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Montaje experimental de John Tyndall para medir la absorción infrarroja de diferentes gases atmosféricos. Tyndall, John, 186145​
En 1859 John Tyndall descubrió que moléculas de gases como CO2, el metano y el vapor de agua bloquean la radiación infrarroja, lo que no sucede con el oxígeno y el nitrógeno. Se considera habitualmente a Tyndall como el descubridor del mecanismo de absorción de los gases de efecto invernadero en la atmósfera que no llegaron a dilucidad ni Fourier ni Poulliet y ... (ver texto completo)

Historia del conocimiento científico del efecto invernadero

Artículo principal: Historia de la ciencia del cambio climático

Joseph Fourier fue el primer científico al que se atribuyó la descripción del efecto invernadero.

Arrhenius calculó que duplicar el CO2 de la atmósfera subiría la temperatura 5-6 °C (1896).

El matemático francés Joseph Fourier es considerado por muchas fuentes como el primer científico en describir el efecto invernadero en un artículo de 1824 con el título Observaciones ... (ver texto completo)

Emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero (GEI) de larga permanencia

Las actividades humanas generan emisiones de cuatro GEI de larga permanencia: CO2, metano (CH4), óxido nitroso (N2O) y halocarbonos (gases que contienen flúor, cloro o bromo).

Cada GEI tiene una influencia térmica (forzamiento radiativo) distinta sobre el sistema climático mundial por sus diferentes propiedades radioactivas y períodos de permanencia en la atmósfera. Tales influencias se homogeneizan en una métrica común tomando como base el forzamiento radiativo por CO2 (emisiones de CO2-equivalente). Homogeneizados todos los valores, el CO2 es con mucha diferencia el gas invernadero antropógeno de larga permanencia más importante, representando en 2004 el 77 % de las emisiones totales de GEI antropógenos. Pero el problema no solo es la magnitud sino también las tasas de crecimiento. Entre 1970 y 2004, las emisiones anuales de CO2 aumentaron un 80 %. Además en los últimos años el incremento anual se ha disparado: en el reciente periodo 1995-2004, la tasa de crecimiento de las emisiones de CO2-eq fue de (0,92 GtCO2-eq anuales), más del doble del periodo anterior 1970-1994 (0,43 GtCO2-eq anuales).29​

Ya se ha señalado que la concentración de CO2 en la atmósfera ha pasado de un valor de 280 ppm en la época preindustrial a 379 ppm en 2005. El CH4 en la atmósfera ha cambiado de los 715 ppmm en 1750 (periodo preindustrial) hasta 1732 ppmm en 1990, alcanzando en 2005 las 1774 ppmm. La concentración mundial de N2O en la atmósfera pasó de 270 ppmm en 1750 a 319 ppmm en 2005. Los halocarbonos prácticamente no existían en la época preindustrial y las concentraciones actuales se deben a la actividad humana. 30​

Según el Informe Stern que estudió el impacto del cambio climático y el calentamiento global en la economía mundial, encargado por el gobierno británico y publicado en 2006, la distribución total mundial de las emisiones de GEI por sectores es: un 24 % se debe a la generación de electricidad, un 14 % a la industria, un 14 % al transporte, un 8 % a los edificios y un 5 % más a actividades relacionadas con la energía. Todo ello supone unas 2/3 partes del total y corresponde a las emisiones motivadas por el uso de la energía. Aproximadamente el 1/3 restante se distribuye de la siguiente forma: un 18 % por el uso del suelo (incluye la deforestación), un 14 % por la agricultura y un 3 % por los residuos. 31​

Entre 1970 y 2004, las mejoras tecnológicas han frenado las emisiones de CO2 por unidad de energía suministrada. Sin embargo el crecimiento mundial de los ingresos (77 %) y el crecimiento mundial de la población (69 %), han originado nuevas formas de consumo y un incremento de consumidores de energía. Esta es la causa del aumento de las emisiones de CO2 en el sector de la energía. 29​

También el Informe Stern señala que desde el año 1850, Estados Unidos y Europa han generado el 70 % de las emisiones totales de CO2.31​

Emisiones de CO2 en el mundo procedentes de combustibles fósiles (1990-2007)

Descripción- - - - - - - - - - 1990- -1995- - 2000- - -2005- - -2007- - -% Cambio 90-07
CO2 en millones de toneladas 20.980 -21.810 -23.497 -27.147 - -28.962 - - - 38,0 %
Población mundial en millones 5.259 -5.675 - 6.072 - -6.382 - -6.535 - - - -25,7 %
CO2 per cápita en toneladas - -3,99 - 3,84 - -3,87 - - 4,20 - - 4,38 - - - - 9,8 %

Fuente: Agencia Internacional de la Energía32​ ... (ver texto completo)

Gases de efecto invernadero

Artículo principal: Gas de efecto invernadero

Los denominados gases de efecto invernadero o gases invernadero, responsables del efecto descrito, son:

• Vapor de agua (H2O)
• Dióxido de carbono (CO2)
• Metano (CH4)
• Óxido de nitrógeno (N2O) ... (ver texto completo)

Efecto invernadero de varios gases de la atmósfera

Es el proceso por el que el aire retiene gran parte de la radiación infrarroja emitida por la Tierra, lo cual da origen a toda la compleja serie de fenómenos atmosféricos estudiados por la meteorología en detalle y a corto plazo, así como por la climatología a grandes rasgos y a largo plazo.

