La historia del descubrimiento científico del cambio climático comenzó a principios del siglo XIX, cuando se sospecharon por primera vez las edades de hielo y otros cambios naturales en el paleoclima y se identificó por primera vez el efecto invernadero natural . A finales del siglo XIX, los científicos argumentaron por primera vez que las emisiones humanas de gases de efecto invernadero podrían cambiar el equilibrio energético y el clima de la Tierra . La existencia del efecto invernadero, aunque no se denomina así, fue propuesta ya en 1824 por Joseph Fourier . [2] El argumento y la evidencia fueron reforzados aún más por Claude Pouillet en 1827 y 1838. En 1856, Eunice Newton Foote demostró que el efecto de calentamiento del sol es mayor para el aire con vapor de agua que para el aire seco, y el efecto es aún mayor. con dióxido de carbono. [3] [4]
John Tyndall fue el primero en medir la absorción y emisión infrarroja de diversos gases y vapores. A partir de 1859 demostró que el efecto se debía a una proporción muy pequeña de la atmósfera, sin que los principales gases tuvieran efecto, y se debía en gran medida al vapor de agua, aunque pequeños porcentajes de hidrocarburos y dióxido de carbono tenían un efecto significativo. [5] El efecto fue cuantificado más completamente por Svante Arrhenius en 1896, quien hizo la primera predicción cuantitativa del calentamiento global debido a una hipotética duplicación del dióxido de carbono atmosférico.
En la década de 1960, las pruebas del efecto de calentamiento del dióxido de carbono se volvieron cada vez más convincentes. Los científicos también descubrieron que las actividades humanas que generaban aerosoles atmosféricos (por ejemplo, " contaminación del aire ") también podrían tener efectos de enfriamiento (lo que más tarde se denominaría oscurecimiento global ). También se propusieron otras teorías sobre las causas del calentamiento global, que involucran fuerzas desde el vulcanismo hasta la variación solar . Durante la década de 1970, la comprensión científica del calentamiento global aumentó considerablemente.
En la década de 1990, como resultado de la mejora de la precisión de los modelos informáticos y del trabajo de observación que confirmaba la teoría de Milankovitch sobre las edades de hielo, se formó una posición de consenso. Quedó claro que los gases de efecto invernadero estaban profundamente involucrados en la mayoría de los cambios climáticos y que las emisiones causadas por el hombre estaban provocando un calentamiento global perceptible .
Desde la década de 1990, la investigación científica sobre el cambio climático ha incluido múltiples disciplinas y se ha expandido. La investigación ha ampliado la comprensión de las relaciones causales, los vínculos con datos históricos y la capacidad de medir y modelar el cambio climático. La investigación durante este período se ha resumido en los Informes de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático , y el Primer Informe de Evaluación se publicó en 1990.
Desde la antigüedad se sospechaba que el clima de una región podía cambiar a lo largo de los siglos. Por ejemplo, Teofrasto , alumno del filósofo griego Aristóteles en el siglo IV a. C., contó cómo el drenaje de las marismas había hecho que una localidad particular fuera más susceptible a la congelación, y especuló que las tierras se volvían más cálidas cuando la tala de bosques las exponía a la luz solar. En el siglo I a. C., el escritor y arquitecto romano Vitruvio escribió sobre el clima en relación con la arquitectura de la vivienda y cómo elegir la ubicación de las ciudades. [6] [7] Los eruditos europeos del Renacimiento y posteriores vieron que la deforestación , el riego y el pastoreo habían alterado las tierras alrededor del Mediterráneo desde la antigüedad; pensaron que era plausible que estas intervenciones humanas hubieran afectado el clima local. [8] [9] En su libro publicado en 1088, el erudito y estadista chino de la dinastía Song del Norte , Shen Kuo, promovió la teoría del cambio climático gradual a lo largo de siglos una vez que se descubrió que antiguos bambúes petrificados se conservaban bajo tierra en la zona de clima seco y árido. región norte de Yanzhou , hoy en día Yan'an , provincia de Shaanxi , lejos de las zonas de clima más cálido y húmedo de China, donde normalmente crecen los bambúes. [10] [11]
La conversión del este de América del Norte de bosques a tierras de cultivo en los siglos XVIII y XIX trajo cambios obvios en el transcurso de una vida humana. Desde principios del siglo XIX, muchos creyeron que la transformación estaba alterando el clima de la región, probablemente para mejor. Cuando los agricultores de Estados Unidos, apodados "destructores de césped", se apoderaron de las Grandes Llanuras , sostenían que " la lluvia sigue al arado ". [12] [13] Otros expertos no estuvieron de acuerdo y algunos argumentaron que la deforestación provocó una rápida escorrentía de agua de lluvia e inundaciones, e incluso podría resultar en una reducción de las precipitaciones. Los académicos europeos, sugiriendo que las zonas templadas habitadas por la " raza caucásica " eran naturalmente superiores para la expansión de la civilización, afirmaron que los orientales del Antiguo Cercano Oriente habían convertido descuidadamente sus tierras, una vez exuberantes, en desiertos empobrecidos. [14]
Mientras tanto, las agencias meteorológicas nacionales habían comenzado a recopilar grandes cantidades de observaciones fiables de temperatura, precipitaciones y similares. Cuando se analizaron estas cifras, mostraron muchos aumentos y caídas, pero ningún cambio constante a largo plazo. A finales del siglo XIX, la opinión científica se había vuelto decisivamente contra cualquier creencia en una influencia humana sobre el clima. Y cualesquiera que sean los efectos regionales, pocos imaginaban que los humanos pudieran afectar el clima del planeta en su conjunto. [14]
Desde mediados del siglo XVII, los naturalistas intentaron reconciliar la filosofía mecánica con la teología, inicialmente dentro de una escala de tiempo bíblica . A finales del siglo XVIII, hubo una creciente aceptación de las épocas prehistóricas. Los geólogos encontraron evidencia de una sucesión de edades geológicas con cambios climáticos. Había varias teorías contrapuestas sobre estos cambios; Buffon propuso que la Tierra había comenzado como un globo incandescente y se estaba enfriando muy gradualmente. James Hutton , cuyas ideas de cambio cíclico durante largos períodos fueron posteriormente denominadas uniformismo , fue uno de los que encontró signos de actividad glacial pasada en lugares demasiado cálidos para los glaciares de los tiempos modernos. [15]
En 1815, Jean-Pierre Perraudin describió por primera vez cómo los glaciares podrían ser responsables de las rocas gigantes que se ven en los valles alpinos. Mientras caminaba por el Val de Bagnes , notó rocas gigantes de granito esparcidas por el estrecho valle. Sabía que se necesitaría una fuerza excepcional para mover rocas tan grandes. También notó cómo los glaciares dejaban rayas en la tierra y concluyó que era el hielo el que había arrastrado los cantos rodados hacia los valles. [dieciséis]
Al principio su idea fue recibida con incredulidad. Jean de Charpentier escribió: "Encontré su hipótesis tan extraordinaria e incluso tan extravagante que consideré que no valía la pena examinarla ni siquiera considerarla". [17] A pesar del rechazo inicial de Charpentier, Perraudin finalmente convenció a Ignaz Venetz de que podría valer la pena estudiarlo. Venetz convenció a Charpentier, quien a su vez convenció al influyente científico Louis Agassiz de que la teoría glacial tenía mérito. [dieciséis]
Agassiz desarrolló una teoría de lo que denominó " Edad de Hielo ", cuando los glaciares cubrieron Europa y gran parte de América del Norte. En 1837, Agassiz fue el primero en proponer científicamente que la Tierra había estado sujeta a una era glacial en el pasado . [18] William Buckland había sido un destacado defensor en Gran Bretaña de la geología del diluvio , más tarde denominada catastrofismo , que explicaba los cantos rodados erráticos y otros "diluvios" como reliquias del diluvio bíblico . A esto se opuso firmemente la versión de Charles Lyell del uniformismo de Hutton y fue abandonado gradualmente por Buckland y otros geólogos catastrofistas. Un viaje de estudios a los Alpes con Agassiz en octubre de 1838 convenció a Buckland de que las características de Gran Bretaña habían sido causadas por la glaciación, y tanto él como Lyell apoyaron firmemente la teoría de la edad de hielo que fue ampliamente aceptada en la década de 1870. [15]
Antes de que se propusiera el concepto de edades de hielo, Joseph Fourier en 1824 razonó basándose en la física que la atmósfera de la Tierra mantenía al planeta más caliente de lo que sería el caso en el vacío. Fourier reconoció que la atmósfera transmitía ondas de luz visibles de manera eficiente a la superficie terrestre. Luego, la Tierra absorbió luz visible y emitió radiación infrarroja en respuesta, pero la atmósfera no transmitió los infrarrojos de manera eficiente, lo que, por lo tanto, aumentó la temperatura de la superficie. También sospechaba que las actividades humanas podrían influir en el equilibrio de la radiación y el clima de la Tierra, aunque se centró principalmente en los cambios en el uso de la tierra . En un artículo de 1827, Fourier afirmó: [19]
El establecimiento y el progreso de las sociedades humanas, la acción de las fuerzas naturales, pueden cambiar notablemente, y en vastas regiones, el estado de la superficie, la distribución del agua y los grandes movimientos del aire. Tales efectos pueden hacer variar, a lo largo de muchos siglos, el grado medio de calor; porque las expresiones analíticas contienen coeficientes relacionados con el estado de la superficie y que influyen mucho en la temperatura.
