Calentamiento global y cambio climático, un efecto dominó
Por Adriana
Arango-Vélez
El calentamiento global es el incremento
gradual en la temperatura de la atmosfera, y es generalmente atribuido al incremento
masivo de carbono (aproximadamente 83% de los gases totales),
clorofluorocarbonos y otros gases producidos por la polución industrial (1). Últimamente
hay mucha información y polémica acerca del calentamiento global y su efecto en
el clima, alcanzando dimensiones políticas, sociales y culturales (2,3,4,5). El
calentamiento global a su vez induce cambios en el clima, reflejados en cambios
en la precipitación, viento, y temperatura. Cuales son las evidencias que
muestran un cambio climático? Son los humanos la causa de ello? Cuales son las
posibles consecuencias? Que podemos hacer al respecto?
Este ensayo es el inicio de nuestra temporada
de “Cambio climático” en el que
estaremos presentando diferentes aspectos de sus efectos en los ecosistemas terrestres
y marinos. Además se discutirán algunas de las fuentes de energía renovable,
aspectos socio-culturales asociados a la polémica del cambio climático, entre
otros.
Dióxido de carbono, uno de los mayores inductores del efecto
invernadero
Para entrar en contexto, describiré primero
el ciclo del carbono y cómo su incremento se convierte en
un problema para la temperatura ambiental. El carbono entra en la atmosfera en
forma de dióxido de carbono (CO2) proveniente de emanaciones de
procesos geológicos (ej. volcanes, geiseres), de plantas en descomposición, de
la respiración animal y de reacciones químicas producidas en la estratosfera
producidas por la radiación solar (6). Este carbono es utilizado por las
plantas y otros foto-autótrofos (ej. Algas, fitoplancton, cianobacterias) en el
proceso de fotosíntesis. Luego es absorbido de nuevo en el océano, o acumulado
como sedimentos del suelo. Y cual es entonces la conexión con el clima? Cuando
el carbono está en la atmosfera esperando a ser
reabsorbido, atrapa un poco del calor solar; es por eso que al dióxido de
carbono, además del metano y del oxido nitroso, se le conoce también como gas
invernadero pues el incremento en su concentración crea en la atmósfera una
capa de calor conocida como efecto invernadero. El efecto invernadero es
importante pues evita que la tierra se congele. Sin embargo, si el contenido de
dióxido de carbono es mucho más alto del que puede ser
reabsorbido, éste se acumula en la atmosfera, atrapando
mucho más calor e incrementando la
temperatura en la atmósfera terrestre . En la
actualidad el funcionamiento de factorías, automóviles y plantas de energía está produciendo mas dióxido de carbono en la atmosfera debido a la combustión y alto consumo de fósiles no renovables como
el carbón y el gas (Fig. 1). Esto acompañado de la tala de arboles para la
intensiva producción de monocultivos, y para la expansión de áreas urbanas,
entre otros, ha disminuido las posibilidades de fuentes de colecta y mantenimiento
de CO2 a niveles que no sean dañinos al ambiente.
Figura 1. Efecto de gases invernadero producidos por
la producción y consumo humano. Panel superior: Procesos en los cuales se
liberan gases de efecto invernadero. Panel inferior: Porcentaje de los tres
mayores gases de efecto invernadero. Dióxido de carbono aporta cerca de un 72%
de las emisiones de efecto invernadero a nivel mundial. Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas
Es importante reconocer que históricamente el
clima en el planeta ha tenido dramáticas oscilaciones, debido a los eventos de
avance y retroceso de los glaciales (7). Siendo el último
evento de glaciación cerca de 7.000 años, marcando el inicio de la civilización
humana y el clima como lo conocemos actualmente. Desde entonces y hasta hace
400.000 años atrás, la concentración de CO2 estuvo constante ; pero
con el inicio de la industrialización (finales del siglo XVIII y principio del
XIX), la producción de dióxido de carbono empezó a incrementar de manera
exponencial (cerca del 40% del contenido promedio) (Fig. 2) (8). De acuerdo a
científicos de la Institución Scripps de oceanografía en San Diego (https://scripps.ucsd.edu/), el incremento atmosférico de CO2
pasó de 316 partes por millón (ppm) en 1956, a 401.88 ppm en Mayo del 2014 (Scripps CO2 dataset http://scrippsco2.ucsd.edu/data/atmospheric_co2.html).
Figura 2. Datos históricos de CO2 (ppm) en el ambiente, utilizando muestras atmosféricas contenidas en los núcleos de hielo, y mediciones directas recientes. A partir de 1950 el incremento en CO2 es exponencial. Tomado de NASA (http://climate.nasa.gov/evidence).
