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Cambio Climático

Aviso al lector: La mayoría de los enlaces en este sitio web van a páginas web en inglés.

Las causas del cambio climático


Puntos Clave
  • Tanto los factores naturales como los factores humanos cambian el clima terrestre.
  • Antes de los humanos, los cambios en el clima resultaban enteramente por causas naturales tales como cambios en la órbita terrestre, cambios en la actividad solar o erupciones volcánicas.
  • Desde que la era industrial comenzó, los humanos han tenido un efecto cada vez mayor sobre el clima, particularmente emitiendo hacia la atmosfera miles de millones de toneladas de gases de efecto invernadero que atrapan el calor.
  • La mayor parte del calentamiento observado desde mediados del siglo XX ha sido resultado de las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por humanos.

La temperatura terrestre es un acto de equilibrismo

La temperatura terrestre depende del equilibrio entre la energía que entra y la que sale del sistema atmosférico del planeta. Cuando la energía entrante del sol es absorbida por el sistema terrestre, la Tierra se calienta. Cuando la energía del sol es reflejada de vuelta al espacio, la Tierra evita el calentamiento. Cuando la energía es emitida hacia el espacio, la Tierra se enfría. Muchos factores, tanto naturales como humanos pueden causar cambios en el balance de la energía terrestre, incluyendo:

La gráfica con una línea que indica los aumentos de temperatura observados, una franja azul que demuestra cómo la temperatura hubiese cambiado a lo largo del siglo pasado debido a fuerzas naturales solamente y una franja roja que indica los efectos combinados de las fuerzas naturales y humanas.  La franja azul que indica que las fuerzas naturales comienzan y terminan en el siglo XX justo sobre 56 grados Fahrenheit. Las temperaturas medias globales observadas en la actualidad siguen de cerca las proyecciones modelo que usan tanto fuerzas humanas como naturales, comenzando en el 1990 a unos 56 grados Fahrenheit y terminando en el 2000 con alrededor de 58 grados Fahrenheit. Para agrandar la imagen

Los modelos que solo toman en cuenta los efectos de los procesos naturales no son capaces de explicar el calentamiento que ocurrió el siglo pasado. Los modelos que también toman en cuenta los gases de efecto invernadero emitidos por los humanos son capaces de explicar el calentamiento.
Fuente: USGRCP (2009)

  • Los cambios en el efecto invernadero , que afectan la cantidad de calor retenido por la atmósfera terrestre
  • Las variaciones en la energía del sol que llega a la Tierra
  • Los cambios en la reflectividad de la atmósfera y la superficie terrestre

Estos factores ocasionan que el clima de la Tierra cambie a menudo.

Los científicos han compuesto un panorama del clima terrestre que se remonta a cientos de miles de años atrás al analizar un número de mediciones climáticas indirectas tales como los núcleos de hielo, los anillos de los árboles, la duración de los glaciales, los residuos de polen, y los sedimentos de los océanos y al estudiar los cambios de la órbita terrestre alrededor del sol. [1]

Este récord histórico nos muestra que el sistema climático varía naturalmente a lo largo de una amplia gama de escalas de tiempo. En general, los cambios climáticos previos a la Revolución Industrial en los años 1700 se pueden explicar por causas naturales, tales como cambios en la energía solar, erupciones volcánicas y cambios naturales en las concentraciones de los gases de efecto invernadero (GEI). [1]

Los cambios climáticos recientes, sin embargo, no se pueden explicar por causas naturales solamente. La investigación indica que es poco probable que las causas naturales puedan explicar la mayoría del calentamiento observado, especialmente el calentamiento ocurrido desde mediados del siglo XX. Por el contrario, las actividades humanas muy probablemente podrían explicar la mayoría de ese calentamiento. [1]

Forzamiento radiativo

El forzamiento radiativo es una medida de cómo influye un factor en particular (p. ej., gases de efecto invernadero (GEI), aerosoles, o cambios en el uso de terrenos) sobre el cambio neto del equilibrio energético de la Tierra. Como promedio, un forzamiento radiativo positivo tiende a calentar la superficie del planeta, mientras que un forzamiento negativo tiende a enfriar la superficie.


