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Lectura 1 - Conceptos Generales para Entender El Cambio Climático
Lectura 1 - Conceptos Generales para Entender El Cambio Climático
Lectura 1 - Conceptos Generales para Entender El Cambio Climático
EL CAMBIO CLIMÁTICO,
SUS CONSECUENCIAS
E IMPACTOS PRINCIPALES
AUTORES: COLABORADOES:
Dra. Bárbara Garea Moreda Dr. Eduardo Plano Gutiérrez
Dr. Ramón Pichs Madruga Dr. Alfredo Curbelo Alonso
Lic. Zarahí González Espino Dr. Mario Bello Hernández
Ing. Daniel Rodríguez López
1. CONCEPTOS GENERALES PARA que acontecen a nivel del Sistema Tierra, tie-
ENTENDER EL CAMBIO CLIMÁTICO nen causas diversas y combinadas, provienen
Y SUS IMPACTOS. de diferentes actores y operan en múltiples
escalas espacio-temporal. Para entender los
cambios, evaluar sus consecuencias, desarro-
A. Fuerzas motrices y presiones generado- llar acciones para contrarrestarlos, impedir
ras de los cambios ambientales globales sus avances y adaptarse a ellos, se hace im-
prescindible identificar las causas indirectas y
directas que los provocan.
El Sistema Tierra es un sistema “socio-ambien-
tal complejo de componentes y procesos físi- Las causas indirectas, denominadas fuerzas
cos, químicos, biológicos y sociales que inte- motrices o impulsoras del cambio, están aso-
ractúan y determinan el estado y la evolución ciadas a los procesos fundamentales en la so-
del Planeta y la vida en él” (PNUMA, 2012). ciedad, entre ellos: los demográficos; los de
Este concepto lleva a otro concepto clave: el producción y consumo; los de desarrollo tec-
de medio ambiente (Figura 1.1). nológico y de innovación; los vinculados a las
MEDIO AMBIENTE
Es así, que si ocurren cambios en el medio am- demandas económicas, de mercados y de co-
biente mundial como alteraciones en el clima, mercio (PNUMA, 2007). Éstas incluyen también
en la productividad del suelo, en los recursos aquellos procesos que están muy asociados a
oceánicos o de agua dulce, en la química de las pautas de distribución, a los modelos insti-
la atmósfera o en la ecología de los sistemas, tucionales, políticos y sociales, así como a los
se podría alterar la capacidad del Planeta para sistemas de valores que caracterizan a una so-
sustentar la vida (Garea, B. 2008), (Duarte, ciedad. Las características y la importancia de
C. 2009). Los cambios en el medio ambiente cada fuerza motriz pueden ser diferentes de
mundial, denominados cambios globales ya una región a otra, de un país a otro y de una lo-
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ejemplo, por la quema de combustibles países y poblaciones más ricas. Por lo general
fósiles y el vertimiento sobre ríos y mares las afectaciones más graves al medio ambiente
de desechos sólidos o líquidos; están dadas por las interrelaciones que tienen
lugar entre diferentes presiones, algunas de las
• la modificación y movimiento de organis- cuales pueden ser de origen natural. (Garea, B.
mos, como por ejemplo, la introducción y L. Fernández, 2009).
de especies exóticas en bosques, las que
pudieran suplantar las naturales, convir- Los cambios ambientales que ocurren a nivel
tiéndose así en invasoras, o cuando se mundial (cambios globales), son muy com-
modifican genéticamente especies para plejos y están vinculados a los problemas del
diferentes fines, sin un control adecuado desarrollo, ya que con el desarrollo se generan
o sin la evaluación pertinente. fuerzas motrices específicas y con ello nuevas e
interconectadas presiones. Las interrelaciones
Las presiones derivadas de las actividades hu- (Figura 1.3) que se establecen entre el medio
manas pueden ser dirigidas a causar un cambio ambiente y el desarrollo van a depender de
ambiental deseado, por ejemplo, la reforesta- múltiples procesos que se producen dentro
ción de las márgenes de un río; no obstante, y entre los sistemas biofísicos y sociales que
es necesario seleccionar cuáles especies y qué conforman el Sistema Tierra. Estos procesos
manejo corresponde, para evitar que de esta se entrelazan en el tiempo y espacio y gene-
acción humana se derive una nueva presión ran cambios en este sistema (PNUMA 2007).
como puede ser la introducción de especies Se puede afirmar que las actividades humanas
invasoras. Se afirma así, que las presiones pue- han modificado los mecanismos que regulan el
den ser también derivaciones intencionadas o Sistema Tierra.
