CALENTAMIETO GLOBAL

CAUSAS

*El efecto invernadero es porvocado por gases que han porducido a lo largo de la historia del planeta  y se produce actualmete como resultado de la compleja actividad geoquimica y bioquimica qeu caracteriza a la tierra. *Actualmente contiene, entre otros gases, dióxido de carbono, metano y óxidos de nitrógeno los cuales junto al vapor de agua son los responsables principales del efecto de invernadero. *El dióxido de carbono entra en el ciclo natural del carbono, los animales lo emiten a la atmósfera en la respiración, las plantas lo asimilan en su labor fotosintética. La deforestación que ha sufrido el planeta viene afectando este ciclo, contribuyendo a la acumulación del dióxido de carbono en la atmósfera. *La quema de los combustibles fósiles en las plantas generadoras de electricidad y por el transporte automotor ha disparado el lanzamiento de emisiones de CO2  a la atmósfera. El nivel del mar subió por término medio entre 10 y 12 centímetros durante el siglo XX, y para el año 2100 se prevé una subida adicional de 9 a 88 cm (la subida de las temperaturas hace que el volumen del océano se expanda, y la fusión de los glaciares y casquetes polares aumenta el volumen de agua). Si se llega al extremo superior de la escala, el mar podría provocar la desaparición total de países asentados en islas (como las Maldivas) e invadir litorales en todo el mundo, acabando con asentamientos de millones de personas, ya que una cantidad importante de ciudades se localiza a la orilla del mar (Sao Paulo, Nueva York, San Francisco; en el caso de México se encuentran La Paz, Veracruz, Puerto Vallarta y otras). El agua salada contaminaría las reservas de agua dulce de miles de millones de personas y provocaría con ello migraciones en masa, además de salinizar el suelo acabando con ello con grandes extensiones de selvas y palmares. EXTINCION DE ESPECIES Según las previsiones, la actual tendencia hacia el calentamiento provocará extinciones. Numerosas especies vegetales y animales, debilitadas ya por la contaminación y la pérdida de hábitat, no sobrevivirán los próximos 100 años. La mayor parte de las especies en peligro del mundo –aproximadamente, el 25% de los mamíferos y el 12% de las aves– pueden desaparecer en los próximos decenios, a medida que la subida de las temperaturas modifique la situación de los bosques, humedales y pastizales que constituyen la base de su subsistencia, y que el desarrollo humano les impida migrar a otros lugares.   bibliografia www.bajalealcalor.org/cms/index.php

BIBLIOGRAFIA

calentamientoglobalclima.org/
www.cambioclimaticoglobal.com/
www.circuloastronomico.cl/.../calentamiento.html

CALENTAMIENTO GLOBAL

CALENTAMIENTO GLOBAL

Historia del calentamiento global

El primero en manifestar un interés por la materia fue Svante August Arrhenius, quien en 1903 publicó Lehrbuch der Kosmischen Physik (Tratado de física del Cosmos),^[18] el cual trataba por primera vez de la posibilidad de que la quema de combustibles fósiles incrementara la temperatura media de la Tierra. Entre otras cosas calculaba que se necesitarían 3000 años de combustión de combustibles para que se alterara el clima del planeta, todo bajo la suposición que los océanos captarían todo el CO₂ (actualmente se sabe que los océanos han absorbido un 48% del CO₂ antropogénico desde 1800).^[19] Arrhenius estimó el incremento de la temperatura del planeta cuando se dobla la concentración de dióxido de carbono de la atmósfera, eventualmente calculando este valor en 1,6 Centígrados sin vapor de agua en la atmósfera y 2,1 °C con vapor presente. Estos resultados están dentro de los parámetros generalmente aceptados en la actualidad.^[20] Arrhenius otorgaba una valoración positiva a este incremento de temperatura porque imaginaba que aumentaría la superficie cultivable y que los países más septentrionales serían mas productivos.

Concentración de CO₂ atmosférico medido en el observatorio de Mauna Loa: Curva de Keeling.

