El Cambio Climático Antropogénico: Una teoría
científica en un debate socio-político a escala global
La invitación del Rector para que impartiera esta lección inaugural del curso
2015-2016, además de apreciarla como una deferencia que cordialmente le
agradezco, también la interpreté como su interés por que versara sobre el
Cambio Climático, el campo científico al que me dedico, quizá por ser éste un
asunto que va a concitar la atención mundial en los próximos meses. Como
sabrán, en diciembre de este año está convocada en Paris la vigésimo primera
Convención Marco de Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, con el
propósito de alcanzar acuerdos globales para tratar de mitigar la futura
intensificación de dicho fenómeno.
De los diversos aspectos que componen el complejo asunto del Cambio
Climático, dedicaré esta lección a esbozar su fundamento físico, los medios de
que dispone la Ciencia para analizarlo y lo que ésta puede decir acerca de su
posible evolución futura. Pero he creído conveniente comenzar con unas
consideraciones sobre porqué el Cambio Climático ha sido, y pasmosamente
continua siendo, un tema de debate socio-político.
Por Cambio Climático Antropogénico se entiende la alteración que experimentan
los diversos climas terrestres por el sobrecalentamiento causado al acumularse
en la atmósfera ciertos gases emitidos cuando quemamos combustibles fósiles
(carbón, petróleo y gas). Esta es en esencia la teoría sobre cuya consistencia la
Ciencia ya no alberga dudas, pero que curiosamente la sociedad aún contempla
como un tema sujeto a controversia.
Sería esto comprensible si se tratase de una cuestión ante la que cupiera aducir
razones morales, creencias religiosas o convicciones políticas. Pero el Cambio
Climático Antropogénico es una teoría científica, como lo son la Teoría de la
Relatividad o la Cinética de Gases. La práctica generalidad de las teorías se han
discutido en los foros científicos, no en la sociedad. Y cuando la Ciencia ha
acordado la solvencia de una teoría, no se comprende que sea puesta en
cuestión en foros sociales, económicos o políticos. Entonces, ¿qué tiene de
particular la teoría del Cambio Climático Antropogénico?
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Buscando entre los raros precedentes de una teoría científica que también
hubiera provocado debate en la sociedad, acaso admita comparación la famosa
Teoría de la Evolución de las Especies, propuesta por Darwin y Wallace a
mediados del siglo XIX. Los ilustrados más radicales de aquella época
esgrimieron la teoría darwinista para combatir el cándido creacionismo sostenido
entonces por la mayoría de religiones, lo que provocó la reacción impetuosa de
ciertos estamentos, y ese debate se propagó de forma muy rápida al ámbito
social y político. Los medios de comunicación tomaron también partido,
divulgando oportunas opiniones de “científicos” de uno u otro signo. No obstante,
la polémica se calmó al cabo de pocas décadas, pues la Ciencia siguió aportando
evidencias que apuntalaban la teoría y, al mismo tiempo, los ideólogos religiosos
hallaron argumentos para conciliarla con los dogmas, claro.
¿Qué semejanzas con aquel debate presenta el actual sobre el Cambio
Climático?. Creo que se pueden hallar en algunos rasgos de su desarrollo
histórico que se inició a finales de la década de los 70 del pasado siglo. Por
entonces surgieron las primeras noticias acerca de que un calentamiento global
empezaba a ser discernible de la variabilidad natural del clima, cuya causa debía
atribuirse a la acumulación de gases emitidos por actividades humanas, como
ya habían advertido especulativamente algunos científicos a finales del siglo XIX.
Ante esas novedades, la mayoría de científicos se mostraron escépticos, pero a
muchos les despertó un enorme interés por conocer mejor los procesos físicos
que determinan el clima terrestre. Así se inició uno más de los más
extraordinarios avances conseguidos por la Ciencia en las últimas cuatro
décadas.
Con esos incipientes hallazgos, aparecieron en escena grupos ambientalistas
radicales, junto a algunos científicos poco rigurosos, lo que empezó a politizar el
tema del Cambio Climático, pues inmediatamente se inició el contraataque de
diversas organizaciones, preferentemente de signo conservador, apoyadas por
importantes corporaciones industriales. Comenzó entonces un curioso proceso.
