Calentamiento global para niños

Un modelo climático global de reconstrucción de cambio de T.ª durante el siglo XX, a resultas de cinco factores forzantes estudiados y el monto de cambio de T.ª atribuido a cada uno

Las causas del calentamiento global, también llamadas fuerzas externas, son los factores principales que causan el calentamiento global que observamos. Estos factores son "externos" al sistema climático en sí, pero no necesariamente externos a la Tierra. La investigación se ha centrado en las causas del calentamiento desde 1979. En este periodo, la actividad humana ha crecido más rápido y se han podido hacer mediciones con satélites.

Las principales causas del calentamiento global relacionadas con los humanos son el aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera. Las principales causas naturales son los cambios en la luminosidad solar, las erupciones volcánicas y las variaciones orbitales de la Tierra alrededor del Sol.

"Detección" es el proceso de mostrar que el clima ha cambiado de alguna manera, sin decir por qué. "Atribución" es el proceso de encontrar las causas más probables de ese cambio.

La atribución del calentamiento global a la actividad humana se basa en que los cambios observados no son normales para la variabilidad natural. Además, las causas naturales conocidas habrían enfriado el planeta en este periodo. Los patrones de cambio de las causas humanas coinciden con los cambios observados en el clima.

Emisiones por persona de gases de efecto invernadero por país, incluyendo cambios en el uso de la tierra, en el año 2000.

Esquema del efecto invernadero mostrando los flujos de energía entre el espacio, la atmósfera y la superficie de la tierra.

Contribución porcentual de las emisiones acumuladas de CO₂ asociadas a la energía entre 1751 y 2012 a lo largo de diferentes regiones.

Fuentes de gases de efecto invernadero causados por humanos, con las emisiones contaminantes de ocho sectores principales de la economía. Los más importantes son la generación de energía eléctrica (muchas queman carbón u otros combustibles fósiles), procesos industriales (como la producción de cemento), transporte (generalmente combustible fósil), y productos de la agricultura (principalmente metano de los rumiantes y óxido nitroso por el uso de fertilizantes).

El efecto invernadero es un proceso natural. Los gases en la atmósfera de un planeta absorben y emiten calor, calentando la atmósfera y la superficie.

En la Tierra, los gases de efecto invernadero naturales calientan el planeta unos 33 °C. Sin ellos, la temperatura promedio de la Tierra estaría muy por debajo del punto de congelación del agua. Los principales gases de efecto invernadero son el vapor de agua, el dióxido de carbono (CO₂), el metano (CH₄) y el ozono (O₃). Las nubes también influyen en el balance de calor.

Desde la Revolución Industrial, los humanos hemos usado muchos combustibles fósiles. Esto ha aumentado la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Esto incluye CO₂, metano, ozono en la parte baja de la atmósfera, y óxido nitroso. El vapor de agua no es un gas que cause calentamiento global directamente, porque su cantidad en la atmósfera cambia muy rápido.

Las concentraciones de CO₂ y metano han aumentado mucho desde 1750. Estos niveles son los más altos en los últimos ochocientos mil años. La quema de combustibles fósiles ha producido alrededor de tres cuartas partes del aumento de CO₂ causado por humanos en los últimos 20 años. El resto se debe principalmente a la deforestación.

En mayo de 2013, las mediciones de CO₂ superaron las 400 ppm. Es probable que sea la primera vez que los niveles de CO₂ han sido tan altos en unos 4.5 millones de años. En marzo de 2015, las concentraciones globales de CO₂ superaron las 400 ppm. Los científicos de la NASA informaron en 2015 que el dióxido de carbono producido por los humanos sigue aumentando. Cerca de la mitad del CO₂ de la quema de combustibles fósiles no es absorbido por la vegetación ni los océanos y permanece en la atmósfera.

En las últimas tres décadas del siglo XX, el crecimiento económico y el aumento de la población fueron las principales causas del aumento de las emisiones. Las emisiones de CO₂ siguen subiendo por la quema de combustibles fósiles y los cambios en el uso del suelo.

Se han creado escenarios para predecir cómo cambiarán las emisiones futuras. Estos dependen de cómo evolucionen la economía, la sociedad, la tecnología y la naturaleza. En la mayoría de los escenarios, las emisiones seguirán aumentando. Las reservas de combustibles fósiles son abundantes y no limitarán las emisiones en el siglo XXI.

A menudo, la gente confunde el calentamiento global con el agotamiento del ozono. Aunque hay algunas conexiones, la relación no es fuerte. La reducción del ozono en la parte alta de la atmósfera ha tenido un ligero efecto de enfriamiento. El aumento del ozono en la parte baja de la atmósfera ha tenido un efecto de calentamiento mayor.

Las estelas de barcos pueden observarse como líneas en estas nubes sobre el océano Atlántico. Las partículas de esta y otras fuentes podrían tener un gran efecto sobre el clima a través del efecto indirecto de los aerosoles.

El oscurecimiento global es una reducción gradual de la luz solar que llega a la superficie de la Tierra. Se observó desde 1961 hasta al menos 1990. Se cree que la causa principal son las partículas sólidas y líquidas llamadas aerosoles. Estas provienen de volcanes y de la contaminación humana. Los aerosoles enfrían el planeta al reflejar la luz solar. Recientemente, la luminosidad ha aumentado porque los niveles globales de aerosoles han disminuido. Los efectos del CO₂ y los aerosoles se han compensado parcialmente. Por eso, el calentamiento se ha debido al aumento de otros gases de efecto invernadero, como el metano. Los aerosoles solo permanecen en la atmósfera por poco tiempo, a diferencia del dióxido de carbono que dura un siglo o más. Por lo tanto, los cambios en los aerosoles solo retrasan los cambios climáticos causados por el CO₂. La contribución del carbono negro al calentamiento global solo es superada por la del dióxido de carbono. Un estudio de 2023 mostró que la capacidad del carbono negro para absorber radiación se ha subestimado. Esto significa que su capacidad para calentar la atmósfera se ha subestimado.

