Figura 8: Registros de los cambios en la composición de la atmósfera. a) Concentraciones atmosféricas de CO₂, CH₄ y N₂O en los últimos 1.000 años. Los datos de muestras de hielo y neviza en varios emplazamientos en la Antártida y Groenlandia (indicados con símbolos diferentes) se complementan con los datos de muestras atmosféricas directas en los últimos decenios (indicados mediante la línea del CO₂ e incorporados a la curva que representa el promedio mundial de CH₄). El forzamiento radiativo estimado de esos gases se indica en la escala a la derecha. b) Concentración de sulfatos en varias muestras de hielo de Groenlandia, después de eliminar los efectos episódicos de las erupciones volcánicas (líneas) y emisiones totales de SO₂ procedentes de fuentes en Estados Unidos y Europa (cruces). [Basado en a) la Figura 3.2b (CO₂), la Figura 4.1a y b (CH₄) y la Figura 4.2 (N₂O) y b) en la Figura 5.4a]

C. Los agentes de forzamiento que provocan el cambio climático

Además de las variaciones y cambios ocurridos en el pasado en el clima de la Tierra, también las observaciones han documentado los cambios producidos en los agentes que pueden provocar el cambio climático. Los más notables han sido los aumentos en las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero (GEI) y de aerosoles (partículas o gotitas microscópicas en suspensión en el aire) y las variaciones en la actividad solar, que pueden ambas alterar el balance de radiación de la Tierra y por lo tanto el clima. Esos registros de observaciones de los agentes de forzamiento del clima forman parte de la información necesaria para comprender los cambios climáticos en el pasado que se han observado en la sección anterior, y para predecir, lo cual es muy importante, qué cambios climáticos podríamos tener por delante (véase la Sección F).

Como el registro de los cambios climáticos en el pasado, los conjuntos de datos sobre los agentes de forzamiento son de diversa extensión y calidad. Sólo existen mediciones directas de la irradiancia solar para unos dos decenios. La supervisión directa constante de las concentraciones de dióxido de carbono (CO₂) en la atmósfera comenzó a mediados del siglo XX y se extendió en los últimos años a otros gases bien mezclados muy persistentes, como el metano. Los datos paleoatmosféricos a partir de muestras de hielo revelan los cambios en la concentración de algunos GEI producidos en milenios anteriores. En cambio, las mediciones temporales de los agentes de forzamiento que tienen tiempos de residencia relativamente breves en la atmósfera (p.ej., los aerosoles) son más recientes y mucho menos completas, porque son más difíciles de medir y espacialmente heterogéneas. Los conjuntos de datos actuales muestran la influencia humana sobre las concentraciones atmosféricas, tanto de GEI muy persistentes como de agentes de forzamiento de corta vida durante la última parte del milenio pasado. En la Figura 8 se ilustran los efectos del gran aumento en la era industrial de las emisiones antropógenas de GEI y anhídrido sulfuroso, este último precursor de aerosoles.

Un cambio en la energía disponible para el sistema Tierra-atmósfera mundial debido a los cambios en esos agentes de forzamiento se denomina forzamiento radiativo (Wm^-2) del sistema climático (véase el recuadro 1). Definido de este modo, el forzamiento radiativo del cambio climático constituye un índice de los impactos medios mundiales relativos sobre el sistema superficie-troposfera, debido a diferentes causas naturales y antropógenas. En esta sección se actualiza el conocimiento del forzamiento radiativo del cambio climático, que se ha producido desde los tiempos preindustriales hasta el presente. En la Figura 9 se muestran los forzamientos radiativos estimados desde el comienzo de la Era Industrial (1750) hasta 1999, para los agentes de forzamiento naturales y antropógenos cuantificables. Aunque no están incluidas en la figura por su carácter episódico, las erupciones volcánicas son fuente de otro forzamiento natural importante. En las subsecciones siguientes se resume la información sobre cada agente de forzamiento.

