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Escuela y Cambio Climático Tema 2. El Clima: el sistema climático 1 TEMA 2 El Clima: el sistema climático Muchas veces se confunde el tiempo atmosférico con el clima, pero son dos conceptos diferentes. Se define el tiempo como el estado de la atmósfera en un momento y un lugar concretos, en términos de temperatura, humedad, velocidad del viento y presión barométrica. Por su parte el clima es el patrón medio que sigue el tiempo meteorológico en una región concreta a lo largo de un largo período de tiempo.1 1. Los Climas del pasado Para predecir el clima del futuro es necesario entender los mecanismos que lo mueven, y una clave importante está en el estudio del clima del pasado. A lo largo de la historia de la Tierra el clima ha estado cambiando. La oscilación entre periodos fríos –glaciaciones– y periodos más cálidos –los interglaciares– ha dominado el clima de la Tierra en los últimos millones de años. Esto se debe principalmente a los cambios en la órbita e inclinación de la Tierra alrededor del Sol. La órbita de la Tierra alrededor del Sol controla el ciclo de edades de hielo. La forma de esta órbita varía y se vuelve más circular o más elíptica ajustándose a la frecuencia con la que se producen las edades de hielo. Los ciclos de edades de hielo de 100.000 años de duración son un fenómeno relativamente reciente y nadie sabe por qué el planeta adoptó su estado actual. La comunidad científica utiliza diversas fuentes de información para estudiar las variaciones del clima a lo largo de la historia terrestre: o Los sedimentos y los fósiles depositados hace millones de años. Las delgadas capas de barro y de arena que se forman en el fondo de los lagos registran los cambios estacionales. o Las burbujas de aire antiguo atrapadas dentro de hielo glaciar, registran las características de la atmósfera en el momento en el que se forman. o Los anillos de los árboles muestran cómo era el clima durante cada uno de los años de vida del árbol. o Polen fósil. Su estudio permite conocer el paleoambiente. o Corales. El estudio de los isótopos de oxígeno que forman parte de los carbonatos de los esqueletos de los corales permiten conocer la temperatura del agua en la que se desarrollaron. o Datos históricos. Tanto en la tradición oral como en documentos escritos se pueden encontrar observaciones sobre las condiciones del tiempo y del clima. El estudio del clima del pasado (paleoclimatología) puede permitirnos entender el clima actual y sus futuras variaciones. Escuela y Cambio Climático Tema 2. El Clima: el sistema climático 2 Con esto, no se trata de trasladar a la educación toda la responsabilidad de que se tenga una reacción adecuada ante el cambio climático, pero sí es cierto que la indispensable respuesta social no estará a la altura de las circunstancias si la comunidad en su conjunto no es capaz de valorar adecuadamente el problema e implicarse en los esfuerzos de cambio requeridos.2 Por todo ello, en este curso se aportarán herramientas pedagógicas e instrumentos que favorezcan la reflexión y el tratamiento de las cuestiones ambientales inherentes a todas las actividades cotidianas de los centros escolares, y que deben estar reflejadas en los Proyectos Educativos de Centro. 2. El Clima actual El clima de un espacio geográfico determinado se llama clima regional. El clima de una región depende de muchos factores, incluyendo la cantidad de luz solar que recibe, la latitud, la altitud, la topografía, la cercanía a los océanos,... Para describir el clima regional de un lugar, se tiene en cuenta: la temperatura, el viento, la precipitación, la presión, la humedad, etc. Generalmente cuando se habla de clima pensamos en nuestro entorno. Sin embargo cuando hablamos de cambio climático nos referimos al clima global es decir, al clima de todo un planeta, con todas las variaciones regionales promediadas. El clima global depende de la cantidad de energía solar recibida, así como de la cantidad de energía que permanece en el planeta. Los factores que afectan al clima de todo nuestro planeta son: 2.1. Los Mecanismos forzados de radiación Estos pueden ser externos e internos: Los mecanismos externos se dan a escalas de miles de años, entre ellos se incluyen: las variaciones de la órbita terrestre, las cuales provocan los cambios entre condiciones glaciales e interglaciares y los cambios físicos en el Sol, como las manchas solares o las diferencias de insolación entre los hemisferios terrestres. Los mecanismos internos dependen de la composición atmosférica, cuyos cambios están directamente relacionados con el clima, sobre todo en el caso de los gases de efecto invernadero y la actividad volcánica. Las emisiones de polvo y gases de las erupciones se mantienen durante varios años en la atmósfera y producen descensos en las temperaturas. 2.2. El Efecto invernadero natural La energía que recibimos del Sol y que llega a la parte alta de la atmósfera se compone de radiación ultravioleta, luz visible y radiación infrarroja. Alrededor de un 30% de esta energía que recibe la Tierra se refleja y es devuelta al espacio. El 70% restante se absorbe de manera no uniforme de tal forma que producen fenómenos de convección (corrientes atmosféricas que transportan calor), fenómenos de evaporación y condensación, etc…, que producen el clima. Escuela y Cambio Climático Tema 2. El Clima: el sistema climático 3 Si toda la radiación infrarroja que refleja la Tierra fuera emitida al espacio, la temperatura media del planeta debería ser de -18ºC. Sin embargo la temperatura media global es de 15ºC. Esto se debe a que parte de la radiación reflejada se devuelve al espacio más lentamente porque queda atrapada por las nubes y ciertos gases atmosféricos como el dióxido de carbono, el metano y óxidos de nitrógeno. Estos gases actúan como las paredes de un