Aunque la atmósfera seca está compuesta prácticamente por nitrógeno (78,1 %), oxígeno (20,9 %) y argón (0,93 %). El 0,07 % restante está formado por gases muy minoritarios en su composición como el dióxido de carbono (0,035 %: 350 ppm), el ozono y otros que desarrollan esta actividad radiactiva. Además, la atmósfera contiene vapor de agua (1 %: 10.000 ppm) que también es un gas radiactivamente activo, siendo con diferencia el gas natural invernadero más importante. El dióxido de carbono ocupa el segundo lugar en importancia. 19​

El efecto invernadero es esencial para la vida del planeta: sin CO2 ni vapor de agua (sin el efecto invernadero) la temperatura media de la Tierra sería unos 33 °C menos, del orden de 18°C bajo cero, lo que haría inviable la vida. 26​

Actualmente el CO2 presente en la atmósfera está creciendo de modo no natural por las actividades humanas, principalmente por la combustión de carbón, petróleo y gas natural que está liberando el carbono almacenado en estos combustibles fósiles. Por tanto es preciso diferenciar entre el efecto invernadero natural del originado por las actividades humanas (o antropogénico).

La población se ha multiplicado y la tecnología ha alcanzado una enorme y sofisticada producción de forma que se está presionando muchas partes del medio ambiente terrestre siendo la atmósfera la zona más vulnerable de todas por su delgadez. Dado el reducido espesor atmosférico la alteración de algunos componentes moleculares básicos que también se encuentran en pequeña proporción supone un cambio significativo. En concreto, la variación de la concentración de CO2, el más importante de los gases invernadero de la atmósfera, clasificado en este caso con referencia a las aportaciones por actividades humanas.

Los gases invernadero permanecen activos en la atmósfera mucho tiempo, por eso se les denomina de larga permanencia. Eso significa que los gases que se emiten hoy permanecerán durante muchas generaciones produciendo el efecto invernadero. Así del CO2 emitido a la atmósfera: sobre el 50 % tardará 30 años en desaparecer, un 30 % permanecerá varios siglos y el 20 % restante durará varios millares de años. 27​

La concentración de CO2 atmosférico se ha incrementado desde la época preindustrial (año 1750) desde un valor de 280 ppm a 379 ppm en 2005. Se estima que 2/3 de las emisiones procedían de la quema de combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón) mientras un 1/3 procede del cambio en la utilización del suelo (Incluida la deforestación). Del total emitido solo el 45 % permanece en la atmósfera, sobre el 30 % es absorbido por los océanos y el restante 25 % pasa a la biosfera terrestre. Por tanto no solo la atmósfera está aumentando su concentración de CO2, también está ocurriendo en los océanos y en la biosfera. 27​ ... (ver texto completo)

Balance energético de la Tierra[editar]

Artículo principal: Equilibrio térmico de la Tierra

En la atmósfera el mantenimiento del equilibrio entre la recepción de la radiación solar y la emisión de radiación infrarroja devuelve al espacio la misma energía que recibe del Sol. Esta acción de equilibrio se llama balance energético de la Tierra y permite mantener la temperatura en un estrecho margen que posibilita la vida. 17​

En un período suficientemente largo el sistema climático debe estar en equilibrio. La radiación solar entrante en la atmósfera está compensada por la radiación saliente, pues si la radiación entrante fuese mayor que la radiación saliente se produciría un calentamiento y lo contrario produciría un enfriamiento. 18​ Por tanto, en equilibrio, la cantidad de radiación solar entrante en la atmósfera debe ser igual a la radiación solar reflejada saliente más la radiación infrarroja térmica saliente. Toda alteración de este balance de radiación, ya sea por causas naturales u originado por el hombre (antropógeno), es un forzamiento radiactivo y supone un cambio de clima y del tiempo asociado. 19​