Los GEI tienen un forzamiento positivo porque absorben la energía radiativa de la superficie de la Tierra en lugar de permitir que se transmita directamente al espacio. Esto calienta la atmósfera como una frazada. Los aerosoles, o pequeñas partículas, pueden tener un efecto de forzamiento radiativo positivo o negativo, que depende de cómo absorban o emitan el calor o reflejen la luz. Por ejemplo, los aerosoles de carbón negro tienen un forzamiento positivo ya que absorben la luz solar. Los aerosoles de carbón negro tienen un forzamiento positivo ya que absorben la luz solar. Los aerosoles de sulfato generan un forzamiento negativo ya que reflejan la luz solar de vuelta al espacio.


El Índice Anual de Gases de Efecto Invernadero , de la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica, que monitorea los cambios en el forzamiento radiativo de los GEI a lo largo del tiempo, revela que el dicho forzamiento de los GEI añadidos por el hombre han aumentado 27.5% entre el 1990 y el 2009. El incremento del dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera es responsable del 80% del aumento. La contribución al forzamiento radiativo por metano (CH4) y los clorofluorocarbonos (CFC) ha permanecido prácticamente constante o está disminuyendo, respectivamente, en años recientes.

El efecto invernadero ocasiona que la atmósfera retenga calor

Cuando la luz del sol alcanza la superficie terrestre, esta puede ser reflejada de vuelta hacia el espacio o absorbida por la Tierra. Una vez absorbida, el planeta emite alguna de la energía de vuelta hacia la atmósfera en forma de calor (también conocida como “radiación infrarroja”). Los gases de efecto invernadero (GEI) como el vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4) absorben energía, retrazando o previniendo la pérdida de calor hacia el espacio. De esta manera, los GEI actúan como una envoltura, haciendo que la Tierra se caliente más de lo que debería. Este proceso comúnmente se conoce como el “efecto invernadero”.

El rol del efecto invernadero: Los gases de efecto invernadero en la atmósfera absorben mucha de la energía de onda larga emitida por la superficie terrestre, previniendo así que esta escape inmediatamente del sistema terrestre. Los gases de efecto invernadero vuelven a emitir esta energía en todas las direcciones, calentando la superficie terrestre y la parte baja de la atmósfera.

Esta presentación de diapositivas (en inglés) explica, entre otros temas, el efecto invernadero.

El rol del efecto invernadero en el pasado

En un pasado distante (anterior a unos 10,000 años atrás) los niveles de CO2 tendían a seguir los ciclos glaciales. Durante los periodos ‘interglaciales’ cálidos, los niveles de CO2 han sido más elevados. Durante los periodos ‘glaciales’ fríos, los niveles de CO2 han sido más bajos. [1] [2] Esto se debe a que el calentamiento o el enfriamiento de la superficie terrestre ha ocasionado cambios  en las concentraciones de gases de efecto invernadero. [1] Estos cambios ocurren frecuentemente como resultado de una reacción positiva, amplificando así los cambios de temperaturas existentes. [1]

Gráfica con dos líneas apiladas. La línea superior indica la concentración de dióxido de carbono de hace 800,000 años atrás hasta el presente. La línea inferior indica la diferencia de la temperatura en Fahrenheit durante el mismo período. Los picos y valles de ambas líneas, tanto para la diferencia de temperaturas y la concentración de dióxido de carbono, son extremadamente similares. Para agrandar la imagen

Los estimados de la concentración cambiante del dióxido de carbono (CO2) terrestre (escala superior) y la temperatura Antártica (escala inferior), basado en el análisis de datos del núcleo de hielo se extienden hasta unos 800,000 años atrás. Hasta el siglo pasado, los factores naturales ocasionaron que las concentraciones del CO2 atmosférico variaran dentro de una magnitud de alrededor de 180 a 300 partes por millón por volumen (ppmv). Los periodos más cálidos coinciden con los periodos de concentraciones relativamente altas de CO2. NOTA: Los cambios de temperaturas en el siglo pasado están indicados aquí en la sección del rol reciente.
Fuente: Basado en datos que aparecen en el NRC (2010)

La realimentación [1] puede amplificar o reducir los cambios

Las realimentaciones climáticas amplifican o reducen los efectos directos de calentamiento y enfriamiento. No cambian la temperatura del planeta directamente. Las realimentaciones que amplifican los cambios se conocen como realimentaciones positivas. Las retroalimentaciones que contrarrestan los cambios se denominan realimentaciones negativas. Las realimentaciones se asocian con los cambios en la reflectividad de la superficie, las nubes, el vapor de agua y el ciclo de carbono.



