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Impacto del cambio climático en la transmisión de enfermedades vectoriales




Partes: 1, 2

  1. Resumen
  2. Introducción
  3. Cambio Climático. Concepto
  4. Cambio climático y sus principales impactos
  5. Cambio climático y biodiversidad
  6. Efectos del cambio climático en la biología y ecología de los vectores
  7. Bases teóricas del cambio climático global
  8. .El presupuesto energético de la atmósfera
  9. El cambio climático global
  10. Predicción de los cambios climáticos para el siglo XXI
  11. Principales acuerdos adoptados en la conferencia celebrada en París en diciembre de 2015 de las partes de la convención marco de las Naciones Unidas sobre cambio climático
  12. Bibliografía

Resumen

El cambio climático que tanto ha incidido en el aumento de la temperatura del planeta, derivado, fundamentalmente, de la actividad humana, también tiene repercusión en la salud del hombre; cada vez son más los casos de malaria, enfermedad de Chagas, leishmaniosis, diversas parasitosis, dengue, cólera, fiebre del Nilo occidental, Zika, y Chikungunya. Si no se detiene el calentamiento global que sufre el planeta, este se podría convertir en una amenaza para la biodiversidad, al detonar la extinción masiva de muchas especies.Se estima que en 2100 la temperatura mundial habrá´ aumentado en promedio de 1,0 a 3,5 oC, con lo que aumentara´ también el riesgo de sufrir numerosas enfermedades transmitidas por vectores. Evidentemente, el cambio climático está influyendo sobre la distribución temporal y espacial, así como sobre la dinámica estacional de patógenos, vectores, hospederos y reservorios, donde cambios de temperatura, precipitaciones o humedad afectan la biología y ecología de vectores, hospederos intermediarios y reservorios naturales La adaptación al cambio y la variabilidad climáticos dependerá´ en parte del nivel de la infraestructura sanitaria en las regiones afectadas. Por otra parte, el costo y la eficacia de la prevención y la curación serán primordiales para el tratamiento de las enfermedades. Los acuerdos de Paris son el punto para una nueva etapa en el enfrentamiento al cambio climático donde se destaco como un aspecto fundamental que en los países más vulnerables y pequeñas islas hay mucho todavía por hacer. Los representantes de 195 países asistentes a la cita aprobaron el acuerdo dirigido a limitar el alza de la temperatura por debajo de los dos grados centígrados y realizar esfuerzo en aras de situar ese aumento en 1,5 grados.

.PALABRAS CLAVES: CAMBIO CLIMATICO; EFECTO INVERNADERO, SISTEMA CLIMATICO. ENFERMEDADES VECTORIALES, VECTORES.

Introducción

A principios de la década de 1990 la población estaba poco sensibilizada ante los riesgos de los cambios climáticos globales para la salud, lo que reflejaba un desconocimiento general de la forma en que la alteración de los sistemas biofísicos y ecológicos puede afectar a largo plazo al bienestar y la salud de las poblaciones. Los especialistas en ciencias naturales eran poco conscientes de que los cambios experimentados por sus objetos concretos de estudio (condiciones climáticas, reservas de biodiversidad, productividad de los ecosistemas, etc.) podían tener repercusiones en la

salud humana. Buen reflejo de ello es la exigua referencia que a los riesgos para la salud se hace en el primer gran informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), publicado en 1991.

El sistema climático mundial es parte integrante de los complejos procesos que mantienen la vida. El clima y el tiempo siempre han repercutido mucho en la salud y el bienestar de los seres humanos, pero, al igual que otros grandes sistemas naturales, el climático está empezando a sufrir la presión de las actividades humanas. El cambio climático global representa un nuevo reto para las actuales iniciativas encaminadas a proteger la salud humana.

La situación ha cambiado desde entonces. En el Segundo informe de evaluación del IPCC (1996) se dedicó todo un capítulo a los posibles riesgos para la salud. Lo mismo se hizo en el Tercer informe de evaluación (2001), en el que se incluyó una discusión sobre algunas pruebas científicas preliminares del verdadero impacto en la salud, junto con una evaluación de los posibles efectos futuros sobre ésta. El informe destacaba también las repercusiones previstas en la salud por grandes regiones geográficas.

El IPCC fue creado por la OMM y el PNUMA en 1988. Su misión es evaluar la bibliografía científica publicada en el mundo sobre las cuestiones siguientes: (i) cómo han influido y es probable que influyan las alteraciones antropogénicas de las capas bajas de la atmósfera, debidas a la emisión de gases de efecto invernadero, en los patrones climáticos del mundo; (ii) cómo afecta y afectará esto a diversos sistemas y procesos importantes para las sociedades humanas; y (iii) de qué respuestas económicas y sociales disponen los responsables de políticas para impedir el cambio climático y atenuar sus repercusiones.

Cambio Climático. Concepto

El cambio climático se puede definir como la transformación irreversible de las condiciones climáticas en amplias zonas de la Tierra, debida a la acción simultánea de los factores naturales y antrópicos (Estela, 2010).

