El clima pasado, actual y futuro

El conocimiento del clima pasado, actual y futuro se actualiza constantemente y es una información científica crucial para entender cómo funciona nuestro planeta. Recientemente, el organismo responsable de estudiar todos los mecanismos que forman parte del clima terrestre y sus posibles cambios, el Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC en inglés) ha emitido recientemente su sexto informe de evaluación (AR6), en el que se actualizan las bases físicas del cambio climático. En esta entrada descubriremos qué argumentos proporciona la ciencia para explicar el clima pasado, el clima presente y los posibles escenarios de clima futuro. Lo haremos comentando algunas de las conclusiones principales del informe técnico para toma de decisiones, disponible para su descarga aquí (en inglés).

El estado del clima actual

Es inequívoco que la influencia del ser humano ha calentado la atmósfera, los océanos y la tierra. Han ocurrido grandes y rápidos cambios en la atmósfera, océano, criosfera y biosfera”.

Gracias a la ayuda de datos paleoclimáticos (datos proxy), tales como los anillos de troncos de árboles milenarios, burbujas de aire y otros gases contenidos en el hielo ártico y antártico, es posible reproducir el clima pasado hasta cientos de miles de años atrás, con un rango de fiabilidad muy aceptable. La figura 1 muestra el clima pasado reconstruido a través de estos datos y el observado, además de la simulación del clima presente (1850-2020) y la influencia de varios factores:

Figura 1: a la izquierda, el cambio en la temperatura superficial. La línea azul gruesa muestra el cambio medio de temperatura. Se puede apreciar cómo en los últimos 1500 años la Tierra estaba viviendo un período cálido, ofuscado en la Edad Media pero con un calentamiento súbito en el período de 1850-2020. A la derecha, simulación del clima teniendo en cuenta diferentes factores: en verde, el cambio en la temperatura terrestre teniendo sólo en cuenta factores naturales. En marrón, teniendo en cuenta la influencia humana y la variabilidad natural.

El calentamiento sin precedentes que está teniendo lugar en la Tierra es demasiado rápido como para compararlo con cualquier otro período climático anterior. Se puede apreciar en la figura 1 que este cambio hubiera sido imposible sin la influencia del ser humano.

El cambio climático inducido por el ser humano ya está afectando a muchos extremos meteorológicos y climáticos en todas las regiones del globo. La evidencia de los cambios observados en extremos como olas de calor, precipitaciones intensas, sequías, y ciclones tropicales y en particular, su atribución a la influencia humana, se ha fortalecido desde el último informe”.

En un clima modulado por el ser humano, se están produciendo cambios en el modelo de circulación general atmosférica. Esta circulación es la encargada de regular el clima en todas las regiones terrestres. Estos cambios se deben a un aumento de la concentración de gases de efecto invernadero, tales como el dióxido de carbono (CO2). A causa de estas concentraciones se modifica la temperatura del aire y los intercambios de energía entre distintas masas de aire. A causa de estos movimientos de energía se están produciendo más fenómenos extremos y anómalos, haciendo que el clima presente difiera del clima pasado.

Figura 2: Mapamundi dividido en regiones en forma de hexágonos, sintetizando la evaluación en los extremos de calor observados y la confianza de la influencia humana sobre ellos. Se puede apreciar que en la mayoría de regiones se ha observado un incremento de los extremos de calor (colores rojos) y además, que existe un grado de confianza medio o elevado en la influencia humana sobre ellos (2 o 3 puntos en los hexágonos).

Analizando la figura anterior (figura 2), podemos ver que los extremos de calor se han incrementado en prácticamente la totalidad del globo. En la siguiente imagen (figura 3), se evidencian los cambios en los extremos de precipitación a lo largo de las regiones habitadas:

Figura 3: similar a la figura 2, pero indicando los eventos de precipitación extrema. Se puede apreciar un incremento de este tipo de eventos sobre todo en Europa, parte de Norteamérica, y partes del sur del globo (colores verdes) con un rango de confianza entre bajo y medio. Las regiones en gris o en líneas sombreadas indican falta de datos o poco acuerdo en el tipo de cambio, respectivamente.