El efecto del calentamiento global en el clima tiene un efecto dominó
1. Incrementos en el nivel del mar
El CO2 extra en la atmosfera,
acelera el efecto invernadero atrapando más calor
cerca de la superficie de la tierra, causando el derretimiento del hielo en los
polos. Al derretirse el hielo en los polos, se disminuye la capacidad de
reflejar los rayos del sol, haciendo que los océanos se calienten mas rápido.
El incremento de los niveles de agua en el océano durante los últimos 100 años
ha sido entre 10-20 cm, de los cuales 6.4 cm (3.2 mm/año) han ocurrido durante
los últimos 20 años, aproximadamente el doble de la velocidad media de los 80
años precedentes (9, 10). Estudios realizados en la IPCC (Intergovernmental Panel on Climate
Change) sugieren
que el incremento en la temperatura terrestre aumentará significativamente en
los próximos 100 años. Estos resultados están basados en los promedios
reportados entre los años de 1960-1979 (Fig. 3). Bajo estos escenarios, las temperaturas
cálidas han causado incrementos en la energía producida por lo océanos,
produciendo a su vez tormentas tropicales, inundaciones y erosión (9,10). De
acuerdo a estudios realizados por la National Geographic, el número de huracanes en el
atlántico categoría 4 y 5 (los más fuertes en la escala de
huracanes), han incrementado cerca del doble desde 1970. Estos incrementos en
la intensidad y cantidad de huracanes ha coincidido con el incremento en la
temperatura del océano de cerca de (0.5°C) entre
1970 y 2004 (10,11).
Figura 3. Cambios observados y proyectados en la
temperatura global. Estimaciones en los cambios de temperatura están basados en
el promedio entre 1960-1979. Las predicciones para los próximos 100 años, a
partir del año 2000, considerando emisiones de gases bajas o altas (líneas de
colores) y factor de errores (colores en sombra) es mostrado. Fuente: EPA (United States Environmental
Protection Agency http://www.epa.gov/climatechange/science/future.html).
Church et al (11) reportaron que un 40% del aumento
en el nivel del mar desde 1972, ha sido causado por incremento térmico (Fig 4).
El aumento del nivel del mar puede tener
un impacto colosal en las comunidades, ya que cerca del 40% de la población
mundial vive a 100 km de distancia de las costas. Inundaciones de agua de mar pueden afectar no
solo las viviendas, sino también el suministro de agua potable subterránea, y
contaminar los suministros de riego agrícola (12).
Figura 4. Niveles globales del nivel del mar desde
1961 a 2008. El nivel del mar observado usando mareógrafos costeros e insulares
(línea de color negro solido indica la incertidumbre estimada), y el uso de
TOPEX/Poseidon/Jason-1 y 2 de datos satelitales (línea discontinua en negro).
También se muestran los diferentes componentes que contribuyen. Tomado de Church et al (11).
2. Incremento en eventos de clima extremo
El calentamiento global genera un cambio
climático, por ejemplo los patrones de precipitación han incrementado las
posibilidades de sequía por periodos prolongados, o de incrementos en la
precipitación (13). Se ha reportado hasta un 7% de incremento en la
precipitación por cada grado de incremento en la temperatura atmosférica global
(14). Entre 1999-2002, los periodos de sequía fueron intensivos en
Norteamérica, en comparación a los últimos 40 años. El efecto debido a
oscilaciones en precipitación, ya sea por inundaciones o sequías, han inducido cambios en los patrones biológicos
de plantas y animales. Como ejemplo tenemos que muchas especies de insectos
invasivos se muevan a áreas que anteriormente eran inadecuadas para sus ciclos
de vida. Un ejemplo de ello es el cucarrón de pino, el cual esta afectando
nuevas especies de pino en áreas diferentes al medio en el que estas especies
han evolucionado (15). Pero no solo es el movimiento de insectos invasivos a
nuevas áreas, es también el movimiento de especies de animales hacia la latitud
norte en busca de mejores condiciones medioambientales. Se ha especulado que
cerca de 2.000 especies se están moviendo hacia los polos a un ritmo promedio
de 3.8 km por década (16). Aunque existe
un sinnúmero de ejemplos relacionados con cambios en los ecosistemas terrestres
y marítimos debido al cambio climático. Es importante tener en cuenta que la
magnitud y la tasa a las cuales estos cambios suceden depende también de
nosotros. Entender los procesos de incremento en el impacto global debido al
continuo y desmedido uso de los recursos naturales es importante para tomar las
medidas necesarias y disminuir nuestro impacto en los ecosistemas.