El trabajo de Fourier se basó en descubrimientos anteriores: en 1681, Edmé Mariotte observó que el vidrio, aunque transparente a la luz solar, obstruye el calor radiante . [20] [21] Alrededor de 1774, Horace Bénédict de Saussure demostró que los objetos cálidos no luminosos emiten calor infrarrojo y utilizó una caja aislada con tapa de vidrio para atrapar y medir el calor de la luz solar. [22] [23]
El físico Claude Pouillet propuso en 1838 que el vapor de agua y el dióxido de carbono podrían atrapar los infrarrojos y calentar la atmósfera, pero todavía no había evidencia experimental de que estos gases absorbieran calor de la radiación térmica. [24]
El efecto de calentamiento de la luz solar sobre diferentes gases fue examinado en 1856 por Eunice Newton Foote , quien describió sus experimentos utilizando tubos de vidrio expuestos a la luz solar. El efecto de calentamiento del sol fue mayor para el aire comprimido que para un tubo de vacío y mayor para el aire húmedo que para el aire seco. "En tercer lugar, el mayor efecto de los rayos del sol que he encontrado se produce en el gas ácido carbónico". (dióxido de carbono) Continuó: "Una atmósfera de ese gas daría a nuestra Tierra una temperatura alta; y si, como algunos suponen, en un período de su historia, el aire se hubiera mezclado con él en una proporción mayor que en la actualidad, una Por su acción debe haber necesariamente un aumento de temperatura, así como un aumento de peso." Su trabajo fue presentado por el profesor Joseph Henry en la reunión de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia en agosto de 1856 y descrito como una breve nota escrita por el entonces periodista David Ames Wells ; su artículo se publicó ese mismo año en el American Journal of Science and Arts . Pocos notaron el papel y no fue redescubierto hasta el siglo XXI, [26] [27] [28] [29]
John Tyndall llevó el trabajo de Fourier un paso más allá en 1859 cuando construyó un aparato para investigar la absorción de radiación infrarroja en diferentes gases. Descubrió que el vapor de agua, los hidrocarburos como el metano (CH 4 ) y el dióxido de carbono (CO 2 ) bloquean fuertemente la radiación. Comprendió que sin estos gases el planeta se congelaría rápidamente. [30] [31]
Algunos científicos sugirieron que las edades de hielo y otros grandes cambios climáticos se debían a cambios en la cantidad de gases emitidos en el vulcanismo . Pero esa fue sólo una de muchas causas posibles. Otra posibilidad obvia era la variación solar . Los cambios en las corrientes oceánicas también podrían explicar muchos cambios climáticos. Durante millones de años, el ascenso y descenso de las cadenas montañosas cambiaría los patrones tanto de los vientos como de las corrientes oceánicas. O tal vez el clima de un continente no había cambiado en absoluto, pero se había vuelto más cálido o más frío debido al desplazamiento polar (el Polo Norte se desplazaba hacia donde había estado el ecuador o cosas similares). Había decenas de teorías.
Por ejemplo, a mediados del siglo XIX, James Croll publicó cálculos sobre cómo la atracción gravitacional del Sol, la Luna y los planetas afecta sutilmente el movimiento y la orientación de la Tierra. La inclinación del eje de la Tierra y la forma de su órbita alrededor del Sol oscilan suavemente en ciclos que duran decenas de miles de años. Durante algunos períodos, el hemisferio norte recibiría ligeramente menos luz solar durante el invierno que durante otros siglos. La nieve se acumularía, reflejaría la luz del sol y daría lugar a una edad de hielo autosostenida. [17] [32] La mayoría de los científicos, sin embargo, encontraron las ideas de Croll, y cualquier otra teoría del cambio climático, poco convincentes.
A finales de la década de 1890, Samuel Pierpoint Langley junto con Frank W. Very [35] habían intentado determinar la temperatura de la superficie de la Luna midiendo la radiación infrarroja que salía de la Luna y llegaba a la Tierra. [36] El ángulo de la Luna en el cielo cuando un científico tomó una medición determinó cuánto CO 2 y vapor de agua tenía que atravesar la radiación de la Luna para llegar a la superficie de la Tierra, lo que resultó en mediciones más débiles cuando la Luna estaba baja en el cielo. . Este resultado no fue sorprendente dado que los científicos conocían la absorción de radiación infrarroja desde hacía décadas.
En 1896, Svante Arrhenius utilizó las observaciones de Langley sobre el aumento de la absorción infrarroja cuando los rayos lunares atraviesan la atmósfera en un ángulo bajo, encontrando más dióxido de carbono (CO 2 ), para estimar un efecto de enfriamiento atmosférico debido a una futura disminución de CO 2 . Se dio cuenta de que una atmósfera más fría retendría menos vapor de agua (otro gas de efecto invernadero ) y calculó el efecto de enfriamiento adicional. También se dio cuenta de que el enfriamiento aumentaría la capa de nieve y hielo en latitudes altas, haciendo que el planeta reflejara más luz solar y, por lo tanto, se enfriara aún más, como había planteado la hipótesis de James Croll . En general, Arrhenius calculó que reducir el CO 2 a la mitad sería suficiente para producir una edad de hielo. Calculó además que una duplicación del CO 2 atmosférico daría un calentamiento total de 5 a 6 grados Celsius. [37]
Además, el colega de Arrhenius, Arvid Högbom , citado extensamente en el estudio de Arrhenius de 1896 Sobre la influencia del ácido carbónico en el aire sobre la temperatura de la Tierra [38] había estado intentando cuantificar las fuentes naturales de emisiones de CO 2 con fines de comprender el ciclo global del carbono . Högbom descubrió que la producción estimada de carbono procedente de fuentes industriales en la década de 1890 (principalmente la quema de carbón) era comparable a la de las fuentes naturales. [39] Arrhenius vio que esta emisión humana de carbono eventualmente conduciría a un desequilibrio energético de calentamiento . Sin embargo, debido a la tasa relativamente baja de producción de CO 2 en 1896, Arrhenius pensó que el calentamiento tardaría miles de años y esperaba que fuera beneficioso para la humanidad. [39] [40] En 1908 revisó esta predicción para que tomara cientos de años debido a la tasa cada vez mayor de uso de combustible y que dentro de su vida esto beneficiaría a la humanidad. [41]
En 1899 , Thomas Chrowder Chamberlin desarrolló extensamente la idea de que los cambios climáticos podrían ser el resultado de cambios en la concentración de dióxido de carbono atmosférico. [42] Chamberlin escribió en su libro de 1899, Un intento de formular una hipótesis de trabajo sobre la causa de los períodos glaciales sobre una base atmosférica :
Por las investigaciones de Tyndall, Lecher y Pretner, Keller, Roentgen y Arrhenius, se ha demostrado que el dióxido de carbono y el vapor de agua de la atmósfera tienen un notable poder de absorber y retener temporalmente los rayos de calor, mientras que el oxígeno, el nitrógeno y el argón de la atmósfera poseen este poder sólo en un grado débil. De ello se deduce que el efecto del dióxido de carbono y el vapor de agua es cubrir la tierra con una envoltura térmicamente absorbente. ... Los resultados generales atribuibles a una cantidad muy aumentada o muy reducida de dióxido de carbono atmosférico y de agua pueden resumirse como sigue:
- a. Un aumento, al provocar una mayor absorción de la energía radiante del sol , eleva la temperatura media, mientras que una reducción la reduce. La estimación del Dr. Arrhenius, basada en una elaborada discusión matemática de las observaciones del Profesor Langley, es que un aumento del dióxido de carbono a la cantidad de dos o tres veces el contenido actual elevaría la temperatura promedio 8° o 9°C. . y provocaría un clima templado análogo al que prevalecía en la era Terciaria Media. Por otra parte, una reducción de la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera a una cantidad que oscilaría entre el 55 y el 62 por ciento del contenido actual, reduciría la temperatura media entre 4 y 5 grados centígrados, lo que provocaría una glaciación comparable a la del Pleistoceno.
