Efecte hivernàcul

Es denomina efecte hivernàcul al fenomen pel qual determinats gasos, que són components de l'atmòsfera planetaria, retenen part de l'energia que la superfície planetaria emet per haver segut calfada per la radiació estelar. Afecta a tots els cossos planetaris rocosos dotats d'atmòsfera. Este fenomen evita que l'energia rebuda constantment torne immediatament a l'espai, produint a escala planetaria un efecte similar a l'observat en un hivernàcul. En el sistema solar, els planetes que presenten efecte hivernàcul són Venus, la Terra i Mart

D'acort en la majoria de la comunitat científica, l'efecte hivernàcul s'està veent accentuat en la Terra per l'emissió de certs gasos, com el diòxit de carbono i el metà, degut a l'activitat humana.

Balanç energètic de la Terra

Artícul principal → Equilibri tèrmic de la Terra.

En l'atmòsfera, el manteniment de l'equilibri entre la recepció de la radiació solar i l'emissió de radiació infrarroja torna a l'espai la mateixa energia que rep del Sol. Esta acció d'equilibri es diu balanç energètic de la Terra i permet mantindre la temperatura en un estret marge que possibilita la vida ()

En un periodo suficientment llarc el sistema climàtic deu estar en equilibri, la radiació solar entrant en l'atmòsfera està compensada per la radiació ixent. Perque si la radiació entrant fora major que la radiació ixent es produiria un calfament i lo contrari produiria un refredament. Per tant, en equilibri, la quantitat de radiació solar entrant en l'atmòsfera deu ser igual a la radiació solar reflectida ixent més la radiació infrarroja tèrmica ixent. Tota alteració d'este balanç de radiació, ya siga per causes naturals o originat per l'home (antropògen), és un forçament radiatiu i supon un canvi de clima i del temps associat.

Els decorriments d'energia entrant i ixent interaccionen en el sistema climàtic ocasionant molts fenomens tant en l'atmòsfera, com en l'oceà o la terra. Així la radiació entrant solar es pot escampar en l'atmòsfera o ser reflectida pels nuvols. La superfície terrestre pot reflectir o absorbir l'energia solar que li aplega. L'energia solar d'ona curta es transforma en la Terra en calor. Eixa energia no s'esbargix, es troba com a calor sensible o calor latent, es pot almagasenar durant algun temps, transportar-se en varies formes, donant lloc a una gran varietat d'orages i a fenòmens turbulents en l'atmòsfera o en l'oceà. Finalment torna a ser emés a l'atmòsfera com a energia radiant d'ona llarga. Un procés important del balanç de calor és l'efecte albedo, pel que alguns objectes reflectixen més energia solar que atres. Els objectes de colors clars, com els nuvols o les superfícies nevades, reflectixen més energia, mentres que els objectes foscs absorbixen més energia solar que la que reflectixen. Atre eixemple d'estos processos es l'energia solar que actua en els oceans, la major part es consumix en l'evaporació de l'aigua de mar, després esta energia és lliberada en l'atmòsfera quan el vapor d'aigua es condensa en pluja.

La Terra, com tot cos calent o superior al zero absolut que és lo mateix, emet radiació tèrmica, pero al ser la seua temperatura molt menor que la solar, emet radiació infrarroja per ser un cos negre. La radiació emesa depén de la temperatura del cos. En l'estudi del NCAR han conclós una oscilació anual mija entre 15,9°C en juliol i 12,2°C en giner compensant els dos hemisferis, que es troben en estacions distintes i la part terrestre on és de dia en la que és de nit. Esta oscilació de temperatura supon una radiació mija anual emesa per la Terra de 396 W/m².

L'energia infrarroja emesa per la Terra és atrapada majoritariament en l'atmòsfera i reenviada de nou a la Terra. Este fenomen es diu Efecte Hivernàcul i garantisa les temperatures templades del planeta. Segons l'estudi anterior de la NCAR, l'Efecte Hivernàcul de l'atmòsfera fa retornar novament a la Terra 333 W/m².

Globalment la superfície de la Terra absorbix energia solar per valor de 161 W/m² i de l'Efecte Hivernàcul de l'Atmòsfera rep 333 W/m², lo que suma 494 W/m², com la superficie de la Terra emet (o dit d'atra manera, pert) un total de 493 W/m² (que es desglossen en 17 W/m² de calor sensible, 80 W/m² de calor latent de l'evaporació de l'aigua i 396 W/m² d'energia infrarroja), supon una absorció neta de calor de 0,9 W/m², que actualment està provocant el calfament de la Terra.

Efecte Hivernàcul de varis gasos de l'atmòsfera

És el procés pel qual, certs gasos de l'atmòsfera retenen gran part de la radiació infrarroja emesa per la Terra i la reemeten de nou a la superfície terrestre calfant la mateixa. Estos gasos han estat presents en l'atmòsfera en quantitats molt reduïdes durant la major part de l'història de la Terra.

Encara que l'atmòsfera seca està composta pràcticament per nitrogen (78,1%), oxigen (20,9%) i argó (0,93%), són gasos molt minoritaris en la seua composició com el diòxit de carbono (0,035%: 350 ppm), l'ozon i atres els que desenrollen esta activitat radiativa. Damunt, l'atmòsfera conté vapor d'aigua (1%: 10.000 ppm) que també és un gas radiativament actiu, sent en diferència el gas natural hivernàcul més important. El diòxit de carbono ocupa el segon lloc en importància.

