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Consecuencias actuales del cambio climático: Cuáles son los cambios climáticos que estamos experimentando en el siglo XXI?
Author: Adriana Almeida on sábado, 13 de diciembre de 2014

Por Adriana Almeida

En los últimos diez años hemos escuchado que nuestro planeta esta experimentando un cambio climático asociado con el crecimiento industrial y por la manera en la que estamos desarrollando nuestras sociedades. Sin embargo, poco sabemos que es lo que ha cambiado a nivel climático y que les ha permitido a los científicos, confirmar que nosotros somos responsables de esta transformación y que no es debida a ciclos metereológicos naturales de La Tierra. Es por esto, que quiero compartir con ustedes una revisión de literatura científica en este tema, como un insumo que nos permita entender un poco más lo que esta ocurriendo y como nuestros países pueden participar en reducir el impacto sobre los factores responsables del cambio climático.

Si hablamos con una persona de 70 años, posiblemente nos contará que el clima del sitio donde vive ha cambiado mucho desde que era niño. Si esta persona vive en una ciudad como Bogotá, por ejemplo, nos dirá que esta ciudad era mucho más fría anteriormente y que las épocas de sequía se han vuelto más severas, así mismo como la época de lluvias, en las que se ha vuelto ‘común’ que se produzcan inundaciones en la sabana de Bogotá. Nos dirá posiblemente como se ha encarecido el valor de los alimentos que se producen localmente, debido a estos cambios climatológicos y otras historias asociadas al cambio del clima. En las zonas templadas del planeta, también se han observado cambios importantes, el calentamiento global esta causando que las primaveras sean más calientes y más tempranas y que las condiciones de enfriamiento global en el otoño se retarden. Inviernos menos fríos también tienen un efecto importante, debido a que ciertas temperaturas bajo cero son criticas en muchas regiones del mundo para reducir el desarrollo de pestes y enfermedades en estos ecosistemas.  

Pero cómo podemos estar seguros que los cambios en el clima no son sólo el resultado de ciclos naturales?

Es común que algunos meteorólogos expliquen que eventos climatológicos extremos como las altas temperaturas registradas en Moscú y en el medio oriente en el 2010, o en Texas en el 2011, sean consecuencia de episodios metereológicos en estas áreas, sin asociar esos eventos con el calentamiento global. Por ejemplo, la ola de calor registrada en Moscú fue asociada con una situación extrema de bloqueo atmosférico, y los calores extremos en Texas fueron asociados con los patrones de temperatura oceánica causados por el fenómeno de La Niña. Ciertamente, los patrones específicos del clima en una localidad van a tener un efecto directo en los eventos climatológicos extremos que ocurran en cada región del planeta. Sin embargo, fenómenos como La Niña han existido siempre y afectan zonas específicas, pero no pueden explicar totalmente el incremento de temperatura que ha ocurrido a nivel global. Por ende, las temperaturas extremas que estamos observando hoy a nivel global son el resultado de contribuciones simultáneas de patrones específicos del clima y del calentamiento global (1).  

El clima en el Período del Holoceno versus los últimos 30 años 

El período comprendido entre 1951 a 1980 ha sido denominado como el período basal, escogido por muchos estudios científicos, porque la temperatura global fue relativamente estable y similar al rango del período del Holoceno, en el cual la especie humana y otras especies de organismos surgieron y se adaptaron a sus diferentes nichos ecológicos (2). Durante este período, el nivel de los océanos incremento lentamente, menos de un metro por milenio (3). Igualmente es un período con un buen cubrimiento de estaciones metereológicas a nivel global, incluyendo la Antártica (2). En contraste, el período comprendido entre 1981 hasta hoy ha sido un período de aumento en las temperaturas globales en comparación con el período del Holoceno (4), en el que los casquetes polares, así como los glaciares del mundo se están reduciendo rápidamente (5), lo que ha generado un aumento acelerado en el nivel de los océanos a una tasa de más de 3 metros por milenio (6).

