Foro de debate
Núm. 32 - setiembre 2002

 

Cambio climàtico: ¿nos estamos calentando?

Editorial

¿Hay un cambio del clima?
Josep Enric LLebot

Síntomas biológicos del cambio climático
Josep Peñuelas

El pasado es una de las claves del futuro
Antoni Rossell

Los recursos para el estudio del cambio climático en Cataluña: una visión histórica
Javier Martín Vide

Entrevista a Richard Lindzen
Lluis Reales

Normativa ambiental


Editorial

Visiones sobre el cambio climático

El Convenio sobre el Cambio Climático fue uno de los principales legados de la Cumbre de la Tierra celebrada en Río de Janeiro, lo cual recordamos a pocas semanas de la clausura de la Cumbre de Johannesburgo. A partir de aquel documento se llegó al Protocolo de Kyoto, en virtud del cual los principales Estados del mundo se comprometían a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero.

La realidad de los hechos nos ha mostrado que implantar el Protocolo de Kyoto resulta muy difícil y que, por ejemplo, dentro de la Unión Europea, algunos países se esfuerzan por cumplir con sus deberes -Alemania y Gran Bretaña- mientras que otros no son tan aplicados, como el caso del Estado español. También hay sectores, como el del transporte, que no contribuyen a la reducción de los gases de efecto invernadero.

Precisamente, estos gases que se emiten a la atmósfera a partir de las actividades humanas son los que contribuyen al cambio climático. El tema del presente número tiene una doble dimensión: una vertiente política y económica, dado que el modelo actual de producción y consumo agrava la problemática socioambiental y, por supuesto, una vertiente científica. Cabe mencionar que todos los científicos están de acuerdo en que el clima está cambiando, aunque, mientras algunos otorgan una gran responsabilidad a las actividades humanas, otros argumentan que el clima siempre cambia y que el incremento de 0,5 grados de la temperatura del planeta en los últimos cien años está más relacionado con la variabilidad natural -el vapor de agua y las nubes- que con las emisiones de CO2 de origen antropogénico.

Estas visiones científicas tan diversas son las que se sacan a relucir en el presente número. El catedrático de Física de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), Josep Enric Llebot, nos ofrece un repaso sobre las diferentes posturas adoptadas respecto al cambio climático. Josep Peñuelas, investigador del Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF) de la UAB nos cuenta cómo se está traduciendo el calentamiento global en modificaciones significativas en los ciclos vitales de animales y plantas. El paleoclimatólogo Antoni Rosell expone los principales aspectos de la evolución del clima durante los últimos 500.000 años. Javier Martín Vide, catedrático de Geografía Física de la Universidad de Barcelona ofrece un repaso sobre la tradición de los estudios del cambio climático que se han llevado a cabo en Cataluña. Estas aportaciones se completan con una entrevista a Richard Lindzen, catedrático de Meteorología y Física de la Atmósfera en el MIT de Boston-Cambridge, Massachusetts. El profesor Lindzen pone en duda que las emisiones de gases de efecto invernadero de origen antropogénico contribuyan al cambio climático; una perspectiva sin duda polémica. Finalmente, Ignasi Doñate analiza el Protocolo de Kyoto. Son todas ellas, pues, visiones muy distintas sobre una problemática ambiental muy «caliente».o

Lluís Reales
Director de Medi Ambient. Tecnologia i Cultura


¿Hay un cambio del clima?
Josep Enric Llebot
Catedrático de Física, Universidad Autónoma de Barcelona, Miembro del Institut d'Estudis Catalans

El pensamiento actual considera que las actividades humanas y los estilos de vida de hoy en día pueden alterar de forma notable el funcionamiento del planeta Tierra. El texto repasa los aspectos científicos y socioeconómicos de la problemática relacionada con el clima. Se nos plantea si realmente está cambiando el clima, si la situación actual es una amenaza o más bien una oportunidad para arrancar nuevas actividades económicas y se proyectan algunas reflexiones sobre el futuro.