Además de su efecto directo, las partículas también afectan el balance radiativo de la Tierra de forma indirecta. Los sulfatos, por ejemplo, hacen que las nubes tengan más y más pequeñas gotas. Estas nubes reflejan la luz solar de manera más eficiente. Este efecto también hace que las gotas sean de tamaño más uniforme, lo que reduce el crecimiento de las gotas de lluvia y hace que la nube refleje más luz solar. Los efectos indirectos son más notables en las nubes sobre el mar. La incertidumbre sobre los efectos indirectos de los aerosoles es la mayor en el estudio del calentamiento.

El hollín puede enfriar o calentar la superficie, dependiendo de si está en el aire o depositado. El hollín en el aire absorbe la radiación solar, calentando la atmósfera y enfriando la superficie. En áreas con mucha producción de hollín, como la India rural, las nubes marrones pueden ocultar hasta el 50% del calentamiento de la superficie por gases de efecto invernadero. Cuando el hollín se deposita, especialmente sobre glaciares o hielo, su color oscuro hace que la superficie absorba más calor. Las influencias de las partículas, incluido el carbono negro, son más fuertes en las zonas tropicales y subtropicales, especialmente en Asia. Los efectos de los gases de efecto invernadero son más importantes en las regiones fuera de los trópicos y en el hemisferio sur.

Cambios en la irradiancia solar total y manchas solares desde mediados de la década de 1970.

Contribución de los factores naturales y las actividades humanas al forzamiento radiativo del cambio climático. Los valores de forzamiento radiativo son del año 2005 con respecto a la era preindustrial (1750). La contribución de la radiación solar al forzamiento radiativo es el 5 % del valor de los forzamientos radiativos combinados debido al incremento en las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono, metano y óxido nitroso.

Desde 1978, la radiación del Sol se ha medido con precisión usando satélites. Estas mediciones muestran que las emisiones del Sol no han aumentado desde 1978. Por lo tanto, el calentamiento de los últimos 30 años no puede ser causado por un aumento de la energía solar que llega a la Tierra.

Los modelos climáticos se han usado para estudiar el papel del Sol en el cambio climático reciente. Estos modelos no pueden explicar el rápido calentamiento observado en las últimas décadas si solo se consideran las variaciones en la radiación solar y la actividad volcánica. Sin embargo, los modelos sí pueden simular los cambios de temperatura del siglo XX cuando incluyen todas las influencias importantes, tanto humanas como naturales.

Otra prueba de que el Sol no es la causa del calentamiento reciente viene de observar cómo han cambiado las temperaturas en diferentes capas de la atmósfera. Los modelos y las observaciones muestran que el calentamiento por el efecto invernadero calienta la parte baja de la atmósfera (troposfera), pero enfría la parte alta (estratosfera). El agotamiento de la capa de ozono también ha causado un fuerte enfriamiento en la estratosfera. Si el Sol fuera el responsable del calentamiento, se esperaría que tanto la troposfera como la estratosfera se calentaran.

La inclinación del eje de la Tierra y la forma de su órbita alrededor del Sol cambian lentamente a lo largo de decenas de miles de años. Esto es una causa natural de cambio climático, ya que modifica cómo se distribuye la luz solar en diferentes estaciones y latitudes.

Durante los últimos miles de años, este fenómeno causó una lenta tendencia al enfriamiento en las latitudes altas del hemisferio norte durante el verano. Sin embargo, esta tendencia se revirtió debido al calentamiento causado por los gases de efecto invernadero en el siglo XX.

Las variaciones en los ciclos orbitales podrían iniciar un nuevo periodo glaciar en el futuro. Pero la fecha de esto depende de las concentraciones de gases de efecto invernadero, además de la influencia orbital. No se espera un nuevo periodo glaciar en los próximos 50,000 años si las concentraciones de CO₂ en la atmósfera se mantienen por encima de las 300 ppm.

El hielo marino, que se muestra aquí en Nunavut (norte de Canadá), refleja más luz solar, mientras que el mar abierto absorbe más, acelerando el derretimiento.

La retroalimentación del cambio climático es un proceso donde un cambio en el clima puede hacer que otros cambios sean más fáciles o más difíciles.

El sistema climático tiene varias retroalimentaciones que modifican cómo responde a los cambios externos. Las retroalimentaciones positivas aumentan la respuesta del sistema a un cambio inicial. Las retroalimentaciones negativas la reducen. Ambos fenómenos pueden ocurrir al mismo tiempo. El resultado final puede ser un cambio más o menos brusco e impredecible a largo plazo, porque el sistema climático es complejo.

Hay varias retroalimentaciones en el sistema climático. Incluyen el vapor de agua, los cambios en el hielo y su efecto albedo (cuánto refleja la luz solar), las nubes y los cambios en el ciclo del carbono de la Tierra. La principal retroalimentación negativa es la energía que la superficie de la Tierra irradia al espacio en forma de calor.

Las retroalimentaciones son muy importantes para saber cuán sensible es el sistema climático al aumento de gases de efecto invernadero. Si todo lo demás se mantiene igual, una mayor sensibilidad climática significa que habrá más calentamiento por el mismo aumento de gases. La incertidumbre sobre el efecto de las retroalimentaciones es una razón importante por la que diferentes modelos climáticos predicen diferentes magnitudes de calentamiento. Se necesita más investigación para entender el papel de las retroalimentaciones de las nubes y el ciclo del carbono.