[[Archivo:Mauna Loa Carbon Dioxide-es.svg|thumb|La denominada curva Keeling muestra el continuo crecimiento de CO₂ en la atmósfera desde 1958. Recoge las mediciones de Keeling en el observatorio del volcán Mauna Loa. Estas mediciones fueron la primera evidencia significativa del rápido aumento de CO₂ en la atmósfera y atrajo la atención mundial sobre el impacto de las emisiones de los gases invernadero.]]

L'efecte hivernàcul és essencial per a la vida del planeta: sense CO₂ ni vapor d'aigua (sense l'efecte hivernàcul) la temperatura mija de la Terra seria uns 33°C menys, de l'orde de 18°C baix zero, lo que faria inviable la vida.

Actualment el CO₂ present en l'atmòsfera està creixent de manera no natural per les activitats humanes, principalment per la combustió de carbó, petròleu i gas natural que està lliberant el carbono almagasenat en estos combustibles fòssils i la deforestació de la selva pluvial que llibera el carbono almagasenat en els arbres. Per tant és precís diferenciar entre l'efecte hivernàcul natural i l'originat per les activitats dels hòmens (o antropogènic).

La població s'ha multiplicat i la tecnologia ha alcançat una enorme i sofisticada producció, d'esta forma s'està pressionant moltes parts del mig ambient sent l'Atmòsfera la zona més vulnerable de totes per la seua primea. Donat el reduït gruix atmosfèric, l'alteració d'alguns components moleculars bàsics que també es troben en chicoteta proporció supon un canvi significatiu. En concret, la variació de la concentració de CO₂, el més important dels gasos hivernàculs de l'atmòsfera. Ya s'ha explicat el paper bàsic que estos gasos tenen com a reguladors de la temperatura del Planeta.

Els gasos hivernàculs romanen actius en l'atmòsfera molt de temps, per això se'ls denomina de llarga permanència. Això significa que els gasos que s'emeten hui romandran durant moltes generacions produint l'efecte hivernàcul. Aixina del CO₂ emés a l'atmòsfera: sobre el 50% tardarà 30 anys en desapareixer, un 30% continuarà varis segles i el 20% restant durarà varis millers d'anys.

La concentració de CO₂ atmosfèric s'ha incrementat des de l'época preindustrial (any 1.750) des d'un valor de 280 ppm a 379 ppm en 2005. S'estima que 2/3 de les emissions procedien de la cremada de combustibles fòssils (petròleu, gas i carbó) mentres que 1/3 procedix del canvi en l'utilisació del terra (Inclosa la deforestació). Del total emés només el 45% continua en l'atmòsfera, sobre el 30% és absorbit pels oceans i el restant 25% passa a la biosfera terrestre. Per tant no només l'atmòsfera està aumentant la seua concentració de CO₂, també està ocorrent en els oceans i en la biosfera.

Gasos d'efecte hivernàcul

Artícul principal → Gas d'efecte hivernàcul.

250px|thumb|Incrementos en la atmósfera de los cinco gases responsables del 97% del efecto invernadero antropogénico en el periodo 1976-2003. thumb|250px|Forzamiento radiativo entre 1750 y 2005 según estimaciones del IPCC.

Els denominats gasos d'efecte hivernàcul o gasos hivernàculs, responsables de l'efecte descrit, són:

• Vapor d'aigua (H₂O)
• Diòxit de carbono (CO₂)
• Metà (CH₄)
• Òxits de nitrogen (N₂O)
• Ozon (O₃)
• Clorofluorocarbons (CFC)

A pesar de que tots ells (excepte els CFC) són naturals, en quant a que ya existien en l'atmòsfera abans de l'aparició de l'home, des de la Revolució industrial i degut principalment a l'us intensiu dels combustibles fòssils en les activitats industrials i el transport, s'han produït sensibles increments en les quantitats d'òxit de nitrogen i diòxit de carbono emeses a l'atmòsfera, en l'agravant de que atres activitats humanes, com la deforestació, han llimitat la capacitat regenerativa de l'atmòsfera per a eliminar el diòxit de carbono, principal responsable de l'efecte hivernàcul.

Gasos d'Efecte Hivernàcul afectats per activitats humanes
Descripció	CO2	CH4	N2O	CFC-11	HFC-23	CF4
Concentració pre industrial	280 ppm	700 ppb	270 ppb	0	0	40 ppt
Concentració en 1998	365 ppm	1.745 ppb	314 ppb	268 ppt	14 ppt	80 ppt
Permanència en l'atmòsfera	de 5 a 200 anys	12 anys	114 anys	45 anys	260 anys	<50.000 anys
Font: ICCP, Clima 2001, La base científica, Resumen técnico del Informe del Grupo de Trabajo I, p. 38

Emissions antropogèniques de Gasos d'Efecte Hivernàcul (GEH) de llarga permanència

Les activitats humanes generen emissions de quatre GEH de llarga permanència: CO₂, metà (CH₄), òxit nitrós (N₂O) i halocarbonos (gasos que contenen flúor, clor o brom).

Cada GEH té una influència tèrmica (forçament radiatiu) distinta sobre el sistema climàtic mundial per les seues diferents propietats radiatives i temps de permanència en l'atmòsfera. Dites influències s'homogeneisen en una mètrica comú prenent com a base el forçament radiatiu per CO₂ (emissions de CO₂-equivalent). Homogeneisats tots els valors, el CO₂ és en molta diferència el gas hivernàcul antropògen de llarga permanència més important, representant en 2004 el 77% de les emissions totals de GEH antropògens. Pero el problema no és només la magnitut sino també les taxes de creiximent. Entre 1970 i 2004, les emissions anuals de CO₂ aumentaren un 80%. Ademés en els ultims anys l'increment anual s'ha disparat: recentment, entre 1995-2004, la taxa de creiximent de les emissions de CO₂-eq fon de (0,92 GtCO₂-eq anuals), més del doble que en el lapsus de temps anterior: 1970-1994 (0,43 GtCO₂-eq anuals).