De la figura 3 se puede observar que se ha producido un incremento de los eventos de fuerte precipitación (colores verdes, usando climatologías regionales) con un grado elevado de confianza en Europa y Asia, mientras que en el resto del globo la tendencia observada no es concluyente, debido a la falta de datos o poco acuerdo en el tipo de cambio. Este tipo de análisis ya se repitió en pasados informes, y el IPCC concluye que la información expuesta anteriormente tiene un mayor grado de confianza en general en comparación con anteriores resultados.

Hagamos un inciso… Como podéis observar, los científicos no siempre se ponen de acuerdo en las conclusiones y entonces se considera que el rango de confianza es menor. Esto significa que cuando el IPCC hace afirmaciones tan rotundas, como las que estamos viendo, son conclusiones con un sello de calidad e integridad excelentes.

Posibles climas futuros

Para poder entender mejor qué significa un escenario de clima futuro, el IPCC se refiere a él con las siglas SSPx-y, que en castellano significa Camino Socio-económico Compartido (Shared Socio-economic Pathway). Este concepto se refiere, de manera simple, al camino que la sociedad humana seguiría en términos socio-económicos en el futuro. Acompañado a estas siglas se adjunta un número, x, indicando el tipo de tendencia socioeconómica humana. La letra y se refiere al forzamiento radiativo que produciría determinado camino socio-económico. Es decir, los escenarios vienen definidos no sólo por unas condiciones climáticas, son resultado de una combinación entre la dirección socio-económica (más o menos ecológica, por ejemplo) y los cambios que se espera que tengan en la atmósfera.

La temperatura media global continuará incrementándose al menos hasta mitad de siglo bajo todos los escenarios considerados. Se excederá un calentamiento de 1.5-2 ºC durante el siglo 21 a menos que se produzcan reducciones drásticas de emisión de CO2 en las próximas décadas”

Un modelo climático es un conjunto de ecuaciones matemáticas que rigen el comportamiento de los subsistemas climáticos existentes y su acoplamiento entre ellos. Es decir, cada proceso físico que se desarrolla en un subsistema climático afecta a todos y los modelos climáticos tienen en cuenta estas conexiones. En el marco del sexto informe del IPCC se ha utilizado el denominado CMIP6 o, traducido al castellano, Proyecto Intercomparativo de Modelo Acoplado Fase 6. Este conjunto de modelos tiene en cuenta los procesos físicos que suceden en la biosfera, criosfera, atmósfera, hidrosfera y litosfera a una mayor resolución que en modelos anteriores y además los combina (figura 4) con uso de suelo, geo-ingeniería, ciclo del carbono, etc.

Figura 4: Infografía de la estructura del CMIP6 y sus consideraciones sobre el ciclo de acoplamiento.
En rojo se aprecian los proyectos compuestos por los múltiples modelos utilizados y en azul las áreas de pertenencia de cada uno de los proyectos.

En la figura 5 se muestran los posibles escenarios de emisión de CO2.

Figura 5: escenarios posibles de emisión de dióxido de carbono CO2 en el futuro. El peor de los escenarios es aquél en el que la humanidad no toma acción ninguna para dejar de emitir gases de efecto invernadero (SSP5-8.5). Se argumenta que, como máximo, solo se pueden emitir alrededor de 130 GtCO2.

En la figura 5 se representa la cantidad de CO2 emitido en función del tiempo. Los 2 peores escenarios de emisión (SSP5-8.5 y SSP3-7.0) indican escenarios en que la sociedad humana sigue emitiendo CO2 a un ritmo como lo ha hecho hasta ahora, o algo menor. En el resto de escenarios, se contempla una sociedad humana en la cual a partir de 2050 se empieza o se está dejando de emitir gases de efecto invernadero. El escenario al que se debería acoger la sociedad para mitigar al máximo el cambio climático es el SSP1-1.9.