Tal parece que el vapor de agua ocasiona la realimentación positiva más importante. A medida que la Tierra se calienta, tanto el ritmo de evaporación como la habilidad del aire de atrapar el vapor de agua, suben, aumentando así la cantidad de vapor de agua en el aire. Debido a que el vapor de agua es un gas de efecto invernadero (GEI), esto conduce a un mayor calentamiento.


El derretimiento del hielo en el mar Ártico es otro ejemplo de la realimentación climática positiva. A medida que las temperaturas suben, el hielo del mar retrocede. La pérdida del hielo expone la superficie en las profundidades del mar, que es más oscura y absorbe más luz solar que el hielo, aumentando así el nivel total de calentamiento.


Algunos tipos de nubes pueden ocasionar una realimentación negativa. El aumento en las temperaturas puede aumentar la reflectividad de estas nubes, reflejando así más luz solar hacia el espacio y enfriando la superficie del planeta. Otros tipos de nubes, sin embargo , contribuyen a una realimentación positiva.


Existen también varios tipos de realimentación positiva que aumentan las concentraciones de GEI. Por ejemplo, a medida que las temperaturas suben.


  • Los procesos naturales que se afectan por el calentamiento, como el derretimiento del permafrost, tienden a emitir más dióxido de carbono (CO2).
  • El océano emite CO2 hacia la atmósfera y absorbe CO2 atmosférico a un ritmo más lento.
  • Varios tipos de superficies de terrenos podrían emitir más metano (CH4).

Estos cambios conducen a mayores concentraciones de GEI atmosféricos y contribuyen a un mayor calentamiento.

El rol reciente del efecto invernadero

Desde la Revolución Industrial que comenzó alrededor del 1750, las actividades humanas han contribuido sustancialmente al cambio climático al añadir CO2 y otros gases que atrapan calor a la atmósfera. Estas emisiones de gases de efecto invernadero han aumentado el efecto invernadero y han ocasionado que la temperatura de la superficie terrestre aumente. La principal actividad humana afectando el aumento y la tasa a la que ocurre el cambio climático son las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de la quema de combustibles fósiles.

Los principales gases de efecto invernadero

Los GEI más importantes emitidos directamente por los seres humanos incluyen el dióxido de carbon (CO2), el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O) y varios otros. Las fuentes y tendencias recientes de estos gases están detallados a continuación.

El dióxido de carbono
El dióxido de carbono es el principal gas de efecto invernadero que contribuye al reciente cambio climático. El CO2 es absorbido y emitido de forma natural como parte del ciclo de carbono, mediante la respiración de las plantas y los animales, las erupciones volcánicas y como parte del intercambio del océano y la atmósfera. Las actividades humanas tales como la quema de combustibles y los cambios en el uso del terreno, emiten grandes cantidades de carbono a la atmósfera, ocasionando allí un aumento en las concentraciones de CO2.

El ciclo de carbono oceánico-atmosférico: Mientras continúen el calentamiento global y la acidificación del océano, los océanos del mundo podrían empezar a absorber menos CO<sub>2</sub> de la atmósfera. Si menos CO<sub>2</sub> es absorbida por los océanos, más CO<sub>2</sub> se acumularía en la atmósfera, ocasionando un mayor calentamiento. Este es otro ejemplo de una realimentación positiva.

Esta presentación en diapositivas (en inglés) describe el ciclo de carbono entre otros temas. (Haga clic para ver)

La gráfica con puntos conectados que tiene una línea de tendencias sobrepuesta. La gráfica indica el dióxido de carbono atmosférico en el Observatorio de Mauna Loa medido en partes por millón desde el 1960 hasta más allá del 2010. Estos puntos muestran una variación leve regular durante un corto periodo de tiempo (probablemente estacional), pero las partes por millón suben constantemente de justo menos de 320 partes por millón en el 1960 a más de 390 partes por millón alrededor del 2010. Para agrandar la imagen

La concentración de dióxido de carbono ha aumentado de los niveles preindustriales de 280 partes por millón por volumen (ppmv) a unos 390 ppmv en el 2010. Desde el 1958 solamente (indicado aquí), las concentraciones han subido por 75 ppmv. Fuente: NOAA