Emisiones globales de CO₂ y resultados de temperatura de diferentes políticas.

Proyecciones del promedio global de la subida del nivel del mar. No se han asignado probabilidades a estas proyecciones, por lo tanto ninguna debe interpretarse como una «mejor estimación» de la subida futura del nivel del mar. Crédito de la imagen: NOAA.

Los efectos del calentamiento global incluyen cambios en el medio ambiente, la sociedad, la economía y la salud. Algunos ya se están viendo y otros se esperan a corto, mediano o largo plazo. Algunos son locales y otros globales. Algunos son graduales y otros repentinos. Algunos se pueden revertir y otros no. Aunque algunos podrían tener consecuencias positivas, la mayoría son negativas.

Los efectos ambientales incluyen el aumento de la temperatura del océano, la acidificación del océano, el retroceso de los glaciares, el deshielo ártico, la subida del nivel del mar, extinciones masivas, desertificación, fenómenos meteorológicos extremos, cambios climáticos abruptos y efectos a largo plazo.

Los efectos económicos y sociales incluyen cambios en la producción de alimentos, la expansión de enfermedades, inundaciones, impacto sobre pueblos indígenas y migraciones ambientales.

Los efectos futuros del cambio climático dependerán de las políticas que se tomen y del desarrollo social. Las dos principales formas de enfrentar el cambio climático son reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (mitigación) y adaptarse a sus efectos. La ingeniería climática es otra opción. Las decisiones a corto plazo pueden afectar mucho los efectos a largo plazo. Políticas estrictas de mitigación podrían limitar el calentamiento global para 2100 a cerca de 2 °C o menos. Sin mitigación, un aumento en la demanda de energía y el uso de combustibles fósiles podrían llevar a un calentamiento de alrededor de 4 °C. Con calentamientos mayores, sería más difícil adaptarse y aumentaría el riesgo de impactos negativos.

Se espera que los cambios en el clima regional incluyan un mayor calentamiento en tierra, especialmente en las latitudes altas del norte. El menor calentamiento se dará en el océano Austral y partes del océano Atlántico Norte.

Se prevé que los cambios futuros en las lluvias sigan las tendencias actuales. Habrá menos lluvias en las zonas subtropicales y más en las latitudes cercanas a los polos y algunas regiones ecuatoriales. Las proyecciones sugieren un probable aumento en la frecuencia y fuerza de algunos fenómenos meteorológicos extremos, como las olas de calor. Un estudio publicado en Nature Climate Change en 2015 dice:

Un 18 % de las lluvias diarias moderadamente extremas en tierra se deben al aumento de la temperatura observado desde la época preindustrial. Esto, a su vez, es resultado principalmente de la influencia humana. Con 2 °C de calentamiento, la fracción de lluvias extremas atribuibles a la influencia humana sube a cerca del 40 %. De manera similar, actualmente alrededor del 75 % de las olas de calor diarias moderadamente extremas en tierra se deben al calentamiento. Para los fenómenos más raros y extremos, la contribución humana es mayor y aumenta de forma no lineal con un mayor calentamiento.

El análisis de datos de eventos extremos desde 1960 hasta 2010 sugiere que las sequías y olas de calor ocurren al mismo tiempo con mayor frecuencia. Los eventos extremos de humedad o sequía durante la temporada de monzones han aumentado desde 1980.

Ha habido un aumento notable en la actividad de los ciclones tropicales en el Norte del Océano Atlántico desde 1970. Esto se relaciona con el aumento de las temperaturas de las superficies oceánicas. Sin embargo, es difícil detectar tendencias a largo plazo debido a la calidad de los registros anteriores a las observaciones por satélite. El resumen también señala que no hay una tendencia clara en el número anual de ciclones tropicales en todo el mundo. El calentamiento global también hará que los ciclones sean más intensos en promedio a nivel global. Según los modelos, el porcentaje de ciclones más intensos aumentará entre un 2% y un 11% a nivel global durante este siglo. Aunque serán más fuertes, también serán menos en cantidad.

Observaciones del aumento del nivel del mar.

Las mediciones muestran que el actual aumento global del nivel del mar comenzó a principios del siglo XX. Entre 1901 y 2018, el promedio mundial del nivel del mar aumentó entre 15 y 25 cm. Los datos más precisos de radar satelital revelan un aumento acelerado de 7.5 centímetros entre 1993 y 2017. Esto significa una tasa promedio de 31 mm por década. Esta aceleración se debe principalmente al cambio climático, que calienta (y por lo tanto expande) el océano y derrite las capas de hielo y los glaciares terrestres. Entre 1993 y 2018, la expansión térmica del agua contribuyó en un 42% al aumento del nivel del mar. El derretimiento de glaciares templados contribuyó en un 21%, Groenlandia en un 15%, y la Antártida en un 8%. Los científicos esperan que la tasa se acelere aún más durante el siglo XXI. Las últimas mediciones indican que el nivel del mar está aumentando en 3.7 mm por año.

Predecir el nivel del mar en el futuro es difícil. Esto se debe a la complejidad del sistema climático y a que el nivel del mar tarda mucho en reaccionar a los cambios de temperatura. A medida que la investigación climática mejora los modelos informáticos, las proyecciones de aumento del nivel del mar han ido subiendo. En 2007, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) proyectó un aumento de 60 centímetros hasta 2099. Pero su informe de 2014 elevó la estimación a unos 90 centímetros. Varios estudios posteriores han concluido que un aumento global del nivel del mar de 200 a 270 centímetros en este siglo es "físicamente posible". Una estimación conservadora a largo plazo es que cada grado Celsius de aumento de temperatura causa un aumento del nivel del mar de aproximadamente 2.3 metros en dos milenios. En febrero de 2021, un artículo sugirió que las proyecciones anteriores del IPCC sobre el aumento del nivel del mar para 2100 eran probablemente conservadoras.