Ya s'ha senyalat que la concentració de CO₂ en l'atmòsfera ha passat d'un valor de 280 ppm en l'época preindustrial a 379 ppm en 2005. El CH₄ en l'atmòsfera ha canviat dels 715 ppmm en 1750 (época preindustrial) fins 1732 ppmm en 1990, alcançant en 2005 les 1774 ppmm. La concentració mundial de N₂O en l'atmòsfera passà de 270 ppmm en 1750 a 319 ppmm en 2005. Els halocarbonos pràcticament no existien en l'época preindustrial i les concentracions actuals se deuen a l'activitat humana.

Segons l'Informe Stern que estudià l'impacte del canvi climàtic i el calfament global en l'economia mundial, encarregat pel govern britànic i publicat en 2006, la distribució total mundial de les emissions de GEH per sectors és: un 24% degut a la generació d'electricitat, un 14% a l'industria, un 14% al transport, un 8% als edificis i un 5% més a activitats relacionades en l'energia. Tot això supon unes 2/3 parts del total i correspon a les emissions motivades per l'us de l'energia. Aproximadament el 1/3 restant es distribuix de la següent forma: un 18% per l'us del terra (inclou la deforestació), un 14% per l'agricultura i un 3% pels residus.

Entre 1970 i 2004, les millores tecnològiques han frenat les emissions de CO₂ per unitat d'energia subministrada. No obstant, el creiximent mundial dels ingressos (77%) i el creiximent mundial de la població (69%), han originat noves formes de consum i un increment de consumidors d'energia. Esta és la causa de l'aument de les emissions de CO₂ en el sector de l'energia.

També l'Informe Stern senyala que des de l'any 1.850, els Estats Units i Europa han generat el 70% de les emissions totals de CO₂.

Emissions de CO2 en el món procedents de combustibles fòssils (1990-2007)
Descripció	1990	1995	2000	2005	2007	% Canvi 90-07
CO2 en millons de tonellades	20.980	21.810	23.497	27.147	28.962	38,0%
Població mundial en millons	5.259	5.675	6.072	6.382	6.535	25,7%
CO2 per càpita en tonellades	3,99	3,84	3,87	4,20	4,38	9,8%
Font: Agència Internacional de l'Energia

Historia del conocimiento científico del Efecto Invernadero

Fue alrededor de 1975-1980 cuando los científicos comenzaron a tener suficientes evidencias del efecto que los GEI estaban ocasionando al clima. Disponían de herramientas, conocimientos y técnicas suficientes para iniciar el estudio en profundidad del complejo sistema climático: satélites para observar la Tierra, redes mundiales de toma de temperaturas, vientos, precipitaciones y corrientes, así como ordenadores de gran potencia para desarrollar modelos climáticos. Entonces los científicos vislumbraron un posible cambio climático de dramáticas consecuencias. La opinión pública comenzó a conocer el problema alertada por los grupos ecologistas, los gobiernos se plantearon el problema e iniciaron acuerdos internacionales empujados por los resultados cada vez más inquietantes que los científicos iban desarrollando.

En 1824 Joseph Fourier consideró que la Tierra se mantenía templada porque la atmósfera retiene el calor como si estuviera bajo un cristal. Él fue el primero en emplear la analogía del invernadero. En 1859 John Tyndall descubrió que el CO2, el metano y el vapor de agua bloquean la radiación infrarroja.

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

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

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

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

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

El primer modelo estadístico de evolución del clima fue desarrollado en 1972 por Klauss Hasselmannn del Instituto Max Planck.

Calentamiento global y cambio climático producido por los GEI (Gases de Efecto Invernadero)

Artícul principal → Calentamiento global.

El cambio climático está cambiando el planeta y los humanos contribuimos diariamente a incrementarlo. En los 100 años últimos la temperatura media global del planeta ha aumentado 0,7 °C, siendo desde 1975 el incremento de temperatura por década de unos 0,15 °C . En lo que resta de siglo, según el IPCC, la temperatura media mundial aumentará en 2-3 °C . Este aumento de temperatura supondrá para el planeta el mayor cambio climático en los últimos 10.000 años y será difícil para las personas y los ecosistemas adaptarse a este cambio brusco.

En los 400.000 años anteriores, según conocemos por los registros de núcleos de hielo, los cambios de temperatura se produjeron principalmente por cambios de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. En el tiempo actual, los cambios de temperatura se están originando por los cambios en el dióxido de carbono de la atmósfera. En los últimos 100 años, las concentraciones atmosféricas de CO2 han aumentado en un 30% debido a la combustión antropogénica de los combustibles fósiles. El aumento constante del CO2 atmosférico ha sido el responsable de la mayor parte del calentamiento. Este calentamiento no puede ser explicado por causas naturales: las mediciones de los satélites no muestran variaciones de entidad en la energía procedente del Sol en los últimos 30 años; las tres grandes erupciones volcánicas producidas en 1963, 1982 y 1991 han generado aerosoles que reflejaban la energía solar, lo cual produjo cortos periodos de enfriamiento.

thumb|270px|En la Tierra a partir del año 1950 se dispararon las emisiones debidas a la combustión de combustibles fósiles, tanto las de petróleo como las de carbón y gas natural. El calentamiento atmosférico actual es inevitable, estando producido por las emisiones de gases invernadero pasadas y actuales. 150 años de industrialización y de emisiones han modificado el clima y continuará repercutiendo en el mismo durante varios cientos de años, aun en la hipótesis de que se redujeran las emisiones de gases de efecto invernadero y se estabilizara su concentración en la atmósfera. El IPCC en su informe de 2007 manifiesta: Hay un alto nivel de coincidencia y abundante evidencia respecto a que con las políticas actuales de mitigación de los efectos del cambio climático y con las prácticas de desarrollo sostenible que aquellas conllevan, las emisiones mundiales de GEI seguirán aumentando en los próximos decenios. Una de las estimaciones de futuro de la Agencia Internacional de la Energía en un informe de 2.009 pasa de 4 t de emisión de CO2 por persona en 1990, a 4,5 t en 2.020 y a 4,9 t en 2.030. Esto significaría que el CO2 emitido y acumulado desde 1890, pasaría de 778 Gt en 1990, a 1.608 Gt en 2.020 y a 1.984 Gt en 2.030.