En las décadas siguientes, las teorías de Arrhenius fueron poco valoradas pues se creía que el CO₂ no influía en la temperatura del planeta y el efecto invernadero se atribuía exclusivamente al vapor de agua. Sin embargo y 35 años después de que Arrhenius publicara su teoría, Guy S. Callendar, ingeniero británico especialista en vapor, publicó empezando en 1938, varios ensayos en los que que corregía algunas estimaciones realizadas por Arrhenius,^[21] como la capacidad de los océanos para absorber CO₂. A partir de un incremento observable de aproximadamente medio Grado Fahrenheit (unos 0,275 °C) entre 1880 y 1934, Callender estimó que el incremento promedio en la temperatura era 0,005 °C por año en ese período (actualmente se estima que en la segunda mitad del siglo XX se ha producido un incremento de 0,013 °C al año (IPCC, 2007, p. 30)). Callender argumentaba también que la actividad humana había incrementado el dióxido de carbono en la atmósfera en alrededor de 10% desde el comienzo del siglo. Esto revivió la sugerencia de Arrhenius y es conocido como “Efecto Callendar”.^[22]

Entre otros, Roger Revelle -director del Scripps Institution of Oceanography, en California- creía que la sugerencia de Callendar era implausible: cualquier "exceso" de CO₂ atmosférico sería -en su opinión- absorbido por procesos naturales. Esto dio origen al comienzo de un debate científico. Eventualmente, Charles D. Keeling, trabajando bajo la dirección de Revelle y en el marco del Año Geofísico Internacional, llevó a cabo una serie de medidas -entre 1957 y 1959- en sitios remotos y viento arriba de sitios poblados (Keeling usaba datos de una estación en Mauna Loa y otra en la Antártica) durante los dieciocho meses del año geofísico. Los resultados fueron claros y negativos para la posición de Revelle, mostrando sin dudas que no sólo había habido un incremento del dióxido de carbono atmosférico en relación al siglo XIX, sino que además incluso había habido un incremento durante el periodo de las mediciones mismas.^[23]

Un poco antes, la Organización Meteorológica Mundial ya había iniciado diversos planos de seguimiento, los cuales tenían como objetivo entre otras cosas, el de calcular los niveles de CO₂ en la troposfera. Esas observaciones fueron facilitadas por el desarrolló -en los años cuarenta- de la espectrofotometría de infrarrojos, la cual ha permitido conocer que el CO₂ absorbe la luz de manera distinta al vapor de agua, incrementando notablemente el efecto invernadero. Todo esto fue resumido por Gilbert Plass en el año 1955.

Keeling continuo por otros cuarenta años sus observaciones; esas demostraron continua y repetidamente la corrección de su observación inicial. Keeling estableció que, sin importar donde se tomaran las medidas -ya sea ciudades o campos, valles o montes- la medida promedio del CO2 atmosférica es la misma, con leves variaciones de temporada (el promedio es más alto en el invierno del hemisferio norte) y que el incremento promedio es 1,5 partes por millón por año. Estos resultados permanecen sin cuestionamiento científico hasta el presente.^[24]

Predicciones basadas en diferentes modelos del incremento de la temperatura media global respecto de su valor en el año 2000.

En 1974, aceptadas ya dichas hipótesis científicas, la OMM decidió crear un equipo de expertos sobre el cambio climático. Así en 1985 tuvo lugar la conferencia de Villach (Austria), donde las Naciones Unidas y el Consejo Internacional para el Medio Ambiente concluyeron que para finales del siglo XXI se podría producir un aumento en las temperaturas de entre 1,5 y 4,5 °C y un ascenso del nivel del mar entre 0,2 y 1,4 m.^{[cita requerida]}

El revuelo social que produjeron todos estos estudios facilitó que en 1988 se fundara el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), que en 1990 concluyo después de su primera reunión que de seguir con el ritmo actual de emisiones de gases de efecto invernadero, cabría esperar un aumento de 0,3 °C por decenio durante el próximo siglo (mayor que el producido durante los últimos 10.000 años).^{[cita requerida]} En 1992 se celebró en Río de Janeiro la Conferencia de Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo, también conocida como la Cumbre de la Tierra, donde más de 150 países acudieron y se logró aprobar la Convención Marco sobre el Cambio Climático para tratar de estabilizar las emisiones de gases de efecto invernadero a un nivel aceptable.

En 1997 se comenzó a redactar el protocolo de Kioto sobre el cambio climático,^[25] cuyo objetivo era reducir las emisiones de los principales gases de efecto invernadero: dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, hexafluoruro de azufre, hidrofluorocarbonos, perfluorocarbonos. Se justificó no incluir el vapor de agua entre los gases considerados como de efecto invernadero. ^{[cita requerida]} Su redacción finalizó en 1998 aunque no entró en vigor hasta noviembre de 2004 cuando fue ratificado por Rusia.