El nivel del mar no subirá igual en todas partes de la Tierra. Incluso bajará ligeramente en algunos lugares, como el Ártico. Los factores locales incluyen movimientos de la tierra, mareas, corrientes y tormentas. El aumento del nivel del mar puede afectar mucho a las poblaciones humanas en las costas e islas. Se esperan inundaciones costeras extensas y continuas si el calentamiento se mantiene durante los próximos milenios. Otros efectos son marejadas ciclónicas más grandes y tsunamis más peligrosos. También habrá desplazamiento de poblaciones, pérdida de tierras de cultivo y daños en las ciudades. Los entornos naturales como los ecosistemas marinos también se ven afectados, con peces, aves y plantas que pierden parte de su hábitat.

Las sociedades pueden adaptarse al aumento del nivel del mar de tres maneras. Pueden retirarse de la costa de forma controlada, adaptarse al cambio costero o protegerse con construcciones como diques. También pueden usar enfoques más suaves como la rehabilitación de dunas y la regeneración de playas. A veces, estas estrategias se combinan. Los ecosistemas naturales normalmente se adaptan moviéndose tierra adentro. Sin embargo, es posible que no siempre puedan hacerlo debido a barreras naturales o construidas por humanos.

Existen desacuerdos sobre la neutralidad en el punto de vista de la versión actual de este artículo o sección. En la página de discusión puedes consultar el debate al respecto.

El dodo, un ave de Mauricio, que se extinguió hacia el final del Siglo XVII, después de que el ser humano destruyera los bosques donde anidaban e introdujera animales que se comían sus huevos.

Debido al derretimiento de los hielos, la U.S. Geological Survey estima que dos tercios de los osos polares desaparecerán en 2050.

La extinción masiva del Holoceno, también conocida como la sexta extinción masiva, es el evento de extinción masiva que ocurre en el periodo actual, el Holoceno.

Incluye la desaparición de grandes mamíferos, conocidos como megafauna. Esto ocurrió cerca del final de la última glaciación, hace entre nueve mil y trece mil años. Es parte de un evento de extinción más grande que comenzó hace cincuenta mil años en Oceanía y Eurasia.

Se considera una extinción masiva porque el número de desapariciones es comparable a otras grandes extinciones que han ocurrido en la historia de la Tierra. La tasa actual de extinción es de cien a mil veces el promedio natural. En 2007, la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza dijo que una de cada ocho especies de aves, una de cada cuatro de mamíferos, una de cada tres de anfibios y el 70% de todas las plantas están en peligro.

Estas extinciones afectan a muchas familias de plantas y animales, desde el mamut hasta el dodo. Además, incontables especies siguen desapareciendo cada año. Al principio del Holoceno, después de la última glaciación, las especies principales desaparecieron en los continentes e islas recién poblados por el Homo sapiens. Desde principios del siglo XIX, y acelerándose desde la década de 1950, las desapariciones afectan a especies de todos los tamaños. Ocurren principalmente en las selvas tropicales, que tienen una gran biodiversidad.

En los ecosistemas terrestres, el inicio temprano de la primavera y los cambios de hábitat de animales y plantas hacia los polos y las alturas se han relacionado con el calentamiento reciente. Se espera que el cambio climático futuro afecte especialmente a ciertos ecosistemas. Esto incluye la tundra, los manglares y los arrecifes de coral. En general, se espera que el cambio climático cause la extinción de muchas especies y reduzca la diversidad de los ecosistemas.

Organizaciones como la Wildlife Trust, Fondo Mundial para la Naturaleza, Birdlife International y la Sociedad Conservacionista Audubon investigan los efectos del cambio climático en la biodiversidad. También promueven políticas para ayudar a la adaptación al calentamiento global.

A lo largo de siglos y milenios, la magnitud del calentamiento global dependerá principalmente de las emisiones de CO₂ causadas por los humanos. Esto se debe a que el dióxido de carbono permanece en la atmósfera por mucho tiempo.

Para estabilizar la temperatura media global, se necesitarían grandes reducciones en las emisiones de CO₂ y otros gases de efecto invernadero como el metano y el óxido de nitrógeno. Respecto al CO₂, las emisiones tendrían que reducirse en más del 80% de su nivel máximo. Incluso si esto se lograra, las temperaturas globales se mantendrían cerca de su nivel más alto por muchos siglos. Otro efecto a largo plazo es la respuesta de la corteza terrestre al derretimiento del hielo. Este proceso se llama ajuste posglaciar. Ocurre cuando las masas de tierra ya no están presionadas por el peso del hielo. Esto podría causar deslizamientos de tierra y un aumento de la actividad sísmica y volcánica. Las aguas oceánicas más cálidas que descongelan el permafrost submarino o liberan hidratos de gas podrían causar deslizamientos submarinos. Estos, a su vez, pueden generar tsunamis. Algunas regiones, como los Alpes franceses, ya muestran signos de un aumento en la frecuencia de los deslizamientos.

Una modificación de la corriente termohalina podría hacer un cambio climático más brusco, al menos a nivel local y regional.
Línea azul: corrientes de aguas profundas;
Línea roja: corrientes superficiales.

Un cambio climático abrupto ocurre cuando el sistema climático pasa a un nuevo estado muy rápidamente. Esta velocidad la determina el propio sistema climático, y es más rápida que el cambio de la causa externa. Ejemplos de cambios climáticos abruptos son el final del colapso de lluvias en el Carbonífero, el Dryas Reciente, eventos Dansgaard-Oeschger, y posiblemente también el máximo térmico del Paleoceno-Eoceno.