Hansen y colegas (2012) publicaron un estudio detallado sobre cambios en el patrón del clima, especialmente en el sobrecalentamiento (efecto conocido como ‘climate dice’ en Inglés), durante el verano (en las zonas templadas) o de sequía (en las zonas tropicales) que han tenido repercusiones negativas importantes a nivel ambiental y económico. En su estudio, compararon la variabilidad en las temperaturas estacionales del período de 1981 a 2012 con datos metereológicos colectados durante los años 1951 a 1980. Antes de 1980, temperaturas extremas ocurrían únicamente en menos del 1% de la superficie de La Tierra. Sin embargo, este tipo de eventos extremos están ocurriendo actualmente en el 10% de la superficie de nuestro planeta (Figura 1). Como vemos en la Figura 1, en los últimos 30 años, las curvas de distribución de las temperaturas se han movido hacia la derecha (más caliente) y la amplitud (la altura de la curva) se ha reducido, mientras la longitud de la curva (variación causada por el incremento de los eventos extremos) ha aumentado. Veranos con una temperatura media definida climatológicamente como ‘fría’ entre 1951 a 1980, con una ocurrencia aproximada del 33 % del tiempo, están ocurriendo menos frecuentemente, solo un 10 % del tiempo, en los últimos 30 años , mientras que los veranos categorizados climatológicamente como ‘calientes’, han incrementado en su frecuencia desde un 33 % (1951-1980) a un 75 % (1980-2012) (7).



Implicaciones del calentamiento global

Actualmente estamos experimentando un cambio radical en la interacción que existe entre los ciclos de energía y del agua en nuestro planeta, fruto de las variaciones en la temperatura global debidos al cambio climático. Este desbalance hídrico se ve reflejado con sequías prolongadas, acompañadas por un aumento dramático en las temperaturas en las estaciones secas (zonas tropicales) o de verano (zonas templadas). Mientras que en la época de lluvias en el trópico, observamos el caso extremo opuesto, lluvias muy fuertes y prolongadas que generan inundaciones. Las inundaciones pueden ser más recurrentes debido al calentamiento global, pues la cantidad de vapor de agua que es retenido en la atmosfera se incrementa rápidamente con la temperatura (8). En zonas templadas, inviernos más calientes han generado un desarrollo incontrolado de insectos como cucarrones barrenadores de pino que han destruido miles de hectáreas de bosques en Canadá y Estados Unidos (9). El calentamiento global esta afectando el rango de distribución geográfica y estacional de los organismos vivos, incluyendo mamíferos, aves e insectos (10), de las cuales algunas especies podrán migrar a zonas climatológicas que les permitan sobrevivir, pero no será el caso para todas las especies. Esto sin mencionar las altas perdidas económicas en la agricultura a nivel global, que ya se ha mencionado anteriormente en nuestra temporada (11) y en nuestro blog (12).

Entre los científicos del mundo, la mayoría han aceptado la evidencia que el calentamiento global es un hecho y que debemos actuar rápidamente reduciendo nuestras emisiones de carbono si queremos desacelerar este proceso que hemos iniciado. Desde comienzos de los 90’s diferentes cumbres internacionales han enfatizado la importancia de reducir la emisión de gases de efecto invernadero a la atmosfera, con el fin de estabilizar el clima de nuestro planeta en este centenio. Un panel de expertos en cambio climático de las Naciones Unidas han mostrado el abismo que existe entre los objetivos internacionales en reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, con las políticas de muchos gobiernos, como es el caso del gobierno de Steven Harper en Canadá. Los expertos consideran que debe haber una reducción de emisiones entre un 40 a un 70 % para el 2050, si queremos mantener el incremento de temperatura global por debajo de 2 °C (13). El 12 de Noviembre de este año, los presidentes Barak Obama (Estados Unidos) y Xi Jinping (China), anunciaron un acuerdo sin precedentes para reducir las emisiones de carbono en estos dos países para el 2030 (14). Quizás este nuevo acuerdo genere presión en otros países para lograr la tan anhelada congruencia entre los acuerdos de control de emisiones con las políticas gubernamentales. Una opción, puede ser el desarrollar políticas internacionales muy estrictas que incrementen el precio de las emisiones de carbono lo suficiente como para presionar a los gobiernos del mundo a hacer una transición más acelerada desde economías basadas en hidrocarburos hacia futuras fuentes de energía más limpias (15).  

