el clima segukán produciéndose. Como consecuencia de su composición poliatóniica (mayor quela del dióxido de carbono o el vapor de agua), los CFC son fuertes gases invernadero. Su capacidad de absorción de radia- ción infrarroja por molécula es hasta 15.000 veces superior de lo que lo. es para una: molécula de CO2. Su contribución al ca- lentamiento global ha llegado a alcanzar el 17 %, pero, se es- pera que su tendencia decrezca en,los próximos años.
T A B L A r n Tiempo de resideiicia en la atmósfera de los principales CFC ;,' Compuesto Tiempo de residencia (en años) ' ¿ C F C - 1 1 (^65) " ' , • W^Q-12 120 i p F C - 1 1 3 • ' ' 90' • • • • •' I C F C - 1 1 4 (^180) feCFC- 115. 380
6.6. Los sustitutos de los C F C
Para sustituir a los compuestos anteriores, tal como las •-normativas internacionales han establecido, se propusieron , nuevas fainilias de productos químicos, que mantuvieran las excelentes propiedades de los antiguos compuestos, pero sin los impactos ambientales sobre la capa de, ozpno. Así apare- cierpn los hidroclorofluorocarbuxos (HCFC) y los hidrofluo- rocai'buros (HFC). La diferencia que mtroducen es la presen-
7. ¿QUÉ ENTENDEMOS COMO CAMBIO
CLIMATICO?
El clima es la respuesta del sistema Tierra-atmósfera al es- V tímulo exterior de la radiación solar incidente, es decir, el re- ,i sultado del balance energético enü,-e la radiación solar absor- ¡;bidá por el sistema y la forma en que esta energía se distribu- i/ye entre continentes, océanos y atmósfera; }' De esta manera, pueden señalarse tres procesos como los í "principales causantes de un cambio climático a escala global:
- La modificación de la cantidad de energía que llega a la '•'Iparte exterior de la atmósfera, debido a las alteraciones en el 'Sol o por los movimientos de largo periodo de la Tieixa y del *;íSistemá Solar.
- • Los cambios en la respuesta de la superficie terrestre a la '•radiación incidente, mediante la modificación del albedo por íla variación de las propiedades reflectoras del suelo (defores- .''tación, cambios de uso...)
- L a alteración de las características radiativas de la at- lósféra a consecuencia de los cambios en su composición Huinica, lo que produCe una variación de la energía de onda fai"ga absorbida por los gases atmosféricos. f • • ' • Realmente del clima sabemos poco. Nos resulta difícil Predecirlo y cuando se hace es siempre en un plazo muy cor- . Lo constituyen üha gran cantidad de variables inteixela- ,'ionadas entre sí^ por lo que la alteración de una de ellas pue- ,,e acaixear cambios importantes en las demás. Por ello, las .teraciones artificiales del clima pueden llegar a ser muy aves.' ' '
En nuesü-o caso, las emisiones de dióxido de carbono y Oteos gases invernadero implican, por ese mismo cai-ácter, un aumento de la temperatura atmosférica. La modificación de esta variable alteraiía todas las demás (temperatura del océa- no, circulación de vientos y comentes marinas, fenómenos meteorológicos...), creando, cuando menos, un panorama in- cierto que ti-astocaría todos los referentes actuales, y marcan- do unas nuevas condiciones a las que tanto los seres humanos como el resto de las especies tendrían rápidamente que adap- tarse. Mientras que la situación no se consolidase estaríamos expuestos a situaciones de incertidumbre y riesgos naturales. Pero veamos este fenómeno de los cambios de clima des- de una perspectiva histórica. Aunque las condiciones climáti- cas para una determinada época pueden considerarse esta- bles, varían de manera sensible en el transcurso de periodos mayores. Así, las constantes de tiempo de las vaiíaciones de las órbitas de la Tierra, variaciones de excentricidad, de pre- cesión y de obHcuidad, al modelar las variaciones de insola- ción media han marcado el ritmo de las oscilaciones enti-e eras glaciales e interglaciales pai'a periodos que varían entre 20.000 y 100.000 años. La insolación óptima ocurrida hace unos 9.000 años cotxespondió a una situación orbital muy distinta de la actual: el eje de los polos se encontr'aba, apro- ximadamente r más incUnado, y la Tierra se encontraba más próxima al Sol durante el verano boreal; los contrastes esta- cionales eran más pronunciados que en la actualidad en el Hemisferio Norte, el Sahel tenía más humedad y el monzón indio más intensidad. Sólo a lo lai-go de periodos muy dilatados podría calificai- se el clima de cambiante, ya que el ciclo glacial-interglacial se desaiTolla en periodos del orden de 120.000 años. No obs- tante, la historia ha registrado oscilaciones climáticas meno- res, como la pequeña era glacial del siglo X V I I , subsiguiente a un periodo relativamente cálido que culminó alrededor del
