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Respuesta climática transitoria a las emisiones acumuladas de carbono

La respuesta climática transitoria a las emisiones acumuladas de dióxido de carbono (TCRE) es la relación entre el cambio de temperatura superficial promedio global por unidad de dióxido de carbono (CO 2 ) emitido. [1] [2]

[3]

[4] Como el CO2 emitido puede permanecer en la atmósfera durante miles de años, esta respuesta es la cantidad en que cambia la temperatura global por la cantidad neta de dióxido de carbono total emitido por las actividades humanas a la atmósfera. [5] [6] [2] Los científicos coinciden en que la temperatura global cambia linealmente independientemente del camino tomado para alcanzar las emisiones máximas acumuladas de CO2 . [ 7] [8] [2] Esto significa que para una cantidad específica de emisiones acumuladas de CO2 , se puede esperar un cambio conocido de la temperatura global (dentro de un rango de incertidumbre), lo que indica que mantener el cambio de la temperatura global por debajo de umbrales específicos es un problema de limitación de las emisiones acumuladas de CO2 , lo que lleva a la idea de un presupuesto de carbono . [2] [9] [3]

Cálculo

Fórmulas

El TCRE se puede calcular a partir de una fórmula que representa la relación entre el cambio de temperatura y las emisiones acumuladas de carbono (medidas como CO2 ) , que es el carbono neto que queda en la atmósfera después de tener en cuenta las fuentes y los sumideros pertinentes. [6] Como medida del cambio de carbono atmosférico, el TCRE parametriza la sensibilidad del clima al dióxido de carbono para formular un valor que es el cambio de temperatura (°C) por billón de toneladas de carbono emitidas (Tt C). [6] [5] Esto se representa mediante la siguiente fórmula:

[6]

dónde,

y, 1Tt C = 3,7 Tt CO 2

La TCRE también puede definirse no en términos de respuesta de temperatura al carbono emitido, sino en términos de respuesta de temperatura al cambio en el forzamiento radiativo : [10]

[10]

dónde,

Aquí se utiliza TCRE para evaluar el efecto lineal asumido que tiene el forzamiento radiativo sobre el cambio de temperatura en un análisis histórico. [10]

Modelado

El TCRE se modela utilizando modelos climáticos que simulan las emisiones de carbono aumentando las emisiones de CO 2 en un 1% por año desde los niveles preindustriales hasta que la concentración de CO 2 en la atmósfera se duplica (2 x CO 2 ) o se cuadruplica (4 x CO 2 ). [11] [6] [2] [9] Dado que todos estos experimentos comienzan con la misma concentración atmosférica inicial de CO 2 (alrededor de 285 ppm [12] ), la duplicación y cuadruplicación ocurren a los 70 y 140 años respectivamente. Diferentes parametrizaciones de modelado del TCRE incluyen: mantener las emisiones de CO 2 constantes después de cuadruplicarlas; [12] modelar las emisiones negativas netas después de duplicarlas o cuadruplicarlas; [7] detener las emisiones después de duplicarlas y continuar el modelo hasta 10.000 años; [13] o ejecutar escenarios RCP extendidos y evaluar el cambio de temperatura por emisiones acumuladas a altas concentraciones de CO 2. [8]

Respuesta de temperatura

Respuesta global

El cambio de temperatura global es aproximadamente linealmente proporcional a las emisiones acumuladas de carbono. [9] [2] Esto significa que para una cantidad dada de emisiones de carbono, se puede esperar razonablemente una cantidad relacionada de calentamiento global . [6] [14] El Sexto Informe de Evaluación del IPCC , que es la estimación más exhaustiva hasta 2021, [3] sugiere un TCRE probable de 1,4 °C–2,2 °C por Tt C (o 1000 Pg C), un estrechamiento del rango de 0,8° a 2,5 °C por Tt C estimado por el IPCC en 2013. [9]

Respuesta regional

Aunque la respuesta de la temperatura media global a las emisiones acumuladas es aproximadamente lineal, esta respuesta no es uniforme en todo el mundo. [2] [1] [15] Los cálculos de Leduc et al. (2016) del patrón geográfico de respuesta de la temperatura (el TCRE regional o RTCRE) muestran valores de cambio de temperatura bajos en las regiones oceánicas ecuatoriales y tropicales y valores altos de cambio de temperatura superiores a 4 °C/Tt C en el Ártico. [1] Asimismo, muestran una diferencia pronunciada en la respuesta de la temperatura entre la tierra y el océano, que se debe en gran medida a que el océano absorbe gran parte del calor. [1] [12] [16]

Respuesta regional a las precipitaciones

A diferencia de la respuesta positiva de la temperatura regional, el cambio de la precipitación regional a las emisiones acumuladas es positivo o negativo, según la ubicación. [15] Partanen et al., (2017) muestran una fuerte respuesta positiva de la precipitación en el Ártico con respuestas negativas (es decir, precipitación reducida) en partes del sur de África , Australia, América del Norte y del Sur. [15]