- b. Un segundo efecto del aumento y disminución de la cantidad de dióxido de carbono atmosférico es la igualación, por un lado, de las temperaturas superficiales, o su diferenciación, por el otro. [...] [43]
El término " efecto invernadero " para este calentamiento fue introducido por Nils Gustaf Ekholm en 1901. [44] [45]
Los cálculos de Arrhenius fueron cuestionados y subsumidos en un debate más amplio sobre si los cambios atmosféricos habían causado las edades de hielo. Los intentos experimentales de medir la absorción infrarroja en el laboratorio parecieron mostrar pequeñas diferencias resultantes del aumento de los niveles de CO 2 , y también encontraron una superposición significativa entre la absorción de CO 2 y la absorción de vapor de agua, todo lo cual sugirió que el aumento de las emisiones de dióxido de carbono tendría poco impacto climático. efecto. Más tarde se descubrió que estos primeros experimentos no eran lo suficientemente precisos, dada la instrumentación de la época. Muchos científicos también pensaban que los océanos absorberían rápidamente el exceso de dióxido de carbono. [39]
A otras teorías sobre las causas del cambio climático no les fue mejor. Los principales avances se produjeron en la paleoclimatología observacional , a medida que científicos de diversos campos de la geología desarrollaron métodos para revelar climas antiguos. En 1929, Wilmot H. Bradley descubrió que las variedades anuales de arcilla depositadas en los lechos de los lagos mostraban ciclos climáticos. Andrew Ellicott Douglass vio fuertes indicios de cambio climático en los anillos de los árboles . Observando que los anillos eran más delgados en los años secos, informó sobre los efectos climáticos de las variaciones solares, particularmente en relación con la escasez de manchas solares en el siglo XVII (el Mínimo de Maunder ) notada previamente por William Herschel y otros. Otros científicos, sin embargo, encontraron buenas razones para dudar de que los anillos de los árboles pudieran revelar algo más que variaciones regionales aleatorias. El valor de los anillos de los árboles para el estudio del clima no quedó sólidamente establecido hasta la década de 1960. [46] [47]
Durante la década de 1930, el defensor más persistente de una conexión entre el sol y el clima fue el astrofísico Charles Greeley Abbot . A principios de la década de 1920, había llegado a la conclusión de que la "constante" solar tenía un nombre incorrecto: sus observaciones mostraban grandes variaciones, que relacionaba con manchas solares que pasaban por la cara del Sol. Él y algunos otros continuaron con el tema hasta la década de 1960, convencidos de que las variaciones de las manchas solares eran una de las principales causas del cambio climático. Otros científicos se mostraron escépticos. [46] [47] Sin embargo, los intentos de conectar el ciclo solar con los ciclos climáticos fueron populares en las décadas de 1920 y 1930. Científicos respetados anunciaron correlaciones que, según insistían, eran lo suficientemente fiables como para hacer predicciones. Tarde o temprano, todas las predicciones fallaron y el tema cayó en descrédito. [48]
Mientras tanto, Milutin Milankovitch , basándose en la teoría de James Croll , mejoró los tediosos cálculos de las diferentes distancias y ángulos de la radiación solar a medida que el Sol y la Luna perturbaban gradualmente la órbita de la Tierra. Algunas observaciones de varves (capas que se ven en el lodo que cubre el fondo de los lagos) coincidieron con la predicción de un ciclo de Milankovitch que duraría unos 21.000 años. Sin embargo, la mayoría de los geólogos descartaron la teoría astronómica. Porque no pudieron ajustar el calendario de Milankovitch a la secuencia aceptada, que tenía sólo cuatro edades de hielo, todas ellas de mucho más de 21.000 años. [49]
En 1938, Guy Stewart Callendar intentó revivir la teoría del efecto invernadero de Arrhenius. Callendar presentó evidencia de que tanto la temperatura como el nivel de CO 2 en la atmósfera habían estado aumentando durante el último medio siglo, y argumentó que las mediciones espectroscópicas más recientes mostraban que el gas era eficaz para absorber el infrarrojo en la atmósfera. Sin embargo, la mayoría de la opinión científica continuó cuestionando o ignorando la teoría. [50]
Una mejor espectrografía en la década de 1950 demostró que las líneas de absorción de CO 2 y vapor de agua no se superponían completamente. Los climatólogos también se dieron cuenta de que había poco vapor de agua en la atmósfera superior. Ambos avances demostraron que el efecto invernadero del CO 2 no sería anulado por el vapor de agua. [51] [39]
En 1955, el análisis de isótopos de carbono 14 realizado por Hans Suess demostró que el CO 2 liberado por los combustibles fósiles no era absorbido inmediatamente por el océano. En 1957, una mejor comprensión de la química oceánica llevó a Roger Revelle a darse cuenta de que la capa superficial del océano tenía una capacidad limitada para absorber dióxido de carbono, prediciendo también el aumento de los niveles de CO 2 y siendo posteriormente demostrado por Charles David Keeling . [52] A finales de la década de 1950, más científicos argumentaban que las emisiones de dióxido de carbono podrían ser un problema, y algunos proyectaron en 1959 que el CO 2 aumentaría un 25% para el año 2000, con efectos potencialmente "radicales" en el clima. [39] En el centenario de la industria petrolera estadounidense en 1959, organizado por el Instituto Americano del Petróleo y la Escuela de Negocios de Columbia, Edward Teller dijo: "Se ha calculado que un aumento de temperatura correspondiente a un aumento del 10 por ciento en el dióxido de carbono será suficiente para derretir la capa de hielo y sumergir a Nueva York... En la actualidad, el dióxido de carbono en la atmósfera ha aumentado un 2 por ciento por encima de lo normal. En 1970, será tal vez un 4 por ciento, y en 1980, un 8 por ciento, para 1990, el 16 por ciento si continuamos con nuestro aumento exponencial en el uso de combustibles puramente convencionales." [53] En 1960, Charles David Keeling demostró que el nivel de CO 2 en la atmósfera de hecho estaba aumentando. La preocupación aumenta año tras año junto con el aumento de la " curva de Keeling " del CO 2 atmosférico .