Tras el tercer informe del IPCC,^[26] se consideró la necesidad de un nuevo protocolo más severo y con la ratificación de más países aparte del G77. Por esta razón en 2005, se reunieron en Montreal todos los países que hasta el momento habían ratificado el protocolo de Kioto y otros países responsables de la mayoría de las emisiones de gases de efecto invernadero, incluyendo Estados Unidos, China e India. La negociación en Montreal proveía la redacción de unas bases para la futura negociación de un nuevo protocolo, el cual entraría en vigor en 2012,^{[cita requerida]} fecha de caducidad del actual protocolo. Durante la reunión, varios países pusieron objeciones y retrasaron el pre-acuerdo (es el caso de Estados Unidos o Rusia) pero después de retrasar algunos días el final de la negociación se llegó a dicho pre-acuerdo.^[27]

En Bali entre el 3 y el 13 de diciembre de 2007, se reanudaron las negociaciones y aunque no se fijaron límites para los gases de efecto invernadero, se alcanzó un acuerdo,^[28] el cual entre otras cosas, incentivaba la distribución de energías renovables entre los países en vías de desarrollo para que estos no basaran su crecimiento económico en la quema de combustibles fósiles.^[29]

El ex-secretario general de la ONU, Kofi Annan, abogó por una «justicia climática» al pedir a los contaminadores que pagasen los daños que causaran al clima, para que los pobres no se vieran más perjudicados^[30]

Efectos potenciales

Artículo principal: Efectos potenciales del calentamiento global

Muchas organizaciones (tanto públicas como privadas, incluyendo gobiernos y personas individuales) están preocupados que los efectos que el calentamiento global pueda producir sean profundamente negativos, o incluso catastróficos tanto a nivel mundial como en regiones vulnerables específicas. Esos efectos incluyen no solo el medio ambiente, sino además repercusiones económicas y biológicas (especialmente en la agricultura) que a su vez podrían afectar el bienestar general de la humanidad.^{[31] [32]} Por ejemplo, un informe del Centro de Seguridad Nacional de USA advierte que: “en los próximos 30 o 40 años va a haber guerras por agua, una creciente inestabilidad causada por hambruna, enfermedades y la elevación de los niveles del mar y olas de refugiados. El caos resultante será un ‘caldo de cultivo’ para disturbios civiles, genocidio y el crecimiento del terrorismo”.^[33] El político y líder español Javier Solana ha sugerido: “El cambio climático también causa graves riesgos políticos y de seguridad que afectan directamente a los intereses europeos. Esa es la razón por la que necesitamos para hacer frente a estos juntos, como europeos.”^[34]

Ciertos fenómenos, como la disminución de los glaciares, la elevación del nivel de los mares y los cambios meteorológicos se han considerado consecuencias del calentamiento global que pueden influir en las actividades humanas y en los ecosistemas. Algunas especies pueden ser forzadas a emigrar de sus hábitats para evitar su extinción debido a las condiciones cambiantes, mientras otras especies pueden extenderse. Pocas eco regiones pueden esperar no resultar afectadas.^[]

Elevación del nivel de los mares, medido en 23 estaciones fijas, entre 1900 y 2000.

Otro motivo de gran preocupación es la elevación del nivel de los mares. Los niveles de los mares se están elevando entre 1 y 2 centímetros por decenio, a la vez que se agudizan los fenómenos climáticos extremos. Algunas naciones isleñas del Océano Pacífico, como Tuvalu, ya están trabajando en los detalles de una eventual evacuación.^[36] El calentamiento global produce un aumento de la cantidad de agua líquida procedente de la reducción de los glaciares de montaña y se teme un decrecimiento de los casquetes glaciares. En palabras del TAR del IPCC:

Se prevé que el nivel medio global del mar se elevará entre 9 y 99 cm entre 1990 y 2100. [...] y en caso de que todo el hielo de la Antártida se derritiera, el nivel del mar aumentaría 125 m.