Muchos cambios en el sistema climático serán mayores en relación directa con el incremento del calentamiento global. Éstos incluyen un incremento en la intensidad y la duración de los extremos de calor, olas de calor marinas, y precipitaciones intensas, sequías, proporción de ciclones tropicales intensos, así como una reducción del hielo Ártico, cobertura nivosa y permafrost”

En la figura 6 se muestra el cambio de temperatura media global debida a los diferentes escenarios de emisión de gases de efecto invernadero:

Figura 6: algunos de los cambios simulados en la temperatura media anual considerados bajo diferentes escenarios de emisión, los cuales producen un aumento de la temperatura media global. Las regiones que más se calentarían serían el Ártico y latitudes medias del Hemisferio Norte. Los cambios relativos se han tomado con respecto al período 1850-1900.

Se puede ver que un aumento de la temperatura media global produce un aumento de la temperatura mucho más acusado de manera regional. El escenario menos deseable es el cambio simulado con un aumento de 4 ºC de la temperatura media global. Los cambios que se producirían en los subsistemas climáticos serían catastróficos e irreversibles.

La figura 7 muestra los cambios relativos en la distribución de la precipitación simulados bajo diferentes escenarios de calentamiento.

Figura 7: cambios relativos de precipitación bajo diferentes escenarios de calentamiento. En todos los escenarios considerados se puede apreciar un aumento de la precipitación en zonas desérticas y en zonas del Ártico. Sin embargo, en los trópicos y subtrópicos se produciría una disminución de la precipitación, más acusada cuanto más calentamiento.

En todos los escenarios se puede apreciar que, si no se toman ningún tipo de acciones para frenar el calentamiento global, se producirán cambios muy drásticos en la distribución de las precipitaciones, un hecho que cambiaría sin duda nuestra manera de vivir y nuestra manera de adaptarnos.

Evaluación de riesgos y adaptación

En relación con los apartados anteriores, el IPCC evalúa los riesgos que el cambio climático tendría sobre nosotros y cómo se podría adaptar la humanidad a ello. En este apartado resumimos la sentencia que quizás sería más destacable en este informe:

Con mayor calentamiento global, se espera que todas las regiones experimenten más cambios y de cada vez más recurrentes en impulsores de impacto climático. Los cambios serán más extensos con un calentamiento de de 2 ºC que con 1.5 ºC y mucho más extensos y acusados con un calentamiento mayor”

Es decir, que a mayor calentamiento global, mayores cambios se producirán a nivel regional, cambios tales como un aumento de fenómenos extremos (sequías, olas de calor, precipitaciones intensas,…). Cuanto mayor sea el calentamiento, mayores serán los cambios y más extensos.

Limitar el cambio climático futuro

A la vista de los riesgos que supone tener un incremento drástico del calentamiento global, el IPCC enuncia lo siguiente para poder mitigar los efectos regionales derivados del cambio climático:

Desde una perspectiva científica, limitar el calentamiento inducido por el ser humano hasta niveles específicos requiere limitar CO2 acumulado hasta alcanzar emisiones netas cero de CO2, junto con otros gases de efecto invernadero.”

Figura 7: temperatura media global (línea negra) y la proyección futura de ésta en las próximas décadas, considerando diferentes escenarios de CO2 acumulado hasta 2050.

Cada tonelada de CO2 se añade al calentamiento global” sentencia el IPCC. Cada una de las líneas de colores extrapola de manera lineal el cambio en la temperatura media global bajo diferentes escenarios de emisión. El cono que las engloba indica el rango más probable de cambio en la temperatura que puede producirse. Puede parecer que entre las líneas no exista ninguna diferencia, pero un pequeño incremento en la temperatura media global implica un riesgo mucho mayor de sufrir impactos derivados de este cambio que pueden ser muy graves.

Meteoclim participa en proyectos de clima

Nuestros especialistas en clima han participado en proyectos a nivel regional para evaluar los efectos del cambio climático en determinadas zonas del planeta. Estos estudios regionales son necesarios para poder evaluar el impacto del cambio climático en zonas concretas, porque aunque sabemos qué pasará a groso modo, la toma de decisiones políticas a nivel de país o región dependen de una escala regional. El último proyecto consistió en realizar proyecciones climáticas en la región de Surinam, aunque también se han elaborado, recientemente, proyectos relacionados con el clima en Portugal y Uruguay.

En relación a este artículo, te recomendamos la lectura de una de nuestras últimas entradas, que trata sobre un fenómeno que será de cada vez más habitual en España y en el mundo: las olas de calor.

Referencias

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