Las consecuencias del cambio climático provocado por las emisiones de GEI se estudian en modelos de proyecciones realizados por varios institutos meteorológicos. Algunas de las consecuencias recopiladas por el IPCC son las siguientes:

• En los próximos veinte años las proyecciones señalan un calentamiento de 0,2 °C por decenio.
• Las proyecciones muestran la contracción de la superficie de hielos y de nieve. En algunas proyecciones los hielos de la región ártica prácticamente desaparecerán a finales del presente siglo. Esta contracción del manto de hielo producirá un aumento del nivel del mar de hasta 4–6 m.
• Habrá impactos en los ecosistemas de tundra, bosques boreales y regiones montañosas por su sensibilidad al incremento de temperatura; en los ecosistemas de tipo Mediterráneo por la disminución de lluvias; en aquellos bosques pluviales tropicales donde se reduzca la precipitación; en los ecosistemas costeros como manglares y marismas por diversos factores.
• Disminuirán los recursos hídricos de regiones secas de latitudes medias y en los trópicos secos debido a las menores precipitaciones de lluvia y la disminución de la evapotranspiración, y también en áreas surtidas por la nieve y el deshielo.
• Se verá afectada la agricultura en latitudes medias, debido a la disminución de agua.
• La emisión de carbono antropógeno desde 1750 está acidificando el océano, cuyo pH ha disminuido 0,1. Las proyecciones estiman una reducción del pH del océano entre 0,14 y 0,35 en este siglo. Esta acidificación progresiva de los océanos tendrá efectos negativos sobre los organismos marinos que producen caparazón.

El IPCC, entidad fundada para evaluar los riesgos de los cambios climáticos inducidos por los seres humanos, atribuye la mayor parte del calentamiento reciente a las actividades humanas. La NAC (National Academy of Sciences: Academia Nacional de Ciencias) de Estados Unidos también respaldó esa teoría. El físico atmosférico Richard Lindzen y otros escépticos se oponen a aspectos parciales de la teoría.

Para John Theodore Houghton, fundador del Centro Hadley y copresidente del grupo de evaluación científica del IPCC en sus primeros tres informes, está admitido que se producirá un daño generalizado por el aumento del nivel del mar y olas de calor, por inundaciones y sequías más frecuentes e intensas. El cambio climático antropogénico afectará seriamente a las próximas generaciones y a los ecosistemas mundiales. Su incidencia podría limitarse significativamente si se emprendiera una acción conjunta mundialde reducción de emisiones . Sería aconsejable mantener el incremento de la temperatura global solo en 2 °C por encima de la temperatura del periodo preindustrial, para ello la concentración de CO2 no debería superar las 450 ppm (hoy sobre 390 ppm). Esto implica que en 2050 las emisiones mundiales de CO2 deben reducirse al 50% del nivel de 1990 (actualmente están 15% por encima de ese nivel). En las dos próximas décadas también debería interrumpirse la deforestación tropical, responsable del 20% de las emisiones de gases de tipo invernadero.

Para Nicholas Stern, ex jefe del Servicio Económico del Gobierno del Reino Unido y ex economista jefe del Banco Mundial, para no superar 450 ppm de concentración atmosférica de CO2, se requerirá una reducción de las emisiones mundiales anuales de unas 50 gigatoneladas de CO2 equivalente en la actualidad a 35 gigatoneladas en 2030 y a 20 gigatoneladas en 2050. Para comprender el nivel del esfuerzo que se requiere, en la actualidad, las emisiones anuales por habitante son 12 toneladas en la Unión Europea, 23 toneladas en los Estados Unidos, 6 toneladas en China y 1,7 toneladas en la India. En 2050 la población mundial se estima será de 9.000 millones, y las emisiones anuales por habitante se deberían reducir a dos toneladas de CO2 equivalente de media, para que el total anual mundial sea de 20 gigatoneladas. Aunque la industrialización de los países desarrollados desde el siglo XIX es la causante de los niveles actuales de GEI, son los países en desarrollo los más vulnerables a las consecuencias del cambio climático. Los países ricos deben apoyar financieramente a los países en desarrollo para que ejecuten planes de crecimiento económico con poco carbono y frenar la deforestación en sus países. Según los últimos cálculos el mundo en desarrollo para ajustarse al cambio climático precisa de los países ricos anualmente 100.000 millones de dólares para la adaptación y otros 100.000 millones para la mitigación de aquí al 2020.