Otra pista sobre la naturaleza del cambio climático surgió a mediados de la década de 1960 a partir del análisis de núcleos de aguas profundas realizado por Cesare Emiliani y el análisis de corales antiguos realizado por Wallace Broecker y sus colaboradores. En lugar de cuatro glaciaciones largas , encontraron una gran cantidad de glaciaciones más cortas en una secuencia regular. Parecía que el momento de las edades de hielo estaba determinado por los pequeños cambios orbitales de los ciclos de Milankovitch . Si bien el asunto siguió siendo controvertido, algunos comenzaron a sugerir que el sistema climático es sensible a pequeños cambios y puede pasar fácilmente de un estado estable a otro diferente. [49]
Mientras tanto, los científicos comenzaron a utilizar computadoras para desarrollar versiones más sofisticadas de los cálculos de Arrhenius. En 1967, aprovechando la capacidad de las computadoras digitales para integrar numéricamente las curvas de absorción, Syukuro Manabe y Richard Wetherald hicieron el primer cálculo detallado del efecto invernadero incorporando la convección (el "modelo radiativo-convectivo unidimensional de Manabe-Wetherald"). [54] [55] Descubrieron que, en ausencia de retroalimentaciones desconocidas, como cambios en las nubes, una duplicación del dióxido de carbono con respecto al nivel actual daría como resultado un aumento de aproximadamente 2 °C en la temperatura global. Por este y otros trabajos relacionados, Manabe recibió una parte del Premio Nobel de Física 2021. [56]
En la década de 1960, la contaminación por aerosoles ("smog") se había convertido en un grave problema local en muchas ciudades, y algunos científicos comenzaron a considerar si el efecto refrescante de la contaminación por partículas podría afectar las temperaturas globales. Los científicos no estaban seguros de si predominaría el efecto de enfriamiento de la contaminación por partículas o el efecto de calentamiento de las emisiones de gases de efecto invernadero, pero de todos modos comenzaron a sospechar que las emisiones humanas podrían ser perjudiciales para el clima en el siglo XXI, si no antes. En su libro de 1968 , The Population Bomb , Paul R. Ehrlich escribió: "el efecto invernadero está siendo potenciado ahora por el gran aumento del nivel de dióxido de carbono... [esto] está siendo contrarrestado por nubes bajas generadas por estelas de vapor, polvo, y otros contaminantes... Por el momento no podemos predecir cuáles serán los resultados climáticos generales si utilizamos la atmósfera como vertedero de basura." [57]
Los esfuerzos por establecer un récord de temperatura global que comenzaron en 1938 culminaron en 1963, cuando J. Murray Mitchell presentó una de las primeras reconstrucciones de temperatura actualizadas. Su estudio involucró datos de más de 200 estaciones meteorológicas, recopilados por World Weather Records, que se utilizaron para calcular la temperatura promedio latitudinal. En su presentación, Murray demostró que, a partir de 1880, las temperaturas globales aumentaron de manera constante hasta 1940. Después de eso, surgió una tendencia de enfriamiento que duró varias décadas. El trabajo de Murray contribuyó a la aceptación general de una posible tendencia al enfriamiento global . [58] [59]
En 1965, el histórico informe "Restaurar la calidad de nuestro medio ambiente" del Comité Asesor Científico del presidente estadounidense Lyndon B. Johnson advirtió sobre los efectos nocivos de las emisiones de combustibles fósiles:
La parte que queda en la atmósfera puede tener un efecto significativo sobre el clima; el dióxido de carbono es casi transparente a la luz visible, pero es un fuerte absorbente y emisor de radiación infrarroja, particularmente en longitudes de onda de 12 a 18 micrones; en consecuencia, un aumento del dióxido de carbono atmosférico podría actuar, de forma muy parecida al vidrio de un invernadero, para elevar la temperatura del aire inferior. [42]
El comité utilizó las reconstrucciones de temperatura global y los datos de dióxido de carbono disponibles recientemente de Charles David Keeling y sus colegas para llegar a sus conclusiones. Declararon que el aumento de los niveles de dióxido de carbono atmosférico era el resultado directo de la quema de combustibles fósiles. El comité concluyó que las actividades humanas eran lo suficientemente grandes como para tener un impacto global significativo, más allá del área donde se llevan a cabo las actividades. "El hombre, sin saberlo, lleva a cabo un vasto experimento geofísico", escribió el comité. [59]
El premio Nobel Glenn T. Seaborg , presidente de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos, advirtió sobre la crisis climática en 1966: "Al ritmo que estamos añadiendo actualmente dióxido de carbono a nuestra atmósfera (seis mil millones de toneladas al año), en las próximas décadas El equilibrio térmico de la atmósfera podría alterarse lo suficiente como para producir cambios marcados en el clima, cambios que tal vez no tuviéramos medios de controlar incluso si para entonces hubiéramos hecho grandes avances en nuestros programas de modificación del clima. [60]
Un estudio de 1968 realizado por el Instituto de Investigación de Stanford para el Instituto Americano del Petróleo señaló: [61]
Si la temperatura de la Tierra aumenta significativamente, se podría esperar que ocurran una serie de eventos, incluido el derretimiento de la capa de hielo de la Antártida, un aumento en el nivel del mar, el calentamiento de los océanos y un aumento de la fotosíntesis. ... Revelle señala que el hombre está actualmente inmerso en un vasto experimento geofísico con su entorno, la Tierra. Es casi seguro que para el año 2000 se producirán cambios importantes de temperatura que podrían provocar cambios climáticos.
En 1969, la OTAN fue el primer candidato a abordar el cambio climático a nivel internacional. Se planeó entonces establecer un centro de investigación e iniciativas de la organización en el área civil, abordando temas ambientales [62] como la lluvia ácida y el efecto invernadero . La sugerencia del presidente estadounidense Richard Nixon no tuvo mucho éxito durante la administración del canciller alemán Kurt Georg Kiesinger . Pero los temas y el trabajo de preparación realizado por las autoridades alemanas sobre la propuesta de la OTAN ganaron impulso internacional (ver, por ejemplo, la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Humano de Estocolmo en 1970), cuando el gobierno de Willy Brandt comenzó a aplicarlos en la esfera civil. [62] [ se necesita aclaración ]
También en 1969, Mikhail Budyko publicó una teoría sobre la retroalimentación hielo-albedo , un elemento fundamental de lo que hoy se conoce como amplificación ártica . [63] El mismo año , William D. Sellers publicó un modelo similar . [64] Ambos estudios atrajeron una atención significativa, ya que insinuaron la posibilidad de una retroalimentación positiva descontrolada dentro del sistema climático global. [sesenta y cinco]
A principios de la década de 1970, la evidencia de que los aerosoles estaban aumentando en todo el mundo y que las series de temperaturas globales mostraban un enfriamiento alentaron a Reid Bryson y algunos otros a advertir sobre la posibilidad de un enfriamiento severo. Las preguntas y preocupaciones planteadas por Bryson y otros lanzaron una nueva ola de investigación sobre los factores de dicho enfriamiento global. [59] Mientras tanto, la nueva evidencia de que el momento de las edades de hielo estaba determinado por ciclos orbitales predecibles sugería que el clima se enfriaría gradualmente, a lo largo de miles de años. Varios paneles científicos de este período concluyeron que se necesitaba más investigación para determinar si era probable un calentamiento o un enfriamiento, lo que indica que la tendencia en la literatura científica aún no se había convertido en un consenso. [66] [67] [68] Sin embargo, para el próximo siglo, un estudio de la literatura científica de 1965 a 1979 encontró 7 artículos que predecían el enfriamiento y 44 que predecían el calentamiento (muchos otros artículos sobre el clima no hicieron ninguna predicción); Los artículos sobre el calentamiento fueron citados con mucha más frecuencia en la literatura científica posterior. [59] La investigación sobre el calentamiento y los gases de efecto invernadero mantuvo el mayor énfasis, con casi seis veces más estudios que predijeron el calentamiento que el enfriamiento, lo que sugiere que la preocupación entre los científicos fue en gran medida sobre el calentamiento a medida que dirigieron su atención hacia el efecto invernadero. [59]
John Sawyer publicó el estudio Man-made Carbon Dioxide and the "Greenhouse" Effect en 1972. [69] Resumió los conocimientos de la ciencia de la época, la atribución antropogénica del dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, su distribución y su aumento exponencial, hallazgos que todavía se mantiene hoy. Además, predijo con precisión la tasa de calentamiento global para el período comprendido entre 1972 y 2000. [70] [71]
El aumento del 25% de CO2 previsto para finales de siglo corresponde, por tanto, a un aumento de 0,6 °C en la temperatura mundial, una cantidad algo superior a la variación climática de los últimos siglos . – John Sawyer, 1972
Los primeros registros satelitales compilados a principios de la década de 1970 mostraron que la capa de nieve y hielo sobre el hemisferio norte estaba aumentando, lo que provocó un mayor escrutinio sobre la posibilidad de un enfriamiento global. [59] J. Murray Mitchell actualizó su reconstrucción de la temperatura global en 1972, que continuó mostrando un enfriamiento. [59] [72] Sin embargo, los científicos determinaron que el enfriamiento observado por Mitchell no era un fenómeno global. Los promedios globales estaban cambiando, en gran parte debido a los inviernos inusualmente severos experimentados por Asia y algunas partes de América del Norte en 1972 y 1973, pero estos cambios se limitaron principalmente al hemisferio norte. En el hemisferio sur se observó la tendencia opuesta. Los duros inviernos, sin embargo, llevaron la cuestión del enfriamiento global a la atención pública. [59]
Los principales medios de comunicación de la época exageraron las advertencias de la minoría que esperaba un enfriamiento inminente. Por ejemplo, en 1975, la revista Newsweek publicó un artículo titulado "El mundo que se enfría" que advertía sobre "signos siniestros de que los patrones climáticos de la Tierra han comenzado a cambiar". [73] El artículo se basó en estudios que documentan el aumento de nieve y hielo en regiones del hemisferio norte y en las preocupaciones y afirmaciones de Reid Bryson de que el enfriamiento global por aerosoles dominaría el calentamiento del dióxido de carbono. [59] El artículo continuaba afirmando que la evidencia de enfriamiento global era tan fuerte que a los meteorólogos les estaba costando "mantenerse al día". [73] El 23 de octubre de 2006, Newsweek publicó una actualización afirmando que había estado "espectacularmente equivocado sobre el futuro a corto plazo". [74] Sin embargo, este artículo y otros similares tuvieron efectos duraderos en la percepción pública de la ciencia climática. [59]
(dentro de 60 años:) Debido al "efecto invernadero" del CO2 atmosférico, el aumento de la concentración inducirá un calentamiento climático global de entre 0,5 y 5 °C.