Las concentraciones atmosféricas de CO2 han aumentado por casi el 40% desde épocas preindustriales, desde aproximadamente 280 partes por millón por volumen (ppmv) en el siglo XVIII a 390 ppmv en el año 2010. El nivel actual de CO2 es más elevado que los niveles registrados en al menos los últimos 800,000 años. [1]

Hace muchos siglos, algunas erupciones volcánicas emitieron grandes cantidades de CO2 al ambiente. Sin embargo, el Servicio Geológico de los EE.UU. ( USGS, por sus siglas en inglés) reporta que actualmente las actividades humanas emiten 135 veces más CO2 cada año que los volcanes.

En la actualidad, cada año las actividades humanas descargan más de 30 mil millones de toneladas de CO2 a la atmósfera. [1] ] Esta acumulación en la atmósfera es similar a llenar una tina de agua, en la cual el agua del grifo fluye a un ritmo mayor de lo que puede eliminarse por el desagüe.

Una ilustración con una flecha roja ancha en dirección hacia el interior de la tina con una flecha roja estrecha saliendo de la tina. Las fuentes de carbono, o el ‘grifo’ que es indicado por la flecha roja ancha que representa las fuentes de combustión de combustible fósil y la deforestación. El ‘drenaje’ es indicado por una flecha roja estrecha y representa los sumideros de carbono como la captación por la tierra y el océano. El texto de los cuadros de texto destaca que en la actualidad, el tamaño del grifo (o fuentes de carbono) es mucho mayor que el drenaje (o sumideros de carbono) y que a medida que la temperatura global aumenta el tamaño del grifo disminuirá. La escritura a la derecha de la imagen explica que: Si la cantidad de agua que fluye hacia el interior de una tina es mayor que la cantidad de agua que sale de la tina por el drenaje, el nivel del agua aumenta. Las emisiones de dióxido de carbono (CO<sub>2</sub>) son como el flujo de agua en la “tina de carbono” del mundo. Las “fuentes”  de emisiones de CO<sub>2</sub>  tales como la quema de combustibles fósiles, la manufactura de cemento y el uso del terreno son como el grifo de la tina. Los “sumideros” de CO<sub>2</sub> en el océano y en la tierra (tales como las plantas) que consumen el CO<sub>2</sub> son como el desagüe. Hoy en día, las actividades humanas han incrementado el flujo proveniente del “grifo” de CO<sub>2</sub>, que es mucho mayor a la cantidad con la cual el “desagüe” puede bregar y el nivel de CO<sub>2</sub> en la atmósfera (que compara con el nivel de agua en una tina) está aumentando.

Para más información sobre las fuentes humanas y naturales y los sumideros de las emisiones de CO2 vea la página de Dióxido de Carbono en la sección de las Emisiones de Gases de Efecto Invernadero de esta página Web.

El metano
El metano es producido mediante actividades tanto naturales como humanas. Por ejemplo, los humedales naturales, las actividades agrícolas; y la extracción de combustible fósil y la transportación, todas emiten metano (CH4).

La gráfica lineal con tres líneas de tendencias que representan la concentración de dióxido de carbono, metano, y óxido nitroso a lo largo del tiempo. Los tres gases siguen un patrón muy similar que comienza a un nivel bajo y constante desde el año cero hasta algún momento alrededor del 1900 en el cual la concentración de todos los tres gases comienza a aumentar dramáticamente. En los primeros años 1900, el dióxido de carbono y el óxido nitroso permanecen a niveles alrededor de 280 partes por millón y 250 partes por mil millones, respectivamente. Para el 2000, las mediciones de dióxido de carbono alrededor de 380 partes por millón y las mediciones de óxido nitroso alrededor de 320 partes por mil millones. De manera similar, el metano permanece alrededor de 700 partes por mil millones alrededor del 1800. Para el 2000, la medición de las concentraciones de metano se acerca a las 2000 partes por mil millones. Presione aquí para ver imagen engrandecida

Esta gráfica muestra el aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero (GEI) in la atmósfera durante los últimos 2,000 años. Aumentos en la concentración de estos gases desde el 1750 han ocurrido debido a las actividades humanas durante la era industrial. Las unidades de concentración son en partes por millón (ppm) o partes por mil millones (ppmm) indicando el número de moléculas de los gases de efecto invernadero por millón o mil millones de moléculas de aire.
Fuente: USGCRP (2009)

