Cambio climático global

INTRODUCCION

Actualmente, existe un fuerte consenso científico
que el clima global se
verá alterado significativamente, en el próximo
siglo, 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. Aunque existe un acuerdo general sobre
estas conclusiones, hay una gran incertidumbre con respecto a las
magnitudes y las tasas de estos cambios a escalas regionales
(EEI, 1997).

Asociados a estos potenciales cambios, habrán
grandes alteraciones en los ecosistemas
globales. Trabajos científicos sugieren que los rangos de
especies arbóreas, podrán variar significativamente
como resultado del cambio
climático global. Por ejemplo, estudios realizados en
Canadá proyectan pérdidas de aproximadamente 170
millones de hectáreas de bosques en el sur Canadiense y
ganancias de 70 millones de hectáreas en el norte de
Canadá, por ello un cambio
climático global como el que se sugiere, implicaría
una pérdida neta de 100 millones de hectáreas de
bosques (Sargent, 1988).

Aún así, hay una considerable
incertidumbre con respecto a las implicaciones del cambio
climático global y las respuestas de los ecosistemas,
que a su vez, pueden traducirse en desequilibrios
económicos (EEI, 1997). Este tema será de vital
importancia en países que dependen fuertemente de recursos
naturales.

Con respecto al impacto directo 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).

Estas conclusiones han llevado a una reacción
gubernamental mundial, se ha expresado en numerosos estudios y
conferencias, incluyendo tratados
enfocados a enfrentar y en lo posible solucionar la crisis. Este
trabajo analizará la problemática del Cambio
Climático Global, las bases teóricas, sus posibles
efectos futuros, las medidas tomadas y las medidas recomendadas
para enfrentar adecuadamente el problema.

BASES TEORICAS DEL CAMBIO
CLIMATICO 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).

Diagrama general de la
atmófera (Miller, 1991)

La troposfera o baja atmósfera, es la que
está en íntimo contacto con la superficie terrestre
y se extiende hasta los 11 km. s.n.m. en promedio (Miller, 1991).
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. s.nm. (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,
@ 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, 6,5° 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. s.n.m. 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. s.n.m. (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, otra
inversión térmica a los 50 km.
(GCCIP, 1997).

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. s.n.m., 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.n.m. 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.

Diagrama de flujos
energéticos atmosféricos (Miller,
1991)

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 o sinks 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 o sink, 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 o
sinks.

El aumento de gases invernadero atmosféricos ha
incrementado la capacidad que tiene para absorber ondas
infrarrojas, aumentando su reforzamiento radiativo, 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.

Sink: absorción por las aguas oceánicas, y
organismos marinos y terrestres, especialmente bosques y
fitoplancton.

Ciclo de vida: entre 50 y 200 años.

Aumento del CO2
atmosférico (Miller, 1991)

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.

Sink: reacción con radicales hidroxilo en la
troposfera y con el monóxido de carbono (CO)
emitido por acción antropogénica.

Aumento del metano
atmosférico (Miller, 1991)

Oxido 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.

Sink: reacciones fotolíticas, consumo por
los suelos puede ser
un sink pequeño pero no ha sido bien evaluado.

Aumento de los óxidos
nitrosos atmosféricos (Miller, 1991)

Ozono

El ozono (O3) en la estratosfera filtra los UV
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. Es
destruido por procesos fotoquímicos que involucran a
raciales hidroxilos, NOx y cloro (Cl, ClO). La
concentración es determinada por un fino proceso de
balance entre su creación y su destrucción. Se teme
su eliminación por agentes que contienen cloro (CFCs), que
en las alturas estratosféricas, donde está la
capa de ozono,
son transformadas en radicales que alteran el fino balance que
mantiene esta capa protectora (GCCIP, 1997).

Halocarbonos

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.

No existen sinks para los CFCs en la troposfera y por
motivo de su casi inexistente reactividad son transportadas a la
estratosfera donde se degradan por acción de los UV,
momento en el cual liberan átomos libres de cloro que
destruyen efectivamente el ozono.

Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) e
Hidrofluorocarbonos (HFCs): compuestos de origen
antrópico que están usandose 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.

