Tercer Informe de Evaluación



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[Basado en: (a) capítulo 3,


Figura 3.2b (CO2); capítulo 4, Figura 4.1ª y b (CH4) y capítulo 4, Figura 4.2 (N2O) y (b) capítulo 5, Figura 5.4ª]

CO2 (ppm)

260

280


300

320


340

360


1000 1200 1400 1600 1800 2000

CH4 (ppmm)

1250

1000


750

1500


1750

N2O (ppmm)

310

290


270

250


0,0

0,5


1,0

1,5


0,5

0,4


0,3

0,2


0,1

0,0


0,15

0,10


0,05

0,0


Dióxido de carbono

Metano


Óxido nitroso

Concentración atmosférica

Forzamiento radiativo (Wm-2)

1600 1800

200

100


(mg de SO4

2– por tonelada de hielo)

Concentración de sulfato

Año


Año

2000


50

25


0

Emisioones de SO2 (millones

de toneladas anuales de azufre)

b) Aerosoles de sulfatos depositados en el hielo de Groenlandia

a) Concentraciones atmosféricas mundiales de tres gases de

efecto invernadero (GEI) bien mezclados

Indicadores de la influencia humana en la

atmósfera durante la era industrial

0

Azufre



  • Desde 1950 es muy probable que haya habido una reducción de la frecuencia de las temperaturas muy bajas y un menor aumento de la frecuencia de las temperaturas muy altas.

  • Los episodios de calor del fenómeno El Niño-Oscilación Austral (ENOA) (que frecuentemente influye en las variaciones regionales de precipitaciones y temperaturas en muchas zonas de los trópicos, de los subtrópicos y en algunas zonas de latitud media) han sido más frecuentes, persistentes e intensos desde mediados de los años 70 en comparación con los cien años anteriores.

  • En el siglo XX (de 1900 a 1995) ha habido aumentos relativamente pequeños en las zonas terrestres con fuertes sequías o fuerte humedad. En muchas regiones, estos cambios están dominados por una variabilidad climática interdecenal y multidecenal, como el cambio en el ENOA hacia fases más cálidas.

  • En algunas regiones, como en zonas de Asia y África, se ha observado un aumento de la frecuencia y de la intensidad de las sequías en los últimos decenios.

Algunos aspectos importantes del clima parecen no haber

cambiado.



  • Algunas zonas del globo no se han calentado en los últimos decenios, principalmente ciertas partes de los océanos del hemisferio sur y partes de la Antártida.

  • No parece haber tendencias significativas en la extensión del hielo marino del Antártico desde 1978, período para el que se dispone de medidas por satélite fiables.

  • Los cambios mundiales en la intensidad y frecuencia de las tempestades tropicales y extratropicales están dominados por las variaciones interdecenales y multidecenales y no hay tendencias significativas claras en el siglo XX. Los análisis contradictorios hacen difícil llegar a conclusiones definitivas acerca de la actividad de las tempestades, especialmente en las zonas extratropicales.

  • No hay cambios sistemáticos en la frecuencia de los tornados, días de tormenta o granizadas en las zonas analizadas. Las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y de aerosoles debidas a las actividades humanas siguen modificando la atmósfera de diversas formas que se prevé que afectarán al clima.

Los cambios en el clima se producen como consecuencia de la variabilidad

interna dentro del sistema climático y de factores externos (tanto

naturales como antropógenos). La influencia de diversos factores externos

en el clima permite ampliar comparaciones mediante el concepto

de forzamiento radiativo. Un forzamiento radiativo positivo, como el

que se produce por las crecientes concentraciones de gases de efecto

invernadero, tiende a calentar la superficie. Un forzamiento radiativo

negativo, que puede deberse a un aumento de ciertos tipos de aerosoles

(partículas microscópicas suspendidas en el aire), tiende a enfriar la

superficie. Los factores naturales, como los cambios en las emisiones

solares o la actividad volcánica explosiva, también pueden producir un forzamiento radiativo.

Es necesario caracterizar estos agentes de forzamiento climático y sus cambios con el tiempo (véase la Figura 2), con el fin de comprender los cambios climáticos pasados en el contexto de las variaciones naturales y para proyectar los cambios climáticos que podría depararnos el futuro. La Figura 3, muestra las previsiones actuales de forzamiento radiativo debidas a mayores concentraciones de componentes atmosféricos y a otros mecanismos.