Conforme el clima se haga más cálido la evaporación se incrementará. Esto causaría un aumento de las precipitaciones lluviosas y más erosión. El IPCC pronostica un aumento de las precipitaciones en las regiones frías (latitudes altas) y en ciertas regiones tropicales lluviosas, a la vez que una reducción en las zonas secas de latitudes medias y tropicales, como la cuenca mediterránea o el nordeste brasileño.(IPCC, 2007, p. 9) Es decir, un clima más extremo y con la precipitación repartida de forma más desigual.

Anomalía de temperaturas medias en el período 1995 - 2004.

El aumento de la temperatura no sigue una ley lineal, sino que presenta fluctuaciones debidas a procesos y la variabilidad natural, siendo la más notable de ellas el fenómeno de "El Niño". Durante el mismo periodo, las temperaturas en la superficie terrestre muestran un incremento de aproximadamente 0,15 °C por decenio,^[37] que se contrarrestan en ciclos opuestos del mismo.(Lean y Rind, 2008) Esto sugiere que el proceso de calentamiento podría sufrir un aceleramiento repentino o que sea capaz de desencadenar cambios bruscos, anómalos y caóticos de temperatura,^[38] por ejemplo, tormentas, huracanes, sequías, o incluso extremos globalizados o localizados de baja temperatura.^[39] con efectos que podrían no ser fácilmente reversibles posteriormente.

Por ejemplo, conforme el clima se hace más cálido, la Corriente del Atlántico Norte, la cual se debe a los efectos de circulación en el clima presente (ver circulación termohalina) y data de la época del deshielo de la última glaciación hace 14.000 años, podría disminuir,^[40] e incluso llegue a detenerse completamente, lo cual quiere decir que áreas como Escandinavia y Gran Bretaña, que son calentadas por esta corriente, podrían presentar un clima más frío, llegando incluso a sufrir una edad del hielo localizada.^[41] Es necesario recordar que hace 11.000 años esa corriente sufrió una interrupción que duró unos 1.000 años. Esto provocó el miniperíodo glacial conocido como Dryas reciente —por el nombre de una flor silvestre alpina, Dryas octopetala— que duró 900 años en el noroeste de Norteamérica y el norte de Europa.

El calentamiento global modificaría la distribución de la fauna y floras del planeta; ello supondría la expansión de enfermedades de las que algunos de esos animales son portadores. Tal sería el caso de la malaria, el dengue o la fiebre amarilla, cuyos vectores son ciertas especies de mosquito que habitan principalmente en zonas tropicales.

El calentamiento global también podría tener efectos positivos, ya que las mayores temperaturas y mayores concentraciones de CO₂ pueden mejorar la productividad de algunos ecosistemas. Los datos aportados por satélites muestran que la productividad del Hemisferio Norte se ha incrementado desde 1982. De acuerdo a cálculos de la Met Office inglesa, la producción agrícola europea podría aumentar -dadas condiciones hidrológicas óptimas- en un 25%.

Sin embargo se cuestiona el resultado general de esos efectos en relación al equilibrio económico humano norte-sur. Concretamente, el si el beneficio general de ese aumento en la productividad en países que ya producen lo necesario para sus habitantes, compensaría a nivel global la caída en la producción de los países áridos, semiáridos y tropicales. Por ejemplo, la producción agrícola de Pakistán podría decaer en 50%. De acuerdo a las estimaciones de la IPCC, muchos de los cultivos agrícolas que dependen de aguas de lluvia tanto en África como América Latina están cerca del límite de lo que pueden tolerar. Se prevén caídas generales de productividad agrícola de alrededor de 30% en esas regiones. La caída en la producción de arroz en Asia podrían llegar al 10%. En general, entre 1996 y 2003, la producción a nivel mundial de cereales se estabilizó a niveles de 1800 millones de toneladas anuales. Sin embargo a partir del 2001, y como resultado de la continuada expansión de consumo, los niveles almacenados en reserva han decaído, resultando en un falta de 93 millones de toneladas en relación a la demanda en 2003.

Adicionalmente, un incremento en la cantidad total de la biomasa producida no es necesariamente positiva, ya que puede disminuir la biodiversidad aunque florezcan un pequeño número de especies. De forma similar, desde el punto de vista de la economía humana, un incremento en la biomasa total pero un descenso en las cosechas seria una desventaja. Además, los modelos del IPCC predicen que mayores concentraciones de CO₂ podrían favorecer la flora hasta cierto punto, ya que en muchas regiones temperadas los factores limitantes son el agua y los nutrientes, no la temperatura o el CO₂ Tras ese punto, incluso aunque los efectos positivos del calentamiento continuasen, podría no haber ningún incremento de producción agrícola.