no intencionadas de otras actividades huma-
nas. Habitualmente las presiones se ejercen La comunidad científica internacional reco-
de forma continua y muchas veces desordena- noce que han ocurrido cambios significativos
das, sin estudios rigurosos previos, sin evaluar y de gran celeridad en períodos extrema-
con toda la profundidad y amplitud las conse- damente pequeños comparados con el de
cuencias ambientales, económicas y sociales evolución de la Tierra (calculado aproxima-
a mediano y largo plazo. En la mayoría de los damente en 4600 millones de años), desde
casos responden a intereses económicos de los el inicio de la Revolución Industrial hasta la
Figura 1.3. Aspectos a considerar al evaluar las interrelaciones entre el medio ambiente
y el desarrollo
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actualidad, especialmente en las últimas dé- 2008). La ciencia ha demostrado que han exis-
cadas (IPCC, 2014), (PNUMA, 2012). Se consi- tido variaciones en el clima a lo largo del tiem-
dera que estos cambios transcendentales se po, no sólo atribuible a causas naturales, sino
deben a las actividades humanas; los científi- también, como resultado de las actividades hu-
cos para recalcar este hecho, han denomina- manas (IPCC, 2014).
do a esta nueva etapa geológica Antropoce-
no. Este término se complementa con el de Para poder analizar los procesos e interaccio-
la Antropósfera, para hacer referencia a la nes que se desarrollan en el Sistema Tierra se
totalidad de la presencia humana en el Siste- considera que éste se conforma por: la litosfe-
ma Tierra, que incluye la cultura, el ambiente ra (parte sólida de la Tierra, corteza y manto
construido y las actividades asociadas con superior, tiene unos 55 km de espesor bajo
esta presencia. (PNUMA, 2012). los océanos y hasta unos 200 km de espesor
debajo de los continentes), la hidrosfera (agua
en forma líquida), la criosfera (agua en forma
B. Sistema Tierra y el cambio climático de hielo), la atmósfera (aire que respiramos) y
la biosfera (parte de la Tierra en la que existen
organismos vivos o que es capaz de soportar
El quinto reporte de evaluación del medio vida) (Figura 1.4). Entre estos componentes, y
ambiente “Perspectivas del Medio Ambien- dentro de ellos, se desarrollan interacciones
te Mundial GEO-5”, publicado por el Progra- bien complejas asociadas a procesos, tales
ma de las Naciones Unidas para el Medio como ``(…) intercambio de energía, masa y
Ambiente (PNUMA) en el 2012, plantea “la cantidad de movimiento a diferentes escalas
mayor parte de las formas de consumo y pro- espacio temporales, dando lugar a los ciclos
ducción usan al ambiente como una fuente de agua y energía y a la circulación global (…)´´
de materia prima y un sumidero de dese- (Polo, M., 2009).
chos” (PNUMA, 2012).
a. Clima: Variabilidad y cambio
El cambio climático es de los que más influye
en los restantes cambios globales (Garea, B. El clima a nivel global, es el estado del Plane-
y A. Curbelo, 2013), (Garea, B. y A. Curbelo, ta desde el punto de vista físico y está deter-
SISTEMA TIERRA
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minado por la energía que proviene del Sol
(Duarte, C., 2009). Estos estados han cambia-
do durante la evolución del Sistema Tierra,
debido a que la energía solar incidente en el
mismo no siempre es igual, tanto en el tiempo
como en su distribución espacial. Las causas
de estas variaciones están relacionadas con
la actividad solar, los cambios en la órbita te-
rrestre y la inclinación del eje de rotación del
Planeta:
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tiempo atmosférico no es algo desconocido
por los habitantes de un lugar. Es normal que
en horas de la mañana de cualquier día existan
altas temperaturas, mientras que en la tarde la
situación cambie abruptamente y en solo unos
minutos, el cielo se nuble y luego comience a
precipitar con gran intensidad.
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Algunos fenómenos climáticos extremos, por
ejemplo, las sequías, pueden ser el resultado
de una acumulación de fenómenos meteoro-
lógicos o climáticos que no son extremos, si se
consideran por separado.