En la actualidad, el metano es más abundante en la atmósfera terrestre que en ningún otro momento en al menos los pasados 650,000 años. [2] Debido a las actividades humanas, las concentraciones de CH4 han aumentado drásticamente durante la mayor parte del siglo XX y ahora dos veces y medio más que durante los niveles preindustriales. En las décadas recientes, la tasa de aumento ha disminuido considerablemente. [1]

Para más información acerca de las emisiones y fuentes de CH4 y las acciones que podrían reducir dichas emisiones, vea la página de Metano de la EPA en la sección de Gases de Efecto Invernadero en esta página Web.

El óxido nitroso
El óxido nitroso es producido mediante actividades naturales y humanas, mayormente a través de las actividades agrícolas y procesos biológicos naturales. La quema de combustible y algunos otros procesos también crean N2O. Las concentraciones de N2O han aumentado en aproximadamente un 18% desde el inicio de la Revolución Industrial, con un alza relativamente rápida hacia fines del siglo XX. [3] En contraste, la concentración atmosférica de N2O varió solo levemente en un periodo de 11,500 años antes del inicio del periodo industrial como fuera indicado por las muestras de los núcleos de hielo. [3] Para más información acerca de las emisiones y fuentes de N2O, y las acciones que pueden reducir dichas emisiones, vea la página de Óxido Nitroso en la sección de Emisiones de esta página web.

Otros gases de efecto invernadero

  • El vapor de agua es el gas de efecto invernadero más abundante y también el más importante en términos de su contribución al efecto invernadero natural, a pesar de tener un periodo corto de vida en la atmósfera. Algunas actividades humanas pueden influenciar los niveles locales de vapor de agua. Sin embargo, en una escala global, la concentración de vapor de agua es controlada por la temperatura, la cual influencia las tasas totales de evaporación y precipitación. [1] Por lo tanto, las concentraciones globales de vapor de agua no son substancialmente afectadas por las emisiones humanas directas.
  • El ozono (O3) troposférico, el cual también tiene un periodo corto de vida en la atmósfera, es un gas de efecto invernadero muy potente. Reacciones químicas crean el ozono a partir de emisiones de óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles provenientes de automóviles, de plantas de energia eléctrica y de otras fuentes comerciales e industriales en presencia de luz solar. El ozono, además de atrapar el calor, es un contaminante que puede causar problemas respiratorios a la salud, dañar los cultivos y los ecosistemas.
  • Los clorofluorocarbonos (CFC), los hidroclorofluorocarbonos (HCFC), los hidrofluorocarbonos (HFCs), los perfluorocarbonos (PFC) y los hexafluoruros de azufre (SF6) juntos son conocidos como gases-F, son comúnmente utilizados en refrigerantes, agentes espumantes, extinguidores de fuego, solventes, plaguicidas y propelentes de aerosol. A diferencia del vapor de agua y el ozono, estos gases-F tienen un periodo de vida atmosférico bien extenso; y algunas de estas emisiones afectarían el clima por muchas décadas o siglos.

Para mayor información relacionada a las emisiones de gases de efecto invernadero, vea la sección de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero. Para aprender más sobre las acciones de cómo reducir estas emisiones, vea la sección de Lo que usted puede hacer..

El potencial del calentamiento global describe el impacto de cada gas

Ciertos gases de efecto invernadero (GEI) son más eficaces en el calentamiento de la Tierra (“espesando la manta”) que otros. Las dos características más importantes de un gas de efecto invernadero en términos del impacto en el clima son cuán eficaz es el gas para absorber la energía (previniendo así que esta escape inmediatamente hacia el espacio), y por cuánto tiempo el gas permanece en la atmósfera.