En el plano económico general, el Informe Stern -encargado por el gobierno británico en 2005- pronosticó una recesión del 20% del PIB mundial debido al cambio climático si no se tomaban una serie de medidas preventivas que, en conjunto, absorberían el 1% del PIB (Producto Interno Bruto) mundial.

Sin embargo, todo o mucho de lo anterior es materia de una controversia considerable con grupos ecologistas, políticos y económicos, en algunos casos exagerando los daños posibles y en otros, cuestionando y minimizando los modelos climáticos y las consecuencias del calentamiento global. (ver, por ejemplo: Controversia del gráfico de hockey

Gráfico de palo de hockey del reporte 2001 del IPCC. Datos de Mann et al. 1999. La línea roja: Tº reconstruidas (en base a lecturas de Tº y a anchura de anillos de árboles, azul: CO₂.

Escépticos del calentamiento global señalan que durante los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial se incrementó mucho la emisión de los gases de efecto invernadero, y afirman, que en la época predominó entre los especialistas la alarma por un posible oscurecimiento global o enfriamiento global a finales del siglo XX.^{[42] [43]} La interpretación más común del enfriamiento relativo de mediados de siglo se atribuye al aumento en las emisiones de aerosoles claros, que amplifican el albedo, determinando un forzamiento negativo. Su reducción siguió a la sustitución de combustibles y tecnologías por otras que emitiesen menos de estos aerosoles, en parte por las medidas de lucha contra la contaminación urbana e industrial y la lluvia ácida en los países desarrollados, de manera que el aumento en la emisión global de aerosoles se ha frenado.

Teorías que intentan explicar los cambios de temperatura

El clima varía por procesos naturales tanto internos como externos. Entre los primeros destacan las emisiones volcánicas y otras fuentes de gases de efecto invernadero, como por ejemplo el metano emitido en las granjas animales. Entre los segundos pueden citarse los cambios en la órbita de la Tierra alrededor del Sol (Teoría de Milankovitch) y la propia actividad solar.

Los especialistas en climatología aceptan que la Tierra se ha calentado recientemente (el IPCC cita un incremento de 0,6 ±0,2 °C en el siglo XX). Más controvertida es la dilucidación de las posibles relaciones entre las causas del fenómeno.^[70] Tampoco nadie discute que la concentración de gases invernadero ha aumentado y que la causa de este aumento es probablemente la actividad industrial durante los últimos 200 años.

También existen diferencias llamativas entre las mediciones realizadas en las estaciones meteorológicas situadas en tierra (con registros en raras ocasiones comenzados desde finales del siglo XIX y en menos ocasiones todavía de una forma continuada) y las medidas de temperaturas realizadas con satélites desde el espacio (todas comenzadas a partir de la segunda mitad del siglo XX). Estas diferencias se han achacado a los modelos utilizados en las predicciones del aumento de temperatura existente en el entorno de las propias estaciones meteorológicas, debido al desarrollo urbano (el efecto llamado Isla de calor). Dependiendo del aumento predicho por estos modelos, las temperaturas observadas por estas estaciones serán mayores o menores (en muchas ocasiones incluso prediciendo disminuciones de las temperaturas). ^{[Cita requerida]}

Teoría de los gases invernadero

Concentración de dióxido de carbono en los últimos 417.000 años. La parte roja indica la variación a partir de 1800.

La hipótesis de que los incrementos o descensos en concentraciones de gases de efecto invernadero pueden dar lugar a una temperatura global mayor o menor, fue postulada extensamente por primera vez a finales del s. XIX por Svante Arrhenius como un intento de explicar las eras glaciales. Sus coetáneos rechazaron radicalmente su teoría.

La teoría de que las emisiones de gases de efecto invernadero están contribuyendo al calentamiento de la atmósfera terrestre, ha ganado muchos adeptos y algunos oponentes en la comunidad científica durante el último cuarto de siglo. El IPCC, entidad fundada para evaluar los riesgos de los cambios climáticos inducidos por los seres humanos, atribuye la mayor parte del calentamiento reciente a las actividades humanas. La NAC (Nacional Academia of Sciences: Academia Nacional de Ciencias) de Estados Unidos también respaldó esa teoría. El físico atmosférico Richard Lindzen y otros escépticos se oponen a aspectos parciales de la teoría.