Referencias

1. Hansen J, Sato M and Ruedy R. 2012. Perception of climate change. PNAS. E2415-E2423. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1205276109

2. Arguez A, Vose RS. 2011. The definition of the standard WMO climate normal the key to deriving alternative climate mormals. Bulletin of the American Meteorological Society (92): 699-704

3. Lambeck K, Chappell J. 2001. Sea level change through the last glacial cycle. Science (292): 679-686.

4. Hansen JE and Sato M. 2012. Paleoclimate implications for human-made climate change. Climate change: Inferences from paleoclimate and regional aspects, eds A Berger, F Mesinger and D Ijacki (Springer, Vienna, Austria)

5. Rignot E, Velicogna I, van den Broeke MR, Monaghan A, Lenaerts J. 2011. Accelerato of the contribution of the Greenland and Antarctic ice sheets to sea levels rise. Geophysical Research Letters (38)-L05503

6. Church JA, White NJ. 2011. Sea-level rise from the late 19th to the early 21st Century. Surveys in Geophysics (32) 585-602

7. http://www.giss.nasa.gov/research/briefs/hansen_17/

8. Pall P, et al. 2011. Anthropogenic greenhouse gas contribution to Floyd risk in England and Wales in autumn 2000. Nature (470) 382-385

9. Raffa KF, et al. 2008. Cross-scale drivers of natural disturbances prone in anthropogenic amplification: the dynamics of bark beetle eruptions. BioScience (58) 501-517

10. Parmesan C. 2006. Ecological and evolutionary responses to recent climate change. Anny Rev Ecol Evol Syst (37) 627-669

11. http://biogenic-colombia.blogspot.ca/2014_10_01_archive.html

12. http://biogenic-colombia.blogspot.ca/2010_01_01_archive.html

13. http://www.cbc.ca/news/world/un-climate-change-panel-warns-emissions-rising-despite-reduction-efforts-1.2608528

14. http://www.cbc.ca/news/politics/u-s-china-agree-to-cut-greenhouse-gases-in-bid-to-spur-others-to-join-1.2832053

15. http://biogenic-colombia.blogspot.ca/2014_07_01_archive.html

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Cambio Climático en Arrecifes de Coral
Author: BIOGENIC on jueves, 13 de noviembre de 2014



Cambio Climático en Arrecifes de Coral

Por: Andia Chaves Fonnegra

Los arrecifes de coral están muriendo alrededor del mundo, y una de las principales causas es el cambio climático. A continuación les explicaré qué son los arrecifes de coral, cuáles son los efectos del cambio climático en éstos ecosistemas, y como la genética se usa para restaurar los arrecifes.

Los arrecifes de coral son el conjunto de muchos animales (llamados corales) que son capaces de crecer y depositar carbonato de calcio formando una muralla costera [1]. El tejido vivo del coral es como una piel que recubre el esqueleto, y el esqueleto es como una roca de blanco inmaculado [2], Figura 1. Los corales son como los árboles donde los otros organismos viven. Dentro del tejido del coral viven algas microscópicas llamadas zooxantelas (especie Symbiodinium), Figura 1, que hacen fotosíntesis y transfieren parte de su producción energética al coral. Aspecto fundamental para su crecimiento [2]. Los corales crecen en promedio 0.3- 1 cm por año [3], y solo les gusta vivir en aguas cálidas, es decir, en la región tropical a subtropical del planeta (23°–29°C), Figura 2. No toleran temperaturas por debajo de los 18°C.



Figura 1. Anatomía de un coral. Las zooxantelas (color amarillo) se encuentran dentro del tejido del coral. El coral está formado por pólipos (= bocas con tentáculos) Far-Reaching Ecological Systems https://www.behance.net/gallery/4040147/Far-Reaching-Ecological-Systems.
 

Los arrecifes de coral constituyen uno de los ecosistemas más valiosos de nuestro planeta, pues no solo contienen una alta diversidad de organismos, sino que son una fuente actual y potencial de medicinas  y funcionan como rompeolas naturales que protegen las costas del oleaje [4, 5]. Además, están involucrados en la fijación de gas carbónico proveniente de la atmósfera, por lo que neutralizan en parte el calentamiento global [6]. Son como los bosques y selvas del mar, dónde otros organismos como peces, caracoles, cangrejos, algas, esponjas, entre otros, se refugian y reproducen [4].


 Figura 2. Distribución global de los arrecifes de coral (puntos rojos). NOAA Ocean Service Education http://oceanservice.noaa.gov/education/kits/corals/media/supp_coral05a.html.