... El efecto potencial sobre el medio ambiente de una fluctuación climática de tal rapidez podría ser catastrófico y requiere una evaluación de impacto de importancia y dificultad sin precedentes. Un cambio climático rápido puede resultar en pérdidas de cosechas a gran escala en un momento en que una mayor población mundial grava la agricultura hasta los límites de la productividad...
La urgencia del problema deriva de nuestra incapacidad para cambiar rápidamente a fuentes de combustibles no fósiles una vez que los efectos climáticos se hagan evidentes poco después del año 2000;...
— Frank Press , 7 de julio de 1977 [75]
Asesor científico principal del presidente estadounidense Carter
Esta cobertura mediática que anunciaba la llegada de una nueva edad de hielo generó la creencia de que éste era el consenso entre los científicos, a pesar de que esto no está reflejado en la literatura científica. Cuando se hizo evidente que la opinión científica estaba a favor del calentamiento global, el público comenzó a expresar dudas sobre cuán confiable era la ciencia. [59] El argumento de que los científicos estaban equivocados acerca del enfriamiento global, por lo que pueden estar equivocados acerca del calentamiento global, ha sido llamado "la "falacia de la edad de hielo" por el autor de Time , Bryan Walsh. [76]
En los dos primeros "Informes para el Club de Roma" de 1972 [77] y 1974 [78] se mencionaron los cambios climáticos antropogénicos debido al aumento de CO 2 y al calor residual . Sobre esto último, John Holdren escribió en un estudio [79] citado en el primer informe, "que la contaminación térmica global no es nuestra amenaza ambiental más inmediata. Sin embargo, podría llegar a ser la más inexorable si tenemos la suerte de evadir todas las amenazas". el resto". Estimaciones simples a escala global [80] que recientemente han sido actualizadas [81] y confirmadas por cálculos de modelos más refinados [82] [83] muestran contribuciones notables del calor residual al calentamiento global después del año 2100, si sus tasas de crecimiento no son fuertemente reducido (por debajo del promedio anual del 2% registrado desde 1973).
Se han acumulado pruebas del calentamiento. En 1975, Manabe y Wetherald habían desarrollado un modelo climático global tridimensional que ofrecía una representación aproximada del clima actual. Duplicar el CO 2 en la atmósfera del modelo dio como resultado un aumento de aproximadamente 2 °C en la temperatura global. [84] Varios otros tipos de modelos informáticos dieron resultados similares: era imposible hacer un modelo que diera algo parecido al clima real y que no aumentara la temperatura cuando aumentaba la concentración de CO 2 .
En un desarrollo separado, un análisis de núcleos de aguas profundas publicado en 1976 por Nicholas Shackleton y sus colegas mostró que la influencia dominante en el momento de la edad de hielo provino de un cambio orbital de Milankovitch de 100.000 años. Esto fue inesperado, ya que el cambio en la luz solar en ese ciclo fue leve. El resultado enfatizó que el sistema climático está impulsado por retroalimentaciones y, por lo tanto, es muy susceptible a pequeños cambios en las condiciones. [17]
Un memorando de 1977 (ver cuadro de citas) del principal asesor científico del presidente Carter, Frank Press , advertía sobre la posibilidad de un cambio climático catastrófico. [75] Sin embargo, otras cuestiones, como los daños conocidos a la salud causados por los contaminantes y evitar la dependencia energética de otras naciones, parecían más urgentes e inmediatos. [75] El Secretario de Energía, James Schlesinger, advirtió que "las implicaciones políticas de este tema son todavía demasiado inciertas para justificar la participación presidencial y las iniciativas políticas", y la industria de los combustibles fósiles comenzó a sembrar dudas sobre la ciencia climática. [75]
La Conferencia Mundial sobre el Clima de 1979 (12 al 23 de febrero) de la Organización Meteorológica Mundial concluyó que "parece plausible que una mayor cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera pueda contribuir a un calentamiento gradual de la atmósfera inferior, especialmente en latitudes más altas... Es posible que algunos efectos a escala regional y global sean detectables antes de finales de este siglo y se vuelvan significativos antes de mediados del próximo siglo". [85]
En julio de 1979, el Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos publicó un informe [86] en el que concluía (en parte):
Cuando se supone que el contenido de CO 2 de la atmósfera se duplica y se logra el equilibrio térmico estadístico, los esfuerzos de modelización más realistas predicen un calentamiento global de la superficie de entre 2 °C y 3,5 °C, con mayores aumentos en latitudes altas. ... lo hemos intentado, pero no hemos podido encontrar ningún efecto físico pasado por alto o subestimado que pudiera reducir los calentamientos globales estimados actualmente debido a la duplicación del CO 2 atmosférico a proporciones insignificantes o revertirlos por completo.
Una semana antes de que el presidente Carter dejara el cargo, el Consejo de Calidad Ambiental (CEQ) de la Casa Blanca emitió informes que incluían una sugerencia de limitar la temperatura promedio global a 2°C por encima de los niveles preindustriales, un objetivo acordado en el acuerdo climático de París de 2015 . [87]
A principios de la década de 1980, la ligera tendencia al enfriamiento que se había producido entre 1945 y 1975 se había detenido. La contaminación por aerosoles había disminuido en muchas zonas debido a la legislación ambiental y a los cambios en el uso de combustible, y quedó claro que el efecto refrescante de los aerosoles no iba a aumentar sustancialmente mientras los niveles de dióxido de carbono aumentaran progresivamente.
Hansen y otros publicaron el estudio de 1981 Impacto climático del aumento del dióxido de carbono atmosférico y señalaron:
Está demostrado que el calentamiento antropogénico del dióxido de carbono debería surgir del nivel de ruido de la variabilidad climática natural hacia finales de siglo, y existe una alta probabilidad de calentamiento en la década de 1980. Los posibles efectos sobre el clima en el siglo XXI incluyen la creación de regiones propensas a la sequía en América del Norte y Asia central como parte de un cambio de zonas climáticas, la erosión de la capa de hielo de la Antártida occidental con el consiguiente aumento mundial del nivel del mar y la apertura de el legendario Pasaje del Noroeste. [88]
En 1982, los núcleos de hielo de Groenlandia perforados por Hans Oeschger , Willi Dansgaard y sus colaboradores revelaron dramáticas oscilaciones de temperatura en el espacio de un siglo en el pasado distante. [89] El más destacado de los cambios en su registro correspondió a la violenta oscilación climática del Younger Dryas observada en cambios en los tipos de polen en los lechos de los lagos de toda Europa. Evidentemente, era posible que se produjeran cambios climáticos drásticos durante la vida humana.
En 1973, James Lovelock especuló que los clorofluorocarbonos (CFC) podrían tener un efecto de calentamiento global. En 1975, V. Ramanathan descubrió que una molécula de CFC podía ser 10.000 veces más eficaz para absorber la radiación infrarroja que una molécula de dióxido de carbono, lo que hacía que los CFC fueran potencialmente importantes a pesar de sus bajísimas concentraciones en la atmósfera. Si bien la mayoría de los primeros trabajos sobre los CFC se centraron en su papel en el agotamiento de la capa de ozono , en 1985 Ramanathan y otros demostraron que los CFC, junto con el metano y otros gases traza, podrían tener un efecto climático casi tan importante como el aumento del CO 2 . En otras palabras, el calentamiento global llegaría dos veces más rápido de lo esperado. [90]
En 1985, una conferencia conjunta PNUMA/OMM/CIUC sobre la "Evaluación del papel del dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero en las variaciones climáticas y sus impactos asociados" concluyó que "se espera" que los gases de efecto invernadero causen un calentamiento significativo en el próximo siglo y que algunos El calentamiento es inevitable. [91]
Mientras tanto, los núcleos de hielo perforados por un equipo franco-soviético en la estación Vostok en la Antártida mostraron que el CO 2 y la temperatura habían subido y bajado juntos en grandes oscilaciones a lo largo de glaciaciones pasadas. Esto confirmó la relación entre el CO 2 y la temperatura de una manera totalmente independiente de los modelos climáticos informáticos , lo que reforzó fuertemente el consenso científico emergente. Los hallazgos también apuntaron a poderosas retroalimentaciones biológicas y geoquímicas. [92]
En junio de 1988, James E. Hansen hizo una de las primeras evaluaciones de que el calentamiento provocado por el hombre ya había afectado de manera mensurable el clima global. [93] Poco después, una " Conferencia Mundial sobre la Atmósfera Cambiante: Implicaciones para la Seguridad Global " reunió a cientos de científicos y otras personas en Toronto . Concluyeron que los cambios en la atmósfera debidos a la contaminación humana "representan una gran amenaza para la seguridad internacional y ya están teniendo consecuencias perjudiciales en muchas partes del mundo", y declararon que para 2005 sería aconsejable que el mundo aumentara sus emisiones. aproximadamente un 20% por debajo del nivel de 1988. [94]
En la década de 1980 se produjeron importantes avances con respecto a los desafíos ambientales globales. El agotamiento del ozono fue mitigado por la Convención de Viena (1985) y el Protocolo de Montreal (1987). La lluvia ácida se reguló principalmente a nivel nacional y regional.