El fenómeno del cambio climático se ha denominado a las variaciones en el patrón del clima por la intervención humana. Esta alteración ha modificado el balance de la atmósfera en su capacidad de permitir la radiación mediante el ingreso de los rayos solares y la irradiación con la que se expulsa el calor solar al espacio y según la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMCC), en su Artículo 1, define cambio climático como: un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables. Al respecto la CMCC distingue entre cambio climático atribuido a actividades humanas que alteran la composición atmosférica y "variabilidad climática" atribuida a causas naturales. Los modelos de producción industrializada siguen creciendo y la deforestación de bosques aún no disminuye considerablemente. Por eso, el problema del cambio climático global, inducido por las actividades humanas, es centro de atención de los científicos y, en las últimas décadas, foco de discusión de los políticos (Castro y Amador, 2007).

Cambio climático y sus principales impactos

En 1988 se crea el Panel Intergubernamental de Expertos en Cambio Climático (IPCC por sus siglas en ingles), para 1992, en la Cumbre de la Tierra en Río de Janeiro, Brasil, se crea la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (UNFCCC por sus siglas en inglés). Con la labor política en el marco de la convención, en 1997 se da un importante paso producto de la colectividad global de discusión, el Protocolo de Kyoto. El protocolo de Kyoto define acciones concretas de los protagonistas (Naciones del mundo) frente al cambio climático. A pesar del gran esfuerzo que la definición del protocolo significa y la orientación que da a largo plazo en el plano mundial, aun no se ubica como una solución global para evitar las interferencias humanas en el clima (Ríos et al., 2006).

La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMCC) se adoptó el 9 de mayo de 1992 en Nueva York, y más de 150 países y la Comunidad Europea la firmaron en la Cumbre sobre la Tierra de 1992 celebrada en Río de Janeiro. Su objetivo es la estabilización de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera a un nivel que impida interferencias antropogénicas peligrosas en el sistema climático.

Contiene compromisos para todas las Partes. En virtud de la Convención, las Partes del Anexo I se comprometen a volver las emisiones de gases de efecto invernadero no controladas por el Protocolo de Montreal a los niveles de 1990 hacia el año 2000, la Convención entró en vigor en marzo de 1994 (IPCC, 2001).

Según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, es una importante variación estadística en el estado medio del clima o en su variabilidad, que persiste durante un período prolongado (normalmente decenios o incluso más).

Las consecuencias del efecto invernadero son numerosas y de gran repercusión. El aumento de la temperatura del planeta causa un desequilibrio en el balance climático. Extremos climáticos como tormentas fuertes, olas de frío, o calor, lluvias fuertes y sequías, siempre son mas intensas y mas frecuentes (Bretscher, 2005).

Se ha identificado que la alteración del balance para la radiación y la irradiación atmosférica procede de las modificaciones de los gases denominados gases de efecto invernadero, los cuales intervienen en esos procesos de atrapar y expulsar el calor solar. Los gases de efecto invernadero son principalmente el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O), los clorofluorocarbonos (CFC), el ozono (O3) y el vapor de agua. (Villalobos, 2005).

El clima de la tierra cambió en el siglo pasado y continuará cambiando significativamente en los próximos siglos venideros. A pesar de las variaciones relativamente modestas que se han producido hasta la fecha de +0,6 _ 0,2ºC en la temperatura media mundial, los efectos ecológicos y las perturbaciones a la infraestructura humana son ya evidentes. Se prevé que los cambios en los próximos 50 a 100 años serán mayores y se producirán más deprisa de lo que se había pensado anteriormente (IPCC, 2001). Sin un objetivo de mitigación, los cambios en la temperatura media mundial en los próximos 100 años alcanzarán, o incluso superarán, las predicciones del IPCC, 2001, de +1,4 a 5,8 ºC más que las temperaturas registradas en el decenio de los noventa (Reilly et al., 2001), en el que ya se superaron las temperaturas máximas según la Organización Meteorológica Mundial (OMM, 2002).

El cambio no se ha distribuido, ni se distribuirá, por igual en el planeta. Los cambios climáticos son mayores en las latitudes de medias a altas y en las masas continentales, en las que viven grandes poblaciones que dependen de los servicios del ecosistema para su sustento. Los cambios previstos no serán simples aumentos lineales de temperatura u otras variables climáticas, en el futuro deben esperarse cambios bruscos e inherentemente impredecibles (sorpresas) similares a los que se han presenciado en el registro geológico. En el siglo XXI, se intensificarán los efectos ya registrados en el siglo XX, afectando profundamente a los ecosistemas naturales y a los servicios de los cuales depende la sociedad.

Es posible afirmar que el cambio climático es el problema ambiental más importante del siglo XXI y tendrá repercusiones muy importantes en relación con las estrategias de ordenación de recursos.