Los gases de efecto invernadero tienen un impacto cada vez mayor en el día a día del mundo entero. Es un cambio en el sistema climático a escala mundial. Ocurre en un periodo muy corto de tiempo desde el punto de vista geológico y climático (unas décadas o menos). Este cambio causa interrupciones importantes en los sistemas naturales. Esto genera problemas sociales y económicos que pueden poner en riesgo a la humanidad.

El término también se usa en el contexto del calentamiento global para describir un cambio climático repentino que se puede notar en la vida de una persona. Una de las razones propuestas para el cambio climático abrupto es que existen sistemas de retroalimentación dentro del sistema climático. Estos sistemas pueden amplificar pequeñas perturbaciones, llevando a diferentes estados estables.

Algunos cambios abruptos también pueden ser irreversibles. Un ejemplo es la rápida liberación de metano y dióxido de carbono del permafrost. Esto llevaría a un calentamiento global aún mayor. Otro ejemplo es el bloqueo de la circulación termosalina. La comprensión científica de los cambios climáticos abruptos es generalmente limitada. La probabilidad de cambios abruptos para algunas retroalimentaciones climáticas puede ser baja. Los factores que pueden aumentar la probabilidad de un cambio climático abrupto incluyen un calentamiento global de mayor magnitud, una mayor rapidez y un calentamiento sostenido durante periodos de tiempo más largos.

Las escalas de tiempo de los eventos descritos como "abruptos" pueden variar mucho. Los cambios registrados en el clima de Groenlandia, al final del Dryas Reciente, muestran un calentamiento repentino de 10 °C en pocos años. Otros cambios abruptos son los 4 °C en Groenlandia hace 11,270 años o el calentamiento abrupto de 6 °C hace 22,000 años en la Antártida. En contraste, el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno pudo haber comenzado en cualquier momento, entre unas décadas y varios miles de años.

Imagen de la pérdida de banquisa en Groenlandia. Los estudios demuestran que esta isla será clave para saber que pasará con el cambio climático antropogénico.

En el estudio del clima, un punto de inflexión es un límite crítico. Si se cruza, lleva a cambios importantes, y a menudo irreversibles, en el sistema climático de la Tierra. Este tipo de comportamiento se encuentra en diferentes partes del sistema planetario. Por ejemplo, en ecosistemas, capas de hielo, la atmósfera y en los sistemas de circulación oceánica.

Con el calentamiento global actual, se espera que el aumento de temperaturas tenga diversos impactos en diferentes lugares y momentos. Entre los posibles impactos, se pronostica que se cruzarán varios puntos de inflexión. A temperaturas de alrededor de 1 °C por encima de los niveles preindustriales, es posible que se crucen algunos puntos de inflexión. Pero si las temperaturas aumentan entre 1.5 °C y 2 °C, lo que está en el rango del Acuerdo de París, probablemente se cruzarán múltiples puntos de no retorno.

Los puntos de inflexión suelen presentar cambios repentinos en las propiedades del sistema. Este comportamiento puede tener excepciones. Por ejemplo, las proyecciones sugieren que si las temperaturas aumentan entre 0.8 °C y 3 °C, la capa de hielo de Groenlandia cruzará un punto de inflexión de forma irreversible. Sin embargo, se estima que el derretimiento total ocurriría a lo largo de entre mil y diez mil años. Si se cruza un punto de inflexión, es posible que tenga impactos graves en las sociedades humanas.

Elementos de inflexión en el sistema climático de la Tierra.

Los efectos del cambio climático en los sistemas humanos se han detectado en todo el mundo. Esto se debe principalmente al calentamiento o a los cambios en los patrones de lluvia, o a ambos. La producción mundial de trigo y maíz se ha visto afectada por el cambio climático. Aunque la producción agrícola ha aumentado en algunas regiones de latitudes medias, como el Reino Unido y el noreste de China, las pérdidas económicas por fenómenos meteorológicos extremos han aumentado a nivel mundial. Ha habido un aumento de muertes relacionadas con el cambio de frío a calor en algunas regiones debido al calentamiento. Sus efectos se observan en más regiones que antes, en todos los continentes y en las zonas oceánicas.

Los futuros impactos sociales del cambio climático serán desiguales. Se espera que muchos riesgos aumenten con mayores magnitudes de calentamiento global. Todas las regiones corren el riesgo de sufrir impactos negativos. Las zonas de baja latitud y de menor desarrollo se enfrentan a los mayores peligros. Un estudio de 2015 concluyó que el crecimiento económico de los países más pobres se verá más afectado de lo que se creía.

Un análisis de 56 estudios en 2014 concluyó que cada grado adicional de temperatura aumentará los problemas sociales.

Los ejemplos de impactos incluyen:

• Comida: la productividad agrícola probablemente se verá afectada negativamente en los países de baja latitud. Los efectos en latitudes septentrionales pueden ser positivos o negativos. Niveles de calentamiento global de alrededor de 4.6 °C podrían representar un gran peligro para la seguridad alimentaria mundial y regional.
• Salud: en general, los impactos serán más negativos que positivos. Esto incluye las consecuencias de los fenómenos meteorológicos extremos, que producen heridos y pérdida de vidas humanas. También incluye efectos indirectos, como la desnutrición causada por las malas cosechas.

Si no se ajusta significativamente la forma en que miles de millones de humanos viven, es probable que partes de la Tierra se vuelvan inhabitables. Otras partes serán muy difíciles de habitar, tan pronto como a fines de este siglo. Ciudades como Miami, Bangladés y otras áreas costeras bajas podrían perderse en este siglo. Ciudades como Karachi y Calcuta serán inhabitables.