En 1988, la OMM estableció el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático con el apoyo del PNUMA. El IPCC continúa su trabajo hasta el día de hoy y publica una serie de informes de evaluación e informes complementarios que describen el estado de la comprensión científica en el momento en que se prepara cada informe. Los avances científicos durante este período se resumen aproximadamente una vez cada cinco o seis años en los informes de evaluación del IPCC que se publicaron en 1990 ( primer informe de evaluación ), 1995 ( segundo informe de evaluación ), 2001 ( tercer informe de evaluación ), 2007 ( cuarto informe de evaluación ). , 2013/2014 ( V Informe de Evaluación ). y Sexto Informe de Evaluación de 2021 [99] El informe de 2001 fue el primero en afirmar positivamente que era "probable" que el aumento de la temperatura global observado se debiera a actividades humanas. La conclusión estuvo influenciada especialmente por el llamado gráfico del palo de hockey que muestra un abrupto aumento histórico de la temperatura simultáneo con el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero, y por observaciones de cambios en el contenido de calor del océano que tenían una "firma" que coincidía con el patrón que calcularon los modelos informáticos. por el efecto del calentamiento del invernadero. En el momento del informe de 2021, los científicos tenían mucha evidencia adicional. Sobre todo, las mediciones de paleotemperaturas de varias épocas del pasado distante y el registro del cambio de temperatura desde mediados del siglo XIX podrían cotejarse con las mediciones de los niveles de CO 2 para proporcionar una confirmación independiente de los cálculos del modelo de supercomputadora.
Estos avances dependieron crucialmente de enormes programas de observación que abarcaron todo el mundo. Desde la década de 1990, la investigación sobre el cambio climático histórico y moderno se expandió rápidamente. La coordinación internacional estuvo a cargo del Programa Mundial de Investigación Climática (establecido en 1980) y se orientó cada vez más hacia la aportación a los informes del IPCC. Las redes de medición como el Sistema Global de Observación de los Océanos , el Sistema Integrado de Observación del Carbono y el Sistema de Observación de la Tierra de la NASA permitieron monitorear las causas y efectos del cambio en curso. La investigación también se amplió, vinculando muchos campos como las ciencias de la Tierra, las ciencias del comportamiento, la economía y la seguridad .
Una cuestión históricamente importante en la investigación del cambio climático ha sido la relativa a la importancia de la actividad humana y las causas naturales durante el período de registro instrumental . En el Segundo Informe de Evaluación (SAR) de 1995, el IPCC hizo la afirmación ampliamente citada de que "el balance de la evidencia sugiere una influencia humana discernible en el clima global". La frase "equilibrio de pruebas" sugería el estándar de prueba del derecho consuetudinario (inglés) requerido en los tribunales civiles, a diferencia de los penales: no tan alto como "más allá de toda duda razonable". En 2001, el Tercer Informe de Evaluación (TAR) refinó esto, diciendo: "Existen pruebas nuevas y más sólidas de que la mayor parte del calentamiento observado en los últimos 50 años es atribuible a actividades humanas". [100] El Cuarto Informe de Evaluación (AR4) de 2007 reforzó esta conclusión:
Otros hallazgos del Cuarto Informe de Evaluación del IPCC incluyen:
A continuación se enumeran algunos resultados de estudios científicos sobre este tema:
Antes de la década de 1980, cuando no estaba claro si el efecto de calentamiento del aumento de los gases de efecto invernadero era más fuerte que el efecto de enfriamiento de las partículas transportadas por el aire en la contaminación del aire , los científicos utilizaban el término modificación climática inadvertida para referirse a los impactos humanos en el clima. [114]
En la década de 1980, los términos calentamiento global y cambio climático se volvieron más comunes. Aunque los dos términos a veces se usan indistintamente, [115] científicamente, el calentamiento global se refiere sólo al aumento del calentamiento de la superficie, mientras que el cambio climático describe la totalidad de los cambios en el sistema climático de la Tierra . [114] Calentamiento global , utilizado ya en 1975 [116] , se convirtió en el término más popular después de que el científico climático de la NASA James Hansen lo usara en su testimonio de 1988 en el Senado de los Estados Unidos . [117] Desde la década de 2000, el cambio climático ha aumentado su uso. [118] El cambio climático también puede referirse más ampliamente tanto a cambios causados por el hombre como a cambios naturales a lo largo de la historia de la Tierra. [119]
Varios científicos, políticos y medios de comunicación utilizan ahora los términos crisis climática o emergencia climática para hablar de cambio climático y calentamiento global en lugar de calentamiento global . [120]
Ha habido intentos de generar controversia pública sobre la exactitud del registro instrumental de temperatura sobre la base del efecto de isla de calor urbana , la calidad de la red de estaciones de superficie y afirmaciones de que ha habido ajustes injustificados al registro de temperatura. [121] [122]
Las estaciones meteorológicas que se utilizan para calcular los registros de temperatura global no están distribuidas uniformemente en el planeta y su distribución ha cambiado con el tiempo. Había una pequeña cantidad de estaciones meteorológicas en la década de 1850, y la cantidad no alcanzó las 3000+ actuales hasta el período de 1951 a 1990 [123].
El Tercer Informe de Evaluación (TAR) del IPCC de 2001 reconoció que la isla de calor urbana es un efecto local importante , pero citó análisis de datos históricos que indican que el efecto de la isla de calor urbana en la tendencia de la temperatura global no supera los 0,05 °C (0,09 °F) grados hasta 1990. [124] Peterson (2003) no encontró diferencias entre el calentamiento observado en áreas urbanas y rurales. [125]
Parker (2006) encontró que no había diferencia en el calentamiento entre noches tranquilas y ventosas. Dado que el efecto de isla de calor urbano es más fuerte en las noches tranquilas y es débil o ausente en las noches con mucho viento, esto se tomó como evidencia de que las tendencias de la temperatura global no están significativamente contaminadas por los efectos urbanos. [126] Pielke y Matsui publicaron un artículo que no estaba de acuerdo con las conclusiones de Parker. [127]
En 2005, Roger A. Pielke y Stephen McIntyre criticaron el registro instrumental de temperatura de Estados Unidos y sus ajustes, y Pielke y otros criticaron la mala calidad de la ubicación de varias estaciones meteorológicas en Estados Unidos. [128] [129] Un estudio realizado en 2010 examinó la ubicación de las estaciones de temperatura y encontró que aquellas estaciones de medición que estaban mal mostraban un ligero sesgo frío en lugar del sesgo cálido que habían postulado los negacionistas. [130] [131]
El grupo Berkeley Earth Surface Temperature llevó a cabo una evaluación independiente de los registros de temperatura terrestre, que examinó cuestiones planteadas por los negacionistas, como el efecto isla de calor urbano, la mala calidad de las estaciones y el riesgo de sesgo en la selección de datos. Los resultados preliminares, hechos públicos en octubre de 2011, encontraron que estos factores no habían sesgado los resultados obtenidos por la NOAA, el Centro Hadley junto con la Unidad de Investigación Climática ( HadCRUT ) y el GISS de la NASA en estudios anteriores. El grupo también confirmó que durante los últimos 50 años la superficie terrestre se calentó 0,911 °C, y sus resultados coincidieron estrechamente con los obtenidos en estos estudios anteriores. [132] [133] [134] [135]
Los modelos de circulación general y consideraciones físicas básicas predicen que en los trópicos la temperatura de la troposfera debería aumentar más rápidamente que la temperatura de la superficie. Un informe de 2006 del Programa Científico del Cambio Climático de Estados Unidos señaló que los modelos y las observaciones coincidían en esta amplificación para escalas de tiempo mensuales e interanuales, pero no para escalas de tiempo decenales en la mayoría de los conjuntos de datos observados. Las técnicas mejoradas de medición y análisis han conciliado esta discrepancia: las temperaturas corregidas de la superficie de las boyas y los satélites son ligeramente más frías y las mediciones corregidas por satélite y radiosondas de la troposfera tropical son ligeramente más cálidas. [136] Las mediciones de temperatura por satélite muestran que las temperaturas troposféricas están aumentando a "tasas similares a las de la temperatura de la superficie", lo que llevó al IPCC a concluir en 2007 que esta discrepancia está conciliada. [137]
La hipótesis del iris fue una hipótesis propuesta por Richard Lindzen y sus colegas en 2001 que sugerían que el aumento de la temperatura de la superficie del mar en los trópicos daría como resultado una reducción de los cirros y, por tanto, una mayor fuga de radiación infrarroja de la atmósfera terrestre . Su estudio de los cambios observados en la cobertura de nubes y los efectos modelados sobre la radiación infrarroja liberada al espacio como resultado parecían respaldar la hipótesis. [138] Se planteó la hipótesis de que esta fuga de radiación infrarroja sugerida era una retroalimentación negativa en la que un calentamiento inicial daría como resultado un enfriamiento general de la superficie.
