CAMBIO CLIMÁTICO 2001: La base científica

	Otra información en esta colección

C.1 Cambios observados en las concentraciones y el forzamiento radiativo de gases de efecto invernadero (GEI) mezclados de forma homogénea en todo el planeta

En el Cuadro 1 se presentan ejemplos de varios GEI y se resumen sus concentraciones en 1750 y 1998, sus modificaciones en los años noventa y sus períodos de vida en la atmósfera. La contribución de un elemento o de un compuesto al forzamiento radiativo del cambio climático depende de las propiedades radiativas moleculares del gas, de la magnitud del aumento de su concentración en la atmósfera y del tiempo de residencia de dicho elemento en la atmósfera, una vez emitido. Este último factor –– el tiempo de residencia del GEI –– es una característica muy pertinente para la adopción de políticas. Es decir, que las emisiones de un GEI que tenga un prolongado tiempo de residencia en la atmósfera comprometen casi irreversiblemente el forzamiento radiativo sostenido a través de decenios, siglos o milenios, antes de que los procesos naturales puedan eliminar las cantidades emitidas.

Cuadro 1: Ejemplos de gases de efecto invernadero en los que influyen las actividades humanas (basado en el Capítulo 3 y en el Cuadro 4.1)
	CO2 (Dióxido de carbono)	CH4 (Metano)	N2O (Óxido nitroso)	CFC-11 (Clorofluoro- carbono-11)	HFC-23 (Hidrofluoro- carbono-23)	CF4 (Perfluorocarbono) metano)
Concentración preindustrial	unas 280 ppm	unas 700 ppmm	unas 270 ppmm	cero	cero	40 ppb
Concentración en 1998	365 ppm	1 745 ppmm	314 ppmm	268 ppb	14 ppb	80 ppb
Ritmo del cambio de concentraciónb	1,5 ppm/añoa	7,0 ppmm/añoa	0,8 ppmm/año	-1,4 ppb/año	0,55 ppb/año	1 ppb/año
Tiempo de vida en la atmósfera	5 a 200 añosc	12 añosdd	114 añosd	45 años	260 años	>50,000 años
a. El ritmo ha fluctuado entre 0,9 ppm/año y 2,8 ppm/año para el CO y entre 0 y 13 ppmm/año para el CH en el período 1990–1999. b. El ritmo se calcula para el período 1990–1999. c. No puede definirse un solo período de vida para el CO2, dados los diferentes índices de absorción por diferentes procesos de eliminación d. Este período de vida ha sido definido como un “tiempo de ajuste” que tiene en cuenta el efecto indirecto del gas en su propio tiempo de residencia.

Dióxido de carbono (CO₂)

La concentración de CO₂ en la atmósfera ha aumentado de 280 ppm⁵ en 1750 a 367 ppm en 1999 (31%, Cuadro 1). La concentración actual de CO₂ no ha sido superada en los últimos 420.000 años y probablemente tampoco en los últimos 20 millones de años. La tasa de aumento en el siglo pasado no tiene precedentes, por lo menos durante los últimos 20.000 años (Figura 10). La composición isotópica del CO₂ y la disminución observada en el oxígeno (O₂) demuestran que el aumento observado en CO₂ se debe predominantemente a la oxidación de carbono orgánico por la quema de combustibles de origen fósil y la deforestación. Un conjunto creciente de datos paleoatmosféricos obtenidos en aire atrapado en el hielo durante centenares de milenios ofrece un contexto para el aumento en las concentraciones de CO₂ durante la Era Industrial (Figura 10). Comparado con las concentraciones relativamente estables de CO₂ (280 ± 10 ppm) de los varios milenios precedentes, el aumento durante la Era Industrial es espectacular. El ritmo medio de aumento desde 1980 es de 0,4%/año. El aumento es consecuencia de las emisiones de CO₂. La mayoría de las emisiones durante los últimos 20 años se deben a la quema de combustibles de origen fósil; el resto (del 10 al 30%) se debe predominantemente a los cambios en el uso de la tierra, especialmente por la deforestación. Como se muestra en la Figura 9, el CO₂ es el gas dominante de efecto invernadero por influencia humana, con un forzamiento radiativo actual de 1,46 Wm^-2, que representa el 60% del total de los cambios en las concentraciones de todos los GEI muy resistentes mezclados de forma homogénea en todo el planeta.

Las mediciones directas en la atmósfera de las concentraciones de CO₂ hechas en los últimos 40 años muestran grandes fluctuaciones de un año a otro en el ritmo de aumento de CO₂ en la atmósfera. En los años noventa, los ritmos anuales de aumento de CO₂ en la atmósfera variaron de 0,9 a 2,8 ppm/año, lo que equivale a 1,9 a 6,0 PgC/ año. Esos cambios anuales pueden vincularse estadísticamente con la variabilidad del clima a corto plazo, que altera el ritmo en que el CO₂ atmosférico es absorbido y liberado por los océanos y la tierra. Los índices superiores de aumento de CO₂ en la atmósfera se han dado típicamente en años de intensa corriente El Niño (Recuadro 4). Esos ritmos superiores de aumento pueden explicarse verosímilmente por una reducción de la absorción terrestre (o exhalación terrestre) de CO₂ durante los años de El Niño, contrarrestando la tendencia de los océanos a captar más CO₂ que de costumbre.