Hay muchos aspectos sutiles en esta cuestión. Los científicos atmosféricos saben que el hecho de añadir dióxido de carbono CO₂ a la atmósfera, sin efectuar otros cambios, tenderá a hacer más cálida la superficie del planeta. Pero igualmente se debe tener en cuenta que existe una cantidad importante de vapor de agua (humedad y nubes) en la atmósfera terrestre, y que el vapor de agua es un gas de efecto invernadero. Si la adición de CO₂ a la atmósfera aumenta levemente la temperatura, se espera que más vapor de agua se evapore desde la superficie de los océanos. El vapor de agua así liberado a la atmósfera aumenta a su vez el efecto invernadero (el vapor de agua es un gas de invernadero más eficiente que el CO₂).^{[cita requerida]} A este proceso se le conoce como la retroalimentación del vapor de agua (water vapor feedback en inglés). Es esta retroalimentación la causante de la mayor parte del calentamiento que los modelos de la atmósfera predicen que ocurrirá durante las próximas décadas. La cantidad de vapor de agua, así como su distribución vertical, son claves en el cálculo de esta retroalimentación. Los procesos que controlan la cantidad de vapor en la atmósfera son complejos de modelar, por lo que aquí radica gran parte de la incertidumbre sobre el calentamiento global.

El papel de las nubes es también crítico. Las nubes tienen efectos contradictorios en el clima; cualquier persona ha notado que la temperatura cae cuando pasa una nube en un día soleado de verano, que de otro modo sería más caluroso. Es decir: las nubes enfrían la superficie reflejando la luz del Sol de nuevo al espacio. Pero también se sabe que las noches claras de invierno tienden a ser más frías que las noches con el cielo cubierto. Esto se debe a que las nubes también devuelven algo de calor a la superficie de la Tierra. Si el CO₂ cambia la cantidad y distribución de las nubes podría tener efectos complejos y variados en el clima, ya que una mayor evaporación de los océanos contribuiría también a la formación de una mayor cantidad de nubes.

A la vista de esto, no es correcto imaginar que existe un debate entre los que «defienden» y los que «se oponen» a la teoría de que la adición de CO₂ a la atmósfera terrestre dará como resultado que las temperaturas terrestres promedio serán más altas. Más bien, el debate se centra sobre lo que serán los efectos netos de la adición de CO₂, y en si los cambios en vapor de agua, nubes y demás podrán compensar y anular este efecto de calentamiento. El calentamiento observado en la Tierra durante los últimos 50 años parece estar en oposición con la teoría de los escépticos de que los mecanismos de autorregulación del clima compensarán el calentamiento debido al CO₂

Los científicos han estudiado también este tema con modelos computarizados del clima. Estos modelos se aceptan por la comunidad científica como válidos solamente cuando han demostrado poder simular variaciones climáticas conocidas, como la diferencia entre el verano y el invierno, la Oscilación del Atlántico Norte o El Niño. Se ha encontrado universalmente que aquellos modelos climáticos que pasan estas evaluaciones también predicen siempre que el efecto neto de la adición de CO₂ será un clima más cálido en el futuro, incluso teniendo en cuenta todos los cambios en el contenido de vapor de agua y en las nubes. Sin embargo, la magnitud de este calentamiento predicho varía según el modelo, lo cual probablemente refleja las diferencias en el modo en que los diferentes modelos representan las nubes y los procesos en que el vapor de agua es redistribuido en la atmósfera.

Sin embargo, las predicciones obtenidas con estos modelos no necesariamente tienen que cumplirse en el futuro. Los escépticos en esta materia responden que las predicciones contienen exageradas oscilaciones de más de un 400% entre ellas, lo cual hace que las conclusiones sean inválidas, contradictorias o absurdas. Los ecólogos responden que los escépticos no han sido capaces de producir un modelo de clima que no prediga que las temperaturas se elevarán en el futuro. Los escépticos discuten la validez de los modelos teóricos basados en sistemas de ecuaciones diferenciales, que son sin embargo un recurso común en todas las áreas de la investigación sobre problemas complejos difíciles de reducir a pocas variables, cuya incertidumbre es alta siempre por la simplificación de la realidad que el modelo implica y por la componente caótica de los fenómenos implicados. Los modelos evolucionan poniendo a prueba su relación con la realidad prediciendo (retro diciendo) evoluciones ya acaecidas y, gracias a la creciente potencia de los ordenadores, aumentando la resolución espacial y temporal, puesto que trabajan calculando los cambios que afectan a pequeñas parcelas de la atmósfera en intervalos de tiempo discretos.