Las concentraciones de gases atmosféricos de efecto invernadero y su forzamiento radiativo siguen aumentando como consecuencia de las actividades humanas.



  • La concentración atmosférica de dióxido de carbono (CO2) ha aumentado en un 31 % desde 1750. La concentración actual de CO2 no se había superado en los últimos 420.000 años y es probable que tampoco en los últimos 20 millones de años. El ritmo actual de crecimiento no tiene precedentes, al menos en los últimos 20.000 años.

  • Unas tres cuartas partes de las emisiones antropógenas de CO2 en la atmósfera durante los últimos 20 años se deben a la quema de combustibles de origen fósil. El resto se debe principalmente a cambios en el uso de la tierra, especialmente la deforestación.

  • Los océanos y la tierra actualmente captan juntos la mitad de las emisiones antropógenas de CO2. En la tierra, la absorción de CO2 antropógeno muy probablemente superó las emisiones de CO2 a causa de la deforestación en los años noventa.

  • El ritmo de aumento de la concentración del CO2 atmosférico fue de 1,5 ppm9 (0,4 %) por año en los dos últimos decenios. En los años noventa, el aumento anual varió de 0,9 ppm (0,2 %) a 2,8 ppm (0,8 %). Una gran parte de estas variaciones se debe al efecto de la variabilidad climática (por ejemplo, los fenómenos ENOA) en la absorción y emisión de CO2 por parte de tierras y océanos.

  • La concentración del metano (CH4) en la atmósfera ha aumentado en 1.060 ppmm9 (151 %) desde 1750 y sigue aumentando. La concentración de CH4 no se había superado en los últimos 420.000 años. El crecimiento anual de la concentración de CH4 fue más lento y se hizo más variable en los años noventa en comparación con los ochenta. Un poco más de la mitad de las emisiones de CH4 actuales son antropógenas (por ejemplo, utilización de combustibles de origen fósil, ganadería, cultivo del arroz y vertederos). Además, recientemente se ha establecido que las emisiones de monóxido de carbono (CO) son una de las causas del aumento de la concentración del CH4.

  • La concentración de óxido nitroso (N2O) en la atmósfera ha aumentado en 46 ppmm (17 %) desde 1750 y sigue aumentando. La concentración actual de N2O no se ha superado al menos durante los últimos mil años. Un tercio aproximadamente de las emisiones de N2O actuales son antropógenas (por ejemplo, tierras agrícolas, corrales de engorde de ganado e industrias químicas).

  • Desde 1995 las concentraciones atmosféricas de muchos de estos gases de halocarbonos que agotan la capa de ozono y

8 El forzamiento radiativo es una medida de la influencia que un factor ejerce en la modificación del equilibrio entre la energía entrante y saliente en el sistema Tierra-atmósfera, y es

un índice de la importancia del factor como mecanismo potencial de cambio climático. Se expresa en vatios por metro cuadrado (Wm-2).

9 ppm (partes por millón) o ppmm (partes por mil millones) es la proporción entre el número de moléculas de GEI y el número total de moléculas de aire seco. Por ejemplo, 300 ppm

significa 300 moléculas de GEI por millón de moléculas de aire seco.


Resumen para responsables de políticas del Grupo de trabajo I del IPCC

Forzamiento radiativo (vatios por metro cuadrado)

Enfriamiento Calentamiento

Forzamiento radiativo medio anual

del sistema climático del año 2000 con respecto a 1750

3

2



1

0


  • 1

  • 2

CO2 quema de Inducido por

CH4

N2O


Halocarbonos

Ozono estratosférico

Ozono combustible de Partículas la aviación

Aerosoles

troposférico origen fósil Solar minerales

Sulfatos dente de biomasa

Hollín de la

Carbón


orgánico

proce-Combustión

Efecto la Tierra

de la los aerosoles únicamente)

quema de

combustible

de origen fósil

Estelas de

condensación

indirecto de

Uso de

(albedo


Cirros

Alto Medio Medio Bajo Muy Muy Muy Muy Muy Muy Muy Muy

bajo bajo bajo bajo bajo bajo bajo bajo
Grado de comprensión científica

Figura 3: Muchos factores externos fuerzan el cambio climático.