Aumento de CFCs (Miller,
1991)

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.

Como conclusión la atmósfera esta
principalmente constituida por nitrógeno, oxígeno y
algunos otros gases traza y aerosoles que regulan el sistema
climático, al regular el balance energético entre
la radiación solar incidente y la radiación
terrestre que se emite. La mayor parte de la atmósfera se
encuentra por debajo de los 10 km., en la troposfera, en la que
el clima terrestre opera, y donde el efecto
invernadero opera en forma más notoria. Por encima de
ella se encuentran capas que son definidas por sus
temperaturas.

EL PRESUPUESTO
ENERGETICO DE LA ATMOSFERA

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 gases invernadero permiten que la
radiación de onda corta solar penetre sin impedimento pero
absorben la mayor parte de la emisión de ondas largas
terrestres. Por ello la temperatura global promedio es de 288K o
15°C , 33 grados más alto que si no tuviera
atmósfera. Este efecto se llama el "Efecto
Invernadero" (GCCIP, 1997).

Los flujos de humedad, masa y momentum dentro de la
atmósfera y los componentes del sistema
climático deben estar en equilibrio. El
balance de los flujos determina el estado de
los climas y los factores que influyan sobre ellos a escala global
deben ser considerados los causantes del cambio
global.

LOS OCEANOS

Existe transferencia de momentum 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 Artico,
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 momentum, 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 vida puede encontrarse en casi cualquier ambiente
terrestre. Pero al discutir el sistema climático es
conveniente considerar la biosfera como
un componente discreto, al igual que la atmósfera,
océanos y la criosfera.

La biosfera
afecta el albedo de la Tierra, sea
sobre la tierra como
en los océanos. Grandes áreas de bosques
continentales tienen bajo albedo comparado con regiones sin
vegetación como los desiertos. El albedo de un bosque
deciduo es de aproximadamente 0,15 a 0,18, donde un bosque de
coníferas es entre 0,09 y 0,15. Un bosque tropical
lluvioso refleja menos aún, entre 0,07 y 0,15. Como
comparación, el albedo de un desierto arenoso es de cerca
0,3. Queda claro que la presencia de bosques afecta el presupuesto
energético del sistema climático.

Algunos científicos, piensan que la quema de
combustibles fósiles no es tan desestabilizante como la
tala de bosques y la destrucción de los ecosistemas
que mantienen la producción primaria de los océanos
(Anderson et al, 1987).

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 utilizan 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.

Se estima que hasta el 80% del oxígeno producido
por la fotosíntesis es resultado de la
acción de las algas oceánicas, especialmente las
áreas costeras. Por ello la contaminación acuática en esos
sectores, podría ser muy desestabilizante (Anderson et
al, 1987).

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.

Existen por supuesto muchos otros mecanismos y procesos
que afectan y que están acoplados al resto del sistema
climático.

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 CLIMATICO 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 (GCCIP).

Aumento de temperatura global
(Miller, 1991)

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
IPCC lo plantea así: "El cambio climático con
certeza conllevará una significativa pérdida de
vidas" (Dunn, 1997).

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. De esta manera, por ejemplo, el Medio-Oeste
norteamericano (fuente agrícola de Estados Unidos),
podría transformarse en desierto, y las zonas de cultivo
moverse hacia áreas de Canadá.

CAUSAS DEL CAMBIO GLOBAL CLIMATICO

La energía recibida por la Tierra
desde el Sol, debe ser
balanceada por la radiación emitida desde la superficie
terrestre. En la ausencia de cualquier atmósfera, la
temperatura superficial sería aproximadamente -18 °C .
Esta es conocida como la temperatura efectiva de
radiación terrestre. De hecho la temperatura
superficial terrestre, es de aproximadamente 15 °C
.

El Efecto Invernadero

La razón de esta discrepancia de temperatura, es
que la atmósfera es casi transparente a la
radiación de onda corta, pero absorbe la mayor parte de la
radiación de onda larga emitida por la superficie
terrestre. Varios componentes atmosféricos, tales como el
vapor de agua, el dióxido de carbono, tienen frecuencias
moleculares vibratorias en el rango espectral de la
radiación terrestre emitida. Estos gases de invernadero
absorben y reemiten la radiación de onda larga,
devolviéndola a la superficie terrestre, causando el
aumento de temperatura, fenómeno denominado Efecto
Invernadero (GCCIP, 1997).