Fatih Birol, economista jefe de la Agencia Internacional de Energía, señala la importancia de los países emergentes, pues con las políticas actuales, las estimaciones de la Agencia Internacional de Energía proyectan un crecimiento anual de la demanda de energía primaria global del 1,6% mundial hasta 2030, de 11.730 millones de toneladas equivalentes de petróleo (Mtep) a 17.010 Mtep (un incremento del 45% en apenas 20 años). China e India requerirán la mitad de este incremento, y los países no miembros de la OCDE en conjunto supondrán el 87% del incremento del CO2, pasando su demanda total de energía mundial del 51% en la actualidad a suponer el 62% del total en 2030. También para él, es imprescindible una importante transformaciónen del sector energético. Hasta ahora la larga vida útil de gran parte de sus infraestructuras causa una lenta sustitución de sus equipos, lo que motiva que el empleo de tecnologías eficientes se demore. Los sectores público y privado deben aceptar la necesidad de inversiones adicionales y el retiro temprano de instalaciones inadecuadas, para acelerar el proceso y reducir las emisiones, especialmente en centrales de energía y en equipos. Los gobiernos deben dirigir esta transformación y orientar el consumo mediante medidas claras de tarificación, incluida la tarificación por emisiones de carbono. La energía renovable desempeñará un papel importante. Se calcula que la generación global de electricidad basada en energías renovables se duplicará entre 2006 y 2030.

Se debe tener en cuenta que existe una cantidad importante de vapor de agua (humedad y nubes) en la atmósfera terrestre, y que el vapor de agua es un gas de efecto invernadero. Si la adición de CO₂ a la atmósfera aumenta levemente la temperatura, se espera que más vapor de agua se evapore desde la superficie de los océanos. El vapor de agua así liberado a la atmósfera aumenta a su vez el efecto invernadero (el vapor de agua es un gas de invernadero más eficiente que el CO₂).^{cita requerida} A este proceso se le conoce como la retroalimentación del vapor de agua (water vapor feedback en inglés). Es esta retroalimentación la causante de la mayor parte del calentamiento que los modelos de la atmósfera predicen que ocurrirá durante las próximas décadas. La cantidad de vapor de agua, así como su distribución vertical, son claves en el cálculo de esta retroalimentación.

[[Archivo:Mauna Loa Carbon Dioxide-es.svg|thumb|Concentración de CO₂ atmosférico medido en el observatorio de Mauna Loa: Curva de Keeling.]]

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

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

Cooperación internacional sobre las emisiones de GEI antropogénicas

Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Climático

Artícul principal → Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático.

El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, conocido también por Panel Intergubernamental del Cambio Climático o más resumidamente por las siglas IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), fue establecido en el año 1988 por la Organización Meteorológica Mundial (WMO, World Meteorological Organization) y el Programa Ambiental de las Naciones Unidas (UNEP, United Nations Environment Programme). El objetivo es asesorar a los gobiernos sobre los problemas climáticos y recopilar las investigaciones científicas conocidas en unos informes periódicos de evaluación. Estos informes de evaluación constan de varios volúmenes, y proporcionan todo tipo de información científica, técnica y socio-económica sobre el cambio climático, sus causas, sus posibles efectos, y las medidas de respuesta correspondientes.

El Primer informe de evaluación del IPCC se publicó en 1990, y confirmó los elementos científicos que suscitaba preocupación acerca del cambio climático. A raíz de ello, la Asamblea General de las Naciones Unidas decidió preparar la Convención Marco sobre el Cambio Climático.Posteriormente el IPCC ha producido otros tres informes de evaluación en 1.995, 2.001 y 2.007.

El Tercer informe de evaluación de 2001 expresaba una mayor comprensión de las causas y consecuencias del calentamiento mundial. Presentaba para finales del siglo XXI un calentamiento mundial de entre 1,4 y 5,8 °C que influiría en las pautas meteorológicas, los recursos hídricos, el ciclo de las estaciones, los ecosistemas, así como episodios climáticos extremos.

El cuarto, denominado Cambio climático 2.007, reúne los últimos conocimientos de una amplia comunidad científica siendo realizado por más de 500 autores principales´, 2.000 revisores expertos y examinado por delegados de más de 100 países. Se incluyen algunas de las principales conclusiones de este informe:

1.-El calentamiento del sistema climático es inequívoco, como evidencian ya los aumentos observados del promedio mundial de la temperatura del aire y del océano, el deshielo generalizado de nieves y hielos, y el aumento del promedio mundial del nivel del mar.
2.-Observaciones efectuadas en todos los continentes y en la mayoría de los océanos evidencian que numerosos sistemas naturales están siendo afectados por cambios del clima regional, particularmente por un aumento de la temperatura.
3.-Las emisiones mundiales de GEI por efecto de actividades humanas han aumentado, desde la era preindustrial, en un 70% entre 1970 y 2004.
4.-Las concentraciones atmosféricas mundiales de CO2, metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) han aumentado notablemente por efecto de las actividades humanas desde 1750, y son actualmente muy superiores a los valores preindustriales, determinados a partir de núcleos de hielo que abarcan muchos milenios.
5.-Hay un alto nivel de coincidencia y abundante evidencia respecto a que con las políticas actuales de mitigación de los efectos del cambio climático y con las prácticas de desarrollo sostenible que aquellas conllevan, las emisiones mundiales de GEI seguirán aumentando en los próximos decenios.

IPCC: Cambio climático 2007 - Informe de síntesis

Convención Marco de Naciones Unidas sobre el Cambio Climático

Artícul principal → Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático.

El tratado internacional Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático se firmó en 1992 y los países firmantes debían comenzar a considerar como reducir las emisiones de GEI y el calentamiento atmosférico. Los países firmantes acordaron el siguiente objetivo:

El objetivo último de la presente Convención... es lograr... la estabilización de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera a un nivel que impida interferencias antropógenas peligrosas en el sistema climático. Ese nivel debería lograrse en un plazo suficiente para permitir que los ecosistemas se adapten naturalmente al cambio climático, asegurar que la producción de alimentos no se vea amenazada y permitir que el desarrollo económico prosiga de manera sostenible.