Estos forzamientos radiativos se deben a los cambios en la composición atmosférica, a la alteración de la reflectancia superficial por el uso

de la tierra y a la variación en las emisiones del Sol. Con excepción de la variación solar, hay alguna forma de actividad humana ligada a

cada forzamiento. Las barras rectangulares representan los cálculos de las contribuciones de estos forzamientos —algunos de los cuales

producen calentamiento, y otros enfriamiento—. No se muestra el forzamiento debido a los fenómenos episódicos volcánicos, que llevan a

un forzamiento negativo que dura sólo unos años. El efecto indirecto de los aerosoles que se muestra es su efecto en el tamaño y número

de gotas de las nubes. No se muestra un segundo efecto indirecto de los aerosoles en las nubes, es decir, su efecto en el período de vida

de las nubes, que podría ocasionar también un forzamiento negativo. Los efectos de la aviación en los gases de efecto invernadero (GEI) se

incluyen en las barras individuales. La línea vertical sobre las barras rectangulares indica el rango de estimaciones, calculado a partir de la

dispersión de los valores publicados y de la comprensión del proceso físico. Algunos de los forzamientos tienen mayor grado de

certidumbre que otros. Una línea vertical sin barra rectangular indica un forzamiento para el que no pueden darse mejores cálculos debido

a grandes incertidumbres. El nivel general de comprensión científica de cada forzamiento varía considerablemente, como puede verse.

Algunos de los agentes de forzamiento radiativo están bien mezclados en todo el globo, como ocurre con el CO2, y perturban por ello el

balance térmico mundial. Otros representan perturbaciones con características regionales más fuertes dada su distribución espacial, como

es el caso de los aerosoles. Por esta y por otras razones, no puede esperarse que una simple suma de barras positivas y negativas denote

el efecto neto en el sistema climático. Las simulaciones de este informe de evaluación (la Figura 5, por ejemplo) indican que el efecto neto

calculado de estas perturbaciones es el calentamiento del clima mundial desde 1750. [Basado en el capítulo 6, Figura 6.6]

tienen un efecto invernadero (por ejemplo, CFCl3 y CF2Cl2) están positivo de los halocarbonos se reducirá, como se reducirá

aumentando más lentamente o disminuyendo, en ambos casos la magnitud del forzamiento negativo por el agotamiento del

como consecuencia de la reducción de las emisiones con motivo ozono estratosférico cuando la capa de ozono se recupere en el

de la reglamentación del Protocolo de Montreal y de sus En-siglo XXI.

miendas. Sus componentes substitutivos (por ejemplo, CHF2Cl y • Se calcula que la cantidad total de O3 en la troposfera ha aumenCF3CH2F)

y otros componentes sintéticos (por ejemplo, los per-tado un 36 % desde 1750, principalmente a causa de las emisiones

fluorocarbonos (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6)) son tam-antropógenas de diversos gases que forman el O3. Esto corresponde

bién gases de efecto invernadero y sus concentraciones están a un forzamiento radiativo positivo de 0,35 Wm-2. El forzamienaumentando

actualmente. to del O3 varía considerablemente de región en región y responde


  • Se calcula que el forzamiento radiativo debido al aumento de mucho más rápidamente a los cambios en las emisiones que los

los GEI bien mezclados desde 1750 a 2000 es de 2,43 Wm-2: GEI de larga duración, como el CO2.

1,46 Wm-2 debido al CO2; 0,48 Wm-2 debido al CH4; 0,34 Wm-2

debido a los halocarbonos; y 0,15 Wm-2 debido al N2O (véase la Los aerosoles antropógenos son efímeros y producen

Figura 3 donde también se ilustran las incertidumbres). principalmente un forzamiento radiativo negativo.



  • Se calcula que el agotamiento observado de la capa de ozono • La fuente más importante de aerosoles antropógenos es la quema

estratosférico (O3) desde 1979 a 2000 ha causado un forzamiento de combustibles de origen fósil y de biomasa. Estas fuentes tamradiativo

negativo (–0,15 Wm-2). Suponiendo que se cumpla toda bién están relacionadas con la degradación de la calidad del aire y

la reglamentación actual sobre los halocarbonos, el forzamiento la deposición de ácidos.


  • Desde el Segundo Informe de Evaluación (SIE), se han logrado avances significativos en la caracterización de los papeles radiativos directos de diferentes tipos de aerosoles. Se calcula que el forzamiento radiativo directo es de –0,4 Wm-2 para los sulfatos,

  • 0,2 Wm-2 para los aerosoles originados en la combustión de biomasa,

  • 0,1 Wm-2 para el carbono orgánico de combustibles de origen fósil y de +0,2 Wm-2 para los aerosoles de hollín de combustibles de origen fósil. Se tiene mucha menos confianza en la capacidad de cuantificar el efecto directo total de los aerosoles y su evolución en el tiempo que en los gases citados anteriormente. Los aerosoles también varían considerablemente de región en región y responden rápidamente a los cambios en las emisiones.