iglo X n. Estas vaiiaciones se hallan confirmadas por diversos •chivos en los que figuran temas tan diversos como la fecha de as vendimias o la navegabilidad de los canales holandeses. El clima varía de fomra natural en todas las escalas de tiem- !, aunque, lógicanrente, cuanto más cortas sean éstas, más débü era la amplitud de las vaiiaciones climáticas naturales. Así, la tem- eratLU'a media de la supeiücie del planeta vaiía de 5 °C a 6 °C en eriodos del orden de 100.000 años, de una era glacial a la era rn- rglacial siguiente. En periodos del orden de varios mUes de -~os, las variaciones son del orden de 1 °C, y descienden hasta 0, 0,2 °C en las fluctuacionesinteranuales. ¿En qué medida el ser humano puede modificai" los cam- ios climáticos naturales? Sólo indirectamente. La potencia olar absorbida por el sistema climático es del orden de 10'^ atios, y ante esta cifra, el calor desprendido por las activida- es humanas es insignificante. Pero de una forma indirecta, el er humano puede llegar a influir sobre el clima modificando as propiedades de la superficie teixestre o de la composición 'e la atmósfera. El calor no se distribuye de manera uniforme en toda la Ierra. Sus diferentes zonas lo absorben, en mayor o menor ledida, según el ángulo con que los rayos solar-es llegan a la upeificie. A ambos lados del ecuador, los trópicos reciben ás calor ya que la radiación solar- incide en ellos perpendi- ^ularmente. Las regiones polares reciben menos porque la ra- iación llega oblicuamente a su superficie. Mas hay otro fac- or que tainbién determina considerablemente la cantidad de alor absorbido por las diferentes zonas de la Tierra: la pro- orción en que la superficie ten-estt-e devuelve la radiación olai-. El hielo y la nieve reflejan intensamente la radiación ue reciben, devolviendo más del 95% de la luz y el calor que es llega. En cambio, las aguas del océano absorben más del 5% de la luz y el calor incidente. Esta diferencia clave entre superficies reflectoras y absor-
600 580 560 540 520 500 480 460 440 420 400 3B 360 340 320
Miles de años Presente Figura 8. L a relación histórica entre dióxido de carbono y tem- peratura aparece evidente en esta gráfica constituyendo, a s i n ü s m o , un ai-gumento definitivo sobre c ó m o la presencia de gases inverna- dero en la atmósfera, emitidos o no como consecuencia de las acti- vidades humanas, lleva aparejado siempre un incremento de la tem- peratura (Fuente: Upgren, A. y Stock, J.)
8. ¿POR QUÉ E L CAMBIO CLIMÁTICO
HA LLEGADO A SER E L PROBLEMA
AMBIENTAL MÁS IMPORTANTE?
Por cuatro motivos. En primer lugar porque se trata de un problema de carácter global. Si bien, a lo largo de la histo- ria de la Tierra siempre se han dado procesos de alteración del medio (las actividades humanas, en mayor o menor medida siempre lo suponen), generalmente han sido impactos locales, que han afectado a zonas muy determinadas o, en casos más graves, regionales. Pero hasta la segunda mitad del siglo X X , nunca en la historia de la humanidad los impactos ambienta- les habían afectado al planeta entero. El cambio climático no es el único reto global al que se enfrenta la humanidad. La reducción del ozono estratosfé- rico también lo ha sido, pues la pérdida de nuestra capa protectora ha llegado a adquirir dimensiones planetarias, si bien hay zonas donde el fenómeno se manifiesta con más intensidad, como son los continentes ártico y antartico, es- pecialmente en la estación primaveral. Sin embargo, este problema parece haberse resuelto ejemplarmente por cuan- to todos los sectores sociales implicados (desde la indus- tria y fabricantes de productos destructores de ozono has- ta gobiernos y grupos de expertos) han alcanzado por pri- mera vez un Acuerdo internacional vinculante expresado •en el Protocolo de Montreal de 1987 y sus revisiones su- j^cesivas. Aunque por los largos tiempos de residencia at- /naosférica de los CFC (los principales gases que destruyen .^1 ozono) aún continuará la pérdida de ozono durante las róximas décadas, este problema puede considerarse satis-