Aurora, el Sol y la Luna y el cambio climático

Según nos cuenta Maria Àngels Anglada en su libro Relats de mitologia. Els déus (1), Helios (el Sol), Eos (el Alba) y Selene (la Luna) eran hermanos. El Sol llevaba una cuadriga divina: cuatro caballos alados, en un carro de oro que cada día salía del océano, por levante, atravesaba la bóveda celeste y volvía al mar por poniente. El Sol era tan bello que ninguna ninfa se negaba a ser su amante, con lo cual tuvo infinidad de hijos. Faetón era hijo de Helios y Climene, una oceánida. Cuando era adolescente, su padre, viéndolo tan hermoso y fuerte, le prometió que le iba a conceder un deseo. Faetón le pidió conducir el carro del Sol. Helios vio con preocupación que su hijo no podría dominar la cuadriga, pero un dios no podía negarse a cumplir su palabra. El resultado fue incluso peor de lo esperado. Faetón no sabía conducir ni dominar el carro de llamas y en el delirante camino que los cuatro caballos alados le hicieron seguir se acercó demasiado a la Tierra, lo que provocó que los bosques se incendiaran y que los ríos y los lagos se secaran. Zeus, finalmente, viendo la imprudente acción del desbocado carro, envió su rayo reparador y mató a Faetón. Este episodio de la mitología griega recoge, de manera poética y también exagerada, la importancia del Sol en el funcionamiento del sistema climático. Unos dos mil años después de que este episodio fuera imaginado, Melutin Milankovitch (2) planteó que las variaciones periódicas de las características de la órbita de la Tierra alrededor del Sol eran las causantes de los cambios del clima en épocas pasadas; a través de las complicadas composiciones de la mecánica celeste intentaba justificar lo que los clásicos representaban por medio del carro del Sol.

Sin embargo, hasta hace diecisiete años no empezó a adquirirse, de forma más o menos generalizada, cierta conciencia sobre las consecuencias de las actividades humanas en el comportamiento mundial de la atmósfera. Entre otoño de 1984 y primavera de 1985 se publicaron los artículos de S. Chubachi (3), correspondientes a las observaciones en la base japonesa de Syowa, y de Farman, Gardiner y Shanklin (4) en la estación de Halley Bay, acerca del contenido de ozono de la estratosfera de la Antártida. Ambos equipos de científicos atmosféricos demostraron que el contenido de ozono en la estratosfera antártica disminuía de modo espectacular durante los meses de septiembre y octubre. Al principio, el hecho de que ese fenómeno se midiera justo por encima del continente más alejado de las zonas del globo donde se emiten la mayoría de contaminantes generó muestras de incredulidad, pero poco después, una vez confirmadas las mediciones y comprendido el fenómeno, surgió una intensa preocupación. Por primera vez quedaba constatado un problema ambiental mundial: las emisiones en el hemisferio norte de unos compuestos químicos denominados genéricamente CFC, utilizados en numerosas aplicaciones industriales y de consumo, se dispersaban y se esparcían por toda la atmósfera hasta llegar a la estratosfera y a la Antártida, donde en primavera las bajas temperaturas y la dinámica de la atmósfera producían unas complejas cadenas de reacciones químicas que terminaban por eliminar el ozono estratosférico.

Como consecuencia del descubrimiento científico y de la importancia del problema, muchos grupos de científicos de todo el mundo empezaron a investigar el problema. Hubo una actividad ingente y numerosos congresos y encuentros que servían para discutir y presentar los resultados de las últimas investigaciones. Un aspecto que hay que destacar es que, a pesar de que el fenómeno se había medido con datos instrumentales de entonces, desde hacía años se contaba ya con información de los satélites sobre los niveles de ozono en la Antártida, pero nadie lo había estudiado. A su vez, dada la dimensión mundial del problema, los representantes políticos de los gobiernos de los países se reunieron bajo los auspicios de la ONU a fin de actuar ante el problema, y lo que sabemos hoy es que se llegó a un acuerdo de limitación de producción y de consumo de los compuestos químicos causantes del problema. Se firmó el Protocolo de Montreal en el año 1987, que fue ampliado, a medida que se avanzaba en el conocimiento del problema, por medio de posteriores acuerdos. En consecuencia, hoy podemos decir que el problema del ozono estratosférico se conoce lo suficiente desde el punto de vista científico y que, políticamente existen acuerdos internacionales que han sido elaborados con el objetivo de paliar el problema.

Es paradigmático, pues, el papel que la rápida irrupción del problema del ozono tuvo en la opinión pública: desde entonces se ha producido un cambio en la concepción social de los problemas ambientales y su alcance. Si bien es cierto que sigue existiendo una percepción más directa sobre la dimensión local de muchos problemas ambientales, la posibilidad de que las actividades humanas puedan alterar de forma significativa el funcionamiento del planeta se encuentra presente en el pensamiento actual.

Justo cuando se llevaban a cabo las conversaciones que conducirían al Protocolo de Montreal, la Organización Meteorológica Mundial y la ONU preparaban la formación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (conocido habitualmente como IPCC, el acrónimo del grupo en inglés). Finalmente, el IPCC se constituyó en el año 1988 y desde entonces actúa como un importante elemento de referencia respecto al conocimiento científico y los impactos del cambio climático y a las acciones de adaptación y mitigación sobre ese fenómeno. En cierto modo, pues, el IPCC conforma la opinión consensuada de los expertos sobre el cambio del clima asociado a las actividades humanas, sus impactos y las posibles estrategias de mitigación y adaptación. Los informes del IPCC son utilizados por los responsables políticos como referencia para la discusión y eventual elaboración de tratados internacionales que pretenden incidir en la problemática del cambio climático.