El vidrio de un
invernadero similar a la atmósfera es transparente a la
luz solar y
opaca a la radiación terrestre, pero confina el aire a su
interior, evitando que se pueda escapar el aire caliente
(McIlveen, 1986; Anderson et al, 1987). Por ello, en
realidad, el proceso
involucrado es distinto y el nombre es bastante engañador,
el interior de un invernadero se mantiene tibio, pues el vidrio inhibe la
pérdida de calor a
través de convección hacia el aire que lo rodea.
Por ello, el fenómeno atmosférico se basa en un
proceso
distinto al de un invernadero, pero el término se ha
popularizado tanto, que ya no hay forma de establecer un
término más exacto.

Una de las muchas amenazas a los sistemas de
sostén de la vida, resulta directamente de un aumento en
el uso de los recursos. La
quema de combustibles fósiles y la tala y quema de
bosques, liberan dióxido de carbono. La acumulación
de este gas, junto con otros, atrapa la radiación solar
cerca de la superficie terrestre, causando un calentamiento
global. Esto podría en los próximos 45 años,
aumentar el nivel del mar lo suficiente como para inundar
ciudades costeras en zonas bajas y deltas de ríos.
También alteraría drásticamente la producción agricultural internacional y los
sistemas de
intercambio (WMO, 1986).

Uno de los resultados del Efecto
Invernadero, es mantener una concentración de vapor de
agua en la baja troposfera mucho más alta que la que
sería posible en las bajas temperaturas que
existirían si no existiese el fenómeno. Se especula
que en Venus, el volcanismo elevó las temperaturas hasta
el punto que no se pudieron formar los océanos, y el vapor
resultante produjo un Efecto
Invernadero, exacerbado más aún por la
liberación de dióxido de carbono en rocas
carbonatadas, terminando en temperaturas superficiales de
más de 400 °C (Anderson et al,
1987).

LISTA RESUMEN SOBRE GASES INVERNADERO

MECANISMOS FORZAMIENTO DE
RADIACIÓN

Un proceso que
altera el balance energético del sistema climático
global o parte de él, se denomina un mecanismo forzado de
radiación. Estos están separados a su vez, en
mecanismos forzados internos y externos. Los externos, operan
desde fuera del sistema climático, incluyen variaciones de
órbita y cambios en el flujo solar. Los mecanismos
internos, operan desde dentro del sistema climático, como
por ejemplo la actividad volcánica y cambios en la
composición de la atmósfera.

Variaciones de Orbita

Los cambios en el carácter de la órbita
terrestre alrededor del Sol, se dan en escalas de tiempo de
milenios o más largos. Pueden significativamente alterar
la distribución estacional y latitudinal de la
radiación recibida. Son conocidas como Ciclos
Milancovitch. Son estos ciclos los que fuerzan cambios entre
condiciones glaciales e interglaciales sobre la Tierra, con
escalas de entre 10.000 y 100.000 años. El máximo
de la última glaciación, ocurrió hace 18.000
años.

Variabilidad Solar

Otro de los mecanismos de fuerza
externa, corresponde a cambios físicos en el mismo Sol,
que pueden alterar la intensidad y el carácter del flujo
de radiación solar. No existe duda que éstos
ocurren en un rango variable de tiempo. Uno de los ciclos
más conocidos es el de las manchas solares, cada 11
años. Otros parámetros, como el diámetro
solar, también varían. Aún no existen
datos
suficientes como para corroborar variaciones suficientemente
fuertes como para generar cambios climáticos.

Actividad Volcánica

Es un ejemplo de un mecanismo de fuerza
interno, erupciones volcánicas por ejemplo, inyectan
grandes cantidades de polvo y dióxido de azufre, en forma
gaseosa a la atmósfera superior, la estratosfera,
aquí son transformados en aerosoles de ácido
sulfúrico. Ahí se mantienen por varios años,
gradualmente esparciéndose por todo el globo. La contaminación volcánica resulta en
reducciones de la iluminación solar directa (puede llegar
a un 5 ó 10%) y generan bajas considerables de
temperatura.