La idea del efecto iris de los cirros al atrapar la radiación saliente era razonable, pero ignoraba el efecto compensador mayor sobre el bloqueo de los rayos solares entrantes y los efectos de los cambios en la altitud de las nubes. [139] : 92 [140] Además, se encontraron varios errores en los artículos. [141] [142] Por esta razón, el efecto iris ya no juega un papel en el consenso científico actual sobre el cambio climático .El cambio climático causado por las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de actividades humanas ocurre en todas partes de la Tierra, y si bien la Antártida es menos vulnerable a él que cualquier otro continente, [143] el cambio climático en la Antártida ya se ha observado. Ha habido un aumento de temperatura promedio de >0,05 °C/década desde 1957 en todo el continente, aunque había sido desigual. [144] Mientras que la Antártida occidental se calentó más de 0,1 °C/década entre los años 1950 y 2000 y la expuesta Península Antártica se ha calentado 3 °C (5,4 °F) desde mediados del siglo XX, [145] las temperaturas más frías y más La Antártida Oriental estable había estado experimentando un enfriamiento hasta la década de 2000. [146] [147] Alrededor de la Antártida, el Océano Austral ha absorbido más calor que cualquier otro océano, [148] con un calentamiento particularmente fuerte a profundidades inferiores a 2000 m (6600 pies) [149] : 1230 y alrededor de la Antártida Occidental, que ha calentado 1 °C (1,8 °F) desde 1955. [145]
El calentamiento de las aguas territoriales de la Antártida ha provocado el debilitamiento o el colapso total de las plataformas de hielo , que flotan cerca de la costa de los glaciares y los estabilizan. Muchos glaciares costeros han ido perdiendo masa y retrocediendo, lo que provoca una pérdida neta de hielo anual en toda la Antártida, [149] : 1264 incluso cuando la capa de hielo de la Antártida Oriental continúa ganando hielo tierra adentro. Se espera que para 2100, sólo la pérdida neta de hielo de la Antártida agregue alrededor de 11 cm (5 pulgadas) al aumento global del nivel del mar . Sin embargo, la inestabilidad de la capa de hielo marina puede hacer que la Antártida Occidental contribuya decenas de centímetros más si se desencadena antes de 2100. [149] : 1270 Con un mayor calentamiento, la inestabilidad sería mucho más probable y podría duplicar el aumento general del nivel del mar en el siglo XXI. [150] [151] [152]
El agua fresca de deshielo del hielo, 1100-1500 mil millones de toneladas (GT) por año, diluye el agua salina del fondo antártico , [153] [154] debilitando así la célula inferior de la circulación de vuelco del Océano Austral . [149] : 1240 Algunas investigaciones sugieren tentativamente que puede ocurrir un colapso total de la circulación entre 1,7 °C (3,1 °F) y 3 °C (5,4 °F) de calentamiento global, [155] aunque se espera que se desarrollen todos los efectos. durante varios siglos. Incluyen menos precipitaciones en el hemisferio sur pero más en el hemisferio norte , y una eventual disminución de las pesquerías en el océano Austral con un posible colapso de ciertos ecosistemas marinos . [156] Además, si bien muchas especies antárticas permanecen sin descubrir, ya hay aumentos documentados en la flora y ya se ha observado que grandes especies de fauna , como los pingüinos , luchan por conservar un hábitat adecuado . En las tierras sin hielo, el permafrost se derrite, liberando no sólo gases de efecto invernadero , sino también contaminación anteriormente congelada . [157]
Probablemente toda la capa de hielo de la Antártida occidental eventualmente se derretirá, [158] [159] [160] a menos que las temperaturas se reduzcan 2 °C (3,6 °F) por debajo de los niveles del año 2020. [161] La pérdida de esta capa de hielo tardaría entre 2.000 y 13.000 años, [162] [163] aunque varios siglos de altas emisiones podrían acortarlo a 500 años. [164] Se producirían 3,3 m (10 pies 10 pulgadas) de aumento del nivel del mar si la capa de hielo colapsa pero deja atrás casquetes polares en las montañas, y 4,3 m (14 pies 1 pulgadas) si estos también se derriten. [165] El rebote isostático también puede agregar alrededor de 1 m (3 pies 3 pulgadas) al nivel global del mar durante otros 1000 años. [164] La capa de hielo de la Antártida Oriental es mucho más estable y solo puede causar un aumento de 0,5 m (1 pie 8 pulgadas) - 0,9 m (2 pies 11 pulgadas) del nivel del mar con respecto al nivel actual de calentamiento, que es una pequeña fracción de los 53,3 m (175 pies) contenidos en la capa de hielo completa. [166] Alrededor de 3 ° C (5,4 ° F), lugares vulnerables como la Cuenca Wilkes y la Cuenca Aurora pueden colapsar durante un período de alrededor de 2000 años, [162] [163] lo que sumaría hasta 6,4 m (21 pies 0 pulgadas) al nivel del mar. [164] La capa de hielo de la Antártida oriental solo se derretiría por completo con un calentamiento global de entre 5 °C (9,0 °F) y 10 °C (18 °F), y requeriría al menos 10.000 años para desaparecer. [162] [163]Algunos negacionistas del cambio climático han argumentado que la variación solar contribuye significativamente al calentamiento global observado, lo que reduciría la importancia relativa de las causas provocadas por el hombre. Sin embargo, esto no está respaldado por un consenso científico sobre el cambio climático . Los científicos rechazan la idea de que el calentamiento observado en el récord de temperatura media global en superficie desde aproximadamente 1850 sea el resultado de variaciones solares: "El rápido aumento observado en las temperaturas medias globales observado después de 1985 no puede atribuirse a la variabilidad solar, cualquiera que sea el mecanismo invocado". y por mucho que se amplifique la variación solar." [167]
La posición consensuada es que la radiación solar puede haber aumentado en 0,12 W/m 2 desde 1750, en comparación con 1,6 W/m 2 para el forzamiento antropogénico neto. [168] : 3 Ya en 2001, el Tercer Informe de Evaluación del IPCC había descubierto que "se estima que el cambio combinado en el forzamiento radiativo de los dos principales factores naturales (variación solar y aerosoles volcánicos) es negativo para los dos últimos, y posiblemente las últimas cuatro décadas." [169]
Algunos estudios dicen que el nivel actual de actividad solar es históricamente alto según lo determinado por la actividad de las manchas solares y otros factores. La actividad solar podría afectar el clima ya sea por variación en la producción del Sol o, de manera más especulativa, por un efecto indirecto sobre la cantidad de formación de nubes . Solanki y sus colaboradores sugieren que la actividad solar durante los últimos 60 a 70 años puede estar en su nivel más alto en 8.000 años, sin embargo dijeron que "es poco probable que la variabilidad solar haya sido la causa dominante del fuerte calentamiento durante las últimas tres décadas". ", y concluyó que "como máximo el 30% del fuerte calentamiento ocurrido desde [1970] puede ser de origen solar". [170] Otros no han estado de acuerdo con el estudio, sugiriendo que otros niveles comparablemente altos de actividad han ocurrido varias veces en los últimos miles de años. [171] Llegaron a la conclusión de que "las reconstrucciones de la actividad solar nos dicen que sólo una pequeña fracción del reciente calentamiento global puede explicarse por la variable Sol". [172]
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El papel de la actividad solar en el cambio climático también se ha calculado durante períodos de tiempo más largos utilizando conjuntos de datos "proxy", como los anillos de los árboles . [173] Los modelos indican que los forzamientos solares y volcánicos pueden explicar los períodos de calor y frío relativos entre los años 1000 y 1900 d. C., pero se necesitan forzamientos inducidos por el hombre para reproducir el calentamiento de finales del siglo XX. [174]
Otra línea de evidencia en contra de que el sol haya causado el cambio climático reciente proviene de observar cómo han cambiado las temperaturas en diferentes niveles de la atmósfera terrestre. [175]
La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US EPA, 2009) respondió a los comentarios públicos sobre la atribución del cambio climático. [176] Varios comentaristas habían argumentado que el cambio climático reciente podría atribuirse a cambios en la irradiancia solar. Según la EPA de EE. UU. (2009), esta atribución no estaba respaldada por la mayor parte de la literatura científica . Citando el trabajo del IPCC (2007), la EPA de EE. UU. señaló la baja contribución de la irradiancia solar al forzamiento radiativo desde el inicio de la Revolución Industrial en 1750. Durante este período (1750 a 2005), [177] la contribución estimada La relación entre la irradiancia solar y el forzamiento radiativo fue del 5% del valor del forzamiento radiativo combinado debido al aumento de las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono, metano y óxido nitroso (ver gráfico al lado).