Cuando hoy se habla de cambio climático, uno se refiere al cambio del clima terrestre ligado a los efectos que las emisiones en la atmósfera de ciertos gases producen como consecuencia de las actividades de la sociedad moderna. No nos referimos, pues, a los cambios del clima terrestre que se han producido a lo largo de toda la historia geológica de la Tierra, a pesar de que su conocimiento es una herramienta importante para el conocimiento del clima actual y su evolución. También se conoce como calentamiento mundial, ya que es el calentamiento de la atmósfera el primer efecto que la mayor presencia de gases causantes del efecto invernadero en la atmósfera parece estar produciendo. En el presente artículo se pretende dar un breve repaso al estado actual del problema, articulándolo sobre la base de una serie de preguntas. La problemática asociada al cambio del clima debido a las actividades humanas tiene dos vertientes mutuamente relacionadas: la científica y la socioeconómica y política.

Tradicionalmente se ha puesto un gran énfasis en la primera, pues era preciso conocer bien el problema y sus implicaciones, pero en el momento de aventurar las acciones que se deben tomar se entra de pleno en las dimensiones sociales, económicas y políticas de nuestro mundo, que suponen el punto de partida de cualquier solución.

Los inicios: ¿qué es el clima y qué entendemos por cambio climático?

Una definición intuitiva sobre qué es el clima se resume diciendo que es el tiempo medio, es decir, una media de las variables meteorológicas más importantes que caracterizan la meteorología: temperatura, precipitación, humedad, etc. Sin embargo, al definir una media temporal cabe precisar los períodos de tiempo en los que se calcula: días, semanas, meses, años. La meteorología, pues, corresponde al conocimiento del tiempo instantáneo, es decir, el comportamiento de la atmósfera en un período inferior a diez días, mientras que la climatología estudia el comportamiento medio del sistema climático en escalas de tiempo, en cualquier caso superiores a diez días, pero normalmente medias estacionales, anuales o incluso medias de períodos más largos. De hecho, es justo esa característica de la climatología sobre el conocimiento del tiempo medio lo que ha provocado que, hasta hace muy poco, esta disciplina no haya suscitado el interés entre la comunidad científica (5).

Si echamos un vistazo a la historia reciente, el primero que habló de cambio climático en el sentido actual de la cuestión fue Svante Arrhenius (6), un químico y físico sueco galardonado con el premio Nobel que en 1896 presentó a la Sociedad de Física de Estocolmo una comunicación en la que argumentaba que una reducción o un aumento del 40 % en la concentración de dióxido de carbono, un gas presente en concentraciones muy pequeñas en la atmósfera, podía provocar perturbaciones en el funcionamiento del clima que explicarían el avance o el retroceso de los glaciares. Arrhenius formuló un modelo simple, pero calculaba la reflexión de la radiación por la superficie terrestre y por las nubes o las retroacciones producidas por la capa de hielo y de nieve de manera que, teniendo en cuenta el conocimiento actual, hoy consideraríamos ingenuo o incluso erróneo. Arrhenius (7) concluyó que la variación del contenido de CO2 y de vapor de agua de la atmósfera ejercía una gran influencia en el equilibrio energético del sistema climático. Llegó a dicha conclusión después de realizar cálculos sin la ayuda de ningún instrumento mecánico ni, por supuesto, electrónico, y realizó a mano entre 10.000 y 100.000 operaciones correspondientes a lo que hoy llamaríamos diferentes escenarios de emisiones de CO2. También realizó los cálculos para las cuatro estaciones del año e intentó discriminar los efectos del aumento de CO2 según la latitud. En las conclusiones de su trabajo se puede leer: «[...] si la cantidad de carbónico aumenta en progresión geométrica, la temperatura aumentará en progresión aritmética». Arrhenius también concluyó que la variación de la temperatura sería mayor cuanto mayor fuera la cantidad de dióxido de carbono, que la temperatura crecería más si la latitud era más alta y que, además, el aumento sería mayor en invierno que en verano. En general, Arrhenius previó que, al duplicarse el contenido atmosférico de CO2, se produciría un ascenso de la temperatura de entre cinco y seis grados Celsius.

La suerte y la casualidad han hecho que las predicciones de Arrhenius sean tan similares, desde el punto de vista cuantitativo, a los resultados obtenidos a través de los sofisticados modelos climáticos actuales. Seguramente, esta similitud también explica que se considere al científico sueco el iniciador de los estudios del cambio climático. Sin embargo, Arrhenius compartía con los expertos actuales una visión avanzada, pues no sólo habló de los efectos del aumento de dióxido de carbono sobre el sistema físico, sino que también habló de impactos ambientales. Su visión positivista del progreso, junto con la perspectiva de una persona que vivía en un país sometido a los rigores de un largo y duro invierno, le hicieron pensar en el impacto positivo de un clima menos riguroso que con gran probabilidad podría facilitar el desplazamiento hacia latitudes altas de determinadas prácticas agrarias y paliar, en cierto modo, el déficit alimentario de la época.

