El efecto invernadero –es decir, el incremento de la temperatura media del planeta debido al aumento de la concentración atmosférica del dióxido de carbono, metano y otros gases– es una hipótesis científica muy sólida apoyada por múltiples líneas de evidencia que incluyen cálculos radiativos “simples”, la historia climática de la tierra e incluso la comparación con otros planetas. La cuantificación de este efecto, sin embargo, aun representa un desafío para las Geociencias y con grandes implicancias para el futuro de la humanidad.
La sensibilidad climática (SC) es definida como el incremento de la temperatura media de la superficie del planeta en respuesta a algún cambio del forzamiento radiativo. La aplicación relevante aquí es el cambio de temperatura debido a que la concentración atmosférica del CO2 se duplicara respecto al valor preindustrial (estimada en 280 partes por millón [ppm]) y el sistema climático entra en un nuevo equilibrio. Si el cambio climático fuera puramente un problema de trasferencia radiativa, alcanzar los 560 ppm produciría un incremento de temperatura cercano a los 1.2°C. Pero a media que el planeta se calienta comienzan a actuar una serie de procesos que pueden amplificar o atenuar el cambio de temperatura (retroalimentaciones positivas como el efecto del vapor de agua o negativas como el efecto de algunas nubes). Debido a esta complejidad del sistema terrestre la estimación de esta sensibilidad no es simple.
Las estimaciones de SC han empleado métodos estadísticos basados en observaciones del clima actual y registros paleo climáticos. Si uno tuviese un modelo “perfecto” del sistema terrestre, experimentos numéricos revelarían el valor de SC…pero los modelos no son perfectos y más bien uno quisiera validar sus modelos mostrando que el valor simulado de SC coincide con el valor real (observado). La Figura 1 resume las estimaciones de SC que viene realizándose por varias décadas mediante su distribución de frecuencia (curva purpura). La mayoría de ellas se ubican en el rango 2-5°C, pero existen valores tan altos como 10°C y tan bajos como 1.5°C. El promedio de SC es cercano a los 3.5°C y este valor es comúnmente empleado como referencia para muchos.
Hasta ahora todo parece un ejercicio bastante académico, pero veremos qué diferencias en las estimaciones del SC tienen consecuencias prácticas de gran envergadura. Para eso, consideremos que es imperativo que la temperatura planetaria no supere 2°C respecto al valor preindustrial. (Como la temperatura ya se ha incrementado 0.8°C, debemos limitar a 1.2°C el calentamiento en las próximas décadas). La figura 1 muestra los años que restan -a partir de hoy- para alcanzar los 2°C (curva naranja), suponiendo que la tasa de aumento de las concentraciones se mantiene igual a la observada en las últimas décadas (cerca de 2 ppm por año), que el equilibrio climático es muy rápido y que la sensibilidad climática es constante. Estas suposiciones probablemente no se verifiquen, pero no son demasiado lejanas a la realidad permitiendo hacer este "cálculo de servilleta" de nuestro margen de acción para evitar un calentamiento peligroso.
Si la SC fuera baja, digamos SC=1.5°C, dispondríamos de casi un siglo antes de alcanzar los 2°C, permitiendo una gradual implementación de medidas de adaptación y mitigación, con costos globales bajos. En el otro extremo, si SC=6°C el horizonte de acción es inferior a 3 décadas, lo cual requiere acciones inmediatas, profundas y globales con costos elevados. Empleando el valor promedio de SC=3.5°C, el horizonte temporal antes de alcanzar los 2°C es cercano a 50 años. La mayoría de los estudios de adaptación y mitigación al cambio climático emplean este valor de sensibilidad.
En suma, es virtualmente imposible conocer el valor "real" de la sensibilidad climática y las geociencias han entregado un rango relativamente estrecho (1.5-5°C), pero las diferencias dentro de este significan grandes diferencias en la urgencia con que deben acometerse las acciones de adaptación y mitigación al cambio climático, con repercusiones gigantescas en los costos asociados.
Por supuesto, el cambio climático no se reduce a conocer el valor de la SC (al cual se aboca la ciencia climática) sino que representa un problema social complejo y de alcance global. Respecto a esto último y reconociendo que SC>0, los niveles de emisiones dictan el futuro climático y ambiental del planeta. Que alternativas existen. Por un lado, la humanidad podría optar por no hacer nada en cuanto a emisiones las cuales causarían un aumento del CO2 en la atmosfera de hasta 1000 ppm hacia fines de siglo. En este escenario no hay costos de reconversión del sistema energético pero los costos asociados a los daños ambientales (eventos extremos, perdidas de habitabilidad y biodiversidad por mencionar algunos) son gigantescos. En el otro extremo, la humanidad podría optar una rápida y disruptiva descarbonización de su sistema energético, lo cual requiere inversiones sustanciales, logrando así detener el aumento del CO2 en la atmosfera y limitando la intensidad del cambio climático durante el siglo XXI y aminorando sus costos sociales, económicos y ambientales. Escenarios intermedios están siendo implementados por la mayoría de los países, aunque con efectos aun incipientes.
A meses de la realización de la COP25 en Chile, los investigadores en el ámbito de las Ciencias de la Tierra y la Ingeniería debemos enfrentar con entusiasmo y nuestras mejores conocimientos el desafío de continuar evaluando escenarios climáticos futuros al mismo tiempo que diseñar y cuantificar medidas de adaptación (como enfrentamos el problema, minimizando los efectos negativos y aprovechando los efectos positivos) como de mitigación (como lograr "detener" el problema").