Los flujos de energía entrante y saliente interaccionan en el sistema climático ocasionando muchos fenómenos tanto en la atmósfera, como en el océano o en la tierra. Así, la radiación entrante solar se puede dispersar en la atmósfera o ser reflejada por las nubes. La superficie terrestre puede reflejar o absorber la energía solar que le llega. La energía solar de onda corta se transforma en la Tierra en calor. Esa energía no se disipa; se encuentra como calor sensible o calor latente, se puede almacenar durante algún tiempo, transportarse en varias formas, dando lugar a una gran variedad de tiempo y a fenómenos turbulentos en la atmósfera o en el océano. Finalmente vuelve a ser emitida a la atmósfera como energía radiante de onda larga. 18​ Un proceso importante del balance de calor es el efecto albedo, por el que algunos objetos reflejan más energía solar que otros. Los objetos de colores claros, como las nubes o las superficies nevadas, reflejan más energía, mientras que los objetos oscuros absorben más energía solar que la que reflejan. Otro ejemplo de estos procesos es la energía solar que actúa en los océanos; la mayor parte se consume en la evaporación del agua de mar, luego esta energía es liberada en la atmósfera cuando el vapor de agua se condensa en lluvia. 20​

La Tierra, como todo cuerpo caliente superior al cero absoluto, emite radiación térmica, pero al ser su temperatura mucho menor que la solar, emite radiación infrarroja por ser un cuerpo negro. La radiación emitida depende de la temperatura del cuerpo. En el estudio del NCAR han concluido una oscilación anual media entre 15,9 °C en julio y 12,2 °C en enero compensando los dos hemisferios, que se encuentran en estaciones distintas y la parte terrestre que es de día con la que es de noche. Esta oscilación de temperatura supone una radiación media anual emitida por la Tierra de 396 W/m².21​

La energía infrarroja emitida por la Tierra es atrapada en su mayor parte en la atmósfera y reenviada de nuevo a la Tierra. Este fenómeno se llama efecto invernadero y garantiza las temperaturas templadas del planeta. 22​ Según el estudio anterior de la NCAR, el efecto invernadero de la atmósfera hace retornar nuevamente a la Tierra 333 W/m².23​

Globalmente la superficie de la Tierra absorbe energía solar por valor de 161 w/m² y del efecto invernadero de la atmósfera recibe 333 w/m², lo que suma 494 w/m², como la superficie de la Tierra emite (o dicho de otra manera pierde) un total de 493 w/m² (que se desglosan en 17 w/m² de calor sensible, 80 w/m² de calor latente de la evaporación del agua y 396 w/m² de energía infrarroja), supone una absorción neta de calor de 0,9 w/m², que en el tiempo actual está provocando el calentamiento de la Tierra. 24​ ... (ver texto completo)

Efecto invernadero

El efecto invernadero es un proceso en el que la radiación térmica emitida por la superficie planetaria es absorbida por los gases de efecto invernadero (GEI) atmosféricos y es irradiada en todas las direcciones. Como parte de esta radiación es devuelta hacia la superficie y la atmósfera inferior, ello resulta en un incremento de la temperatura superficial media respecto a lo que habría en ausencia de los GEI. 1​2​

La radiación solar en frecuencias de la luz visible pasa en su mayor parte a través de la atmósfera para calentar la superficie planetaria y luego ésta emite esta energía en frecuencias menores de radiación térmica infrarroja. Esta última es absorbida por los GEI, los que a su vez reirradian mucha de esta energía a la superficie y atmósfera inferior3​. Este mecanismo recibe su nombre debido a su analogía al efecto de la radiación solar que pasa a través de un vidrio y calienta un invernadero, pero la manera en que atrapa calor es fundamentalmente diferente a como funciona un invernadero al reducir las corrientes de aire, aislando el aire caliente dentro de la habitación y con ello no se pierde el calor por convección2​3​4​5​6​, aunque el efecto detallado es algo más complicado. 7​

Sin este efecto invernadero natural, la temperatura de equilibrio de la Tierra sería de unos -18°C 8​9​10​. Sin embargo, la temperatura media de la superficie terrestre es de unos 14°C 11​12​, una diferencia cercana a 33°C que nos da una idea de la magnitud del efecto13​.

El efecto invernadero natural de la Tierra hace posible la vida como la conocemos14​. Sin embargo, las actividades humanas, principalmente la quema de combustibles fósiles y la deforestación, han intensificado el fenómeno natural, causando un calentamiento global. 15​16​ ... (ver texto completo)