Cambio climático y biodiversidad

El cambio acelerado en el patrón climático, debido a procesos naturales y/o antropogénicos, puede provocar la inestabilidad del sistema terrestre, pudiendo impactar de manera negativa los procesos sociales, económicos, biológicos y ecológicos que rigen el planeta. Desde el principio de la industrialización en el siglo XVIII, la concentración atmosférica de los llamados Gases con Efecto Invernadero (GEI) aumentó drásticamente. Los GEI provocan un fenómeno climático llamado efecto invernadero, un fenómeno que impide a la radiación proveniente del sol retornar al espacio, provocando cambios en el clima principalmente en la temperatura media mundial y un aumento en el nivel del mar. Estimaciones recientes determinaron que el promedio de temperaturas en todo el globo se elevó en 0,6 ± 0,2 °C en el transcurso del Siglo XX, y se prevé que el promedio del nivel de la superficie marina de todo el planeta, aumentará de 0,09 a 0,88 m para el año 2100 (IPCC, 2001).

La diversidad biológica es la cantidad y abundancia relativa de diferentes familias (diversidad genética), especies y ecosistemas (comunidades) en una zona determinada. Las acciones para conservar y usar de manera sostenible la biodiversidad por otras razones además del cambio climático, podrían repercutir de forma predominantemente positiva en la cantidad o velocidad del cambio climático y en la capacidad de los seres humanos para adaptarse al cambio climático. Entre los ejemplos específicos se incluyen: Las áreas establecidas para conservar la biodiversidad representan almacenes de carbono a largo plazo. El mantenimiento de la biodiversidad conduce a la protección de una mayor cantidad de grupos genéticos de los que pueden surgir nuevos genotipos de especies domesticadas y silvestres adaptadas al cambio climático y a las condiciones ambientales. El mantenimiento de la biodiversidad requiere regímenes naturales de alteraciones, mientras que el manejo para el máximo almacenaje de carbono tiende a evitar las alteraciones (IPCC, 2005)..

Los bosques, los suelos agrícolas y los otros ecosistemas terrestres ofrecen un importante potencial para la mitigación, gracias a la creación de sumideros de carbono mediante cambios en el uso de los suelos (por ejemplo, la forestación y la reforestación), a las actividades para evitar la deforestación, en las tierras de cultivos y pastoreo, y en los bosques Los proyectos para la forestación y la reforestación, y para reducir la deforestación que gozan de criterios de selección y manejo apropiados, así como la participación de comunidades locales pueden mejorar la conservación y el uso sostenible de la biodiversidad. Existen opciones de manejo para lograr sinergia entre el secuestro de carbono y la biodiversidad por ejemplo, la incorporación de ciclos de rotación más largos, la modificación del tamaño de los árboles que se talan, la modificación de las longitudes de bordes, la creación de un mosaico de árboles, la minimización del uso de sustancias químicas, la reducción o eliminación de medidas para eliminar la vegetación subyacente, y el empleo de siembras de especies mezcladas que incluyan especies autóctonas (IPCC, 2001).

Las actividades y proyectos en el sector agrícola para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y aumentar el secuestro de carbono, pueden fomentar la agricultura sostenible, el desarrollo rural y mejorar o aumentar la biodiversidad. Hay un gran número de actividades para el manejo agrícola que se puede emplear para secuestrar el carbono en los suelos (la intensificación, la irrigación, la labranza ecológica, el control de la erosión, y el manejo de los arrozales. Todos pueden tener efectos positivos o negativos sobre la biodiversidad, dependiendo de las prácticas y del contexto en el que se apliquen. Estas actividades incluyen la incorporación de enfoques participativos centrados en los agricultores y una cuidadosa consideración de los conocimientos y las tecnologías autóctonas o locales, el fomento de la rotación de cultivos, el empleo de materias orgánicas en sistemas agrarios con pocos recursos y el uso de la agrobiodiversidad (valiéndose, por ejemplo, de variedades de cultivos adaptadas a las condiciones locales y de la diversificación de cultivos). Las prácticas agrícolas que mejoran y conservan el carbono orgánico del suelo también pueden producir o disminuir las emisiones de CH4 y de N2O, cuestión que se pretende alcanzar en el presente proyecto y cumplir con las orientaciones del protocolo de Kyoto (IPCC, 2005).

Efectos del cambio climático en la biología y ecología de los vectores

Se estima que en 2100 la temperatura mundial habrá´ aumentado en promedio de 1,0 a 3,5 oC(3), con lo que aumentara´ también el riesgo de sufrir numerosas enfermedades transmitidas por vectores. Los cambios temporales y espaciales de las temperaturas, las precipitaciones y la humedad que, según las previsiones, tendrán lugar según los diferentes escenarios del cambio climático, afectarán a la biología y ecología de los vectores y los huéspedes intermedios y, por consiguiente, al riesgo de transmisión de enfermedades. El riesgo aumenta porque, aunque los artrópodos pueden regular su temperatura interna modificando su comportamiento, no pueden hacerlo fisiológicamente y, por lo tanto, dependen totalmente del clima para su supervivencia y desarrollo (4). El clima, la ecología de los vectores y la economía social varían de un continente a otro y ello hace necesario un análisis regional.