Hoy en día los corales, y por ende los arrecifes, están muriendo [7, 8]. En el Mar Caribe la cobertura de coral se ha reducido en un 80% en un periodo de tres décadas [7], y en el Océano Pacífico en un 50% [9]. Los factores que los afectan son el cambio climático, la contaminación por aguas de alcantarillado, la sobrepesca con dinamita, y el turismo descontrolado [8-12].

¿Cuál es el efecto del Cambio climático en arrecifes de coral? Debido al exceso de gas carbónico (CO2) en la atmósfera (80 ppm por encima de los valores máximos de los últimos 740.000 años), el planeta está sufriendo un sobrecalentamiento y la temperatura del agua está incrementando en ciertas áreas del océano (el promedio para el del siglo XX es 0.74°C) [11]. Lo que afecta la simbiosis entre corales y algas microscópicas [13]. Durante los periodos de altas temperaturas en el agua, los corales tienden a perder sus algas, se blanquean -se les ve el esqueleto blanco a través del coral vivo transparente-[11, 13], enferman,  y son más susceptibles a la muerte [14] y a ser colonizados por macroalgas y esponjas [15-17].  Solo 1°C de incremento en la temperatura del agua produce el blanqueamiento coralino [11].

Al haber más CO2 de lo normal en la atmósfera, la química del agua del mar también cambia, y se vuelve más ácida, haciendo que el carbonato de calcio de corales y conchas de otros animales se fije menos, volviendo sus esqueletos más débiles y frágiles, por lo que se vuelven más propensos a la erosión [11]. La consecuencia mas seria de elevar la temperatura del agua e incrementar la acidez, es la extinción de los arrecifes coralinos [12].




 Adaptación de los corales a altas temperatura y uso de la genética

En el Mar Caribe la disminución de corales en su mayoría ha sido por la pérdida de corales Acropora, comúnmente llamados corales cuerno de alce (Acropora palmata) y coral cuerno de ciervo (Acropora cervicornis). Desde 1980, las poblaciones de éstos corales han disminuido entre 80-90% en el Mar Caribe y en el occidente del Océano Atlantico, y ambas especies están en peligro de extinción. Igualmente corales Acropora del Indo-Pacífico están amenazadas, y se ha demostrado que cambios en la temperatura y acidez de agua disminuyen la concentración de esperma y el éxito reproductivo en la especie Acropora tenuis [18].

Las poblaciones de corales  que se enfrentan a blanqueamiento y mortandad podrían extinguirse [10]. Para sobrevivir tendrían que adaptarse, climatizarse o cambiar su rango geográfico [19-21]. Estas posibilidades han sido investigadas, encontrando que depende de las especies de corales y de los tipos de zooxanthelas asociadas. Así, corales ramosos de la especie Acropora hyacinthus (del Océano Pacífico) pueden adaptarse y aclimatarse a áreas arrecifales con temperaturas por encima de su rango de tolerancia [22]. En cuanto a las zooxanthellas,  Symbiodinium clado D son más comunes en corales que se encuentran en microclimas más calientes, mientras que corales en otros regímenes de temperatura presentan Symbiodinium clados C y D [23]. Sin embargo, las zooxantelas capaces de soportar altas temperaturas, no son necesariamente las mejores para ayudar a mantener la salud y el crecimiento en los corales [24].

Para determinar que tanto los corales pueden tolerar la temperatura, se han hecho diferentes experimentos; por ejemplo se transplantan corales a arrecifes con temperaturas  más altas y se observa si sus zooxanthelas, tejidos, y expresión de los genes en el transcriptoma cambian (=DNA que es transcrito y constituye el ARN mensajero) [22]. De esta manera se puede determinar el tiempo que los corales resisten blanqueamiento, que tanto los clados de zooxantelas cambian, y encontrar los genes y proteínas que son activados en los corales cuando se blanquean, o en aquellos corales que no se blanquean y son capaces de sobrevivir cambios continuos en la temperatura del agua [22, 23, 25]. Esto es importante para determinar qué especies tienen mayor resistencia, y qué poblaciones de corales tienen una mayor capacidad de sobrevivir a eventos de temperatura extrema (alta o fría). Con esta información, es posible seleccionar especies e individuos para programas de restauración de arrecifes coralinos [26].