Ahora puede calcularse la repartición del CO₂ antropógeno entre los aumentos en la atmósfera y la absorción terrestre y oceánica en los últimos dos decenios, a partir de observaciones de la atmósfera. En el Cuadro 2 se presenta un balance mundial del CO₂ para los años ochenta (que resulta ser semejante al construido con ayuda de los resultados de un modelo oceánico en el SIE) y para los años noventa. En la construcción de estos nuevos balances se emplearon mediciones de la reducción del oxígeno (O₂) y del aumento del CO₂ en la atmósfera. Los resultados de este enfoque son coherentes con otros análisis basados en la composición isotópica del CO₂ atmosférico y con cálculos independientes basados en mediciones del CO₂ y el ¹³CO₂ en el agua de mar. El balance de los años noventa se basa en mediciones accesibles recientemente y actualiza el balance para 1989 a 1998, que se sacó usando la metodología del SIE para el Informe especial del IPCC –– uso de la tierra, cambios de uso de la tierra y silvicultura (2000). La biosfera terrestre en su conjunto ha ganado carbono durante los años ochenta y noventa; o sea que el CO₂ liberado por los cambios en el uso de la tierra (sobre todo, la deforestación tropical) fue más que compensado por otras zonas de absorción terrestre, probablemente situadas tanto fuera de los trópicos en el hemisferio norte como en los trópicos. Sigue habiendo grandes incertidumbres relacionadas con el cálculo del CO₂ liberado debido a los cambios en el uso de la tierra (y, por lo tanto, con la magnitud de la absorción terrestre residual).

La modelización basada en procesos (modelos del carbono terrestre y oceánico) ha permitido una cuantificación preliminar de los mecanismos del ciclo mundial del carbono. Los resultados del modelo terrestre indican que el mayor crecimiento de los vegetales debido al aumento de CO₂ (fertilización por CO₂) y la deposición antropógena de nitrógeno, contribuyen significativamente a la absorción de CO₂ , o sea que son potencialmente responsables de la absorción terrestre residual antes descrita, junto con otros mecanismos propuestos, como los cambios en las prácticas de gestión de la tierra. Los efectos modelizados del cambio climático durante los años noventa sobre la absorción terrestre son escasos y de signo incierto.

Cuadro 2: Los balances mundiales de CO2 (en PgC/año) se basan en mediciones del CO2 y el O2 en la atmósfera. Los valores positivos son flujos hacia la atmósfera; los valores negativos representan la absorción en la atmósfera. [Basado en los Cuadros 3.1 y 3.3]
	SIEa,b	Este informea
	1980 a 1989	1980 a 1989	1990 a 1999
Aumento en la atmósfera	3.3 ± 0.1	3.3 ± 0.1	3.2 ±0.1
Emisiones (combustible de origen fosil, cemento)c	5.5 ± 0.3	5.4 ± 0.3	6.3 ± 0.4
Flujo océano–atmósfera	-2.0 ± 0.5	-1.9 ± 0.6	-1.7 ± 0.5
Flujo tierra–atmósferadd	-0.2 ± 0.6	-0.2 ± 0.7	-1.4 ± 0.7
a. Adviértase que las incertidumbres citadas en este cuadro son de un error estándar de ±1. Las incertidumbres citadas en el SIE eran de errores estándar de ±1,6 (o sea, aproximadamente un intervalo de confianza del 90%). Las incertidumbres citadas en el SIE se ajustaban al error estándar de ±1. Las barras de error denotan incertidumbre, no variabilidad interanual, que es sustancialmente superior. b. En los balances de carbono anteriores del IPCC se calculaba la absorción oceánica a partir de modelos y el flujo tierra-atmósfera se infería por la diferencia. c. El término de las emisiones de combustibles de origen fósil para los años ochenta ha sido revisado con una leve reducción desde el SIE. d. El flujo tierra-atmósfera representa el balance de un término positivo debido a los cambios en el uso de la tierra y a una absorción terrestre residual. Los dos téminos no pueden separarse basándose en las mediciones atmosféricas actuales. Usando análisis independientes para estimar el componente de cambios en el uso de la tierra para 1980 a 1989, puede inferirse la absorción terrestre residual del modo siguiente: Cambios en el uso de la tierra 1,7 PgC/a. (0,6 a 2,5); Absorción terrestre residual -1,9 PgC/a. (-3,8 a 0,3). Todavía no se cuenta con datos comparables para los años noventa.