factoriaínente resuelto. Y crea un importante precedente para abordar problemas ambientales siniilares. Otros impactos ambientales, como la dispersión de conta- minantes, especialmente los llamados persistentes, constitu- yen problemas globales porque la aparición de pesticidas y productos orgánicos en lugares remotos demuesttan que no hay fronteras para la contaminación. La persistencia de al- gunos de estos productos (como la conocida como docena su- cia, recientemente regulada por el Convenio de Estocolmo) es consecuencia de sus largos tiempos de residencia en la at- mósfera, que posibilitan su transporte a áreas lejanas. En es- te sentido, e l cambio climático es también un problema per- sistente porque los productos que lo, originan tienen largos periodos en los que permanecen activos, y aunque tuviéramos valor para tomar medidas restrictivas inmediatas sobre la emisión de gases invernadero, el calentamiento global y sus consecuencias sobre el clima permanecerían durante bastan- tes décadas. En tercer lugar, contribuye también a la intensidad del problema la rapidez' con que se está generando, como se ha visto en las preguntas anteriores. A ló largo de la historia de la Tierra se han producido cambios relevantes, la, mayor par- te de ellos gestados en amplios periodos de tieihpo. Cuando los cambios han sido muy rápidos (como el posible impacto de un meteorito en la península del Yucatán hace 65 millones de años, que provocó la quinta gran extinción), la Tierra tar- dó irüles de años en' equilibrar las condiciones anteriores. Hoy, la concentración de dióxido de carbono es la más eleva- da de los últimos 150.000 años y en el último siglo ha expe- rimentado un incremento cercano a las 100 partes por millón. El cambio climático actual es el más brusco de los últimos 10.000 años, y las consecuencias de estos cambios tan rápi- dos se traducen en la dificultad de las especies para adaptar- se a las nuevas condiciones. En ese aspecto son las especies
más frágiles y vulnerables las que llegarán la peor parte. El ser humano tendrá que adaptar también su reloj biológico y sus mecanismos de termorregulación, pero posiblemente las consecuencias serán indirectas, ya que se enfrentará a nuevas condiciones climáticas con todo lo que ello significa: cam- bios en la agricultura, fertilidad del terreno, reservas de agua, fenómenos meteorológicos, etc.
- En último término podemos hablar de la incertidumbre que acan'ea un canibio de clima, ya que hablar del clima es hacerlo de Una grair cantidad de vaiiables, estrechamente iur terrelacionadas entre sí (lo que se conoce como equilibrio cli- mático), en donde el cambio de una de ellas puede tener efec- tos imprevisibles sobre las demás produciendo, en muchos casos,' efectos de retroalimentación, como ocmxe con el au- mento de,la temperatura, la evaporación del agua y la pre- sencia de este compuesto como gas invernadero atmosférico que.a su vez incrementa la temperatura; El clima nos es aún desconocido, especialmente en lo que a su previsión se refie- re, por lo que modificarlo supone avivar incertidumbres sobre el desabollo del mismo. No debe tampoco olvidarse que los cambios de clima en la historia han estado muy vinculados con los cambios socia- les: sirvan como ejemplo las hambranas de los años com- prendidos entre 1315 y 1317, como consecuencia de la ele- vada pluviosidad y las inundaciones producidas, o la de 1816, como: consecuencia del "año sin verano". Y a mayor escala, la influencia del clima sobre migraciones, invasiones y con- quistas, así cómo sobre la caída de algunas eivihzaciones pri- mitivas pai'ece fuera de.toda duda. Recientes investigaciones realizadas. por el historiador anrericano Geoffrey Parker revelan que en el siglo X V I I , par- ticularmente alrededor de su mitad (1640-41 y 1647-48) tuvo lugar una "pequeña glaciación", un enfriamiento registrado en todo el Hemisferio Norte que originó una crisis mundial
9. ¿PODEMOS AFIRMAR YA CON
SEGURIDAD QUE E L SER HUMANO ES
E L RESPONSABLE DEL MISMO?