Varias técnicas de restauración se han usado para la recuperación de corales Acropora, uno de los métodos consiste en construir “jardines de corales” en los cuales fragmentos vivos de los corales son puestos en viveros bajo el agua y luego son transplantados a arrecifes que han sido destruidos [27]. La fragmentación de los corales, y su crecimiento hasta formar colonias adultas es posible, ya que éstos corales se reproducen naturalmente por medio de fragmentación.  Específicamente en Florida, USA, y el Caribe, ésta técnica se usa actualmente: pequeños fragmentos son cortados de corales  adultos, y luego son pegados con epoxy (pegante que funciona en agua) a bloques de cemento. Cuando los corales alcanzan una talla intermedia, se transplantan a nuevas áreas. En este proceso es importante tener en cuenta la información genética de las colonias de coral, ya que para restaurar a largo plazo es necesario que los arrecifes tengan colonias de coral con diferente información genética, de esta manera cuando los corales llegan a talla adulta y se reproducen sexualmente,  la diversidad genética también se recupera en las poblaciones de corales [27].

Los estudios genéticos deben hacerse antes de cortar los fragmentos, así se puede determinar que tan relacionados (si son una misma familia: padres, hijos, primos, etc.) están las colonias de coral que van a ser usadas para el vivero. Luego se eligen tanto corales de un mismo núcleo familiar como corales menos relacionados, con información genética diferente y que provengan de diferentes áreas. Así se garantiza que haya mezcla genética, y que genotipos con mayor resistencia a efectos del cambio climático puedan sobrevivir [27] .

La mayoría de evidencia sugiere que el cambio climático ha excedido la habilidad de los corales para aclimatarse y adaptarse,  y que los arrecifes coralinos continuarán disminuyendo [7]. Por tanto, los arrecifes de coral se enfrentan a cambios dramáticos; un tercio de las especies de coral pueden estar en riesgo de extinción [10]. No solo los corales, pero también las especies asociadas a éstos (peces, y otros invertebrados) se espera que disminuyan [12]. Para evitar la extinción de los arrecifes de coral, es necesario disminuir los impactos (cambio climático, contaminación, sobrepesca con dinamita, y turismo descontrolado) sobre este ecosistema. Tenemos que reducir la cantidad de gas carbónico (CO2) que está siendo librado a la atmósfera, de esta manera evitamos que la temperatura y la acidificación del mar sigan incrementando. Lo que daría tiempo a los corales para aclimatarse y adaptarse a los cambios y destrucción que se han hecho en estos ecosistemas.