Composición Atmosférica

El cambio de composición de gases, especialmente
los gases invernadero, es uno de los más grandes
mecanismos de fuerza
internos.

Cambios naturales en el contenido de dióxido de
carbono atmosférico, ocurrieron durante las transiciones
glaciales – interglaciales, como respuesta a mecanismos de
fuerzas orbitales. En la actualidad, la humanidad es el factor
más sustancial de cambio.

Retroalimentación

El sistema climático está en un balance
dinámico. Por ello está continuamente
ajustándose a perturbaciones forzadas, y como resultado,
el clima se ve alterado. Un cambio en cualquier parte del sistema
climático, iniciado por mecanismos forzados internos o
externos, tendrán una consecuencia mucho más
amplia, A medida que el efecto se propaga en cascada, a
través de los componentes asociados en el sistema
climático, se amplifica. Esto es conocido como
retroalimentación. A medida que un efecto es
transferido, desde un subcomponente del sistema a otro, se
verá modificado en carácter o en escala. En
algunos casos el efecto inicial puede ser amplificado (feedback
positivo), mientras que en otros, puede verse reducido (feedback
negativo).

Un ejemplo de un mecanismo de feedback positivo,
involucra el vapor de agua. Una atmósfera más
caliente potencialmente aumentará la cantidad de vapor de
agua en ella. Ya que el vapor de agua es un gas invernadero, se
atrapará más energía que aumentará la
temperatura atmosférica más todavía. Esto a
su vez, produce mayor vapor de agua, estableciéndose un
feedback positivo.

CAMBIOS CLIMATICOS PREDICHOS PARA EL SIGLO
XXI

Queda claro que la previsión de cambios en los
próximos 100 a 150 años, se basan
íntegramente en modelos de
simulación. Comprensiblemente la gran
mayoría de los modelos se han
concentrado sobre los efectos de la contaminación antrópica de la
atmósfera por gases invernadero, y en menor grado, en los
aerosoles atmosféricos. La mayor preocupación
presente, es determinar cuánto se entibiará la
Tierra en un
futuro cercano.

En la última década, varios modelos
complejos de circulación general (GCMs), han intentado
simular los cambios climáticos antropogénicos
futuros. Han llegado a las siguientes conclusiones:

• Un calentamiento global promedio, de entre 1,5 y 4,5
  °C ocurrirá, siendo la mejor estimación 2,5
  °C .
• La estratosfera se enfriará
  significativamente.
• El entibiamiento superficial será mayor en las
  altas latitudes en invierno, pero menores durante el
  verano.
• La precipitación global aumentará entre
  3 y 15%.
• Habrá un aumento en todo el año de las
  precipitaciones en las altas latitudes, mientras que algunas
  áreas tropicales, experimentarán pequeñas
  disminuciones.

Modelos más recientes dependientes del tiempo,
que acoplan los componentes oceánicos y
atmosféricos, han entregado estimaciones más
confiables, los resultados más significativos
indican:

• Un calentamiento global promedio de 0,3 °C por
  década, asumiendo políticas no
  intervencionistas.
• Una variabilidad natural de aproximadamente 0,3
  °C en temperaturas aéreas superficiales globales, en
  una escala de
  décadas.
• Cambios en los patrones regionales de temperatura y
  precipitaciones similares a los experimentos de
  equilibrio.

Aunque los modelos CGM
proveen las simulaciones más detalladas de los cambios
climáticos futuros, los constreñimientos
computacionales evitan que sean usados en estudios de
sensibilidad que permitan investigar los defectos potenciales
futuros en el mundo real, con respecto a las emisiones de gases
invernaderos.

Usando las sensibilidades de "mejor estimación",
se generan escenarios que dan un rango de calentamiento entre 1,5
y 3,5 °C para el año 2100. Bajo condiciones sin
intervención, la temperatura superficial global promedio,
se estima aumentaría entre 2 y 4 °C , en los
próximos 100 años. Hasta las proyecciones
más optimistas de acumulación de gases invernadero,
no pueden prevenir un cambio significativo en el clima global del
próximo siglo. En los peores escenarios, la temperatura
superficial global promedio, podría aumentar en 6 °C
para el año 2100.