EL ÁRTICO Océano Glaciar Ártico está ocupado por hielo que se forma
directamente al congelarse el agua de mar (hielo marino), y la
temperatura mínima en invierno llega en ocasiones a -50 0C
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simplificada, esto se realiza teniendo en cuenta glaciares e interglaciares (Isaza, J.F. y D. Cam-
que en el transcurso evolutivo de la Tierra ha pos, 2007) ocurridos aproximadamente en los
ido aumentando la masa de hielo glaciar, pero últimos 800,000 años, dentro de los cuales
en ese proceso de formación, en el hielo que- existen variaciones importantes de las condi-
dan retenidas burbujas de aire. Al llegar a esas ciones climáticas medias.
burbujas, es posible establecer la composición
de los gases contenidos en las burbujas, entre b. Balance radiativo, gases de efecto
ellos el dióxido de carbono (CO2) y el metano de invernadero y ciclo hidrológico.
(CH4) y determinar en qué fecha ocurrió esa
nevada (edad del hielo). Se han encontrado co- Para entender el sistema climático al menos
rrelaciones entre dióxido de carbono y metano es necesario comprender el balance radiativo
existente con períodos glaciares fríos (concen- y el ciclo hidrológico.
traciones más bajas) y los períodos interglacia-
res cálidos (concentraciones más altas). Tam- Una descripción simple del balance radiativo
bién se ha podido establecer las variaciones del (Figura 1.6) es el siguiente. La radiación solar
nivel del mar en estos ciclos. llega a la Tierra como radiación electromagné-
Energía de onda
larga saliente
Nube de aerosoles
IR cercano Energía de onda volcánico
larga absorbida
Energía de onda
Energía de onda Energía de IR larga emitida
corta directa cercano absorbida
IR de onda larga
Figura 1.6. Balance radiativo. Representación esquemática adaptada de “The COMET Program”
Las observaciones realizadas de las variables tica de onda corta, alrededor del 74% atraviesa
climáticas a escala mundial, iniciadas a media- la atmósfera y el resto es reflejado directamen-
dos del siglo XIX y que se continúan realizando te hacia el exterior por la atmósfera. Una parte
con mayor alcance, diversidad e integralidad, de la radiación que continúa hacia la superfi-
han permitido, junto a las reconstrucciones cie de la Tierra es absorbida por las nubes en
paleoclimáticas, tener una visión global de un 4% y por los gases atmosféricos en un 16%
la variabilidad y los cambios a largo plazo en aproximadamente, incidiendo así en la super-
la atmósfera, los océanos, la criosfera y la su- ficie terrestre alrededor del 54% de la que in-
perficie terrestre (IPCC-WGI AR5, 2013). Hoy gresó a la atmósfera. La superficie terrestre a
se tiene conocimiento de los grandes ciclos su vez refleja de esta radiación incidente una
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pequeña fracción como onda corta. Se esti-
ma entonces que el 50% de la radiación solar
extraterrestre es absorbida por la superficie
terrestre, dando lugar a su calentamiento, a
la evaporación de agua hacia la atmósfera, la
formación de nubes y que se fundan la nieve
y los hielos. La atmósfera y la superficie terres-
tre emiten energía hacia el exterior debido a la
temperatura que alcanzan. La energía emitida
por la superficie de la Tierra está en el intervalo
infrarrojo (IR, onda larga), como consecuencia
de la diferencia entre la temperatura denomi-
nada planetaria (Sistema Tierra-Atmósfera) y
el valor medio de la temperatura de la super-
ficie terrestre, que son aproximadamente 20oC
y 17oC respectivamente (Polo, M., 2009). De
esta forma, el clima terrestre y sus manifes-
taciones dependen esencialmente del proce-
so de transformación de la radiación solar en
radiación terrestre, en lo que juega un papel
fundamental la composición y características
de la atmósfera y las particularidades de la su-
perficie terrestre y la de los océanos.
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Esto se debe a que al continuar aumentando cial promedio de la Tierra es mayor que la que
la temperatura con la altitud, inicialmente es se establecería en la ausencia de estos gases.
prácticamente constante y luego se incremen- A este efecto se le llama efecto invernadero
ta hasta un máximo de 0oC, lo que posibilita la y a los gases que lo provocan gases de efecto
formación de ozono. La capa de ozono juega invernadero (GEI). Si estos gases no formaran
el papel de pantalla protectora de los rayos parte de la atmósfera la temperatura media
ultravioletas ya que éstos son absorbidos en de la Tierra fuera del orden de -18oC. El efecto
el proceso de formación del ozono estratos- invernadero en la atmósfera tiene un origen
férico. El ozono existente en la troposfera natural y está estrechamente vinculado a la
(ozono troposférico) tiene una acción oxidan- existencia de la vida en la Tierra (Garea, B. y
te y si por acciones antropogénicas se eleva su A. Curbelo, 2001).