El Potencial de Calentamiento Global (PCG) de un gas es una medición del total de energía que un gas absorbe durante un periodo particular de tiempo (usualmente 100 años), en comparación con el dióxido de carbono (CO2). [3] Mientras mayor sea el PCG, mayor será el calentamiento causado por el gas. Por ejemplo, el PCG de 100 años del metano (CH4) es 21, que significa que el (CH4) ocasionará 21 veces más calentamiento como una masa equivalente de CO2 durante un periodo de tiempo de 100 años [4]

1 pound of CH<sub>4</sub> is equal to 1 pound of CO<sub>2</sub>
  • El dióxido de carbono está asignado al PCG de 1 para servir como base para otros valores PCG. Las emisiones de dióxido de carbono ocasionan cambios en las concentraciones atmosféricas de CO2 que persisten por miles de años.
  • El metano tiene un PCG mayor por 20 veces más elevado que el CO2 para una escala de tiempo de 100 años. El metano emitido hoy dura por solo una década en la atmósfera. [1] Sin embargo, al comparar libra por libra, el CH4 absorbe más energía que el CO2, lo que conlleva un PCG mayor.
  • El óxido nitroso (N2O) tiene un PCG 300 veces mayor al CO2 durante una escala de tiempo de 100 años. El óxido nitroso emitido hoy permanece en la atmósfera por más de 100 años, como promedio. [1]
  • Los clorofluorocarbonos (CFC), los hidrofluorocarbonos (HFCs), los hidroclorofluorocarbonos (HCFC), y los perfluorocarbonos (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6) a veces se conocen como gases de alto PCG porque, dada a una cantidad específica de masa, atrapan sustancialmente mucho más calor que el CO2. Algunos HFCs permanecen en la atmósfera por solo unos años, pero el SF6 puede permanecer en la atmósfera por miles de años.

Para más información (en inglés) acerca de los GEI, favor de visitar la sección de emisiones de gases de efecto invernadero..

Otros forzadores del cambio climático

  • El carbón negro (BC, por sus siglas en inglés) es una partícula sólida o en aerosol, no en forma de gas, que también contribuye al calentamiento de la atmósfera. Contrario a los GEI, el BC además de absorber la radiación ultravioleta, puede absorber directamente los rayos solares que entran y los que son reflejados. El BC puede también depositar y obscurecer la nieve y el hielo, aumentando en estos la capacidad de absorción de la luz solar y acelerando su derretimiento.
  • Los sulfatos, el carbón orgánico y otros aerosoles pueden causar enfriamiento mediante la reflexión de la luz solar.
  • El calentamiento y enfriamiento de aerosoles puede interactuar con las nubes, cambiar algunos atributos de las nubes tales como la formación, la disipación, la reflectividad y las tasas de precipitación. Las nubes pueden contribuir tanto al enfriamiento, reflejando la luz solar, como al calentamiento, atrapando el calor saliente.

Para más información sobre las emisiones de gases de efecto invernadero, vea la sección de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero. Para aprender más sobre las acciones de cómo reducir estas emisiones, vea la sección titulada Lo que la EPA está haciendo y Lo que usted puede hacer.

Los cambios en la energía del sol afectan la cantidad de energía que alcanza el sistema terrestre

Un par de gráficas lineales apiladas. La línea superior indica que la temperatura de la superficie terrestre global aumentó por aproximadamente 1 grado Fahrenheit entre a fines de la década de 1970 y el 2008. Durante el mismo periodo, los vatios por metro cuadrado de energía solar alcanzando la parte superior de la atmósfera oscilaron entre aproximadamente 1366 a 1367. Para agrandar la imagen

La energía solar recibida en la parte superior de la atmósfera de la Tierra ha sido medida por satélites desde el 1978. Ha seguido un ciclo natural de once años de pequeñas alzas y bajas, pero sin un aumento neto (inferior). Durante el mismo periodo, la temperatura global ha aumentado marcadamente (superior).
Fuente: USGCRP (2009)

El clima está influenciado por cambios naturales que afectan la cantidad de energía solar que alcanza la Tierra. Estos cambios incluyen cambios dentro del sol y cambios en la órbita terrestre.

