Impacto del Calentamiento Global: Escenarios de 1.5°C, 2°C y Superiores

Desde tiempos preindustriales, las actividades humanas han causado aproximadamente 1.0°C de calentamiento global. Existe una diferencia significativa entre los escenarios de 1.5°C y 2°C en el número de días más calurosos, la temperatura de los días más calurosos y la temperatura de las noches frías.

Ártico

Verano y Hielo Marino

• 1.5°C: Probable mantenimiento del hielo marino.
• 1.5 – 2°C: 50% o más de riesgo de no tener hielo.
• Más de 2°C: Muy probable estar libre de hielo.

Hábitat (Oso Polar, Ballenas, Focas, Aves Marinas)

• 1.5°C: Pérdidas.
• 1.5 – 2°C: Pérdidas mayores.
• Más de 2°C: Pérdidas críticas.

Regiones Terrestres del Ártico

• Frío Extremo:
  • 1.5°C: Calentamiento hasta 4.5°C.
  • 1.5 – 2°C: Calentamiento hasta 8°C.
  • Más de 2°C: Muy probable calentamiento drástico.
• Tundra:
  • 1.5°C: Probable desplazamiento del bioma.
  • 1.5 – 2°C: Probable mayor desplazamiento.
  • Más de 2°C: Muy probable potencial colapso.
• Permafrost:
  • 1.5°C: Probable reducción del 17-44%.
  • 1.5 – 2°C: Probable reducción mayor del 28-53%.
  • Más de 2°C: Muy probable potencial de colapso.
• Bosque Boreal:
  • 1.5°C: Aumento de la mortalidad en el límite sur.
  • 1.5 – 2°C: Mayor mortalidad.
  • Más de 2°C: Baja confianza en muerte potencial del bosque.

Regiones Alpinas

• Biomas:
  • 1.5°C: Probable desplazamiento severo.
  • 1.5 – 2°C: Probable desplazamiento aún más severo.
  • Más de 2°C: Probable desplazamiento crítico.

Mediterráneo

• Sequía Extrema:
  • 1.5°C: Aumento de la probabilidad.
  • 1.5 – 2°C: Aumento robusto.
  • Más de 2°C: Aumento robusto y grande.
• Disminución de la Escorrentía:
  • 1.5°C: Aprox. 9% de disminución.
  • 1.5 – 2°C: Aumento robusto.
  • Más de 2°C: Aumento robusto y grande.
• Déficit de Agua:
  • 1.5°C: Riesgo.
  • 1.5 – 2°C: Riesgos mayores.
  • Más de 2°C: Riesgos muy altos.

Zona Tropical

• Días y Noches Calurosos, Ondas de Calor:
  • 1.5°C: Aumentos.
  • 1.5 – 2°C: Mayor aumento.
  • Más de 2°C: Opresivo y muy probable impacto en la salud.
• Estrés Térmico del Ganado:
  • 1.5°C: Mayor.
  • 1.5 – 2°C: Inicio de estrés persistente.
  • Más de 2°C: Probable estrés persistente.
• Rendimiento de los Cultivos:
  • 1.5°C: Riesgo.
  • 1.5 – 2°C: Riesgos extensivos.
  • Más de 2°C: Muy probable reducciones sustanciales.
• Bosques Lluviosos:
  • 1.5°C: Biomasa reducida.
  • 1.5 – 2°C: Reducciones mayores.
  • Más de 2°C: Extensión reducida, muerte forestal potencial.

El Sudeste de Asia

• Inundaciones Relacionadas con el Aumento del Nivel del Mar:
  • 1.5°C: Riesgos.
  • 1.5 – 2°C: Riesgos mayores.
  • Más de 2°C: Aumentos sustanciales de riesgo.
• Monzón Asiático:
  • 1.5°C y 1.5-2°C: Baja confianza en el aumento de la intensidad de la precipitación.
  • Más de 2°C: Probable aumento de la intensidad de la precipitación.
• Precipitaciones Fuertes:
  • 1.5°C: Aumento.
  • 1.5 – 2°C: Aumento más fuerte.
  • Más de 2°C: Aumento sustancial.
• Reducciones de Rendimiento de Cultivos:
  • 1.5 – 2°C: Disminución de un tercio per cápita.
  • Más de 2°C: Reducción sustancial.

África Occidental y el Sahel

• Monzón:
  • 1.5°C y 1.5 – 2°C: Incierto.
  • Más de 2°C: Fortalecimiento.
• Noches Calientes, Olas de Calor más Frecuentes y Largas:
  • 1.5°C: Probable aumento.
  • 1.5 – 2°C: Probable aumento continuo.
  • Más de 2°C: Muy probable aumento sustancial.
• Disminución en la Producción de Maíz y Sorgo:
  • 1.5°C: Probable, aproximadamente 40% de disminución de área adecuada.
  • 1.5 – 2°C: Probable disminución mayor.
  • Más de 2°C: Inseguridades alimentarias regionales mayores.
• Riesgos de Desnutrición:
  • 1.5°C: Aumentados.
  • 1.5 – 2°C: Mayores.
  • Más de 2°C: Altos.