Como conclusión, la temperatura global promedio
podría aumentar entre 2 y 4 °C para el año
2100, si el desarrollo
global continúa a los ritmos actuales. Si se incorpora la
influencia de los aerosoles atmosféricos al modelo, el
calentamiento disminuye a aproximadamente 0,2 °C por
década, en los próximos 100 años. Esta tasa
de cambio climático, aún así, es más
rápido que en cualquier otro momento de la historia de la Tierra. Si
las naciones no actúan, el mundo podrá experimentar
numerosos impactos adversos como resultado del calentamiento
global futuro.

ENFRENTANDO EL PROBLEMA DEL CALENTAMIENTO
GLOBAL

Agenda 21

El resultado principal de la Conferencia sobre
Medio Ambiente
y Desarrollo de
la ONU, es el
más completo de los planes de acción para los
90’s y más allá, adoptada por la comunidad
internacional. Representa un set de estrategias
integradas y programas
detallados para parar y revertir los efectos de la
degradación ambiental y promover el desarrollo
adecuado y sustentable en todos los países.

Declaración de Río

Proclamación hecha por la Conferencia sobre
Ambiente y
Desarrollo de
las Naciones Unidas,
realizada en Río de Janeiro, Junio 1992. Reafirma y
construye sobre la declaración de la Conferencia sobre
el Ambiente
Humano de las Naciones Unidas
realizada en 1972. La meta de la
declaración es establecer la cooperación entre los
estados miembros para lograr acuerdos en las leyes y principios que
promuevan el desarrollo
sustentable. La declaración confronta diversas
áreas que se relacionan con el cambio global, proveyendo
un contexto de políticas
que enfrentan el cambio global, incluye: recursos
naturales, impactos ambientales del desarrollo,
protección de ecosistemas,
compartir ideas científicas, internalización de
costos
ambientales, etc.

Convención Marco sobre Cambio
Climático

Firmada por 165 estados, compromete a sus firmantes a
la meta de
"estabilizar la concentración de gases invernadero en la
atmósfera a niveles que eviten interferencias
antrópicas con el sistema climático". La
convención establece como meta provisional, reducir las
emisiones de gases invernaderos a niveles del año 1990
para el año 2000. La convención establece un
protocolo para
que las naciones hagan un inventario de
emisiones y puedan seguir sus progresos. También enfrenta
el tema de financiamiento
y transferencia de tecnología desde los
países desarrollados a los en vías de
desarrollo.

Informe de la segunda Evaluación
del IPCC

El IPPC (Panel Internacional sobre Control
Climático) es un cuerpo internacional, que consiste en
delegados y científicos intergubernamentales, que desde
1988 están evaluando el calentamiento global. Su
última evaluación
mayor fue "Cambio Climático 1995", que provee la base para
la reunión de Ginebra y la reunión próxima
en Kyoto, Japón en diciembre 1997, que limitará las
emisiones de CO2 humanas. La Síntesis de la Segunda
Evaluación, establece:

"Durante las últimas décadas, se han
hecho muy aparente dos importantes factores en la relación
entre humanos y el clima mundial. Primero, las actividades
humanas, que incluyen la quema de combustibles fósiles,
cambios en uso de tierras y agricultura,
están aumentando las concentraciones de gases invernadero
(que tienden a aumentar la temperatura atmosférica) y en
algunas regiones, aerosoles (que tienden a enfriar la
atmósfera). Estos cambios, juntos, se proyectan que
cambiarán el clima regional y global junto con
parámetros relacionados con el clima, tales como la
temperatura, precipitación, humedad de suelos y el nivel
del mar. Segundo, algunas comunidades humanas se han hecho
más vulnerables a riesgos tales
como tormentas, inundaciones y sequías como el resultado
de un aumento de densidad de
población en áreas riesgosas tales
como cuencas de ríos y planicies costeras. Cambios serios
se han identificado, como el aumento, en algunas áreas, de
la incidencia de eventos de alta
temperatura, inundaciones, etc., aumento de pestes, cambios en la
composición, estructura y
funcionamiento ecológico, incluyendo la productividad
primaria". (Pace Energy Project, 1997)

FORMAS DE ENFRENTAR EL CAMBIO CLIMATICO
GLOBAL

Se expondrán brevemente algunas formas en que
distintos grupos han
enfrentado el problema, o proponen enfrentar el problema, del
cambio climático global. Todos colocan un fuerte
énfasis en la reducción de la emisión de
gases invernadero.