Desde la izquierda se decidió exponer tales hallazgos científicos con tintes algo
catastrofistas, creyendo que así concitarían la atención de una sociedad que
suponían apática. Y a su vez, desde la derecha se optó por la búsqueda
desesperada de ideas imaginativas para negar, como fuera, que el
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calentamiento global pudiera atribuirse a las emisiones antropogénicas. Pero con
el tiempo, uno tras otro de tales argumentos se han ido desmoronando ante el
inmisericorde contraste con observaciones cada vez más precisas y la veloz
mejora del conocimiento científico.
Aunque fueron relativamente pocos los científicos del clima que por aquella
época cayeron en el dogmatismo, algunos adquirieron una efímera relevancia
porque para muchos medios de comunicación sus declaraciones resultaban más
atractivas, pues no planteaban dudas ni incertidumbres. Ante tan notable grado
de desinformación sobre el problema real del Cambio Climático global, en la
década de los 90 los científicos, bajo el auspicio de Naciones Unidas, crearon un
canal
de
comunicación
extraordinariamente
valioso:
El
Panel
Intergubernamental de expertos en Cambio Climático (IPCC por sus siglas en
inglés). Desde entonces, este Panel ha publicado cinco informes, el último en
2013, en los que se sintetiza el mejor conocimiento científico alcanzado hasta
ese momento. En ellos no se recoge la opinión de sus autores, sino su
evaluación de los avances en el conocimiento sobre el tema publicados en
revistas científicas a lo largo de los seis años precedentes, resumiendo el
resultado de esa tarea en un conjunto de recomendaciones. Una ingente y
encomiable labor, reconocida con un premio Nobel de la Paz.
No obstante, los dictámenes del IPCC continúan siendo objeto del acoso
obsesivo de grupos radicalizados de sesgo “negacionista”, que toman las
incertidumbres planteadas en los informes como prueba de desconocimiento y
se obstinan, ellos sabrán porqué, en tratar de convencer a la sociedad y a los
políticos de que la falta de precisión absoluta equivale a un desconocimiento
total, abogando así por aplazar cualquier decisión hasta que la Ciencia no
disponga de más certezas. Pero la verdad es que los científicos sabemos
bastante del Cambio Climático Global, tanto como para comprender su causa
esencial y ofrecer solventes proyecciones sobre su probable futura evolución.
Empiezo por lo que sabemos sobre el fundamento físico que liga el
calentamiento global terrestre, UNA EVIDENCIA, con la acumulación en la
atmósfera de ciertos gases, OTRA EVIDENCIA.
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¿Por qué se produce un calentamiento?. La temperatura de cualquier materia
obedece al balance de la energía que intercambia con su entorno exterior. Si
gana más calor que pierde, la temperatura aumenta en una cantidad que
depende de la capacidad calorífica de dicha materia y crece a un ritmo en función
de su inercia térmica. Esta es una ley inviolable de la Física.
El planeta Tierra, aislado en el espacio, solo puede ganar o perder calor en forma
de radiación. Gana el que llega del Sol y pierde el que emite el planeta hacia el
espacio en forma de radiación infrarroja, y la Física nos dice que la magnitud del
flujo de esa radiación infrarroja depende de la temperatura de emisión terrestre.
Un sencillo cálculo resolviendo una simple ecuación determina que, para que
haya equilibrio entre la energía ganada del Sol y la infrarroja emitida por la Tierra,
el promedio global de la temperatura de emisión terrestre debe ser de 18 grados
bajo cero. Pero sabemos que la temperatura media global de la superficie
terrestre es de unos 15 grados (o sea, 33 grados más). Luego no todo el calor
infrarrojo que se desprende de la superficie terrestre escapa al espacio exterior.
Esto se debe a que ciertos gases presentes de forma natural en la atmósfera
actúan como si ésta fuera un invernadero, que deja entrar una buena parte de la
radiación solar que calienta las plantas y el aire de su interior, pero permite que
escape solo una pequeña porción del calor que desprenden, elevándose así la
temperatura interior. Esos 33 grados en el caso del gran “invernadero”
atmosférico.