Islas Pequeñas

• Riesgo de Inundación:
  • 1.5°C: Tierra expuesta.
  • 1.5 – 2°C: Decenas de miles de desplazados.
  • Más de 2°C: Impactos sustanciales y generalizados.
• Inundaciones Costeras:
  • 1.5°C: Riesgos.
  • 1.5 – 2°C: Riesgos altos.
  • Más de 2°C: Impactos sustanciales y generalizados.
• Estrés de Agua Dulce:
  • 1.5°C: Aumentado.
  • 1.5 – 2°C: Aridez proyectada.
  • Más de 2°C: Impactos sustanciales y generalizados.
• Número de Días Cálidos:
  • 1.5°C: Aumento.
  • 1.5 – 2°C: Aumento adicional (70 días/año), estrés térmico persistente en ganado.
  • Más de 2°C: Estrés térmico persistente.
• Pérdida de Arrecifes de Coral:
  • 1.5°C: 70-90%.
  • 1.5 – 2°C: Mayoría de los arrecifes de coral.
  • Más de 2°C: Muy probable pérdida de la mayoría de los arrecifes.

Fundamentos Físicos del Cambio Climático

Energía emitida por el Sol

• El espectro de energía del Sol sigue de cerca la ley universal de la radiación del cuerpo negro.

Ley de Desplazamiento de Wien

La energía máxima en una longitud de onda depende de la temperatura: cuanto más alta es la temperatura, más corta es la longitud de onda.

• Las estrellas rojas son más frías que el Sol; las estrellas azules son más calientes que el Sol.
• Pico de emisión terrestre en rango infrarrojo.

Gases de Efecto Invernadero Importantes

Óxido Nitroso (N₂O)

• Es el tercer gas de efecto invernadero más importante (contribuye aproximadamente al 6% del forzamiento radiativo total ocasionado por los GEI de larga duración).
• Permanece en la atmósfera durante aproximadamente 114 años.
• Las emisiones de óxido nitroso a la atmósfera proceden de fuentes naturales (alrededor del 60%) y antropogénicas (aproximadamente el 40%).

Efecto Invernadero Intensificado

• Invernadero natural: Más calor escapa hacia la atmósfera.
• Efecto invernadero aumentado por los humanos: Menos calor escapa hacia la atmósfera.

Absorción y Emisión de Radiación

• La absorción y emisión ocurren en las mismas frecuencias.

Metano (CH₄)

• Es el segundo gas de efecto invernadero más importante (contribuye aproximadamente al 18% del forzamiento radiativo total ocasionado por los GEI de larga duración).
• Aproximadamente el 40% del metano emitido a la atmósfera procede de fuentes naturales.
• En torno al 60% proviene de la actividad humana.
• Permanece en la atmósfera alrededor de 12 años.

Cuerpo Negro

Un cuerpo negro es un objeto que absorbe toda la radiación que recibe (es decir, no refleja ninguna luz, ni permite que ninguna luz pase a través de él). La energía que el cuerpo negro absorbe lo calienta, y luego emite su propia radiación. El único parámetro que determina la cantidad de luz que emite el cuerpo negro, y en qué longitudes de onda, es su temperatura. No hay ningún objeto que sea un cuerpo negro ideal, pero muchos objetos (estrellas incluidas) se comportan aproximadamente como cuerpos negros.

Ley de Stefan-Boltzmann

La energía (J) por unidad de área que emite un cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta (T).

J = σT⁴

Donde: σ = 5.67 × 10^-8 W m^-2 K^-4 (constante de Stefan-Boltzmann).

El Espectro Electromagnético

La radiación electromagnética es una forma de energía que se propaga como ondas eléctricas y magnéticas que viajan en paquetes de energía llamados fotones.

Dióxido de Carbono (CO₂)

• Es el gas de efecto invernadero más importante (contribuye aproximadamente al 64% del forzamiento radiativo total ocasionado por los GEI de larga duración).
• La mitad del CO₂ emitido por la actividad humana es absorbido por la biosfera y los océanos.
• La cantidad restante permanece en la atmósfera durante cientos o miles de años.

Gases Fluorados

• Su potencial de calentamiento mundial puede ser hasta 23,000 veces mayor que el del dióxido de carbono.
• Permanecen en la atmósfera hasta 50,000 años.
• Tres grupos principales: Hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF₆).
• Desarrollados principalmente para sustituir a las sustancias que agotan la capa de ozono.

Gases de Efecto Invernadero Regulados por el Protocolo de Montreal

• El Protocolo de Montreal tenía por objeto la eliminación gradual de las sustancias que agotan la capa de ozono.
• Las sustancias reguladas por el Protocolo de Montreal también son gases con un potente efecto invernadero.
• Por ejemplo, el grupo de los clorofluorocarbonos (CFC) contribuye a aproximadamente el 12% del forzamiento radiactivo ocasionado por los GEI de larga duración.

Forzamientos Naturales: Vulcanismo

• Emisión inmediata de aerosoles (sulfatos y ceniza volcánica).
• Efectos a mediano plazo en las propiedades radiativas de la atmósfera y la química atmosférica.
• SO₂ + H₂O → H₂SO₄ (aerosol), altamente reflectivo.
• Consecuencia: Radiación solar incidente disminuye, temperatura disminuye, resultando en un «invierno volcánico».

Efectos de los Aerosoles

• Efecto Indirecto: Aumenta el número de núcleos de condensación, disminuye el tamaño de las gotas en la nube, incrementa la brillantez de la nube (incrementa el albedo).
• Enfriamiento: Alarga la vida de la nube, disminuye la precipitación.