Referencias
1.            Díaz, J.M., et al., eds. Áreas coralinas de Colombia. Serie Publicaciones Especiales. 2000, INVEMAR: Santa Marta. 176.
2.            Ruppert, E.E. and R.D. Barnes, Invertebrate Zoology, ed. 6. 1993: Saunders College
3.            Gladfelter, E.H., R.K. Monahan, and W.B. Gladfelter, Growth rates of five reef-building corals in the Northeastern Caribbean. Bulletin of Marine Science, 1978. 28(4): p. 728-734.
4.            Appeldoorn, R.S., P.M. Yoshioka, and D.L. Ballantine, Coral reef ecosystem studies: integrating science and management in the Caribbean. Caribbean Journal of Science, 2009. 45(2-3): p. 134-137.
5.            Sipkema, D., et al., Marine sponges as pharmacy. Marine Biotechnology, 2005. 7: p. 142-162.
6.            Hoegh-Guldberg, O., Climate change, coral bleaching and the future of the world´s coral reefs. Marine and Freshwater Research, 1999. 50: p. 839-866.
7.            Gardner, T.A., et al., Long-term region-wide declines in Caribbean corals. Science, 2003. 301(5635): p. 958-960.
8.            Hughes, T.P., et al., Climate Change, Human Impacts, and the Resilience of Coral Reefs. Science, 2003. 301 (5635): p. 929-933.
9.            Jackson, J.B.C., The future of the oceans past. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 2010. 365: p. 3765-3778.
10.          Carpenter, K.E., et al., One-third of reefbuilding corals face elevated extinction risk from climate change and local impacts. Science, 2008. 321(5888): p. 560-563.
11.          Hoegh-Guldberg, O., et al., Coral reefs under rapid climate change and ocean acidification. Science, 2007. 318: p. 1737-1742.
12.          Doney, S.C., et al., Climate change impacts on marine ecosystems. Annual Review of Marine Science, 2012. 4: p. 11-37.
13.          Goreau, T.J. and R.L. Hayes, Coral bleaching and ocean ‘‘hot spots’’. Ambio, 1994. 23: p. 176-180.
14.          Glynn, P.W., Coral reef bleaching: ecological perspectives. Coral Reefs, 1993. 12: p. 1-17.
15.          Cortés, J., et al., Pérdida de zooxantelas y muerte de corales y otros organismos arrecifales en el Caribe y Pacífico de Costa Rica. Revista de Biología Tropical, 1984. 32: p. 227-231.
16.          Norström, A.V., et al., Alternative states on coral reefs: beyond coral-macroalgae phase shifts. Marine Ecology Progress Series, 2009. 376: p. 295-306.
17.          Rützler, K., Impact of crustose clionid sponges on Caribbean reef corals. Acta Geologica Hispánica, 2002. 37(1): p. 61-72.
18.          Albright, R. and B. Mason, Projected near-future levels of temperature and pCO2 reduce coral fertilization success. PLoS ONE(): , 2013. 8(2): p. e56468. doi:10.1371/journal.pone.0056468.
19.          Day, T., et al., Factors affecting the evolution of bleaching resistance in corals. The American Naturalist, 2008. 171: p. E72-E88.
20.          Coles, S.L. and B.E. Brown, Coral bleaching – capacity for acclimatization and adaptation. Advances in Marine Biology, 2003. 46: p. 183-223.
21.          Greenstein, B.J. and J.M. Pandolfi, Escaping the heat: range shifts of reef coral taxa in coastal Western Australia. Global Change Biology, 2008. 14: p. 513-528.
22.          Palumbi, S.R., et al., Mechanisms of reef coral resistance to future climate change. Science, 2014. 344(6186): p. 895-898.
23.          Oliver, T.A. and S.R. Palumbi, Many corals host thermally resistant symbionts in high temperature habitat. Coral Reefs, 2011. 30: p. 241-250.
24.          Jones, A. and R. Berkelmans, Potential costs of acclimatization to a warmer climate: growth of a reef coral with heat tolerant versus sensitive symbiont types. PLoS One, 2010. 5(5 e10437): p. 1-9.
25.          Meyer, E., G.V. Aglyamova, and M.V. Matz, Profiling gene expression responses of coral larvae (Acropora millepora) to elevated temperature and settlement inducers using a novel RNA-Seq procedure. Molecular Ecology, 2011. 20: p. 3599-3616.
26.          Schopmeyer, S.A., et al., In situ coral nurseries serve as genetic repositories for coral reef restoration after an extreme cold-water event. Restoration Ecology, 2012. 20(6): p. 696-703.
27.          Johnson, M.E., et al., Best practices for propagation and population enhancement: Caribbean Acropora restoration guide. 2011, Arlington, VA: The Nature Conservancy.


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Cambio climático: ¿es verdad que hay un cambio?
Author: Lorena López-Galvis on lunes, 20 de octubre de 2014

Cambio climático: ¿es verdad que hay un cambio?

Por Lorena López-Galvis

La preocupación mundial de los efectos de la acumulación de gases de efecto de invernadero (GHGs-greenhouse gases) principalmente dióxido de carbono, en la atmosfera en el bienestar de los seres humanos ha sido un tema de mucho debate en los últimos veinte años. Los cambios en el uso de la tierra y en agricultura por modificaciones en el clima, el descongelamiento de los casquetes polares, los desastres naturales por lluvia excesiva o sequia y el costo de nuestras emisiones de carbono para mantener nuestro nivel de vida alertan a la población en general y sobretodo a los gobiernos quienes son los que deben regular y enseñar a la población las medidas necesarias para mitigar las consecuencias del cambio climático.

Aunque mucho se especula acerca del cambio climático, del calentamiento global y de los cambios que pueden hacer los seres humanos en su actividad diaria para reducir las emisiones de carbono a la atmosfera, tanto los científicos como la población en general entran en debate al considerar las causas y las consecuencias del calentamiento global. ¿Cuáles son los puntos que generan debate?