Los cambios ocurridos en el sol mismo pueden afectar la intensidad de la luz solar que alcanza la superficie terrestre. La intensidad de la luz solar puede causar ya sea calentamiento (durante periodos de fuerte intensidad solar), como enfriamiento (durante periodos de débil intensidad solar). El sol sigue un ciclo natural de 11años de pequeñas subidas y bajadas en intensidad, pero el efecto en el clima terrestre es leve. [1] [5]

Los cambios en la forma de la órbita terrestre, así como la rotación y posición del eje de la Tierra pueden también afectar la cantidad de luz solar que llega a la superficie terrestre. [1] [2]

El rol de la energía solar en el pasado

Los cambios en la intensidad de la luz solar han influenciado el clima terrestre en el pasado. Por ejemplo, la llamada “Pequeña Era de Hielo” entre los siglos XVII y XIX puede haber sido parcialmente causada por una fase de baja actividad solar desde el 1645 al 1715, los cuales coinciden con temperaturas más frías. La “Pequeña Era de Hielo” se refiere al leve enfriamiento de América del Norte, Europa y probablemente otras áreas alrededor del globo. [1] [2]

Los cambios en la órbita terrestre han sido de un gran impacto en el clima por sobre miles de años. De hecho, la cantidad de luz solar en el verano sobre el hemisferio norte, la cual está siendo afectada por los cambios en la órbita del planeta, aparenta controlar el movimiento de los casquetes polares. Estos cambios aparentan ser la causa principal de los pasados ciclos de las eras glaciares, en los cuales la Tierra ha experimentado largos periodos de temperaturas frías (eras glaciares), así como periodos cortos interglaciares (periodos entre eras glaciales) de temperaturas relativamente más cálidas. [1] [2]

Las tasas de cambio climático [6] han variado a lo largo del tiempo

Los estudios sobre el clima anterior de la Tierra apuntan a periodos de estabilidad relativa así como periodos de cambio rápido.


Los periodos de estabilidad relativa
Los periodos climáticos interglaciares tales como el presente tienden a ser más estables que los climas glaciales más fríos. Por ejemplo, el clima de la Tierra durante el actual periodo interglaciar es mucho más estable que el periodo glaciar más reciente. El periodo glaciar fue caracterizado por cambios climáticos, amplios, grandes y abruptos. En contraste, el periodo interglaciar previo fue estable de manera similar. [1]

Glacier calving

Esta imagen demuestra un glaciar partiéndose, donde la masa de hielo se desprende repentinamente y se separa del glaciar. Fuente: USDA


Los periodos de cambio climático abrupto
El cambio climático abrupto se refiera cambios repentinos (en materia de décadas) y grandes en cuanto a algún componente principal del sistema climático, con efectos rápidos y propagados. Los cambios abruptos o rápidos del clima tienden a estar acompañados frecuentemente por transiciones entre los periodos glaciares e interglaciares (y viceversa). [2] Por ejemplo, una parte significativa del hemisferio norte, particularmente alrededor de Groenlandia, podría haber experimentado un calentamiento muy rápido de 14ºF a 28ºF a lo largo de varias décadas durante y después de la era de hielo más reciente. [2]


Los cambios climáticos abruptos ocurren cuando se atraviesa un umbral o “punto de inflexión” en el sistema climático, ocasionando cambios o impactos grandes en el clima. Los datos científicos demuestran que los cambios abruptos en el clima en la escala regional han ocurrido a lo largo de la historia y que son característicos del sistema climático terrestre. El calentamiento por motivo de las emisiones de gases de efecto invernadero, así como otros cambios humanos en el sistema terrestre podrían aumentar la posibilidad de eventos climáticos grandes y abruptos a nivel regional o global.

El rol más reciente de la energía solar

Los cambios en la energía solar continúan afectando al clima. Sin embargo, la actividad solar desde mediados del siglo XX ha sido relativamente constante, fuera del ciclo de 11años y por lo tanto no explica el reciente calentamiento de la Tierra. De igual manera, los cambios en la forma de la órbita terrestre, así como la rotación y posición del eje de la Tierra, afectan la temperatura en escalas de tiempo relativemente largas (miles de años) y por lo tanto no pueden explicar el reciente calentamiento.

Los cambios en la reflectividad afectan la cantidad de energía que entra al sistema terrestre

Cuando la luz solar alcanza la Tierra, esta puede ser reflejada o absorbida. La cantidad que es reflejada o absorbida depende de la atmósfera y la superficie terrestre. Las superficies y los objetos de colores claros, como la nieve y las nubes, tienden a reflejar mayor luz solar, mientras que las superficies y los objetos obscuros, como los océanos, los bosques o el suelo tienden a absorber mayor luz solar.