Las industrias que utilizan el carbón como fuente de energía, los tubos de escape de los automóviles, las chimeneas de las fábricas y otros subproductos gaseosos procedentes de la actividad humana, contribuyen con cerca de 22.000 millones de toneladas de dióxido de carbono (correspondientes a 6.000 millones de toneladas de carbón puro) y otros gases de efecto invernadero a la atmósfera terrestre cada año. La concentración atmosférica de CO₂ se ha incrementado hasta un 31% por encima de los niveles pre-industriales desde 1750. Esta concentración es considerablemente más alta que en cualquier momento de los últimos 420.000 años, período del cual han podido obtenerse datos fiables a partir de núcleos de hielo. Se cree, a raíz de una evidencia geológica menos directa, que los valores de CO₂ estuvieron a esta altura por última vez hace 40 millones de años. Alrededor de tres cuartos de las emisiones antropogénicas de CO₂ a la atmósfera durante los últimos 20 años se deben al uso de combustibles fósiles. El resto es predominantemente debido a usos agropecuarios, en especial deforestación.^[71]

Los gases de efecto invernadero toman su nombre del hecho de que no dejan salir al espacio la energía que emite la Tierra en forma de radiación infrarroja cuando se calienta con la radiación procedente del Sol, que es el mismo efecto que producen los vidrios de un invernadero de jardinería, aunque cabe destacar que estos se calientan principalmente al evitar el escape de calor por convección.

El efecto invernadero natural que estabiliza el clima de la Tierra no es cuestión que se incluya en el debate sobre el calentamiento global. Sin este efecto invernadero natural las temperaturas caerían aproximadamente unos 30 °C; con tal cambio, los océanos podrían congelarse y la vida, tal como la conocemos, sería imposible. Para que este efecto se produzca, son necesarios estos gases de efecto invernadero, pero en proporciones adecuadas. Lo que preocupa a los climatólogos es que una elevación de esa proporción producirá un aumento de la temperatura debido al calor atrapado en la baja atmósfera.

Los incrementos de CO₂ medidos desde 1958 en Mauna Loa muestran una concentración que se incrementa a una tasa de cerca de 1,5 ppm por año. De hecho, resulta evidente que el incremento es más rápido de lo que sería un incremento lineal. El 21 de marzo del 2004 se informó de que la concentración alcanzó 376 ppm (partes por millón). Los registros del Polo Sur muestran un crecimiento similar al ser el CO₂ un gas que se mezcla de manera homogénea en la atmósfera.

Teoría de la variación solar

Se han propuesto varias hipótesis para relacionar las variaciones de la temperatura terrestre con variaciones de la actividad solar, que han sido refutadas por los físicos Terry Sloan y Arnold W. Wolfendale.^[72] La comunidad meteorológica ha respondido con escepticismo, en parte, porque las teorías de esta naturaleza han sufrido idas y venidas durante el curso del siglo XX.^[73]

Otras hipótesis

Se han propuesto otras hipótesis en el ámbito científico:

El incremento en temperatura actual es predecible a partir de la teoría de las Variaciones orbitales, según la cual, los cambios graduales en la órbita terrestre alrededor del Sol y los cambios en la inclinación axial de la Tierra afectan a la cantidad de energía solar que llega a la Tierra.^{[cita requerida]}

El calentamiento se encuentra dentro de los límites de variación natural y no necesita otra explicación particular.^[78]

El calentamiento es una consecuencia del proceso de salida de un periodo frío previo, la Pequeña Edad de Hielo y no requiere otra explicación. ^{[cita requerida]}

Algunos escépticos argumentan que la tendencia al calentamiento no está dentro de los márgenes de lo que es posible observar (dificultad de generar un promedio de la temperatura terrestre para todo el globo debido a la ausencia de estaciones meteorológicas, especialmente en el océano, sensibilidad de los instrumentos a cambios de unas pocas decenas de grados Celsius), y que por lo tanto no requiere de una explicación a través del efecto invernadero.^{[cita requerida]}