El clima siempre es cambiante

Principalmente el gas carbónico y también el metano han sido modeladores de la temperatura global durante la vida de la tierra, cambios abruptos en las concentraciones de GHGs se han asociado con la extinción masiva de los dinosaurios y la era de hielo. Es por la acumulación de gases en la atmosfera que la tierra atrapa el calor y mantiene una temperatura y clima para la vida en la tierra, al estar tan lejos del sol dependemos de los GHGs para no congelarnos. Esta cantidad de CO2 se refleja como un balance que durante el tiempo se ha ajustado entre la vida en la tierra, la química de los océanos y los gases en la atmósfera. Este nivel era de 280 ppm antes de la revolución industrial, pero ahora es 400 ppm, un incremento que se ha atribuido como el efecto antropogénico para el desarrollo de la sociedad. Lo que significa que el actual cambio en clima tiene un componente determinante que ha sido el hombre, situación que no sucedió en los eventos anteriores de cambios drásticos en el clima de la tierra.

La causa son los cambios en la radiación solar


La radiación solar, radiación UV y rayos cósmicos se han mantenido estables en los últimos 30 años, sin embargo, la actividad solar y la temperatura del planeta han correlacionado positivamente durante siglos mucho antes de que la actividad solar se estabilizara, por lo tanto es incorrecto deducir que el sol ha influenciado directamente el calentamiento global, inclusive, diferentes análisis de este tema han concluido que el sol está afectando negativamente el incremento en temperatura global [1, 2] (Figura 1).  


Figura 1. Actividad solar, temperatura de la tierra y CO2 del casquete polar y de actividad volcánica durante el último siglo. El promedio de la radiación solar durante los últimos 30 años tiene una tendencia a la reducción mientras que la temperatura del globo terráqueo sigue en aumento junto con la cantidad de CO2. Tomado de http://solar-center.stanford.edu/sun-on-earth/glob-warm.html

Los cambios no son malos

La historia de la tierra muestra diferentes momentos en los cuales cambios de temperatura congelaron la tierra y permitieron el desarrollo de nuevas formas de vida y de vivir en la tierra, ese cambio ha sido benéfico para nuestro establecimiento y aprovechamiento de la faz terrestre. Sin embargo, en el caso del cambio climático sus impactos sugieren muy pocos beneficios y más bien un gran costo para el hombre, la agricultura, la salud, la ecología, etc.

De acuerdo al IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) un cambio de 2°C en la temperatura de la tierra significaría sequias pronunciadas en zonas temperadas, daños en las costas por inundaciones y tormentas, blanqueamiento de corales y cambios en la frecuencia de lluvias y tiempos secos. Teniendo en cuenta que los análisis muestran cambios de 0.2-0.3°C por década, en unos cuantos años estaríamos enfrentándonos a un escenario global muy desalentador [3].

En la agricultura las zonas agrícolas actuales se están viendo afectadas por los cambios en periodicidad de lluvias que son básicos para establecer la época de siembra y cosecha de cualquier cultivo, adicional a esto muchos cultivos no toleran las altas temperaturas (>30 °C) y por esto muchos agricultores se han visto afectados por grandes pérdidas en productividad. En este caso las opciones son modificar las fechas de siembra de acuerdo a las predicciones de clima, principalmente de suministro de agua, desarrollar variedades mejoradas que sean “inteligentes” frente al cambio climático (tolerancia a altas temperaturas, sequía, inundaciones) o cambiar las zonas agrícolas del planeta ya que en las áreas temperadas un incremento en temperatura y modalidad de lluvias permitiría cultivar la tierra mayor número de meses por año, o podrían establecerse cultivos diferentes de acuerdo a la temporada de siembra, sin embargo algo asociado con esto es el hecho de que dichos suelos no son los más fértiles del planeta, por lo tanto requerirían muchas enmiendas de fertilizantes o un plan de manejo sostenible de uso eficiente del suelo [4].

En el caso de la salud, muchas de las ondas de calor afectaran más a la población que las actuales ondas de frio que se dan en invierno [5], adicionalmente insectos vectores de enfermedades empiezan a aparecer en zonas donde no era su nicho, esto dado a que muchas especies animales están migrando hacia las zonas templadas desde el trópico [6].