Presupuesto de carbono

El TCRE lineal observado y calculado conduce a la noción de un presupuesto de carbono. [9] [3] [17] Un presupuesto de carbono es “la cantidad máxima de emisiones netas acumuladas de dióxido de carbono (CO 2 ) antropogénico global que resultaría en limitar el calentamiento global a un nivel dado con una probabilidad dada, teniendo en cuenta el efecto de otros forzadores climáticos antropogénicos”. [4]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd Leduc, M.; Matthews, HD; de Elia, R. (4 de enero de 2016). "Estimaciones regionales de la respuesta climática transitoria a las emisiones acumuladas de CO2". Nature Climate Change . 6 (5): 474–478. doi :10.1038/NCLIMATE2913.
  2. ^ abcdefg Matthews, HD; Zickfeld, K.; Knutti, R.; Allen, MR (12 de enero de 2018). "Enfoque en emisiones acumuladas, presupuestos globales de carbono y las implicaciones para los objetivos de mitigación climática". Environmental Research Letters . 13 : 010201. doi : 10.1088/1748-9326/aa98c9 .
  3. ^ abcd Canadell, JG, Monteiro, PMS, Costa, MH, Cotrim da Cunha, L., Cox, PM, Eliseev, AV, Henson, S., Ishii, M., Jaccard, S., Koven, C., Lohila, A., Patra, PK, Piao, S., Rogelj, J., Syampungani, S., Zaehle, S., Zickfeld, K. (2021). "Cambio climático 2021: la base científica física. Contribución del Grupo de trabajo I al sexto informe de evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático". En Masson-Delmotte, V., Zhai, P., Pirani, A., Connors, SL, Péan, C., Berger, S., Caud, N., Chen, Y., Goldfarb, L., Gomis, MI, Huang, M., Leitzell, K., Lonnoy, E., Matthews, JBR, Maycock, TK, Waterfield, T., Yelekçi, O., Yu, R., Zhou, B. (eds.). Carbono global y otros ciclos y retroalimentaciones biogeoquímicas (PDF) . Cambridge University Press.
  4. ^ ab Matthews, JBR, Fuglestvedt, JS, Masson-Delmotte, V., Möller, V., Méndez, C., van Diemen, R., Reisinger, A., Semenov, S. (2021). "Cambio climático 2021: la base científica física. Contribución del Grupo de trabajo I al sexto informe de evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático". En Masson-Delmotte, V., Zhai, P., Pirani, A., Connors, SL, Péan, C., Berger, S., Caud, N., Chen, Y., Goldfarb, L., Gomis, MI, Huang, M., Leitzell, K., Lonnoy, E., Matthews, JBR, Maycock, TK, Waterfield, T., Yelekçi, O., Yu, R., Zhou, B. (eds.). Anexo VII: Glosario (PDF) . Cambridge University Press.
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  6. ^ abcdef Matthews, HD; Gillett, NP; Stott, PA; Zickfeld, K (11 de junio de 2009). "La proporcionalidad del calentamiento global con respecto a las emisiones acumuladas de carbono". Nature . 459 (7248): 829–832. doi :10.1038/nature08047. PMID  19516338. S2CID  4423773.
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  13. ^ Frölicher, Thomas L.; Paynter, David J. (2015). "Extensión de la relación entre el calentamiento global y las emisiones acumuladas de carbono a escalas temporales multimilenarias". Environmental Research Letters . 10 (7): 075002. doi : 10.1088/1748-9326/10/7/075002 . hdl : 20.500.11850/108132 . ISSN  1748-9326.
  14. ^ Frame, David J.; Macey, Adrian H.; Allen, Myles R. (21 de septiembre de 2014). "Emisiones acumuladas y política climática". Nature Geoscience . 7 (10): 692–693. doi :10.1038/ngeo2254.
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  16. ^ Bryan, K.; Komro, FG; Manabe, S.; Spelman, MJ (1 de enero de 1982). "Respuesta climática transitoria al aumento del dióxido de carbono atmosférico". Science . 215 (4528): 56–58. doi :10.1126/science.215.4528.56. PMID  17790468. S2CID  10552825.
  17. ^ Rogelj, Joeri ; Forster, Piers M.; Kriegler, Elmar; Smith, Christopher J.; Séférian, Roland (18 de julio de 2019). "Estimación y seguimiento del presupuesto de carbono restante para objetivos climáticos estrictos". Nature . 571 (7765): 335–342. doi : 10.1038/s41586-019-1368-z . hdl : 10044/1/78011 . ISSN  0028-0836. PMID  31316194. S2CID  197542084.