invernadero, dejando pasar la luz pero reteniendo el calor en su interior. Por eso reciben el nombre de gases de efecto invernadero (GEI). Por tanto el efecto invernadero es un fenómeno natural, siendo el responsable de estos 33 grados de diferencia necesarios para la vida en el planeta. Fuente: www.climatechange.eu.com 2.3. El Efecto invernadero inducido o antropogénico A partir de la Revolución Industrial se ha aumentado la concentración de GEI en la atmósfera incrementándose de forma artificial el efecto invernadero natural. Esto es lo que se conoce como efecto invernadero incrementado o antropogénico, que es el causante del aumento de la temperatura global del planeta.3 Escuela y Cambio Climático Tema 2. El Clima: el sistema climático 4 Los principales gases de efecto invernadero son: 1. Gases fluorados: tienen una capacidad bastante alta para producir efecto invernadero. Entre ellos están: a. Los Carbonos hidrofluorados (HFCs): proceden de refrigerantes, propelentes y espumantes. b. Los Carbonos perfluorados (PFCs): son subproductos originados en las fundiciones de aluminio y en las industrias de semiconductores. c. El Hexafluoruro de azufre (SF6): se utiliza en los interruptores eléctricos de alto voltaje, en la fundición del magnesio, en los acristalamientos aislantes del ruido y en las pelotas de tenis. Se trata del gas de efecto invernadero más potente. 2. Óxido nitroso (N2O): su potencial para el calentamiento es unas 300 veces mayor que el del CO2 pero su concentración en la atmósfera es mucho menor. Es conocido como el «gas de la risa» y se utiliza en los fertilizantes agrícolas y en la producción industrial. Es producido por los catalizadores y la quema de residuos sólidos. 3. Metano (CH4): se libera por el tratamiento de residuos en los vertederos, la digestión de los rumiantes, al criarles masivamente para alimento, la gestión del estiércol, del que junto con los fertilizantesagrícolas también se producen importantes cantidades de óxido nitroso, y en menor medida por los cultivos de arroz y las incineradoras de residuos. 4. Dióxido de carbono (CO2): es el gas de efecto invernadero que producimos en mayor cantidad. Debido a su abundancia es responsable del 64% del efecto invernadero incrementado. Las principales fuentes de CO2 son la quema de combustibles fósiles como fuente de energía para el transporte y en procesos industriales, la eliminación de los bosques y los incendios forestales. 3. El clima del futuro Para hacer pronósticos sobre el clima del futuro hay que tener en cuenta los diversos factores causantes de los cambios climáticos naturales y la influencia humana.4 La concentración de dióxido de carbono ha aumentado de 275 ppm. antes de la revolución industrial a 361 ppm. en 1996. Los niveles de metano se han doblado en los últimos 100 años y la cantidad de óxido nitroso aumenta a razón de un 0.25% anual Sabes que: Escuela y Cambio Climático Tema 2. El Clima: el sistema climático 5 Métodos de predicción del clima del futuro Para poder predecir el futuro de nuestro clima, se necesitan una serie de herramientas. Algunas de éstas son los modelos climáticos globales (GCM) que utilizan ecuaciones matemáticas para describir el comportamiento de los factores que afectan al clima y simular condiciones sobre cientos de años, y así poder predecir cómo se espera que cambie el clima de nuestro planeta. Los modelos tratan de tener en cuenta todas las partes del sistema Tierra: ● La biosfera (seres vivos). ● La hidrosfera (océanos, lagos y ríos). ● La criosfera (iceberg, glaciares y placas de hielo). ● La atmósfera. ● La geosfera. Cientos de investigadores usan los GCM para comprender mejor los efectos a largo plazo de cambios globales tales como el aumento en la concentración de GEI o la disminución del hielo marino en el Ártico. Todos los modelos de clima deben asumir ciertos aspectos del funcionamiento de la Tierra, pero en general, mientras más complejo sea el modelo, más factores se toman en cuenta y se hacen menos suposiciones. Algunos modelos se basan específicamente en determinados componentes que afectan el clima tales como la atmósfera o los océanos. Otros tratan de integrar muchos factores de la atmósfera, biosfera, geosfera, hidrosfera y criosfera, para modelar todo el sistema de la Tierra, incluyendo las interacciones y retroalimentaciones entre los sistemas. En el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas (NCAR)5 los investigadores utilizan modelos complejos del sistema climático de la Tierra, los cuales incluyen, atmósfera, océanos, suelos y criosfera, así como todo lo relacionado con bioquímica y ecología. El Modelo Comunitario del Sistema Climático (CCSM)6 es tan complejo que requiere aproximadamente tres trillones de cálculos computarizados para simular un sólo día de clima global. Los modelos más complejos son utilizados por el Grupo Intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) para hacer un sumario de sus predicciones de los cambios climáticos futuros.7 Escuela y Cambio Climático Tema 2. El Clima: el sistema climático 6 1 Velázquez, F. (2005), 25 preguntas sobre el cambio climático. Conceptos básicos del efecto invernadero y del cambio climático, Madrid, Ediciones Libertarias. Kropp, J. y Scholze M. (2009). Climate change information for effective adaptation, a practitioner´s manual. Eschborn. Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) GMBH Climate Protection Programme. 3VVAA (2005). Clarity: “Cambio climático: impactos, causas, soluciones”. Ministerio de Medio Ambiente. 4 Flannery, T. (2007). El clima está en nuestras manos. Historia del calentamiento global. Madrid. Taurus. 5 http://www.ucar.edu/index-sp.html, activa en septiembre de 2009. 6 http://ciencia.astroseti.org/nasa/articulo.php?nobar=1&num=1123, activa en septiembre de 2009. 7 http://www.ipcc.ch/, activa en septiembre de 2009.