En la ecología una de las grandes preocupaciones es el deshielo polar, que causa el aumento en el nivel de los océanos y en la temperatura de la tundra ártica y antartica, de la cual se desprende un GHG, el metano, cuando pasa de estar congelada a temperaturas que favorecen su descomposición. En cuanto a las especies animales y vegetales se asume que su capacidad de adaptación puede ser asombrosa teniendo en cuenta el gran efecto que ha tenido la actividad antropogénica (agricultura, crecimiento poblacional, desarrollo de ciudades, vías, etc) en las poblaciones de los diferentes ecosistemas del mundo, sin embargo, estudios en predicciones de escenarios de calentamiento global y su efecto en la distribución de las especies han estimado que entre un 15-37% de las especies se extinguirán hacia 2050 [7]. Adicionalmente, las migraciones de aves hacia latitudes más altas o bajas del planeta están siendo notorias y el riesgo de blanqueamiento y enfermedad en los corales es evidente por océanos más cálidos que es donde realmente se ha visto el efecto del calentamiento global en incremento de temperatura (Figura 2).


Figura 2. Componentes del calentamiento global  del periodo 1993-2003, calculados a partir del IPCC AR4 5.2.2.3 el cual se refiere a los cambios en contenido energético de los diferentes sistemas terrestres. Los océanos son los que están absorbiendo el efecto del calentamiento global.

Una fuente adicional de debate recae en la actividad del hombre como causante del cambio climático, un 97% de los científicos están de acuerdo con que la actividad antropogénica ha sido el acelerador de un incremento en la temperatura global. El ciclo del carbono permite la circulación de C y tanto la biomasa vegetal como los océanos liberan y absorben CO2, sin embargo, el uso de la tierra en agricultura y la quema de combustibles fósiles son fuentes de CO2 que pueden ser absorbidos por las plantas y mares hasta en un 40% (Figura 3), el 60% restante se ha venido acumulando en la atmósfera. Por esto el grave efecto que ha tenido el hombre en la acumulación de GHGs y la alta prioridad que se le ha dado a nivel mundial y gubernamental para mitigar los efectos del calentamiento global por medio de legislaciones dirigidas, sobretodo, a las industrias en países desarrollados que pueden ser los grandes actores en la reducción de emisiones.


Figura 3. El ciclo global del Carbono para 1990s, el flujo normal o natural del carbono está en negro y el flujo de carbono antropogénico se presenta en rojo. Fuente IPCC AR4 [7].

Referencias

[1] Lockwood, M. 2008. Recent changes in solar outputs and the global mean surface temperature. III. Analysis of contributions to global mean air surface temperature rise. Proc. R. Soc. A vol. 464 no. 2094 1387-1404. Disponible en http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/464/2094/1387.abstract
[2] Foster, G. y S. Rahmstorf. 2011. Environ. Res. Lett. 6 044022. Disponible en http://iopscience.iop.org/1748-9326/6/4/044022
[3] Climate Change 2007: Working Group I: The Physical Science Basis.  Disponible en http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/spmsspm-projections-of.html
[4] Porter, J.R., L. Xie, A.J. Challinor, K. Cochrane, S.M. Howden, M.M. Iqbal, D.B. Lobell, and M.I. Travasso, 2014: Food security and food production systems. In: Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Field, C.B., V.R. Barros, D.J. Dokken, K.J. Mach, M.D. Mastrandrea, T.E. Bilir, M. Chatterjee, K.L. Ebi, Y.O. Estrada, R.C. Genova, B. Girma, E.S. Kissel, A.N. Levy, S. MacCracken, P.R. Mastrandrea, and L.L.White (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 485-533. Disponible en: http://ipcc-wg2.gov/AR5/images/uploads/WGIIAR5-Chap7_FINAL.pdf
[5] Assessment reports, working group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability. 2001. Disponible en   http://www.ipcc.ch/ipccreports/tar/wg2/index.php?idp=353#941
[5] Assessment reports, working group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability. 2001. Disponible en  http://www.ipcc.ch/ipccreports/tar/wg2/index.php?idp=358
[6] Thomas, C., Cameron, A., Green, R. et al. 2004. Nature 427: 145-148. Disponible en  http://www.rivm.nl/bibliotheek/digitaaldepot/20040108nature.pdf
[7] Climate Change 2007: Working Group I: The Physical Science Basis. Disponible en  http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch7s7-3.html
  

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