De los diversos gases atmosféricos que contribuyen a este “efecto invernadero”
los tres principales son, por este orden, el vapor de agua, el dióxido de carbono
(CO2) y el metano (CH4). Obviamente, si aumentara la concentración en la
atmósfera de alguno de ellos, también lo haría la temperatura global de la
superficie terrestre. De igual manera que aumentaría la temperatura de un
invernadero si en su techo pusiéramos doble cristal. Y como esto obedece a
leyes físicas, resolviendo ecuaciones podría calcularse cuanto calentamiento
adicional induciría un determinado aumento de cualquiera de esos gases en la
atmósfera.
Por otro lado se dispone de evidencias científicas incontestables de que la
concentración en el aire de algunos “gases invernadero” viene aumentando
desde finales del siglo XVIII. Así, por ejemplo, la del CO2 ha crecido más de un
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40%: Desde unos 278 ppm entonces, a 400 ppm en la actualidad. El amplio
conocimiento científico adquirido sobre el ciclo natural del carbono permite
determinar que, aunque el total de emisiones humanas es muy pequeño en
comparación con las naturales (más de 20 veces menores), estamos liberando
a la atmósfera CO2 en cantidades tales que han alterado el equilibrio natural
entre fuentes y sumideros mantenido a lo largo de cientos de milenios,
propiciando la creciente acumulación que claramente indican las observaciones.
La pregunta pertinente ahora sería: ¿Podría ser responsable del calentamiento
global observado ese modesto aumento de gases invernadero?.
Si simplemente aplicáramos las ecuaciones de transferencia radiativa al
aumento observado de la concentración de CO2 desde el inicio de la era
industrial (de 278 a 400 ppm), resultaría un incremento térmico medio de la
superficie terrestre de algo más de 6ºC (Sloan&Wolfendale, 2013), pero las
observaciones señalan que sólo ha sido de unos 0.8ºC (AR5-IPCC-WG1, 2013).
La causa de tan gran diferencia radica en que este sencillo cálculo sólo ha tenido
en cuenta uno de los numerosos procesos que ocurren en el sistema climático
terrestre, que no solo incluye la atmósfera, sino también los océanos, las masas
de hielo, los suelos continentales y la vegetación que los cubre. En cada uno de
estos cinco componentes del sistema, con capacidades e inercias térmicas tan
diferentes, se producen multitud de procesos físicos e ingentes intercambios de
energía y materia entre ellos, que inducen innumerables mecanismos de
retroalimentación de uno y otro signo. Es decir, se trata de un sistema colosal
extremadamente complejo en el que establecer una relación cuantitativa causaefecto supone un soberbio reto científico.
A lo largo de las últimas tres décadas se ha conseguido un extraordinario avance
en el conocimiento y comprensión de lo que ocurre en el sistema climático. Esto
ha permitido plasmar en ecuaciones matemáticas los efectos de un número
creciente de mecanismos actuando en el sistema, basadas en diversos
principios de la Física. Este complejísimo sistema de ecuaciones se ha podido
resolver con más precisión al ir contando con ordenadores cada vez más
potentes. De hecho, para ello siempre se emplean los supercomputadores más
potentes que la industria informática ha ido proporcionando.
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En esto consisten los llamados modelos de simulación del clima, que constituyen
la mejor herramienta de que dispone la Ciencia para analizar el Cambio Climático
pasado, presente y futuro. Posiblemente alguno de ustedes se sorprenda al
enterarse
ahora
de
lo
que
realmente
son
los
modelos
climáticos.
Desgraciadamente existe un notable confusionismo sobre este particular.
En efecto, para simular el Cambio Climático se usan modelos físicos, no
modelos estadísticos; simplemente porque estos últimos no serían adecuados.
Los modelos estadísticos se basan en analogías o extrapolaciones de
comportamientos observados en el pasado para realizar predicciones futuras.
Desde luego resultan muy útiles para predecir la evolución de un sistema
complejo, pero siempre que se mantengan inalteradas las condiciones
subyacentes en dicho sistema, de lo contrario sus predicciones serían muy
cuestionables. Esto lo comprobamos, por ejemplo, en muchos modelos de
prospectiva económica.