El mayor efecto del cambio climático sobre la transmisión de enfermedades se observara´ probablemente en los extremos del intervalo de temperaturas requerido para la transmisión (para muchas enfermedades, 14–18 oC como límite inferior y 35– 40 oC como límite superior). Sin embargo, en torno a los 30–32 oC, la capacidad vectorial puede aumentar notablemente debido a la reducción del periodo de incubación extrínseca, a pesar de que disminuye la tasa de supervivencia del vector. Especies de mosquitos como el conjunto Anopheles gambiae,

  • A. funestus, A. darlingi, Culex quinquefasciatus y Aedes aegypti son responsables de la transmisión de la mayoría de las enfermedades transmitidas por vectores y son sensibles a los cambios de temperatura tanto en las fases inmaduras en el medio acuático como en su estado adulto. Cuando aumenta la temperatura del agua, las larvas tardan menos tiempo en madurar (6) y, en consecuencia, se puede producir un mayor número de crías durante el periodo de transmisión´ . En los climas más cálidos, las hembras de mosquito adultas digieren la sangre más rápidamente y se alimentan con mayor frecuencia (7), y debido a ello aumenta la intensidad de transmisión. De igual forma, a mayor temperatura los parásitos y los virus causantes del paludismo completan la incubación´ extrínseca en el interior del mosquito hembra en menos tiempo (8), aumentando as1´ la proporción de vectores infecciosos. Por lo general, una temperatura por encima de los 34 oC tiene efectos negativos sobre la supervivencia de los vectores y parásitos (6).

Además de la influencia directa de la temperatura sobre la biología de los vectores y parásitos, la modificación del régimen de precipitaciones puede tener también efectos a corto y largo plazo sobre los hábitats de los vectores. El aumento de las precipitaciones puede incrementar el número y calidad de criaderos de vectores tales como mosquitos, garrapatas y caracoles, así´ como la densidad de vegetación, influyendo en la existencia de lugares donde posarse. Los reservorios de enfermedades en los roedores pueden aumentar cuando la disponibilidad de abrigo adecuado y de comida hacen crecer las poblaciones, lo que a su vez desencadena brotes de enfermedad. También las formas de asentamiento humano influyen en las tendencias de las enfermedades. En América del Sur, más del 70% de la población´ vive en zonas urbanas y, por tanto, solo una proporción´ reducida de ella esta´ expuesta a infecciones rurales. En Africa, en cambio, más del 70% de la población´ vive en zonas rurales, donde la lucha antivectorial, p. ej., la eliminación de los criaderos de larvas, es muchas veces difícil. La fiebre del dengue es básicamente una enfermedad urbana, no obstante, y tendrá´ mayor incidencia en las comunidades muy urbanizadas con un sistema deficiente de eliminación´ de aguas residuales y desechos sólidos.

Actualmente, existe un fuerte consenso científico que el clima global se verá alterado significativamente, como resultado del aumento de concentraciones de gases invernadero tales como el dióxido de carbono, metano, óxidos nitrosos y clorofluorocarbonos (Houghton et al., 1990, 1992). Estos gases están atrapando una porción creciente de radiación infrarroja terrestre y se espera que harán aumentar la temperatura planetaria entre 1,5 y 4,5 °C . Como respuesta a esto, se estima que los patrones de precipitación global, también se alteren.

Con respecto al impacto directo del cambio climático sobre seres humanos, se puede incluir la expansión del área de enfermedades infecciosas tropicales (Becker, 1997), inundaciones de terrenos costeros y ciudades, tormentas más intensas, las extinción de incontables especies de plantas y animales, fracasos en cultivos en áreas vulnerables, aumento de sequías, etc. (Lashof, 1997).

Bases teóricas del cambio climático global

Para poder comprender el cambio global climático y el aumento de la temperatura global se debe primero comprender el clima global y cómo opera. El clima es consecuencia del vínculo que existe entre la atmósfera, los océanos, las capas de hielos (criosfera), los organismos vivientes (biosfera) y los suelos, sedimentos y rocas (geosfera). Sólo si se considera al sistema climático bajo esta visión holística, es posible entender los flujos de materia y energía en la atmósfera y finalmente comprender las causas del cambio global (GCCIP, 1997). Para ello es necesario analizar cada uno de los compartimentos interrelacionados, se comenzará con el más importante, la atmósfera.

LA ATMOSFERA

Capa gaseosa que rodea al planeta Tierra, se divide teóricamente en varias capas concéntricas sucesivas. Estas son, desde la superficie hacia el espacio exterior: troposfera, tropopausa, estratosfera, estratopausa, mesosfera y termosfera.