Convención Marco de Naciones Unidas sobre el Cambio Climático: Artículo 2

En la Convención se solicitó a los países el establecimiento de inventarios precisos y periódicamente actualizados de las emisiones de gases de efecto invernadero. La Convención reconocía que lo elaborado solo era un documento marco, es decir, un texto que debía perfeccionarse y desarrollarse en el futuro orientando eficazmente los esfuerzos frente al calentamiento atmosférico. En este sentido la primera adición al tratado fue el Protocolo de Kyoto que se aprobó en 1997.

Protocolo de Kioto

Artícul principal → Protocolo de Kioto sobre el cambio climático.

Mayores emisores de CO2 procedente de combustibles fósiles
País	CO2 en millones de toneladas		% de cambio 90-07	CO2 per cápita en 2007
	1990	2007
Países comprometidos en Kioto (AnexoI)
Federación de Rusia	2.180	1.587	-27,2	11,2
Japón	1.065	1.236	+16,1	9,7
Alemania	950	798	-16,0	9,7
Canadá	432	573	+32,5	17,4
Reino Unido	553	523	-5,4	8,6
Francia	352	369	+4,9	5,8
Italia	398	438	+10,0	7,4
Australia	260	396	+52,5	18,8
Ucrania	688	314	-54,5	6,8
España	206	345	+67,5	7,7
Polonia	344	305	-11,4	8,0
Países sin compromiso en Kioto
China	2.244	6.071	+170,6	4,6
Estados Unidos	4.863	5.769	+18,6	19,1
India	589	1.324	+124,7	1,2
Corea del Sur	229	489	+113,1	10,1
Irán	175	466	+165,8	6,6
México	293	438	+49,5	4,1
Indonesia	140	377	169,0	1,7
Arabia Saudita	161	358	+121,7	14,8
Brasil	193	347	+79,8	1,8
Sudáfrica	255	346	+35,8	7,3
Fuente: Agencia Internacional de la Energía

El Protocolo de Kyoto de 1997 fue una extensión de la Convención. Los países industrializados se comprometieron a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero. El objetivo es un recorte conjunto de las emisiones de gases de efecto invernadero de al menos el 5% con respecto a los niveles de 1990 en el periodo de compromiso de 2008-2012. Las negociaciones fueron arduas y en 1997 se terminó un proceso que se había iniciado dos años y medio antes. El compromiso de reducción de emisiones lo adoptaron solo los países incluidos en el anexo I del protocolo, debiendo así mismo cada país ratificarlo para que el compriso fuese vinculante.

Las emisiones que se acordaron limitar en los siguientes Gases Invernadero: Dióxido de carbono (CO2), Metano (CH4), Óxido nitroso (N2O), Hexafluoruro de azufre (SF6), así como dos grupos de gases Hidrofluorocarbonos (HFC) y Perfluorocarbonos (PFC). Estos gases deben limitarse en los siguientes sectores: energía; procesos industriales, disolventes y otros productos; agricultura, cambio de uso de la tierra y silvicultura; y desechos.

Para que el Protocolo entrase en vigor debía ser ratificado por países incluidos en el anexo I que representaran al menos el 55% del total de emisiones de 1990 incluidas en el mencionado anexo. Con la ratificación de Rusia en 2004 se llegó al 55% y el Protocolo de Kyoto entró en vigor.

Actualmente lo han firmado 184 partes, 183 países y la Unión Europea, y todos lo han ratificado salvo dos: Estados Unidos y Kazakhstan.

Emisiones de CO2 en el mundo procedentes de combustibles fósiles (en millones toneladas)
Descripción	1990	2007	% Cambio 90-07
Total Países comprometidos en Kioto (AnexoI)	8.792	8.162	-7,2%
Total Países sin compromiso en Kioto	11.578	17.778	70,8%
Marina	357	610	71,1%
Aviación	254	412	62,3%
Total mundial	20.980	28.962	38,0%
Fuente: Agencia Internacional de la Energía

Países industrializados: acuerdo de limitación de emisiones GEI

Los países que engloban el anexo I son los países industrializados que pertenecen a la Organización de Cooperación y Desarrollo Económicos (OCDE) más algunos países con economías en transición, como la Federación de Rusia, países Bálticos y varios países de Europa central y oriental.

Cada país adquiriró un compromiso individual de reducción de emisiones (-x%) o se puso un límite superior (+x%) con respecto a las emisiones que tenía en 1990. Los compromisos adquiridos son los siguientes: Estados Unidos (-7%), Federación de Rusia (0%), Japón (-6%), Canadá (-6%), Australia (+8%), Ucrania (0%), Polonia (-6%), Bulgaria (-8%), Croacia (-5%), Eslovaquia (-8%), Eslovenia (-8%), Estonia (-8%), Hungría (-6%), Islandia (+10%), Letonia (-8%), Liechtenstein (-8%), Lituania (-8%), Mónaco (-8%), Noruega (+1%), Nueva Zelanda (0%), República Checa (-8%), Rumania (-8%) y Suiza ( -8%).

La Unión Europea firmó un compromiso conjunto y único en nombre de de todos sus países de reducir sus emisiones totales durante el periodo 2008-2012 en un 8% respecto de las de 1990. No obstante, la Unión Europea, internamente, ha realizado un reparto a cada país otorgando un límite distinto en función de diversas variables económicas y medioambientales según el principio de «reparto de la carga». Se acordó de la siguiente manera: Alemania (-21%), Austria (-13%), Bélgica (-7,5%), Dinamarca (-21%), Italia (-6,5%), Luxemburgo (-28%), Países Bajos (-6%), Reino Unido (-12,5%), Finlandia (0,0%), Francia (0,0%), España (+15%), Grecia (+25%), Irlanda (+13%), Portugal (+27%) y Suecia (+4%).