Los agentes de forzamiento incluidos en la Figura 9 difieren considerablemente en su forma, magnitud y distribución espacial. Algunos de los GEI son emitidos directamente a la atmósfera; algunos son productos químicos de otras emisiones. Ciertos GEI tienen prolongados tiempos de residencia en la atmósfera y, como resultado, están bien mezclados en toda la atmósfera. Otros son de corta vida y tienen concentraciones regionales heterogéneas. La mayoría de los gases se originan en fuentes tanto naturales como antropógenas. Por último, como se muestra en la Figura 9, los forzamientos radiativos de los distintos agentes pueden ser positivos (o sea, una tendencia a calentar la superficie de la Tierra) o negativos (o sea, una tendencia a enfriar la superficie de la Tierra).

Figura 9: Forzamientos radiativos (Wm^-2) medios anuales mundiales debidos a varios agentes en el período desde la era preindustrial (1750) hasta el presente (finales de los años noventa; alrededor de 2000) (las valores numéricos se enumeran también en el Cuadro 6.11 del Capítulo 6).Véanse explicaciones detalladas en el Capítulo 6.13. La altura de la barra rectangular denota un valor central o la mejor estimación, en tanto que su ausencia denota que no es posible calcular una mejor estimación. Las líneas verticales situadas sobre las barras rectangulares con delimitadores “x” indican una estimación del margen de incertidumbre, provocado en su mayor parte por la dispersión en los valores publicados del forzamiento. Una línea vertical sin barra rectangular y con delimitadores “o” denota un forzamiento para el cual no puede darse ninguna estimación central, debido a grandes incertidumbres. El margen de incertidumbre especificado aquí no tiene fundamentación estadística y difiere, por lo tanto, del empleo del término en otras partes de este documento. Se otorga un índice de “grado de comprensión científica” a cada forzamiento, con niveles alto, medio, bajo y muy bajo, respectivamente. Esto representa el juicio subjetivo acerca de la fiabilidad del cálculo del forzamiento, que implica factores tales como los supuestos necesarios para evaluar el forzamiento, el grado de conocimiento de los mecanismos físicos/químicos que determinan el forzamiento y las incertidumbres que rodean el cálculo cuantitativo del forzamiento (véase el Cuadro 6.12).Los gases de efecto invernadero (GEI) bien mezclados se agrupan juntos en una sola barra rectangular, mostrando las contribuciones medias individuales debidas al CO₂, el CH₄, el N₂O y los halocarbonos (véanse los Cuadros 6.1 y 6.11). La quema de combustibles de origen fósil se divide en componentes “hollín” y “carbón orgánico”, con su mejor estimación y alcance separados. El signo de los efectos debidos al polvo mineral es una incertidumbre. El forzamiento indirecto debido a los aerosoles troposféricos no se comprende bien. Lo mismo ocurre con el forzamiento debido a la aviación, por sus efectos sobre las estelas de condensación y las nubes cirros. Sólo se tiene en cuenta aquí el “primer” tipo de efecto indirecto debido a los aerosoles, como aplicable en el contexto de las nubes líquidas. El “segundo” tipo de efecto es conceptualmente importante, pero los cálculos cuantitativos simulados inspiran muy poca confianza. El forzamiento vinculado a los aerosoles estratosféricos procedentes de erupciones volcánicas es muy variable a lo largo del período y no se tiene en cuenta para este diagrama (sin embargo, véase la Figura 6.8). Todos los forzamientos que se indican tienen distintas características espaciales y estacionales (Figura 6.7), de modo que las medias anuales mundiales que aparecen en el diagrama no brindan un cuadro completo de la perturbación radiativa. Sólo pretenden dar, en un sentido relativo, una perspectiva de primer orden en una escala media anual mundial y no pueden emplearse fácilmente para obtener la respuesta climática a los forzamientos totales, naturales y/o antropógenos. Al igual que en el SIE, se insiste en que los forzamientos medios mundiales positivos y negativos no pueden ser sumados y considerados a priori como compensaciones en términos del impacto completo en el clima mundial. [Basado en la Figura 6.6]

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