Cálculos del calentamiento global preparados en o antes de 2001 a partir de una gama de modelos climáticos en el escenario de emisiones SRES A2, el cual asume que no se toman medidas para reducir las emisiones en un desarrollo económico regionalmente dividido.

Cambios proyectados en la media anual térmica del aire superficial desde finales del siglo XX hasta mediados del siglo XXI, basado en un escenario de emisiones moderadas (SRES A1B). Este escenario asume que no se adoptarán políticas futuras para limitar las emisiones de gases de efecto invernadero. Crédito de la imagen: NOAA GFDL.

Un modelo climático es una representación de los procesos físicos, químicos y biológicos que afectan el sistema climático. Los modelos climáticos usan métodos de investigación cuantitativa para simular las interacciones de la atmósfera terrestre, los océanos, el relieve terrestre y el hielo. Se utilizan para estudiar cómo funciona el clima y para hacer proyecciones del clima futuro.

Los modelos climáticos se basan en ciencias como la dinámica de fluidos y la termodinámica. También incluyen procesos físicos como la transferencia de radiación. Esto es la energía que entra a la Tierra como luz visible y ultravioleta, y la energía que sale como calor infrarrojo. Los modelos pueden predecir variables como el movimiento del aire, la temperatura, las nubes, la temperatura del océano, la salinidad, las corrientes marinas, la capa de hielo en tierra y mar, y la transferencia de calor y humedad del suelo.

Los modelos relacionados con la temperatura del planeta predicen una tendencia al alza en la temperatura superficial. También predicen un rápido aumento de la temperatura en altitudes altas. Los modelos no asumen que el clima se calentará por el aumento de gases de efecto invernadero. En cambio, los modelos predicen cómo los gases de efecto invernadero interactuarán con la transferencia de radiación y otros procesos. El enfriamiento o calentamiento es un resultado de los modelos, no una suposición.

Aunque los investigadores intentan incluir tantos procesos como sea posible, las simplificaciones son inevitables. Esto se debe a la complejidad del sistema climático, las limitaciones de la capacidad de cálculo y el conocimiento incompleto. Los resultados de los modelos también pueden variar debido a diferentes entradas de gases de efecto invernadero y la sensibilidad climática del modelo. Por ejemplo, la incertidumbre de las proyecciones del IPCC en 2007 se debe a: (1) el uso de múltiples modelos con diferentes sensibilidades a los gases de efecto invernadero, (2) el uso de diferentes estimaciones de futuras emisiones humanas, y (3) emisiones adicionales de retroalimentaciones climáticas que no se consideraron. Las nubes y sus efectos son especialmente difíciles de predecir. Mejorar la representación de las nubes en los modelos es un tema importante en la investigación actual. Otro tema importante es mejorar las representaciones del ciclo del carbono. Los modelos pueden ser desde muy simples hasta muy complejos.

Los modelos también se usan para investigar las causas del cambio climático reciente. Esto se hace comparando los cambios observados con los que los modelos proyectan a partir de diversas causas naturales y humanas. Aunque estos modelos no atribuyen claramente el calentamiento entre 1910 y 1945 a causas naturales o humanas, sí indican que el calentamiento desde 1970 está dominado por las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por los humanos.

La precisión física de los modelos se prueba examinando su capacidad para simular climas actuales o pasados. Los modelos climáticos coinciden bien con las observaciones de los cambios de temperatura global del siglo pasado. Sin embargo, no simulan todos los aspectos del clima. Los modelos climáticos usados por el IPCC no predicen con exactitud todos los efectos del calentamiento global. El deshielo ártico observado ha sido más rápido de lo predicho. La precipitación aumentó más rápido de lo predicho por los modelos. Desde 1990, el nivel del mar también ha aumentado considerablemente más rápido de lo predicho por los modelos.

El gráfico de la derecha muestra tres «vías» para lograr el objetivo de 2 °C de la CMNUCC. Cada ruta muestra cómo diversas medidas (por ejemplo, mejorar la eficiencia energética, un mayor uso de las energías renovables) podrían contribuir a la reducción de emisiones. Crédito de la imagen: PBL Netherlands Environmental Assessment Agency.

La mitigación del cambio climático es el conjunto de acciones para reducir la intensidad del forzamiento radiativo. El objetivo es disminuir los efectos potenciales del calentamiento global. En general, la mitigación implica reducir las concentraciones de gases de efecto invernadero. Esto se puede hacer disminuyendo sus fuentes o aumentando la capacidad de los sumideros de carbono para absorberlos de la atmósfera.

A pesar de los tratados, acuerdos, subsidios e impuestos, la primavera de 2023 marcó el cuarto mayor aumento anual en emisiones de anhídrido carbónico desde que comenzaron las mediciones en 1958.

Existe un gran potencial para futuras reducciones de emisiones. Esto se lograría combinando actividades como la conservación de energía y el aumento de la eficiencia energética. También se usarían tecnologías de energía baja en carbono, como la energía renovable, la energía nuclear y la captura y almacenamiento de carbono. Además, se mejorarían los sumideros de carbono, por ejemplo, mediante la reforestación y la prevención de la deforestación. Un informe de 2015 de Citibank concluyó que la transición a una economía baja en carbono generaría un rendimiento positivo de las inversiones.

Las tendencias actuales en el sistema energético global no son compatibles con limitar el calentamiento global por debajo de 1.5 o 2 °C. Los compromisos del acuerdo de Cancún son compatibles con una probabilidad de limitarlo por debajo de 3 °C en el siglo XXI. Para limitar el calentamiento a 2 °C, se necesitan reducciones de emisiones más estrictas a corto plazo. Muchos modelos no pueden lograr el objetivo de 2 °C si se asumen condiciones pesimistas sobre la disponibilidad de tecnologías de mitigación.