Solamente estos países están obligados a adoptar políticas que limiten sus emisiones de gases de efecto invernadero a lo acordado respecto a los niveles de 1990. Cada país comunica periódicamente sus inventarios nacionales de emisiones de GEI que son supervisados y examinados al objeto de cumplir de los objetivos fijados. En el cuadro adjunto se presenta la evolución de los inventarios nacionales de emisiones de GEI de los principales países emisores del Anexo I entre 1990 y 2006.

Estados Unidos: sin ratificar el Protocolo

Estados Unidos no ha ratificado en Protocolo. Las emisiones de CO₂ de Estados Unidos en 2005 representaron el 25% de las emisiones totales en el mundo.

Países en vías de desarrollo: sin restricciones de emisiones GEI

Los países en vías de desarrollo (los que no están incluidos en el anexo I del Protocolo), entre los que se encuentran China y la India, no están sujetos a restricciones de emisiones GEI. Los motivos son dos. Por un lado las emisiones históricas que están provocando el calentamiento actual las originaron en el pasado los países desarrollados. Por otro lado si se limitaran las emisiones de los países en vías de desarrollo no se permitiría su progresión. Así se señalaba y reconocía en el inicio del Tratado de la Convención:Tomando nota de que, tanto históricamente como en la actualidad, la mayor parte de las emisiones de gases de efecto invernadero del mundo han tenido su origen en los países desarrollados, que las emisiones per cápita en los países en desarrollo son todavía relativamente reducidas y que la proporción del total de emisiones originada en esos países aumentará para permitirles satisfacer a sus necesidades sociales y de desarrollo. En virtud de ello China y la India que han ratificado el Protocolo de Kyoto no se incluyen en el anexo I y no están obligadas a reducir sus emisiones. Las emisiones de CO₂ de China y la India en 2005 suponían el 19% y el 4,1% de las emisiones totales en el mundo.

Los países no incluidos en el anexo I no deben presentar un inventario anual de emisiones de gases de efecto invernadero y tampoco se les somete a examen. En enero de 2007 eran 132 los países que habían presentado su inventario nacional inicial correspondiente al año 1994.

La Conferencia de Cambio Climático de Copenhague en diciembre de 2009

Artícul principal → Conferencia sobre el Cambio Climático de la ONU 2009.

Para la cumbre sobre el clima de Copenhague en diciembre de 2009, la ONU convocó a 192 países para acordar un límite a las emisiones de gases de efecto invernadero para el periodo entre 2012 y 2020. Este periodo de compromiso debía suceder al periodo 2008-2012, acordado en el protocolo de Kyoto.

Anteriormente en septiembre de 2009, casi un centenar de jefes de Estado y de Gobierno participaron en la 64ª Asamblea General de las Naciones Unidas dedicada al cambio climático que sirvió de preparación de la conferencia Copenhague. Esta 64ª Asamblea General de las Naciones Unidas sirvió para conocer la posición en la negociación de Copenhague de las países que son grandes emisores de GEI y que todavía no están comprometidos con un programa de limitación de emisiones. Estos países representan más del 50% de las emisiones totales:

• El presidente de EEUU, Barack Obama, en su discurso del 22 de septiembre de 2009 en la Cumbre sobre Cambio Climático en la ONU, señaló que la amenaza del cambio climático es seria, es urgente y está aumentando...todos los pueblos –nuestra prosperidad, nuestra salud, nuestra seguridad– están en peligro. Y se nos está acabando el tiempo para revertir esta tendencia...durante demasiados años, la humanidad se ha demorado para responder o incluso reconocer la magnitud de la amenaza del clima...los países desarrollados que han causado tanto daño en nuestro clima durante el último siglo tienen la responsabilidad de ser líderes...Pero esos países en desarrollo y de rápido crecimiento que producirán casi todo el aumento en las emisiones mundiales de carbono en las próximas décadas también deben poner de su parte... será necesario que se comprometan a medidas internas enérgicas y a cumplir con dichos compromisos, de igual manera que los países desarrollados deben cumplir.

• El presidente de China, Hu Jintao, anunció en la cumbre de la ONU sobre cambio climático, que su país intentará la reducción de emisiones de CO2 por unidad de PIB para 2020 con respecto al nivel de 2005 y el desarrollo de energía renovable y nuclear alcanzando un 15% de energía basada en combustibles no fósiles.

La conferencia se desarrolló en diciembre de 2009. Un primer borrador del acuerdo que se dio a conocer y que no se aprobó posteriormente, planteaba que las emisiones de CO2 en el año 2050 deben reducirse en todo el mundo a la mitad de los niveles existentes en 1990 y pretendía que se fijase un valor intermedio a cumplir en 2020.

Los países del G8 ya acordaron entre ellos en julio del 2009 limitar el aumento de la temperatura a 2 °C respecto a los niveles preindustriales. Sin embargo a inicitiava de los pequeños países insulares, que peligran si se produjera un aumento generalizado del nivel del mar por un deshielo masivo de los polos, un centenar de naciones en desarrollo solicitaron que el límite se estableciera en 1,5º.