En contraste con eso, los modelos físicos se basan en la comprensión suficiente
de las causas físicas reales que provoca cualquier efecto, lo que permite
establecer ecuaciones que relacionan causa y efecto según dicta la Física. Como
tales fundamentos físicos no es probable que cambien en el futuro, resolviendo
tales ecuaciones se podrán realizar predicciones fiables aunque se altere el
escenario en que se aplican.
No obstante, sabemos que un modelo físico es una aproximación más o menos
ajustada, pero no la realidad. Por eso todos los modelos climáticos se evalúan
de forma exhaustiva realizando simulaciones de épocas pasadas y comparando
los resultados con observaciones o evidencias climáticas disponibles. Por
ejemplo, entre otras muchas pruebas, se examina la habilidad de los modelos
para reproducir los cambios climáticos en la transición entre eras glaciales e
inter-glaciales, que se sabe ocurrieron en el pasado, y así se comprueba que, en
esencia, éstas se deben a ciertas variaciones en las características orbitales de
la Tierra alrededor del Sol.
Y por supuesto se evidencia que los modelos simulan aceptablemente el
calentamiento global observado desde el inicio de la era industrial, esos 0.8
grados de media global, pero siempre que en tales simulaciones se incluya el
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incremento observado de los gases invernadero en la atmósfera. Sin tal
condición, los modelos climáticos no reproducen la tendencia térmica global
observada. Ello constituye una prueba muy consistente de que tales gases
antropogénicos son los principales responsables del calentamiento global
terrestre evidenciado en los últimos 150 años.
Entonces, como tales emisiones son las causantes esenciales del Cambio
Climático observado, parece obvio deducir que el clima futuro estará
condicionado al ritmo con que sigamos consumiendo combustibles fósiles. La
cuestión ahora es cómo se comportarán las emisiones globales antropogénicas
en el tiempo por venir, pues ese es el dato clave que hay que introducir en los
modelos para disponer de proyecciones climáticas futuras.
Hasta hace pocos años, las proyecciones de cambio climático se realizaban
según un conjunto de escenarios socio-económicos posibles, desde los basados
en el consumo intensivo de combustibles fósiles a los que propiciarían su
drástica reducción. Así se comprobó que según creciera la concentración de
gases invernadero en la atmósfera, así se alteraría la magnitud de todas las
variables climáticas. Y además se constató que la cuantía y el signo de tales
alteraciones climáticas no serían iguales en todas las zonas geográficas del
planeta.
Entonces, ¿qué hacer?. Parece evidente que la mitigación del futuro cambio
climático global sólo se puede conseguir acordando políticas. Y para eso es
preciso fijar un objetivo global cuantificable que prevenga que, a largo plazo, el
cambio climático alcance un “nivel peligroso”. Por eso, en la Cumbre Climática
de Cancún en 2010 (CoP, 2010) se acordó este objetivo: Que el calentamiento
global no debería sobrepasar 2 grados respecto a la era preindustrial. Y se
estableció esa cifra, entre otras razones, porque en el cuarto informe del IPCC
(AR4-IPCC-WG1, 2007) se señalaba que un calentamiento global superior a
1.9ºC aumentaría “significativamente” el riesgo de una fusión irreversible del
hielo de Groenlandia, capaz de elevar el nivel medio del mar hasta 7 metros. Y
también el IPCC mostraba que no superar esos 2 grados de calentamiento global
se podría conseguir con ciertas “trayectorias” que siguieran las emisiones
humanas de gases invernadero a lo largo de las próximas décadas.
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No obstante, la Ciencia ha desvelado últimamente que la magnitud final del
calentamiento global está determinada por la cantidad total de emisiones
humanas, no por el ritmo de las emisiones anuales. Como se señala en último
informe del IPCC (AR5-IPCC-WG1, 2013), para que, con una probabilidad
superior al 66%, no se llegue a esos 2 grados de calentamiento global, las
emisiones antropogénicas totales de CO2, contándolas desde el inicio de la era
industrial, no deberían sobrepasar 3.5 billones de toneladas, y hasta el año 2011
ya se habían emitido algo más de la mitad de esa cifra.