Modelos climáticos

Artículo principal: Modelo climático

La investigación del clima ha utilizado computadoras desde el comienzo de la informática para aplicar modelos matemáticos complejos (Le Treut, 1997). La causa más obvia es que el clima es un fenómeno tremendamente complejo, afectado por multitud de factores, y desde los principios de la meteorología se sabía que la manera de predecir el tiempo era mediante complicadas herramientas matemáticas. Por desgracia, pronto se tuvo constancia de que las dinámicas climáticas resultaban muy afectadas por ínfimos errores de medida, lo que más tarde sería llamado la teoría del caos (Shukla, 1998). Afortunadamente, los patrones a gran escala están muy condicionados por factores muy constantes como es la temperatura en superficie, lo que hace más predecibles los cambios de clima como el fenómeno de El Niño o el mismo calentamiento global.

A la hora de modelizar el clima planetario, se tiene el problema de que todos los fenómenos atmosféricos afectan en mayor o menor medida al clima del planeta, así como factores externos como la radiación solar, luego para desarrollar un buen modelo predictivo, éste ha de tener escala planetaria. Otro gran problema es que sólo conocemos un mundo como el nuestro, así que para validar esos modelos sólo podemos tener en cuenta cambios climáticos pasados y combinar conocimientos de muy diversas áreas, como la meteorología, la astronomía, la geología, la paleontología o la biología (The Economista, 1994).

El uso de modelos es muy criticado desde fuera del ámbito científico (Le Treo, 1997) bajo la acusación de ser una mera abstracción de la realidad con mucha incertidumbre. Es cierto que la naturaleza caótica de estos modelos hace que en sí tengan una alta proporción de incertidumbre (Stainforth et ál., 2005)(Roe y Baker, 2007), pero no es óbice para que sean capaces de prever exitosamente fenómenos complejos (Shukla, 1998), ni para que sean la herramienta principal de cara a predecir cambios significativos futuros (Schnellhuber, 2008)(Knutti y Hegerl, 2008) que tengan consecuencias tanto económicas (Stern, 2008) como las ya observables a nivel biológico (Walther et ál., 2002)(Hughes, 2001). De hecho, su principal limitante ha sido siempre la potencia de cálculo de las computadoras disponibles, mientras que el aparato físico-matemático en el que se basan no ha sufrido grandes alteraciones a lo largo de los años (Shukla, 1998).

Los modelos citados por el IPCC (IPCC, 2007, p. 6) muestran que el clima tiene cierta variabilidad natural, pero que el efecto de los GEI ha sido decisivo para la subida de temperatura observada en las últimas décadas.

En adición existe el proyecto voluntario Climateprediction.net o CPDN que es un proyecto de computación distribuida que busca investigar y reducir las incertidumbres en el modelado de predicciones climáticas corriendo cientos de miles de modelos en computadoras personales mientras éstas están inactivas.^[92] Similar al proyecto SETI@home.

La relación entre el calentamiento global y la reducción de ozono

Aunque se menciona frecuentemente en la prensa popular una relación entre el calentamiento global y la reducción de ozono, esta conexión no es fuerte. Existen tres áreas de enlace:

El calentamiento global producido por el forzamiento radiativo por CO₂ se espera que enfríe (quizás sorprendentemente) la estratosfera. Esto, a cambio, podría darnos lugar a un incremento relativo en la reducción de ozono, y en la frecuencia de agujeros de ozono.

A la inversa, la reducción de ozono representa un forzamiento radiativo del sistema climático. Hay dos efectos opuestos: La reducción de la cantidad de ozono permite la penetración de una mayor cantidad de radiación solar, la cual calienta la troposfera. Pero una estratosfera más fría emite menos radiaciones de onda larga, tendiendo a enfriar la troposfera. En general, el enfriamiento predomina. El IPCC concluye que las pérdidas estratosféricas de ozono durante las dos décadas pasadas han causado un forzamiento negativo del sistema de la superficie troposférica.

Una de las predicciones más sólidas de la teoría del calentamiento global es que la estratosfera debería enfriarse. Sin embargo, y aunque este hecho ha sido observado, es difícil atribuirlo al calentamiento global (por ejemplo, el calentamiento inducido por el incremento de radiación solar podría no tener este efecto de enfriamiento superior), debido a que un enfriamiento similar es causado por la reducción de ozono.