  • Además de su forzamiento radiativo directo, los aerosoles tienen un forzamiento radiativo indirecto por sus efectos en las nubes. Actualmente existe mayor certeza con respecto a este efecto indirecto, que es negativo, aunque de una magnitud muy incierta. Los factores naturales han intervenido poco en el forzamiento radiativo del siglo pasado.

  • Se ha calculado que el forzamiento radiativo debido a los cambios en la irradiancia solar desde 1750 es aproximadamente de +0,3 Wm-2, y la mayor parte de él se produjo en la primera mitad del siglo XX. Desde finales de los años 70, los instrumentos de los satélites han observado pequeñas oscilaciones debidas al ciclo solar de 11 años. Se han propuesto mecanismos para la amplificación de los efectos solares en el clima, pero actualmente falta una base teórica y observaciones rigurosas.

  • Los aerosoles estratosféricos procedentes de erupciones volcánicas explosivas producen un forzamiento negativo que dura varios años. En los períodos que van de 1880 a 1920 y de 1960 a 1991 ha habido varias erupciones importantes.

  • Se calcula que el cambio combinado en el forzamiento radiativo de los dos fenómenos naturales más importantes (la variación solar y los aerosoles volcánicos) fue negativo en los dos últimos decenios y posiblemente en los cuatro últimos.

La confianza en la capacidad de los modelos para proyectar el

clima futuro ha aumentado.

Se necesitan modelos climáticos complejos basados en la física para lograr cálculos detallados de las retroacciones y de las características regionales. Estos modelos todavía no pueden simular todos los aspectos del clima (por ejemplo, aún no pueden dar cuenta totalmente de la tendencia observada en la diferencia de temperaturas de la superficie y de la troposfera desde 1979) y, además, existen determinadas incertidumbres con respecto a las nubes y a su interacción con la radiación y los aerosoles. No obstante, se ha mejorado la confianza en la capacidad de estos modelos para facilitar proyecciones útiles del clima futuro debido a los buenos resultados que han mostrado en un intervalo de escalas espaciales y temporales.


  • Ha mejorado el conocimiento de los procesos climáticos y su incorporación a los modelos climáticos, incluyendo el vapor del agua, la dinámica del hielo marino y el transporte del calor del océano.

  • Algunos modelos recientes producen simulaciones satisfactorias del clima actual sin tener que efectuar ajustes no físicos del calor y de los flujos de agua en la interfaz océano-atmósfera utilizada en los modelos anteriores. Cambio climático 2001–– La base científica

  • Las simulaciones que incluyen cálculos del forzamiento antropógeno y natural reproducen los cambios a gran escala observados en la temperatura de la superficie durante el siglo XX (véase la Figura 4). Sin embargo, es posible que no se hubiesen incluido en los modelos los aportes de algunos forzamientos y procesos adicionales. A pesar de ello, la coherencia a gran escala entre los modelos y las observaciones puede emplearse para proporcionar una verificación independiente de los ritmos de calentamiento proyectados para los próximos decenios de acuerdo con un escenario de emisiones dado.

  • Se han mejorado algunos aspectos de las simulaciones con modelos del ENOA, de los monzones y de la Oscilación del Atlántico Norte, así como de determinados períodos del clima pasado. Hay nuevas pruebas más fehacientes de que la mayor parte del calentamiento observado en los últimos 50 años se debe a las actividades humanas.

El Segundo informe de evaluación (SIE) concluye lo siguiente:

“El balance de las pruebas indica una influencia humana apreciable en

el clima mundial”. Este informe también advierte que las señales antropógenas

estaban todavía surgiendo del fondo de la variabilidad climática

natural. Desde la publicación del SIE ha habido avances en la

reducción de la incertidumbre, especialmente con respecto a la distinción

y cuantificación de la magnitud de las respuestas a distintas influencias

externas. Aunque muchas de las fuentes de incertidumbre que

establece el SIE siguen existiendo hasta cierto punto, las nuevas pruebas

y la mejora de los conocimientos favorecen una conclusión actualizada.