El término albedo se refiere a la cantidad de radiación solar reflejada desde una superficie u objeto, a menudo expresado en unidades de porciento. La Tierra como un todo tiene un albedo de cerca de un 30%, lo que significa que un 70% de la luz solar que llega hasta el planeta es absorbida. [1] La luz solar absorbida calienta la atmósfera, el agua y el suelo terrestre.

La reflectividad es también afectada por los aerosoles. Los aerosoles son pequeñas partículas o gotitas líquidas en la atmósfera que pueden absorber o reflejar la luz solar. Contrario a los gases de efecto invernadero (GEI), el efecto climático de los aerosoles varía dependiendo de lo que estén hechos y donde fueron emitidos. Aquellos aerosoles que reflejan la luz solar, tales como partículas de erupciones volcánicas o emisiones de azufre de la quema de carbón, tienen un efecto refrigerante. Aquellos que absorben la luz solar, tales como el carbón negro (una parte del hollín), tienen un efecto de calentamiento.

El rol de la reflectividad en el pasado

Los cambios naturales en la reflectividad, como el derretimiento del hielo marino o el aumento en el manto de nubes, han contribuido al cambio climático en el pasado, actuando a menudo como realimentación para otros procesos.

Los volcanes han jugado un rol notable en el clima. Las partículas volcánicas que alcanzan la atmósfera alta pueden reflejar de vuelta al espacio suficiente luz solar como para enfriar la superficie del planeta por algunas décimas de grados por varios años. [1] Estas partículas son un ejemplo del enfriamiento por aerosoles. Las partículas volcánicas de una sola erupción no producen un cambio a largo plazo porque estas permanecen en la atmósfera por un tiempo mucho más corto que los GEI. [1] [7]

El rol reciente de la reflectividad

Los cambios humanos en el uso de la corteza del suelo han cambiado la reflectividad terrestre. Procesos tales como la deforestación, la reforestación, la desertificación, y el desarrollo urbano a menudo contribuyen a cambios en el clima en los lugares donde esto ocurre. Estos efectos pueden ser significativos regionalmente, pero son más pequeños cuando los promediamos a nivel global.

Además, las actividades humanas generalmente han aumentado el número de partículas de aerosol en la atmósfera. En general, los aerosoles generados por actividad humana han tenido un efecto neto de enfriamiento que ha compensado cerca de un tercio el efecto total de calentamiento asociado a las emisiones humanas de gases de efecto invernadero. Sin embargo, reducciones en las emisiones totales de aerosoles pueden llevarnos a un mayor calentamiento. Por el contrario, reducciones deliberadas en las emisiones de carbono negro pueden reducir el calentamiento. [1] [8]

Referencias:

[1] NRC (2010). Advancing the Science of Climate Change . National Research Council. The National Academies Press, Washington, DC, USA.

[2] Jansen, E., J. Overpeck, K.R. Briffa, J.-C. Duplessy, F. Joos, V. Masson-Delmotte, D. Olago, B. Otto-Bliesner, W.R. Peltier, S. Rahmstorf, R. Ramesh, D. Raynaud, D. Rind, O. Solomina, R. Villalba and D. Zhang (2007). Paleoclimate. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis . Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

[3] Solomon, S., D. Qin, M. Manning, R.B. Alley, T. Berntsen, N.L. Bindoff, Z. Chen, A. Chidthaisong, J.M. Gregory, G.C. Hegerl, M. Heimann, B. Hewitson, B.J. Hoskins, F. Joos, J. Jouzel, V. Kattsov, U. Lohmann, T. Matsuno, M. Molina, N. Nicholls, J. Overpeck, G. Raga, V. Ramaswamy, J. Ren, M. Rusticucci, R. Somerville, T.F. Stocker, P. Whetton, R.A. Wood and D. Wratt (2007). Technical Summary. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis . Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

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[6] NRC (2002). Abrupt Climate Change: Inevitable Surprises . National Research Council. The National Academies Press, Washington, DC, USA.

[7] Hegerl, G.C., F. W. Zwiers, P. Braconnot, N.P. Gillett, Y. Luo, J.A. Marengo Orsini, N. Nicholls, J.E. Penner and P.A. Stott (2007). Understanding and Attributing Climate Change. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis . Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

[8] UNEP/WMO (2011) Integrated Assessment of Black Carbon and Tropospheric Ozone: Summary for Decision Makers . United Nations Environmental Programme and the World Meteorological Society.

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