Los científicos del clima han analizado el papel del Sol en el cambio climático reciente. Desde 1978, los satélites [178] : 6 han medido la emisión del Sol con mucha más precisión de lo que antes era posible desde la superficie. Estas mediciones indican que la irradiancia solar total del Sol no ha aumentado desde 1978, por lo que el calentamiento durante los últimos 30 años no puede atribuirse directamente a un aumento en la energía solar total que llega a la Tierra (ver gráfico arriba, izquierda). En las tres décadas transcurridas desde 1978, la combinación de actividad solar y volcánica probablemente tuvo una ligera influencia refrescante en el clima. [179]
Se han utilizado modelos climáticos para examinar el papel del Sol en el cambio climático reciente. [180] Los modelos no pueden reproducir el rápido calentamiento observado en las últimas décadas cuando solo tienen en cuenta las variaciones en la irradiancia solar total y la actividad volcánica. Sin embargo, los modelos pueden simular los cambios de temperatura observados en el siglo XX cuando incluyen todos los forzamientos externos más importantes, incluidas las influencias humanas y los forzamientos naturales. Como ya se ha dicho, Hegerl et al. (2007) concluyeron que el forzamiento de los gases de efecto invernadero había causado "muy probablemente" la mayor parte del calentamiento global observado desde mediados del siglo XX. Al llegar a esta conclusión, Hegerl et al. (2007) admitieron la posibilidad de que los modelos climáticos hubieran subestimado el efecto del forzamiento solar. [181]
Los modelos y observaciones (ver figura arriba, en el centro) muestran que los gases de efecto invernadero provocan el calentamiento de la atmósfera inferior en la superficie (llamada troposfera ), pero el enfriamiento de la atmósfera superior (llamada estratosfera ). [182] El agotamiento de la capa de ozono por los refrigerantes químicos también ha resultado en un efecto de enfriamiento en la estratosfera. Si el Sol fuera responsable del calentamiento observado, se esperaría un calentamiento de la troposfera en la superficie y un calentamiento en la parte superior de la estratosfera, ya que el aumento de la actividad solar repondría el ozono y los óxidos de nitrógeno . [183] La estratosfera tiene un gradiente de temperatura inverso al de la troposfera, por lo que a medida que la temperatura de la troposfera se enfría con la altitud, la estratosfera aumenta con la altitud. Las células de Hadley son el mecanismo por el cual el ozono generado ecuatorialmente en los trópicos (el área de mayor irradiancia ultravioleta en la estratosfera) se mueve hacia los polos. Los modelos climáticos globales sugieren que el cambio climático puede ampliar las células de Hadley y empujar la corriente en chorro hacia el norte, expandiendo así la región tropical y dando como resultado condiciones más cálidas y secas en esas áreas en general. [184]
Algunos han argumentado que el Sol es responsable del cambio climático observado recientemente. [185] El calentamiento en Marte se citó como evidencia de que el calentamiento global en la Tierra estaba siendo causado por cambios en el Sol. [186] [187] [188] Esto ha sido desacreditado por los científicos: "Las oscilaciones en la órbita de Marte son la principal causa de su cambio climático en la era actual" (ver también forzamiento orbital ). [189] Además, existen explicaciones alternativas de por qué se había producido el calentamiento en Tritón, Plutón, Júpiter y Marte. [188]
La opinión de que los rayos cósmicos podrían proporcionar el mecanismo por el cual los cambios en la actividad solar afectan el clima no está respaldada por la literatura. [190] Salomón y otros. (2007) [191] afirman:
[..] la serie temporal de rayos cósmicos no parece corresponder a la cobertura global total de nubes después de 1991 o a la cobertura global de nubes de bajo nivel después de 1994. Junto con la falta de un mecanismo físico probado y la plausibilidad de otros factores causales que afectan los cambios En la cobertura de nubes, esto hace que la asociación entre los cambios en los aerosoles inducidos por los rayos cósmicos galácticos y la formación de nubes sea controvertida.
Estudios realizados en 2007 y 2008 no encontraron relación entre el calentamiento de las últimas décadas y los rayos cósmicos. [192] [193] Pierce y Adams (2009) [194] utilizaron un modelo para simular el efecto de los rayos cósmicos en las propiedades de las nubes. Llegaron a la conclusión de que el efecto hipotético de los rayos cósmicos era demasiado pequeño para explicar el cambio climático reciente. [194] Los autores de ese estudio señalaron que sus hallazgos no descartaban una posible conexión entre los rayos cósmicos y el cambio climático, y recomendaron más investigaciones. [195]
Erlykin et al. (2009) [196] encontró que la evidencia mostraba que las conexiones entre la variación solar y el clima eran más probablemente mediadas por la variación directa de la insolación que por los rayos cósmicos, y concluyó: "Por lo tanto, dentro de nuestras suposiciones, el efecto de la actividad solar variable, ya sea por irradiación solar directa o por velocidades variables de los rayos cósmicos, debe ser inferior a 0,07 °C desde 1956, es decir, menos del 14% del calentamiento global observado." Carslaw (2009) [197] y Pittock (2009) [198] revisaron la literatura reciente e histórica en este campo y continúan encontrando que el vínculo entre los rayos cósmicos y el clima es tenue, aunque alientan la investigación continua.
Henrik Svensmark ha sugerido que la actividad magnética del sol desvía los rayos cósmicos y que esto puede influir en la generación de núcleos de condensación de nubes y, por tanto, influir en el clima. [199]
{{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda ){{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda )Su publicación en 1890 de observaciones infrarrojas en el Observatorio Allegheny de Pittsburgh junto con Frank Washington Very fue utilizada por Svante Arrhenius para realizar los primeros cálculos sobre el efecto invernadero.
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ) Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )En resumen, no encontramos evidencia de que las tendencias de temperatura promedio de CONUS estén infladas debido a una mala ubicación de las estaciones... La razón por la cual la exposición de las estaciones no juega un papel obvio en las tendencias de temperatura probablemente justifica una mayor investigación.
Hay muchos estudios
paleoclimáticos
interesantes que sugieren que la variabilidad solar influyó en el clima preindustrial.
También hay algunos estudios de detección y atribución que utilizan modelos climáticos globales que sugieren que hubo una influencia detectable de la variabilidad solar en la primera mitad del siglo XX y que las variaciones del forzamiento de la radiación solar fueron amplificadas por algún mecanismo que aún se desconoce.
Sin embargo, estos hallazgos no son relevantes para ningún debate sobre el cambio climático moderno.
Nuestros resultados muestran que el rápido aumento observado en las temperaturas medias globales observado después de 1985 no puede atribuirse a la variabilidad solar, cualquiera que sea el mecanismo que se invoque y sin importar cuánto se amplifique la variación solar.
{{cite book}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)Nuestros resultados muestran que el rápido aumento observado en las temperaturas medias globales observado después de 1985 no puede atribuirse a la variabilidad solar, cualquiera que sea el mecanismo que se invoque y sin importar cuánto se amplifique la variación solar.
{{cite book}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{citation}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)(teléfono telefónico: 0-521-01495-6 ).{{citation}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)(teléfono telefónico: 978-0-521-70596-7 ).Fuentes de dominio público
Este artículo incorpora material de dominio público de EPA (2009), Hallazgos sobre peligro y causa o contribución de gases de efecto invernadero según la Sección 202 (a) de la Ley de Aire Limpio. Respuesta de la EPA a los comentarios públicos, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA), archivado desde el original el 14 de agosto de 2012 , consultado el 23 de junio de 2011. Este artículo incorpora material de dominio público de Karl, TR; Melillo. J.; Peterson, T.; Hassol, SJ, eds. (2009). Impactos del cambio climático global en los Estados Unidos (PDF) . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0-521-14407-0. Archivado (PDF) desde el original el 15 de noviembre de 2019 . Consultado el 23 de diciembre de 2017 .. El estado de dominio público de este informe se puede encontrar en la página 4 de la fuente.