"Las actividades liumanas lian ido aumentando sustancial- mente las concentraciones de gases de efecto invernadero en la at- mósfera...Ese aumento intensifica el efecto invernadero natural, lo cual dará como resultado, en promedio, un calentamiento adicio- nal de la supeificie y la atmósfera de la Tierra, y puede afectar ad- versamente, a los ecosistemas naturales y a la lumianidad"
(Convenio Mai-co sobre el Cambio Climático. Cumbre de la Tien-a, 1992)
' Durairte los últimos años se ha venido cuestionando sobre ;lá realidad del cambio climático y la responsabilidad del efec- to invernadero. Mienti-as sectores sociales, como los mo^d- mientos de consumidores y ecologistas lo consideraban evi- idente y veían las actividades humanas en su origen, en la co- munidad científica se daba una fuerte división, evidenciando escepticismo enti^e el efecto y sus causas, pues podrían inter- i'renir diferentes mecanismos naturales. ' Sin embargo, las pilrebas del cambio cHmático son indiscu- ,.bles. El registro histótico de las temperaturas, los fenómenos "eteorológicos más intensos o el proceso de fusión de los gla- 'ares alpinos y polares, entre otras manifestaciones, muestran ue algo importante está ocumendo en el cHma. Sólo perma- necía la duda sobre los responsables de estos efectos. Por la dináirüca del clima, las causas de un cambio pueden -r de varias clases. El Sol, la estrella de la que dependemos, 'ene un tiempo de vida limitado -del que ya lleva consumi-
do la mitad- y según va envejeciendo va haciéndose más ca- liente, lo que, sin duda, irá afectando a la superficie y a la at- mósfera terrestre. También pueden darse variaciones en el eje y órbita de la Ticaa, variando su inclinación respecto del Sol y provocando que haya zonas con diferente orientación res- pecto a la radiación solar, lo que daría lugar a enfriamientos en ciertas áreas del planeta. Esta última ha sido la causa prin- cipal de las cuatro glaciaciones de la Era Cuaternaria, cuyos ciclos pudieran no haber terminado. Otros agentes, como las ei-upciones volcánicas, pueden tener también una influencia limitada. Esta conjunción de factores ha hecho dudar sobre las cau- sas del cambio climático y especialmente sobre la responsa- bilidad única de las actividades humanas en la generación del mismo. A la hora de entrar' en discusión no debemos ser in- genuos, ya que en este problema ambiental hay muchos inte- reses encontrados, algunos tan fuertes como los de las indus- trias petroleras, eléctricas o automovilísticas, a las que no les interesa restricción alguna en sus actividades y que pueden estar detrás de un debate oscm'o y diletante que quiere evitai- llegar a las verdaderas causas. Ya esgiimió la industiia argu- mentos similai-es cuando se discutían las medidas para prote- ger el ozono esti-atosférico, aiJuntando a causas natiu'ales, co- mo los ciclos solares o la dinámica de vientos en la esti-atos- fera, para evitar que la atención recayera sobre los CFC. Tam- bién sabemos cómo las empresas tabaqueras han tenido, en otros tiempos, médicos en sus plantillas para hacernos creer la inocuidad o, al menos, la falta de pruebas sobre la respon- sabilidad del tabaco en las enfermedades pulmonai'es. Sin embargo la realidad es contundente y se encai'ga de ir poniendo las cosas en su sitio. Por eso, salvo una reducida minoría que sigue pensando en si son galgos o podencos, la mayor parte de la comunidad científica cree que existe una responsabilidad humana indudable (aunque también puedan
concurru- oti'os factores) en el cambio climático y como tal ha sido reconocido en las reuniones y convenios internacionales, que no han visto más salida a este problema que la adopción de medidas reguladoras sobre los gases de origen antrópico que lo provocan. Las pruebas que atestiguan nuestra respon- sabilidad en el cambio climático pueden derivarse del si- guiente razonamiento;
- Existe una emisión humana creciente, en muchos casos exponencial, de gases que, en función de su constitución mo- lecular, generan efecto invernadero.
- El aumento de estos gases en la troposfera implica un aumento de la temperatura de la misiria.
- E l estudio de las ptxiebas fósiles, como los hielos pola- res que ya se han venido comentaiido, confirma que siempre que en la atmósfera hubo mayores concentraciones de esos gases, especialmente de dióxido de carbono, la temperatura atmosférica auimentó, y viceversa.
- El efecto invernadero causado por estas emisiones hu- manas es independiente de oü'os factores atmosféricos, con 'los que, sin embargo, puede inteiTelacionar. Sorprende, enti-e ellos, que sabiendo que el Sol, por su envejecimiento, va a ca- len tai' más nuestra atmósfera incrementemos este efecto .(igual que a si a una persona con calor le pusiéramos más ro- pa), cuando la opción más inteligente sería la contraria.
i Desde una perspectiva internacional, valida toda esta tra- '•ectoria el ya mencionado Panel Intergubemamental para el ítambio Climático, constituido por más de 500 expertos de 120 países, que es considerado como el máximo ói'gano cien- 'fico sobre el estudio del calentamiento del planeta. La exis- ncia de este fenómeno, así como el origen humano del mis- 0 se aceptaron tras los informes de 1990 y 1995. El IPCC fue establecido en 1988 por las Naciones Unidas
