El cambio climático es un cambio en el patrón del clima y los cambios relacionados en los océanos, superficies terrestres y capas de hielo, que ocurren en escalas de tiempo de décadas o más.
El clima es el estado de la atmósfera (su temperatura, humedad, viento, lluvia, etc.) durante horas o semanas. Está influenciado por los océanos, las superficies terrestres y las capas de hielo, que junto con la atmósfera forman lo que se denomina el “sistema climático”. El clima, en su sentido más amplio, es la descripción estadística del estado del sistema climático.
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El cambio climático es un cambio en las propiedades estadísticas del sistema climático que persiste durante varias décadas o más, generalmente al menos 30 años. Estas propiedades estadísticas incluyen promedios, variabilidad y extremos. El cambio climático puede deberse a procesos naturales, como cambios en la radiación solar, volcanes o variabilidad interna en el sistema climático, o debido a influencias humanas, como cambios en la composición de la atmósfera o el uso de la tierra.
El clima se puede pronosticar con considerable habilidad hasta con una semana de anticipación. Las fluctuaciones a corto plazo en el clima, como las sequías, se pueden predecir con una habilidad limitada de una estación a otra. Por el contrario, los cambios en las estadísticas a largo plazo del sistema climático (cambio climático) pueden predecirse si son causados por influencias a largo plazo conocidas o predecibles (Recuadro 1.1).
Recuadro 1.1: Si el clima solo se puede pronosticar con una semana de anticipación, ¿cómo podemos determinar el clima futuro?
Los desafíos de predecir el tiempo y el clima son muy diferentes. Predecir el clima es como predecir cómo se moverá y evolucionará un remolino particular en un río turbulento: es posible en escalas de tiempo cortas extrapolando la trayectoria anterior del remolino, pero eventualmente el remolino es influenciado por remolinos y corrientes vecinas en la medida en que predecir su trayectoria y comportamiento exactos se vuelve imposible. De manera similar, el límite para predecir sistemas climáticos individuales en la atmósfera es de alrededor de 10 días. Por otro lado, predecir el clima es como predecir el caudal de todo el río. Requiere una consideración de las principales fuerzas que controlan el río, como los cambios en las precipitaciones, el funcionamiento de las represas y la extracción de agua. Las proyecciones del cambio climático inducido por el hombre durante décadas o siglos son posibles porque las actividades humanas tienen efectos predecibles en la composición atmosférica futura y, a su vez, un efecto predecible en el clima.
El clima está determinado por muchos factores que influyen en los flujos de energía a través del sistema climático, incluidos los gases de efecto invernadero.
La energía del Sol es el principal impulsor del clima en la Tierra. La energía solar que recibe la Tierra depende de la cantidad que emite el Sol y de la distancia entre la Tierra y el Sol. Parte de esta luz solar se refleja directamente de regreso al espacio por la atmósfera, las nubes y las superficies terrestres, de hielo y de agua. Los aerosoles (partículas diminutas en la atmósfera, algunas provenientes de actividades humanas) pueden aumentar el reflejo de la luz solar.
Finalmente, la energía solar absorbida por la Tierra se devuelve al espacio como radiación infrarroja (calor). En el proceso, interactúa con todo el sistema climático: la atmósfera, los océanos, las superficies terrestres y las capas de hielo. Los flujos de radiación en la atmósfera (Figura 1.1) son muy importantes para determinar el clima. Los principales gases que componen la atmósfera, nitrógeno y oxígeno, no interactúan con la radiación infrarroja. Sin embargo, ciertos gases presentes en cantidades más pequeñas absorben la radiación infrarroja que fluye hacia arriba desde la superficie de la Tierra y la vuelven a irradiar en todas las direcciones, incluso hacia abajo. Al hacer esto, impiden el flujo de energía infrarroja hacia el exterior desde la Tierra hacia el espacio. Esto se denomina “efecto invernadero”, y los gases que lo provocan al interactuar con la radiación infrarroja se denominan gases de efecto invernadero. Los más importantes son el vapor de agua, el dióxido de carbono (CO2) y el metano. El efecto invernadero fue identificado hace más de un siglo; La superficie de la Tierra estaría unos 33°C más fría sin él, por lo que mantiene la Tierra habitable.
Los cambios en el clima pueden ocurrir tanto por causas naturales como por causas humanas.
El clima global varía naturalmente en escalas de tiempo desde décadas hasta miles de años y más. Estas variaciones naturales pueden tener su origen de dos formas: de fluctuaciones internas que intercambian energía, agua y carbono entre la atmósfera, los océanos, la tierra y el hielo, y de influencias externas sobre el sistema climático, incluyendo variaciones en la energía recibida del sol y los efectos de erupciones volcánicas.
Las actividades humanas también pueden influir en el clima cambiando las concentraciones de CO2 y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera (Recuadro 1.2), alterando las concentraciones de aerosoles y alterando la reflectividad de la superficie de la Tierra al cambiar la cubierta terrestre y el cambio climático.