En la primera semana de la cumbre se produjeron duras manifestaciones cruzadas entre los dos principales emisores mundiales de CO2, China y EE.UU. El segundo día, China dijo que los recortes de emisiones para el 2020 ofrecidos por EEUU, la UE y Japón eran insuficientes y que era fundamental tanto el objetivo de EE.UU. sobre reducción de emisiones como el apoyo fianciero de EE.UU. a las naciones en desarrollo. Todd Stern, el principal negociador estadounidense, señaló en el tercer día que China estaba aumentando sus emisiones de forma espectacular y que China no podía quedarse al margen del acuerdo y que el objetivo de EE.UU. era una reducción de 17% en 2020 respecto al nivel de 2005 (según denunciaron los chinos equivale a una reducción de un 1% sobre el nivel de 1990). Stern hizo un llamamiento a la ONU para recaudar 10 billones de dólares para financiar en el periodo 2010-2012 la adaptación a corto plazo en los países vulnerables.

El acuerdo final se gestó entre cuatro grandes países emergentes y EE.UU en una reunión convocada por el primer ministro chino Wen Jiabao en la que participaron los presidentes de India, Brasil y Sudáfrica, incorporándose después el presidente de EE.UU. La delegación india propuso un tratado no vinculante que siguiera el modelo de la Organización Mundial del Comercio donde cada país declarará sus emisiones. Después de llegar al acuerdo a puerta cerrada, Barack Obama lo comunicó a la UE, que lo aceptó. El texto tenía solo tres folios e incluía de forma orientativa la reducción de emisiones que cadas país había presentado a la cumbre. Las reducciones definitivas debían presentarse el 1 de febrero de 2010. El pacto no incluía la verificación de emisiones que rechazaba China. La verificación se limitaba a un sistema "internacional de análisis y consultas" por definir. Obama dijo que el sistema de consultas por definir "dirá mucho de lo que hace falta saber" y que "actualmente ya podemos saber mucho de lo que ocurre en un país con imágenes de satélite".

El acuerdo mantiene el objetivo de que la temperatura global no suba más de dos grados centígrados. Sobre cuando las emisiones deberán alcanzar su máximo solo se dice que "lo antes posible" y no establecen objetivos para 2050.

Este acuerdo no fue aceptado por unanimidad en la Convención pues lo rechazaron algunos países como Cuba, Bolivia y Nicaragua. Por ello los delegados del pleno de la Conferencia de la ONU sobre Cambio Climático renunciaron a votarlo y acordaron una fórmula de "tomar conocimiento" del documento.

La Conferencia de Cambio Climático de Cancún en diciembre de 2010

Artícul principal → XVI Conferencia sobre Cambio Climático.

Se consiguió un acuerdo que incluye a 193 países entre ellos Japón , EE UU y China que inicialmente tenían criterios muy diferentes. Solamente un pais, Bolivia, se ha opuesto a este acuerdo.

El pacto alcanzado aplaza para 2011 la decisión fundamental de si un nuevo acuerdo sustituirá al Protocolo de Kioto, cuya vigencia termina en 2012, reconoce los compromisos voluntarios de reducción de emisiones de GEI que los países enviaron a la ONU después de la Cumbre de Copenhague, además se ha llegado a un acuerdo para reducir la deforestación.

La prolongación de los acuerdos de limitación de emisiones de GEI después de 2012 cuando termina la vigencia del Protocolo de Kioto, quedó condicionada como pedió Japón, al avance de la negociación con EE UU y China que actualmente no están sujetos a limitaciones de emisiones. EE UU ha aceptado la forma de controlar la reducción de emisiones a China: se realizarán consultas internacionales pero no serán ni intrusivas y respetarán la soberanía nacional.

El acuerdo reconoce la gravedad del calentamiento global y pide limitar el calentamiento a dos grados centígrados mencionando que una futura negociación podría limitarlo a 1,5 grados según solicitaban los pequeños estados isleños del Pacífico.

En el Plenario de la Conferencia, Maldivas, uno de los pequeños estados isla, afirmaba que el texto aprobado era muy equilibrado e incluye todo lo que pedimos de una forma o de otra. Igualmente Leshoto, representando al grupo de los países menos desarrollados, entendía que se había hecho un buen trabajo en equilibrar el documento y creía que era una buena base para seguir trabajando. Yemen, en nombre del G-77, elogió el trabajo muy destacado de la presidencia de la conferencia, México, por su labor de puente entre países ricos y pobres y por su esfuerzo de transparencia.

Véase también

• Calentamiento global
• Cambio climático
• Dinámica de la atmósfera
• Energía renovable
• Historia de la Tierra
• Vehículo eléctrico
• Zona de habitabilidad

Bibliografía

• , Ginebra : Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático. ISBN 92-9169-322-7.
• , Cambridge y New York: Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor y H.L. Miller editores.
• , Barcelona : Editorial Gedisa S.A.. ISBN 978-84-9784-203-7.
• , Madrid : Mcgraw-Hill/Interamericana de España S.A.. ISBN 84-7615-789-4.
• , México D.F. : Fondo de Cultura Económica. ISBN 0-19-286119-0.
• , Barcelona: Editorial Debate S.A.. ISBN 84-8306-272-0.
• , Madrid : Taurus Santillana. ISBN 978-84-306-0756-3.
• «Trenberth, Fasullo y Kiehl (2008).Earth’s global energy budget». Climate & Global Dynamics. Consultat el 5 de septiembre de 2009.

Enlaces externos

Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Efecte hivernàcul.
• El efecto invernadero y el ciclo del carbono (Web de la Convención Marco sobre el cambio Climático)
• Efectos futuros de las emisiones GEI (Web de la Convención Marco sobre el cambio Climático)
• CONVENCIÓN MARCO DE LAS NACIONES UNIDAS SOBRE EL CAMBIO CLIMÁTICO
• PROTOCOLO DE KYOTO SOBRE EL CAMBIO CLIMÁTICO
• Emisiones GEI de México
• Emisiones GEI de España (1990-2007)
• Resumen del Informe Stern: análisis económico sobre el cambio climático