LA CONVENCION FCCC DE LAS NACIONES UNIDAS

La Convención Marco sobre Cambio Climático
de las Naciones Unidas
(FCCC) que fue firmada en la Cumbre Mundial en 1992 por 162
gobiernos se enfocaba específicamente en el problema. El
objetivo
principal de la convención es lograr estabilizar los
gases invernadero en la atmósfera, lo que
prevendría una peligrosa interferencia antrópica en
el sistema climático. La convención
requería que todas las naciones que firmaran el tratado
debieran lograr reducir sus emisiones de gases invernadero hasta
niveles de 1990 para el año 2000.

En el Reino Unido, se estableció un programa que
pretende lograr ese objetivo a
través de la promoción del uso eficiente de la
energía, como medio para reducir la generación de
dióxido de carbono en todos los sectores de esa
nación.

En la generación de energía
eléctrica se ha invertido en plantas
combinadas de calor y
poder, en las
que se utiliza la energía calórica que antes se
perdía.

En la industria, las
medidas de ahorro son
específicas para cada proceso.

En el sector doméstico, se logrará a
través de mejoras en el aislamiento térmico de las
viviendas y la mejoría de la eficiencia de los
aparatos domésticos a través de mejores
diseños y mejor uso, como es el caso de la
iluminación.

En el sector comercial los métodos de
mejora de eficiencia se
lograrán a través de métodos
muy similares a los domésticos.

El transporte
público, a través de mejoras en la tecnología de los
motores, mejor
mantención de los motores, cumplir
los límites de velocidad y
uso más discreto de la aceleración y
frenado.

Para que esto se llegue a implementar, es necesario
invertir en campañas de educación e información, establecer regulaciones y
estándares, junto con fiscalización, impuestos y
regulación de precios,
incentivos y
desincentivos económicos.

RECOMENDACIONES DEL SIERRA CLUB

1. Mejorar la eficiencia de
   los automóviles. Se lograría a través de
   mejor tecnología, alivianando la estructura,
   mejoras en los motores y
   transmisión, reduciendo el roce aerodinámico,
   dimimuyendo la resistencia de
   las ruedas, etc.
1. Acelerar las mejoras de eficiencia en
   el uso energético de industrias,
   residencias y establecimientos comerciales y públicos,
   por medio de políticas efectivas.
1. Estimular y acelerar la investigación y desarrollo de
   tecnologías basadas en fuentes de
   energía de energía renovable.
1. Terminar la deforestación y
   estimular la reforestación (Glick, 1997)

CONCLUSION

El Cambio Climático Global es un hecho, aunque
existen los escépticos de siempre, no representan de
ninguna manera un grupo
mayoritario. Es por ello que los Gobiernos a nivel mundial han
reaccionado ante la amenaza cada vez más cercana de
alteraciones climáticas que puedan colocar sus
economías en peligro.

El Cambio Climático Global por otro lado ha
dejado muy claro, la
globalización de los problemas
ambientales, es imposible e inútil enfrentar los
problemas
más graves en el ambiente si no
es una empresa que
involucre a todas las naciones.

La presión poblacional y de desarrollo tomada por
las naciones más desarrolladas y las naciones en
vías de desarrollo colocan una presión cada vez
mayor sobre los recursos
naturales y los sistemas
ambientales terrestres. En la actualidad las capacidades
autoreguladoras de la atmósfera están siendo
llevadas a sus límites. No es una sana política, para la
humanidad, dejar la búsqueda de soluciones
para el futuro o para cuando se hagan fuertemente necesarias. La
atmósfera y los procesos que mantienen sus características no tienen tiempos de
reacción muy rápidas comparadas con los periodos
humanos. Soluciones a
los problemas del
adelgazamiento de la Capa de Ozono,
al Calentamiento Global, a las alteraciones climáticas
devastadoras, no es cuestión de años, ni siquiera
décadas. Es por ello una preocupación que debe ser
inmediata, no podrá esperarse a que los efectos se hagan
demasiado claros, pues lo más seguro es que ya
en ese momento sea muy tarde para actuar buscando soluciones.