En conclusión, si se quiere conseguir con una probabilidad razonable no
sobrepasar ese umbral de los 2 grados de calentamiento global, no deberíamos
emitir en total más de unos 1.6 billones de toneladas adicionales de CO2.
Entonces hay que decidir cómo repartirlas en el tiempo. Obviamente, cuanto más
se retrasen las medidas de reducción de emisiones, más severos deberán ser
los recortes posteriores para conseguir el objetivo.
Así, por ejemplo, si durante los próximos cinco años las emisiones globales
continuaran creciendo al mismo ritmo actual, cumplir con suficiente probabilidad
no superar los 2 grados de calentamiento global requeriría reducir al 50% las
emisiones en tan solo una década (2021-30). Mientras que si fuera el próximo
año cuando se iniciara el decrecimiento de emisiones globales, el objetivo se
conseguiría con ese mismo recorte del 50%, pero repartido a lo largo de dos
décadas, no de una (AR5-IPCC-WG3, 2014).
Pero, ¿sería esto asumible por la economía mundial?. Según las estimaciones
del IPCC (AR5-IPCC-WG3, 2014), tales recortes en el uso de combustibles
fósiles supondrían una reducción en el ritmo de crecimiento de la economía
global de tan sólo 6 centésimas de puntos porcentuales por año. Por tanto, si se
estimara conveniente un crecimiento global del 2% anual,
la necesaria
mitigación de emisiones lo reduciría al 1.94%. Es decir, la economía global
podría continuar creciendo con semejante recorte de emisiones, aunque a un
ritmo muy poco menor. No obstante, en el informe del IPCC también se advierte
de que tales efectos sobre el crecimiento económico no se distribuirían por igual
entre todos los países. Por eso habría que arbitrar mecanismos de
compensación.
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Quiero terminar con un breve comentario sobre las incertidumbres. Los
científicos del clima sabemos que los modelos que usamos son aproximaciones,
y que es posible que haya procesos en el complejísimo sistema climático aún
desconocidos, aunque tenemos una razonable confianza en que los actuales
modelos simulan los más importantes. Por eso, los resultados de las
proyecciones
que
proporcionan
los
modelos
climáticos
van
siempre
acompañados de sus correspondientes intervalos de incertidumbre.
Aunque no cabe duda de que las incertidumbres se irán reduciendo a medida
que los modelos climáticos mejoren aún más, sabemos que nunca podrán ser
eliminadas por completo. Pero, en definitiva, ¿hay alguna decisión que no
entrañe incertidumbres?
Los responsables de tomar decisiones siempre manejan modelos de riesgo que
sopesan las consecuencias de un determinado evento en función de la gravedad
de sus efectos y de su probabilidad de ocurrencia. Un nivel de riesgo puede
resultar igual para un evento muy probable con efectos moderados que para un
evento muy improbable con consecuencias catastróficas. Este es el tipo de
evaluaciones del nivel de riesgo asociado al futuro cambio climático que los
científicos proporcionamos a los que han de tomar las decisiones políticas para
mitigar esa formidable amenaza global: El futuro cambio climático.
Confiemos en que se tengan en cuenta en la reunión de Paris del próximo
diciembre, y que prevalezca allí la sensatez y el sentido de la responsabilidad.
Muchas gracias por su atención.
Referencias:
AR4-IPCC-WG1 (2007): Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of
the Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007. Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z.
Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.). Cambridge University Press,
Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/contents.html
AR5-IPCC-WG1 (2013): Climate Change 2013. The Physical Science Basis. Working Group 1.
http://www.climatechange2013.org/report/
AR5-IPCC-WG3 (2014): Climate Change 2014. Mitigation of Climate Change. Working Group 3.
http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg3/
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CoP (2010): Acuerdos de la 16ª Conferencia de las Partes de la UNFCCC en Cancún,
http://unfccc.int/resource/docs/2010/cop16/eng/07a01.pdf#page=2)
Sloan, T. and A.W. Wolfendale (2013): "Cosmic rays, solar activity and the climate", Environ.
Res. Lett., vol. 8, 045022. http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/8/4/045022
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