La atmósfera es uno de los componentes más importantes del clima terrestre. Es el presupuesto energético de ella la que primordialmente determina el estado del clima global, por ello es esencial comprender su composición y estructura (GCCIP, 1997). Los gases que la constituyen están bien mezclados en la atmósfera pero no es físicamente uniforme pues tiene variaciones significativas en temperatura y presión, relacionado con la altura sobre el nivel del mar (GCCIP, 1997).

La troposfera o baja atmósfera, es la que está en íntimo contacto con la superficie terrestre y se extiende hasta los 11 km.. Tiene un grosor que varía desde 8 km. en los polos hasta 16 km. en el ecuador, principalmente debido a la diferencia de presupuesto energético en esos lugares. Abarca el 75% de la masa de gases totales que componen la atmósfera, el 99% de la masa de la atmósfera se encuentra bajo los 30 km. (GCCIP, 1997; Miller, 1991). Consta en particular, en 99% de dos gases, el Nitrógeno (N2, 78%) y Oxígeno (O2, 21%). El 1% que resta consta principalmente de Argón (Ar, o 1%) y Dióxido de Carbono (CO2, 0,035%). El aire de la troposfera incluye vapor de agua en cantidades variables de acuerdo a condiciones locales, por ejemplo, desde 0,01% en los polos hasta 5% en los trópicos (Miller, 1991). La temperatura disminuye con la altura, en promedio, 6,5o C por kilómetro. La mayoría de los fenómenos que involucran el clima ocurren en esta capa de la atmósfera (Kaufmann, 1968), en parte sustentado por procesos convectivos que son establecidos por calentamiento de gases superficiales, que se expanden y ascienden a niveles más altos de la troposfera donde nuevamente se enfrían (GCCIP, 1997). Esta capa incluye además los fenómenos biológicos.

La tropopausa marca el límite superior de la troposfera, sobre la cual la temperatura se mantiene constante antes de comenzar nuevamente a aumentar por sobre los 20 km. Esta condición térmica evita la convección del aire y confina de esta manera el clima a la troposfera (GCCIP, 1997).

La capa por sobre la tropopausa en la que la temperatura comienza a ascender se llama estratosfera, una vez que se alcanzan los 50 km. de altura, la temperatura ha llegado a los 0°C . Por lo tanto, se extiende desde los 20 km. hasta 48-50 km.. (Miller, 1991; GCCIP, 1997). Contiene pequeñas cantidades de los gases de la troposfera en densidades decrecientes proporcional a la altura. Incluye también cantidades bajísimas de Ozono (O3) que filtran el 99% de los rayos ultravioleta (UV) provenientes de las radiaciones solares (Miller, 1991). Es esta absorción de UV la que hace ascender la temperatura hasta cerca de los 0°C . Este perfil de temperaturas permite que la capa sea muy estable y evita turbulencias, algo que caracteriza a la estratosfera. Esta, a su vez, está cubierta por la estratopausa.

La mesosfera se extiende por encima de los 50 km., la temperatura desciende hasta -100 °C a los 80 km. su límite superior.

Por sobre los 80 km., encima de la mesosfera, se extiende la termosfera, en ella la temperatura asciende continuamente hasta sobre los 1000 °C . Por la baja densidad de los gases a esas altitudes no son condiciones de temperatura comparables a las que existirían en la superficie (GCCIP, 1997).

COMPOSICION ATMOSFERICA: Es una mezcla de varios gases y aerosoles (partículas sólidas y líquidas en suspensión), forma el sistema ambiental integrado con todos sus componentes. Entre sus variadas funciones mantiene condiciones aptas para la vida. Su composición es sorprendentemente homogénea, resultado de procesos de mezcla, el 50% de la masa está concentrado por debajo de los 5 km. s. Los gases más abundantes son el N2 y O2. A pesar de estar en bajas cantidades, los gases de invernadero cumplen un rol crucial en la dinámica atmosférica. Entre éstos contamos al CO2, el metano, los óxidos nitrosos, ozono, halocarbonos, aerosoles, entre otros. Debido a su importancia y el rol que juegan en el cambio climático global, se analizan a continuación.

Previamente es importante entender que el clima terrestre depende del balance energético entre la radiación solar y la radiación emitida por la Tierra. En esta reirradiación, sumada a la emisión de energía geotectónica, los gases invernadero juegan un rol crucial.

Al analizar los gases atmosféricos, incluidos los gases invernadero, es importante identificar las fuentes, reservorios y el ciclo de vida de cada uno de ellos, datos cruciales para controlar la contaminación atmosférica.

Una fuente es el punto o lugar donde un gas, o contaminante, es emitido o sea, donde entran a la atmósfera. Un reservorio es un punto o lugar en el cual el gas es removido de la atmósfera, o por reacciones químicas o absorción en otros componentes del sistema climático incluyendo océanos, hielos y tierra. El ciclo de vida denota el periodo promedio que una molécula de contaminante se mantiene en la atmósfera. Esto se determina por las velocidades de emisión y de captación en reservorios.