concentración, se producen afectaciones a los
seres humanos, especies, ecosistemas natura- La concentración de los GEI en la atmósfera es
les, agrícolas y construidos. el resultado del balance entre el ritmo a que
se emiten por diversas fuentes naturales o re-
Hay un grupo de gases que conforman la at- lacionadas con la actividad humana y la capaci-
mósfera, entre ellos el vapor de agua y dióxi- dad de absorción de los mismos por sus princi-
do de carbono, que juegan un papel clave en pales sumideros naturales (océanos y cubierta
el balance radiativo. Estos gases no absorben vegetal). Cuando el ritmo de emisión es mayor
la radiación solar incidente en la atmósfera, que la capacidad de absorción, se produce un
pero tienen la capacidad de absorber la radia- creciente efecto de invernadero y con ello un
ción infrarroja emitida por la superficie terres- incremento de la temperatura media superfi-
tre y reirradiarla en todas direcciones. Debido cial de la Tierra, lo que se conoce como calenta-
a que parte de esta reirradiación es absorbida miento global. Algunas de las características de
por las capas inferiores de la atmósfera y por los principales gases de invernadero se mues-
la superficie terrestre, la temperatura superfi- tran en el Cuadro 1.1
Cuadro 1.1. Gases de efecto invernadero ordenados por importancia
Vapor de agua Su concentración varía en tiempo y espacio y es el responsable de cerca del 65%
(H2O) de la absorción total de la energía que recibe la atmósfera. El control del vapor de
agua en la atmósfera es muy difícil. Las transformaciones de fase del agua pueden
estar dadas por diferentes causas y conllevan siempre a intercambios de energía
Oxido nitroso Sus incrementos están asociados a procesos industriales, por ejemplo, la
y óxido de producción de amonio para obtener fertilizantes agrícolas a partir de nitrógeno
azufre atmosférico, lo cual además ha modificado el ciclo del nitrógeno en la Tierra
Los clorofluoro Grupo de compuestos químicos formados por cloro, flúor y carbono, altamente
carbonos volátiles y de baja toxicidad, que eran ampliamente utilizados en el pasado como
(CFCs) agentes refrigerantes, solventes, carburantes y espumantes. Tienen potencial de
agotamiento de la capa de ozono, así como de calentamiento global
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El ciclo hidrológico (Figura 1.7), que no es más a) atmosférica, que consiste en el movimien-
que el movimiento del agua en la naturaleza, to y distribución del agua en la atmósfera
su transformación y conservación, es clave desde que se produce la evaporación, segui-
para entender el sistema climático. Dado que da por los procesos de condensación y pre-
el agua tiene la capacidad de almacenar ener- cipitación;
gía y liberarla al cambiar de estado (en la su-
perficie de la Tierra y en la atmósfera se puede b) terrestre, que es el movimiento y distribu-
encontrar en forma sólida, líquida y gaseosa), ción del agua en la superficie terrestre, una
constituye uno de los factores que influyen en vez que la precipitación hace contacto con
el clima, su variabilidad y el tiempo meteoro- cualquier superficie existente sobre el relieve,
lógico. El agua se halla en constante dinámica sea natural o no,
y transformación; ésta fluye por la superficie
terrestre, penetra en el subsuelo y se rein- c) oceánica, que constituye el movimiento y
corpora a la atmósfera en un ciclo continuo distribución del agua en los mares y océanos.
pasando por tres procesos fundamentales:
evaporación, condensación y precipitación. Este proceso permanente de transporte de
Este ciclo puede ser descrito como la sucesión agua en la naturaleza se debe fundamental-
de etapas que atraviesa el agua al pasar de la mente a dos causas: la radiación solar, que
atmósfera a la tierra y al volver a la atmósfe- proporciona la energía necesaria para elevar
ra, lo cual ocurre por medio de la evapora- el agua a la atmósfera por la evaporación;
ción desde el suelo, mar y aguas interiores; la y la gravedad terrestre, que permite que el
condensación para formar nubes; la precipi- agua condensada descienda por medio de la
tación; la acumulación en el sustrato o en los precipitación y que regrese al mar en forma
cuerpos de agua y la reevaporación. de escurrimiento superficial y subterráneo.
Si por diferentes condiciones cambia la radia-
Para una mejor comprensión, el proceso se ción solar que llega a la superficie de la Tie-
divide en tres fases: rra, se puede modificar el ciclo hidrológico.
Condensación
Hielo y nieve
Evaporación
Precipitación
Transpiración
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Igualmente, si hay cambios en la superficie
de la Tierra, influirá también decisivamente
en este ciclo.
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