Y por que el efecto dominó? Como se mencionó anteriormente, el incremento desmesurando en el dióxido de carbono
induce al incremento de la temperatura global, induciendo así cambios
climáticos como calores extremos, intensa precipitación (lluvia o nieve),
sequía, huracanes, y tornados. Estos cambios climáticos influyen a su vez en
los ecosistemas, por ejemplo migración de cientos de especies de animales a
áreas mas adecuadas para su reproducción y crecimiento, o cambios en el ciclo
de producción de plantas. Podemos ver entonces, como incrementos desmesurados
de un gas como el CO2 puede desencadenar una serie de efectos en el ambiente,
en el clima, en los organismos y en los ecosistemas.
Y cómo podemos ayudar?
Cualquier aporte es importante para disminuir
la velocidad a la cual el ambiente esta siendo afectado. Los vehículos de transporte, por ejemplo, son
los que contribuyen a las altas emisiones de carbono (casi el 50% de la
polución proviene de los autos y aviones). Por tanto, optar por opciones de
transporte más sostenibles (eg. caminar, transporte en bicicleta, tomar el
transporte público, o utilizar vehículos eficientes en el uso de la energía) es
mejor. Reducir el consumo de calefacción y electricidad en casa, usar electrodomésticos
energéticamente eficientes. Reciclar el papel, cartón, latas y botellas, y
tratar de hacer compostaje con los residuos orgánicos, ayuda a reducir las
emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a los vertederos de basura.
Finalmente, y tomando las palabras de Neil
deGrasse Tyson (astrofísico Director de “Hayden Planetarium”)… “El planeta
tierra va a sobrevivir, pero nosotros no seremos capaces de sobrevivir la
rapidez en el cambio climático, con el rápido incremento del nivel del mar. El
clima esta cambiando mas rápido de lo que nosotros podemos responder”. El cambio climático nos afecta de diferentes
maneras dependiendo del área donde vivimos. Pero al final todos estamos
involucrados en el proceso de incrementar los niveles de CO2 en la
atmosfera. Pongamos de nuestra parte!!
Literatura citada
2. DeNicola E, Subramaniam PR. 2014. Environmental attitudes and political partisanship. Public health 128: 404-409.
3. Seidl R, Lexer MJ 2013. Forest management under climatic and social uncertainty: Trade-offs between reducing climate change impact and fostering adaptive capacity. J Environ Management 224:461-469
4. Adger WN, Barnett J, Brown K, Marshall N, O’Brien K. 2013. Cultural dimensions of climate change impacts and adaptation. Nature Climate change. 32:112-117.
5. Mulligan, M. 2012. An effective approach to climate change adaptation. Locall-Global: Identity, Security, Community. 10:10-16.
6. Maher K (2014). Hydrologic regulation of chemical weathering and the geologic carbon cycle. Science. 343:1502-1504.
7. Briney A. 2014. The last Glaciation. An overview of Global Glaciation from 110,000 to 12,500 years ago. http://geography.about.com/od/climate/a/glaciation.htm
8. Wigley TML, Jain AK, Joos F, Nyenzy BS, Shukla PR. 1997. Implications of proposed CO2 emissions limitations. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).
9. Ligtenberg SRM, vn de Berg WJ, van den Broeke MR, Rae JGL, van Meijgaard E. 2013. Future surface mass balance of the Antarctic ice sheet and its influence on sea level change, simulated by a regional atmospheric climate model. Climate dynamics 41:867-884.
10. Roach J. Hurricanes are getting stronger, Study says. 2005. National Geographic, September 2005. http://news.nationalgeographic.com/news/2007/07/070730-hurricane-warming.html
11. Church JA, Gregory JM, White NJ, Platten SM, Mitrovica JX. 2011. Understanding and projecting sea level change. Oceanography 24:130-143.
12. Bates B, Kundzewics ZW, Wu S, Palutikof J. 2008. Climate Change and Water. Technical Paper of the Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC Secretariat, Geneva, 210 pp.
13. Wetherald RT, Manabe S. 2002. Simulation of hydrologic changes associated with global warming. J. Geophys. Res. 107:4379. doi:10.1029/2001JD001195.
14. Westra S, Alexander LV, Zwiers FW. 2013. Global increasing trends in annual maximu daily precipitation. American Meteorological Society 26:3904-3918.
15. Arango-Velez A, Galindo GLM, Meents MJ, El Kayal W, Cooke BJ, Linsky J. Lusebrink I. 2014. Influence of water deficit on the molecular response of Pinus contorta x Pinus banksiana mature trees to infection by the mountain pine beetle fungal associate, Grosmannia clavigera. doi: 10.1093/trephys/tpt101.
16. The consequences of global warming on wildlife. Rising temperatures ravage coral reefs and melt the habitats of polar bears and Antarctic penguins. Natural resources defense council. http://www.nrdc.org/globalwarming/fcons/fcons3.asp
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