El aumento de gases invernadero atmosféricos ha incrementado la capacidad que tiene para absorber ondas infrarrojas, aumentando su reforzamiento radiactivo, que aumenta la temperatura superficial. Este fenómeno se mide en watts por metro cuadrado (W/m2).

Dióxido de Carbono

Es el más importante de los gases menores, involucrado en un complejo ciclo global. Se libera desde el interior de la Tierra a través de fenómenos tectónicos y a través de la respiración, procesos de suelos y combustión de compuestos con carbono y la evaporación oceánica. Por otro lado es disuelto en los océanos y consumido en procesos fotosintéticos. En la actualidad su concentración ha llegado a 359 ppmv (partes por millón volumen), producto de la acción antropogénica: quema de combustibles fósiles y materia orgánica en general.

Fuentes naturales: respiración, descomposición de materia orgánica, incendios forestales naturales.

Fuentes antropogénicas: quema de combustibles fósiles, cambios en uso de suelos (principalmente deforestación), quema de biomasa, manufactura de cemento.

Metano

Otro gas de invernadero, CH4, el metano es producido principalmente a través de procesos anaeróbicos tales como los cultivos de arroz o la digestión animal. Es destruida en la baja atmósfera por reacción con radicales hidroxilo libres (-OH). Como el CO2, sus concentraciones aumentan por acción antropogénica directa e indirecta.

Fuentes: naturalmente a través de la descomposición de materia orgánica en condiciones anaeróbicas, también en los sistemas digestivos de termitas y rumiantes. Antropogénicamente, a través de cultivos de arroz, quema de biomasa, quema de combustibles fósiles, basureros y el aumento de rumiantes como fuente de carne.

Óxido Nitroso

El óxido nitroso (N2O) es producido por procesos biológicos en océanos y suelos, también por procesos antropogénicos que incluyen combustión industrial, gases de escape de vehículos de combustión interna, etc. Es destruido fotoquímicamente en la alta atmósfera.

Fuentes: producido naturalmente en océanos y bosques lluviosos. Fuentes antropogénicas, producción de nylon y ácido nítrico, prácticas agriculturales, automóviles con convertidores catalíticos de tres vías, quema de biomasa y combustibles.

Ozono

El ozono (O3) en la estratosfera filtra los rayos ultravioleta dañinos para las estructuras biológicas, es también un gas invernadero que absorbe efectivamente la radiación infrarroja. La concentración de ozono en la atmósfera no es uniforme sino que varía según la altura. Se forma a través de reacciones fotoquímicas que involucran radiación solar, una molécula de O2 y un átomo solitario de oxígeno. También puede ser generado por complejas reacciones fotoquímicas asociadas a emisiones antropogénicas y constituye un potente contaminante atmosférico en la troposfera superficial. La concentración es determinada por un fino proceso de balance entre su creación y su destrucción.

Clorofluorocarbonos: Compuestos mayormente de origen antrópico, que contienen carbono y halógenos como cloro, bromo, flúor y a veces hidrógeno. Los clorofluorocarbonos (CFCs) comenzaron a producirse en los años 30 para refrigeración. Posteriormente se usaron como propulsores para aerosoles, en la fabricación de espuma, etc. Existen fuentes naturales en las que se producen compuestos relacionados, como los metilhaluros.

Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) e Hidrofluorocarbonos (HFCs): compuestos de origen antrópico que están usándose como sustitutos de los CFCs, sólo considerados como transicionales, pues también tienen efectos de gas invernadero. Estos se degradan en la troposfera por acción de fotodisociación

Por la larga vida que poseen son gases invernadero miles de veces más potentes que el CO2.

Agua

El vapor de agua es un constituyente vital de la atmósfera, en promedio 1% por volumen, aunque con variaciones significativas en las escalas temporales y espaciales. Por su abundancia es el gas de invernadero de mayor importancia, jugando un rol de vital importancia en el balance global energético de la atmósfera.

Aerosoles

La variación en la cantidad de aerosoles afecta también el clima. Incluye polvo, cenizas, cristales de sal oceánica, esporas, bacterias, etc., etc. Sus efectos sobre la turbidez atmosférica pueden variar en cortos periodos de tiempo, por ejemplo luego de una erupción volcánica. En el largo plazo, los efectos son bastante equilibrados debido al efecto natural de limpieza atmosférica, aunque el proceso nunca es completo. Las fuentes naturales se calculan que son 4 a 5 veces mayores que las antropogénicas. Tienen el potencial de influenciar fuertemente la cantidad de radiación de onda corta que llega a la superficie terrestre.

.El presupuesto energético de la atmósfera

La Tierra recibe energía del Sol a la forma de radiación electromagnética, la superficie terrestre recibe radiación ultravioleta (UV) y radiación visible y emite radiación terrestre a la forma de radiación infrarroja. Estos dos grandes flujos energéticos deben estar en balance. Pero la atmósfera afecta la naturaleza de este balance.