La mitigación es diferente de la adaptación. La adaptación implica actuar para minimizar los efectos del calentamiento global.

Aldea climáticamente inteligente en Myanmar, adaptada a las condiciones ambientales. El proyecto fue financiado y organizado por CGIAR, IRDC, CDA, KMSS, KMF, IIRR y Radanar Ayar.

La adaptación al cambio climático es la forma de responder al calentamiento global. Busca reducir la vulnerabilidad de los sistemas sociales y biológicos a los efectos del cambio climático. Esto puede planificarse como parte de las políticas públicas, ya sea como reacción o anticipación al cambio climático. También puede ser espontánea, es decir, sin intervención del gobierno. La adaptación planificada ya está ocurriendo de forma limitada. Las dificultades, límites y costos de la adaptación futura no se comprenden completamente. La adaptación al cambio climático probablemente costará miles de millones de dólares al año durante las próximas décadas, aunque no se sabe la cantidad exacta.

Cantidades totales de carbono que se almacenan en varios tipos de ecosistemas terrestres.

Un concepto relacionado con la adaptación es la mitigación del cambio climático. Esta consiste en reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y aumentar la eliminación de estos gases de la atmósfera (a través de los sumideros de carbono). Sin embargo, incluso las reducciones más efectivas en las emisiones no evitan más impactos del cambio climático. Por lo tanto, la necesidad de adaptación es inevitable. Incluso si las emisiones se estabilizan pronto, el cambio climático y sus efectos durarán muchos años, y la adaptación seguirá siendo necesaria. Si el calentamiento global no se reduce, a largo plazo, probablemente superará la capacidad de adaptación de los sistemas humanos y naturales. Para los sistemas humanos, los costos económicos y sociales del cambio climático sin mitigación serían muy altos.

Otro concepto relacionado con la adaptación es la capacidad de adaptación. Esta es la habilidad de un sistema (humano o natural) para ajustarse al cambio climático (incluyendo la variabilidad y los extremos climáticos). También busca moderar los daños potenciales, aprovechar las oportunidades o enfrentar las consecuencias. El desafío de la adaptación crece con la magnitud y la velocidad del cambio climático. Un límite teórico para la adaptación es que los seres humanos no pueden sobrevivir a temperaturas medias de más de 35 °C.

La adaptación al cambio climático es especialmente importante en los países en desarrollo. Se prevé que son los más afectados por los efectos del cambio climático. La capacidad de adaptación no está distribuida por igual en las diferentes regiones y poblaciones. Está muy relacionada con el desarrollo social y económico. Los países en desarrollo tienen, en general, menos capacidad de adaptación.

Los países donantes prometieron 100 millones de dólares anuales en 2020 a través del Fondo Verde para el Clima. Esto es para ayudar a los países en desarrollo a adaptarse al cambio climático. Sin embargo, aunque el fondo se creó durante la COP16, los compromisos concretos de los países desarrollados no han sido inmediatos. Organizaciones ambientales y figuras públicas han destacado los cambios en el clima y los peligros que conllevan. También fomentan la adaptación de la infraestructura y la reducción de las emisiones.

La geoingeniería, ingeniería climática o intervención climática es la modificación intencional y a gran escala del clima terrestre. Su objetivo es limitar o revertir el calentamiento global.

Se ha investigado como una posible respuesta al calentamiento global, por ejemplo, por la NASA y la Royal Society. Las técnicas bajo investigación generalmente se dividen en gestión de la radiación solar y reducción del dióxido de carbono. Aunque se han sugerido varias otras estrategias. Un estudio de 2014 investigó los métodos de ingeniería climática más comunes. Concluyó que o son ineficaces o tienen efectos secundarios potencialmente graves. Además, no se pueden detener sin causar un rápido cambio climático.

El artículo 2 de la Convención Marco de las Naciones Unidas se refiere explícitamente a la «estabilización de las concentraciones de gases de efecto invernadero». Para estabilizar la concentración atmosférica de CO₂, las emisiones mundiales tendrían que reducirse radicalmente a partir de su nivel actual.

Las políticas sobre el calentamiento global son complejas. Esto se debe a muchos factores, como la interdependencia de la economía mundial y los intereses de quienes contribuyen a las causas del calentamiento global. Esto hace que el calentamiento global sea un desafío ambiental con varios aspectos únicos.

La mayoría de los países del mundo son miembros de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). El objetivo principal de la Convención es evitar que la actividad humana cause un cambio peligroso en el sistema climático. Según la Convención, esto requiere que las concentraciones de gases de efecto invernadero (GEI) se estabilicen en la atmósfera. El nivel debe ser tal que los ecosistemas puedan adaptarse naturalmente al cambio climático. Además, la producción de alimentos no debe verse amenazada y el desarrollo económico debe continuar de manera sostenible. La Convención Marco se acordó en 1992, pero desde entonces las emisiones globales han aumentado.

Durante las negociaciones, el Grupo de los 77 (un grupo de países en desarrollo en las Naciones Unidas) pidió que los países desarrollados "tomaran la iniciativa" en la reducción de sus emisiones. Esto se justificó porque las emisiones del mundo desarrollado han contribuido más a la acumulación de GEI. Además, las emisiones por persona aún eran bajas en los países en desarrollo, y sus emisiones crecerían para satisfacer sus necesidades de desarrollo.

Este mandato se apoyó en el Protocolo de Kioto de la Convención Marco, que entró en vigor en 2005. Al firmar el Protocolo de Kioto, los países más desarrollados aceptaron compromisos legalmente vinculantes para limitar sus emisiones. Estos compromisos vencieron en 2012. El presidente estadounidense George W. Bush rechazó el tratado. Argumentó que "exime al 80% del mundo, incluidos los principales centros de población, como China y la India, de cumplimiento y causaría un grave daño a la economía de Estados Unidos".