  • Existe un registro de temperaturas mayor y mejor estudiado y nuevos cálculos de la variabilidad mediante modelos. Es muy improbable7 que el calentamiento en los últimos cien años se deba únicamente a una variabilidad interna, como apuntan los modelos actuales. La reconstrucción de los datos climáticos de los últimos mil años (Figura 1b) también indica que este calentamiento era inhabitual y es improbable7 que sea totalmente de origen natural.

  • Hay nuevos cálculos de la respuesta climática al forzamiento natural y antropógeno, y se han aplicado nuevas técnicas de detección. Los estudios de detección y atribución encuentran pruebas fundamentadas de una señal antropógena en el registro climático en los últimos 35 a 50 años.

  • Las simulaciones de la respuesta a los forzamientos naturales únicamente (por ejemplo, la respuesta a la variabilidad en la irradiancia solar y en las erupciones volcánicas) no explican el calentamiento en la segunda mitad del siglo XX (véase, por ejemplo, la Figura 4ª). No obstante, las simulaciones indican que los forzamientos naturales pueden haber contribuido al calentamiento observado en la primera mitad del siglo XX.

  • El calentamiento en los últimos 50 años debido a los gases antropógenos de efecto invernadero puede identificarse a pesar de las incertidumbres en el forzamiento debido a los sulfatos antropógenos en aerosol y a factores naturales (volcanes e irradiancia solar). El forzamiento de los sulfatos antropógenos en aerosol, aunque incierto, es negativo en este período y, por consiguiente, no puede explicar el calentamiento. Se ha calculado también que los cambios en el forzamiento natural durante la mayor parte de este período son negativos y es improbable7 que puedan explicar el calentamiento.

Resumen para responsables de políticas del Grupo de trabajo I del IPCC

Temperaturas medias mundiales anuales simuladas

a) Forzamiento natural b) Forzamiento antropógeno


Anomalías de la temperatura (°C)

Anomalías de la temperatura (°C)

1850 1900 1950 2000

Año


  • 1,0

  • 0,5

0,0

0,5


1,0

  • 1,0

  • 0,5

0,0

0,5


1,0

1850 1900 1950 2000

Año

modelo


observaciones

modelo


observaciones

c) Todos los forzamientos




  • 1,0

  • 0,5

0,0

0,5


1,0

Anomalías de la temperatura (°C)

modelo

observaciones



1850 1900 1950 2000

Año
Figura 4: La simulación de las variaciones de la temperatura de la Tierra y la comparación de los resultados con los cambios medidos

puede facilitar una mejor idea de las causas subyacentes de los cambios importantes.
Un modelo climático puede utilizarse para simular los cambios de temperatura que se producen por causas naturales y antropógenas.

Las simulaciones que representa la banda en a) se hicieron sólo con forzamientos naturales (variación solar y actividad volcánica).

Las simulaciones de la banda en b) se hicieron con forzamientos antropógenos (gases de efecto invernadero (GEI) y una estimación de

los aerosoles de sulfatos) y las simulaciones que recoge la banda en c) se efectuaron con forzamientos naturales y antropógenos.

En b) puede verse que la inclusión de forzamientos antropógenos proporciona una explicación verosímil de una parte importante de los

cambiosde temperatura observados en el último siglo, pero la mejor correspondencia con las observaciones se logra en c), al incluir

tanto los factores naturales como los antropógenos. Estos resultados muestran que los forzamientos incluidos son suficientes para

explicar los cambios observados, pero no excluyen la posibilidad de que hayan intervenido también otros forzamientos.

Las bandas de los resultados de los modelos que se presentan aquí corresponden a cuatro ejecuciones del mismo modelo. En otros

modelos con forzamiento antropógeno se logran resultados similares a los de b).


[Basado en el capítulo 12, Figura 12.7]


  • Los estudios de detección y atribución en los que se comparan muestran que los forzamientos incluidos son suficientes para

los cambios simulados en los modelos con los registros observa-explicar los cambios observados, pero no excluyen la posibilidad

dos, pueden tener en cuenta ahora la incertidumbre en la de que puedan haber intervenido otros forzamientos.

magnitud de la respuesta modelada al forzamiento externo,

en particular el debido a la incertidumbre referente a la sensibili-A la luz de las nuevas pruebas y teniendo en cuenta las incertidumbres

dad del clima. que quedan, es probable7 que la mayoría del calentamiento observado


  • La mayoría de estos estudios considera que, en los últimos 50 años, en los últimos 50 años se deba al aumento de las concentraciones de



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