LOS OCEANOS

Existe transferencia al océano a través de los vientos superficiales, que a su vez movilizan las corrientes oceánicas superficiales globales. Estas corrientes asisten en la transferencia latitudinal de calor, análogamente a lo que realiza la atmósfera. Las aguas cálidas se movilizan hacia los polos y viceversa. La energía también es transferida a través de la evaporación. El agua que se evapora desde la superficie oceánica almacena calor latente que es luego liberado cuando el vapor se condensa formando nubes y precipitaciones.

Lo significativo de los océanos es que almacenan mucha mayor cantidad de energía que la atmósfera. Esto se debe a la mayor capacidad calórica (4.2 veces la de la atmósfera) y su mayor densidad (1000 veces mayor). La estructura vertical de los océanos puede dividirse en dos capas, que difieren en su escala de interacción con la atmósfera. La capa inferior, que involucra las aguas frías y profundas, compromete el 80% del volumen oceánico. La capa superior, que está en contacto íntimo con la atmósfera, es la capa de frontera estacional, un volumen mezclado que se extiende sólo hasta los 100 m. de profundidad en los trópicos, pero que llega a varios kilómetros en las aguas polares. Esta capa sola, almacena 30 veces más energía que la atmósfera. De esta manera, un cambio dado de contenido de calor en el océano redundará en un cambio a lo menos 30 veces mayor en la atmósfera. Por ello pequeños cambios en el contenido energético de los océanos pueden tener un efecto considerable sobre el clima global y claramente sobre la temperatura global (GCCIP, 1997).

El intercambio de energía también ocurre verticalmente, entre la Capa Frontera y las aguas profundas. La sal contenida en las aguas marinas se mantiene disuelta en ella al momento de formarse el hielo en los polos, esto aumenta la salinidad del océano. Estas aguas frías y salinas son particularmente densas y se hunden, transportando en ellas considerable cantidad de energía. Para mantener el equilibrio en el flujo de masas de agua existe una circulación global termohalina, que juega un rol muy importante en la regulación del clima global (GCCIP, 1997).

LA CRIOSFERA

La criosfera consiste de las regiones cubiertas por nieve o hielo, sean tierra o mar. Incluye la Antártida, el Océano Ártico, Groenlandia, el Norte de Canadá, el Norte de Siberia y la mayor parte de las cimas más altas de cadenas montañosas. Juega un rol muy importante en la regulación del clima global.

La nieve y el hielo tienen un alto albedo, por ello, algunas partes de la Antártida reflejan hasta un 90% de la radiación solar incidente, comparado con el promedio global que es de un 31%. Sin la criosfera, el albedo global sería considerablemente más bajo, se absorbería más energía a nivel de la superficie terrestre y consecuentemente la temperatura atmosférica sería más alta.

También tiene un rol en desconectar la atmósfera con los océanos, reduciendo la transferencia de humedad y de esta manera, estabiliza las transferencias de energía en la atmósfera. Finalmente, su presencia afecta marcadamente el volumen de los océanos y de los niveles globales del mar, cambios en ella, pueden afectar el presupuesto energético del clima.

BIOSFERA

La biosfera también afecta los flujos de ciertos gases invernadero, tales como el dióxido de carbono y el metano. El plancton de las superficies oceánicas utiliza el dióxido de carbono disuelto para la fotosíntesis. Esto establece un flujo del gas, con el océano, de hecho fijando gas desde la atmósfera. Al morir, el plancton, transporta el dióxido de carbono a los fondos oceánicos. Esta productividad primaria reduce en un factor 4 la concentración atmosférica del dióxido de carbono y debilita significativamente el efecto invernadero terrestre natural.

La biosfera también afecta la cantidad de aerosoles en la atmósfera. Billones de esporas, virus, bacterias, polen y otras especies orgánicas diminutas son transportadas por los vientos y afectan la radiación solar incidente, influenciando el presupuesto energético global. La productividad primaria oceánica produce compuestos conocidos como dimetilsulfitos, que en la atmósfera se oxidan para formar sulfatos aerosoles que sirven como núcleos de condensación para el vapor de agua, ayudando así a la formación de nubes. Las nubes a su vez, tienen un complejo efecto sobre el presupuesto energético climático Por lo que cualquier cambio en la productividad primaria de los océanos, puede afectar indirectamente el clima global.

GEOSFERA

El quinto, y componente final, consiste en suelos, sedimentos y rocas de las masas de tierras, corteza continental y oceánica, y en última instancia, el interior mismo de la Tierra. Tienen un rol de influencia sobre el clima global que varía en las escalas temporales.

Variaciones en el clima global que se extienden por decenas y hasta centenas de millones de años, se deben a modulaciones interiores de la Tierra. Los cambios en la forma de las cuencas oceánicas y el tamaño de las cadenas montañosas continentales, influyen en las transferencias energéticas del sistema climático.