Como lo plantea Seth Dunn, en el Earth Times:

"No más de 50 años atrás, Kyoto fue
"perdonada" de la destrucción por una bomba atómica
– debida a su significado cultural como la antigua cuna del
Imperio japonés
– durante la 2ª Guerra Mundial.
En nuestro actual mundo en calentamiento, a medida que los
antiguos imperios, se dan cuenta de, posiblemente, las más
serias consecuencias de sus revoluciones industriales, Kyoto debe
nuevamente lograr un lugar, en forma más pacífica,
en la historia, como
el sitio donde la humanidad se perdonó de niveles
desastrosos de cambio climático. La IPCC que nos advierte,
también nos da esperanzas, haciendo notar que reducciones
significativas en las emisiones son no sólo
económicamente, sino tecnicamente factibles".

Esperemos que sea así, no es demasiado tarde
aún.

BIBLIOGRAFIA

• Anderson, S. H.; Beiswenger, R. E. & P. Walton
  Purdom. 1987. Environmental Science. Merrill Publishing Co.,
  USA. Tercera Edición. Pág. 505.
• Becker, Dan. 1997. Global Warming Central: Debate
  number three. Http://www.law.pace.edu.
• Canadian Environmental Agency. 1997. Environmental
  Issues. Http://www.eei.org/.
• Dunn, Seth. 1997. Controlling the Climate experiment.
  Earthtimes. Http://www.earthtimes.com/
• GCCIP. 1997. Global Climate Change Information
  Programme. Http://www.doc.mmu.au.uk/
• Glick, P. 1997. Global Warming: The high costs of
  innaction. Sierra Club Understanding green markets project.
  Http://mitchell.sierraclub.org/.
• Hougton, J.T., Callander, B.A., and Varney, S.K.,
  1990. Climate Change: The IPCC Scientific Assessment. Cambridge
  University Press. pp. 365.
• Hougton, J.T., Callander, B.A., and Varney, S.K.,
  1992. Climate Change 1992: The Supplemental Report to the IPCC
  Scientific Assessment. Cambridge University Press. pp.
  200.
• Kaufmann, W. J. 1968. Universe. W. H. Freeman &
  Company, USA. Segunda Edición. Pág.
  634.
• Lashof, Dan. 1997. Global Warming Central: Debate
  number three. Http://www.law.pace.edu/
• McIlveen, J. R. 1986. Basic Meteorology. Van Nostrand
  Reinhold, UK. Pág. 457.
• Miller, G. T. 1991. Environmental Science, Sustaining
  the Earth. Wadsworth Publishing Company, USA. Tercera
  Edición. Pág. 465.
• Pace Energy Project. 1997. Global Warming Central.
  Pace University School of Law.
  Http://www.law.pace.edu/.
• Sargent, N.E., 1988. Redistribution of the Canadian
  boreal forest under a warmed climate, Climatological Bulletin,
  Vol 22(3), pp. 23-34.
• WCED. 1990. Our Common Future. Oxford University
  Press, USA. Pág. 400.
• WMO, 1986. A report of the International Conference
  on the Assessment of Carbon Dioxide and Other Greenhouse Gases
  in Climate Variations and Associated Impacts. WMO Nº 661.
  In: Our Common Future WCED, 1990. Pág. 400.

ALUMNO: Mogens Gallardo

PROFESOR: Dr. Ricardo Barra

FECHA: 28 de Julio, 1997

UNIVERSIDAD DE CONCEPCION

CENTRO EULA-CHILE

PROGRAMA DE DOCTORADO EN CIENCIAS
AMBIENTALES

Autor:

EDWIN MANUEL SANCHEZ MEJIA