Referencias

1.↑ «Kyoto Protocol: Status of Ratification» (PDF). Organización de las Naciones Unidas (en inglés). Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. 14 de enero de 2009. Consultado el 23 de abril de 2010.
2.↑ Naciones Unidas (1998). «Protocolo de Kioto de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático» (PDF). Consultado el 23 de abril de 2010.
3.↑ «Kyoto Protocol: Status of Ratification» (PDF). United Nations Framework Convention on Climate Change. 14 de enero de 2009. Consultado el 6 de mayo de 2009.
4.↑ Fidel Castro Ruz (24 de agosto de 2009). «Reflexiones del compañero Fidel: ¡Ojalá me equivoque!». Visiones Alternativas. Consultado el 23 de abril de 2010.
5.↑ Cumbre de Bonn del Convenio Marco de Protección del Clima. julio de 2001.
6.↑ «Climate Change Report Looks at Nuclear Power, Other Options» (en inglés). International Atomic Energy Agency. 2 de mayo de 2007. Consultado el 23 de abril de 2010. «La energía nuclear se contempla como uno de los mecanismos para combatir el cambio climático».
7.↑ [1]
8.↑ Inventario Español de Gases de Efecto Invernadero
9.↑ Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino (2009). «Inventario de Emisiones a la Atmósfera de España 1990-2007». Gobierno de España. Consultado el 23 de abril de 2010.
10.↑ Infoleg. gov. ar Ley Nacional 25.438.
11.↑ «Canadá abandona el Protocolo de Kioto sobre el cambio climático.» RTVE.
12.↑ Montreal Climate Change Conference. Naciones Unidas, diciembre de 2005. Consultado el 22 de febrero de 2013.
13.↑ Bali Climate Change Conference. Naciones Unidas, diciembre de 2007. Consultado el 22 de febrero de 2013.
14.↑ Copenhagen 2009 Blog.
15.↑ COP 16 EFEverde. ... (ver texto completo)

Segundo periodo del Protocolo de Kioto

La decimoctava Conferencia de las Partes (COP 18) sobre cambio climático ratificó el segundo periodo de vigencia del Protocolo de Kioto desde el 1 de enero de 2013 hasta el 31 de diciembre de 2020.

La duración de este segundo periodo del Protocolo será de ocho años, con metas concretas al 2020. Sin embargo, este proceso denotó un débil compromiso de los países industrializados, tales como Estados Unidos, Rusia, y Canadá, los cuales decidieron no respaldar ... (ver texto completo)

Después de Kioto

Las llamadas Partes (miembros de la CMNUCC) se reunieron por primera vez para su seguimiento en Montreal, Canadá, en 2005,12​ donde se estableció el llamado Grupo de Trabajo Especial sobre los Futuros Compromisos de las Partes del Anexo I en el marco del Protocolo de Kioto (GTE-PK), orientado a los acuerdos a tomar para después de 2012.

En diciembre de 2007, en Bali, Indonesia, 13​ se llevó a cabo la tercera reunión de seguimiento, así como la 13ª cumbre del clima (CoP 13 o ... (ver texto completo)

Canadá

El 11 de diciembre de 2011 Canadá abandonó el Protocolo de Kioto sobre el cambio climático para no pagar las multas relacionadas con el incumplimiento de la reducción de emisiones. Este anuncio lo hizo pocas horas después de la conclusión de la cumbre sobre el cambio climático de Durban. 11​

Argentina

Argentina, como país en desarrollo y con aproximadamente el 0,6 % del total de las emisiones mundiales, no estaba obligada a cumplir las metas cuantitativas fijadas por el Protocolo de Kioto. Pese a ello ratificó el acuerdo, previa aprobación del Congreso Nacional el 13 de julio de 2001, a través de la Ley Nacional 25.438.10​ En consecuencia, su condición de país adherente hace que deba comprometerse con la reducción de emisiones o, al menos, con su no incremento.

España

España se comprometió a limitar el aumento de sus emisiones un máximo del 15 % en relación al año base. Pero es el país miembro que menos posibilidades tiene de cumplir lo pactado. El incremento de sus emisiones en relación a 1990 durante los últimos años ha sido como sigue: 1996: 7 %; 1997: 15 %; 1998: 18 %; 1999: 28 %; 2000: 33 %; 2001: 33 %; 2002: 39 %; 2003: 41 %; 2004: 47 %; 2005: 52 %; 2006: 49 %; 2007: 52 %; 2008: 42,7 % 2015: 24,2333 %;.8​9​

La Unión Europea

La Unión Europea, como agente especialmente activo en la concreción del Protocolo, se comprometió a reducir sus emisiones totales medias durante el periodo 2008-2012 en un 8 % respecto de las de 1990. No obstante, a cada país se le otorgó un margen distinto en función de diversas variables económicas y medioambientales según el principio de «reparto de la carga», de manera que dicho reparto se acordó de la siguiente manera: Alemania (–21 %), Austria (–13 %), Bélgica (–7,5 %), ... (ver texto completo)

Países y regiones participantes

Estados Unidos

El entonces presidente de Estados Unidos Bill Clinton firmó el acuerdo pero el Congreso de su país no lo ratificó por lo que su adhesión sólo fue simbólica hasta 2001 en el cual el gobierno de Bush se retiró del protocolo, según su declaración, no porque no compartiese su idea de fondo de reducir las emisiones, sino porque considera que la aplicación del Protocolo es ineficiente (Estados Unidos, con apenas el 4 % de la población mundial, consume ... (ver texto completo)