En escalas mucho menores de tiempo, procesos químicos y físicos afectan ciertas características de los suelos, tales como la disponibilidad de humedad, la escorrentía, y los flujos de gases invernadero y aerosoles hacia la atmósfera y los océanos. El vulcanismo, aunque es impulsado por el lento movimiento de las placas tectónicas, ocurre regularmente en escalas de tiempo mucho menores. Las erupciones volcánicas agregan dióxido de carbono a la atmósfera que ha sido removida por la biosfera y emiten además, grandes cantidades de polvo y aerosoles. Estos procesos explican someramente, como la geosfera puede afectar el sistema climático global (GCCIP, 1997).

El cambio climático global

El cambio Global climático, un cambio que le atribuido directa o indirectamente a las actividades humanas que alteran la composición global atmosférica, agregada a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables de tiempo (EEI, 1997).

La IPCC (Panel Internacional sobre cambio climático), un panel de 2500 científicos de primera línea, acordaron que "un cambio discernible de influencia humana sobre el clima global ya se puede detectar entre las muchas variables naturales del clima". Según el panel, la temperatura de la superficie terrestre ha aumentado aproximadamente 0.6°C en el último siglo. Las emisiones de dióxido de carbono por quema de combustibles, han aumentado a 6.25 mil millones de toneladas en 1996, un nuevo récord. Por otro lado, 1996 fue uno de los cinco años más calurosos que existe en los registros (desde 1866). Por otro lado se estima que los daños relacionados con desastres climáticos llegaron a 60 mil millones de US$ en 1996, otro nuevo récord.

De acuerdo a la IPCC, una duplicación de los gases de invernadero incrementarían la temperatura terrestre entre 1 y 3.5°C . Aunque no parezca mucho, es equivalente a volver a la última glaciación pero en la dirección inversa. Por otro lado, el aumento de temperatura sería el más rápido en los últimos 100000 años, haciendo muy difícil que los ecosistemas del mundo se adapten.

El principal cambio a la fecha la sido en la atmósfera, Hemos cambiado y continuamos cambiando, el balance de gases que forman la atmósfera. Esto es especialmente notorio en gases invernadero claves como el CO2, Metano (CH4) y óxido nitroso (N2O). Estos gases naturales son menos de una décima de un 1% del total de gases de la atmósfera, pero son vitales pues actúan como una "frazada" alrededor de la Tierra. Sin esta capa la temperatura mundial sería 30°C más baja.

El problema es que estamos haciendo que esta "frazada" sea más gruesa. Esto a través de la quema de carbón, petróleo y gas natural que liberan grandes cantidades de CO2 a la atmósfera. Cuando talamos bosques y quemamos madera, reducimos la absorción de CO2 realizado por los árboles y conjuntamente liberamos el dióxido de carbono contenido en la madera. El criar bovinos y plantar arroz genera metano, óxidos nitrosos y otros gases invernadero. Si el crecimiento de la emisión de gases invernadero se mantiene en el ritmo actual los niveles en la atmósfera llegarán a duplicarse, comparados con la época preindustrial, durante el siglo XXI. Si no se toman medidas es posible hasta triplicar la cantidad antes del año 2100 (GCCIP, 1997).

El consenso científico como resultado de esto, es que seguramente habrá un aumento global de la temperatura entre 1.5 y 4.5°C en los próximos 100 años. Esto agregado al ya existente aumento de 0.5°C que ha experimentado la atmósfera desde la revolución industrial (UNEP/WHO, 1986).

Poder predecir cómo esto afectará al clima global, es una tarea muy difícil. El aumento de temperatura tendrá efectos expansivos. Efectos inciertos se agregan a otros inciertos. Por ejemplo, los patrones de lluvia y viento, que han prevalecido por cientos y miles de años, de las que dependen millones, podrían cambiar. El nivel del mar podría subir y amenazar islas y áreas costeras bajas. En un mundo crecientemente sobrepoblado y bajo estrés, con suficientes problemas de antemano, estas presiones causarán directamente mayor hambruna y otras catástrofes (UNEP/WMO, 1994).

Según la Organización Mundial de la Salud (WHO), aun un pequeño aumento de temperatura puede causar un aumento dramático de muertes debido a eventos de temperaturas extremas; el esparcimiento de enfermedades tales como la malaria, dengue y cólera; sequías, falta de agua y alimentos.

La cantidad de dióxido de carbono ha aumentado desde 295 ppm anterior a la época industrial, a una cifra actual de 359 ppm. Este aumento corresponde a un 50% de lo esperado, basado en la tasa de quema de combustibles fósiles. Varios procesos naturales parecen actuar como moderadores, por ejemplo el océano actúa como reserva, donde el dióxido de carbono se disuelve como tal y como carbonatos y bicarbonatos. Un aumento del dióxido de carbono en el aire, actúa como estimulante del crecimiento vegetal, de esta manera se fija más de este gas. El calentamiento de la Tierra, además de descongelar las capas polares, puede causar un cambio en el sistema de circulación del aire, cambiando patrones de lluvia.

CAUSAS DEL CAMBIO GLOBAL CLIMÁTICO.

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