En la XV Conferencia sobre el Cambio Climático de la ONU en 2009, varios miembros de la CMNUCC firmaron el Acuerdo de Copenhague. Los países asociados con el Acuerdo (140 países en noviembre de 2010) buscan limitar el aumento futuro de la temperatura media global por debajo de 2 °C. La XVI Conferencia (COP 16) se celebró en Cancún en 2010. Produjo un acuerdo, no un tratado vinculante, donde las partes deben tomar medidas urgentes para reducir las emisiones de GEI. El objetivo es limitar el calentamiento global a 2 °C sobre las temperaturas preindustriales. También se reconoció la necesidad de considerar fortalecer la meta a un aumento promedio global de 1.5 °C.

Siete artículos sobre el consenso del calentamiento global antropogénico desde 2004-2015 por Naomi Oreskes, Peter Doran, William Anderegg, Bart Verheggen, Neil Stenhouse, J. Stuart Carlton y John Cook.

Estudios revisados por pares sobre el consenso del calentamiento global.

La opinión científica sobre el cambio climático es el juicio general entre científicos sobre cuánto está ocurriendo el calentamiento global, sus causas y sus posibles consecuencias. El consenso científico es que el sistema climático de la Tierra se está calentando sin duda. Además, es sumamente probable (con una probabilidad mayor al 95%) que este calentamiento sea causado principalmente por los seres humanos. Esto probablemente se debe al aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Estos gases provienen de la quema de combustibles fósiles y los cambios en el usos del suelo. Este efecto se compensa parcialmente por el aumento de los aerosoles causados por el hombre. Los cambios naturales tuvieron poco efecto.

Esta opinión científica se expresa en informes de síntesis, por organismos científicos importantes nacionales e internacionales, y por encuestas a científicos del clima. Científicos, universidades y laboratorios individuales contribuyen a la opinión científica global a través de sus publicaciones revisadas por pares. Las áreas de acuerdo y certeza se resumen en los informes y encuestas. Desde 2004, se han realizado al menos 9 encuestas a científicos y estudios de artículos académicos sobre el calentamiento global. Aunque hasta el 18% de los científicos encuestados pueden no estar de acuerdo con la opinión general, cuando se limita a los científicos que publican en el campo del clima, entre el 97% y el 100% están de acuerdo con el consenso: el calentamiento actual es principalmente causado por los humanos. En 2021, una nueva investigación analizó 88,125 estudios científicos revisados por pares relacionados con el clima. El 99.9% de los artículos coinciden en que el cambio climático es causado principalmente por los seres humanos.

Las academias y sociedades científicas nacionales e internacionales han evaluado la opinión científica actual sobre el calentamiento global. Estas evaluaciones son compatibles con las conclusiones del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático. El Cuarto Informe de Evaluación del IPCC señala que:

• El calentamiento del sistema climático es claro. Esto se ve en el aumento de las temperaturas medias globales del aire y el océano, el derretimiento generalizado de la nieve y el hielo, y el ascenso global del nivel del mar.
• La mayor parte del calentamiento global desde mediados del siglo XX probablemente se debe a actividades humanas.
• Los beneficios y costos del cambio climático para la sociedad variarán mucho según el lugar. Algunos efectos en regiones templadas y polares serán positivos y otros negativos. En general, es más probable que los efectos netos sean muy negativos con un calentamiento mayor o más rápido.
• La evidencia publicada indica que es probable que los costos netos de los daños del cambio climático sean significativos y aumenten con el tiempo.

• La capacidad de recuperación de muchos ecosistemas probablemente será superada en este siglo. Esto se debe a una combinación sin precedentes de cambio climático, problemas relacionados (por ejemplo, inundaciones, sequía, incendios forestales, insectos y acidificación del océano) y otras fuerzas de cambio global (por ejemplo, cambio de uso del suelo, contaminación, fragmentación de los sistemas naturales, sobreexplotación de recursos).

En 2018, el IPCC publicó un Informe especial sobre el calentamiento global de 1.5 °C. Advirtió que, si la tasa actual de emisiones de gases de efecto invernadero no se reduce, es probable que el calentamiento global alcance 1.5 °C entre 2030 y 2052. Esto podría causar grandes crisis. El informe dice que prevenir tales crisis requerirá una transformación rápida de la economía global que "no tiene precedentes históricos". En 2022, un nuevo informe del IPCC, "Cambio climático 2022: Impactos, adaptación y vulnerabilidad", enfatizó la necesidad de "adoptar con urgencia medidas para hacer frente a los crecientes riesgos". Sostiene que nos enfrentamos a un calentamiento de 1.5 °C en las próximas dos décadas, lo que generará "impactos graves adicionales, algunos de los cuales serán irreversibles".

Las academias nacionales de ciencia han pedido a los líderes mundiales que creen políticas para reducir las emisiones globales. Algunos organismos científicos han recomendado políticas concretas a los gobiernos. La ciencia puede ayudar a informar una respuesta eficaz al cambio climático. Sin embargo, las decisiones políticas pueden requerir juicios de valor, por lo que no se incluyen en la opinión científica.

Ningún organismo científico nacional o internacional de prestigio tiene una opinión formal que difiera de estos puntos principales. La última organización científica de alcance nacional o internacional en cambiar su postura fue la Asociación Estadounidense de Geólogos Petroleros. En 2007, actualizó su declaración a su posición actual, que no está definida. Algunas otras organizaciones, principalmente las centradas en la geología, también tienen posturas indefinidas.