Si realizamos un gran salto en el tiempo, la investigación en climatología a lo largo de la primera mitad del siglo XX despertó el interés de pocos científicos. Fue a partir del desarrollo de los sistemas automatizados de predicción del tiempo en la segunda mitad del siglo XX, y especialmente durante el último cuarto de siglo, cuando empezó a pensarse en la obtención de metodologías de predicción del clima. El sistema climático fue definido, en un documento elaborado en 1975 por el GARP (Global Atmospheric Research Program) de la Organización Meteorológica Mundial, como el sistema formado por la atmósfera, la hidrosfera, la criosfera, la litosfera y la biosfera (8). Posteriormente, la convención marco de Naciones Unidas sobre el cambio climático, firmada en Río de Janeiro en 1992, también mítico en cuanto a cuestiones ambientales, y que entró en vigoren marzo de 1994, define el sistema climático como la atmósfera, la hidrosfera, la biosfera y la geosfera y sus interacciones. Si bien es cierto que ambas definiciones, naturalmente, son muy semejantes, la última pone énfasis en las interacciones. La atmósfera, el suelo, los océanos, la superficie de agua, la superficie de hielo y nieve, y el conjunto de la vegetación y demás seres vivos en el océano y en los continentes, están estrechamente relacionados entre sí e intercambian flujos energéticos y de materia, lo que hace difícil llegar a una comprensión completa de su funcionamiento.

A menudo también evaluamos el clima de un modo excesivamente simple, interrogándonos sobre cómo va a cambiar la temperatura o el nivel del mar. Sin embargo, las respuestas que se intentan dar desde la perspectiva de la modelización climática tienen que ver también con aspectos más sociales de habitabilidad y de sostenibilidad. Así, se responde a preguntas como: ¿va a ser el aire respirable? ¿Va a haber suficiente agua para beber y para la agricultura? ¿Va a ser el ambiente suficientemente confortable? Para responder a esas preguntas será preciso no sólo conocer el funcionamiento del sistema climático, sino también elaborar escenarios de evolución del sistema socioeconómico, es decir, establecer de forma clara las relaciones entre el sistema climático y la sociedad humana.

¿Aumenta la concentración en la atmósfera de los gases causantes del efecto invernadero y, como consecuencia de ello, está cambiando el clima?

La característica común de los gases causantes del efecto invernadero (GH) es su capacidad para absorber la radiación de onda larga emitida por la Tierra. La cantidad de estos gases es muy alta pero, en la práctica, los que se analizan con detalle, dada su importancia radiativa, son sólo seis. En general, las emisiones de estos gases aumentan, a pesar de que hay algunos que disminuyen. Aparte del vapor de agua, de los gases GH más directamente condicionados por la actividad humana, los más importantes son el dióxido de carbono, el metano, el ozono, el óxido nitroso, el hexafluoruro de azufre y los clorofluorocarbonos (CFC). Otros componentes atmosféricos que también hay que tener en cuenta son los aerosoles, partículas materiales en suspensión en la atmósfera de tamaño diverso, de origen natural y producto de las combustiones, cuya función en la evolución del clima todavía no se conoce totalmente. En general, las emisiones de los gases y de los aerosoles en la atmósfera crecen ligadas a la evolución de la economía. La prosperidad económica tradicionalmente conlleva mayores tasas de emisiones y, en cambio, las crisis económicas se caracterizan por emisiones más bajas.
El dióxido de carbono en la atmósfera, por ejemplo, se mide desde 1958, cuando en el observatorio de Mauna Loa, en Hawai, se instaló un instrumento que desde entonces ha registrado a un ritmo continuado el contenido de ese gas en la atmósfera. Si se observa la curva de Keeling en el gráfico 1, se comprueba que, sin duda, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera aumenta año tras año. Esta tendencia es común en la mayoría de los gases causantes del efecto invernadero, los cuales en la actualidad presentan mayores concentraciones en la atmósfera que en períodos preindustriales (9).

Por lo tanto, no hay duda de que la mayoría de los gases GH aumentan debido a las actividades humanas. Sin embargo, existen todavía incertidumbres acerca de adónde va a parar todo el CO2 emitido en la atmósfera, pues sólo se mide aproximadamente la mitad de todo el que ha entrado en la atmósfera. Tampoco está muy claro cuál es el efecto a escala mundial de los aerosoles, sobre todo los sulfatos y el hollín. Se cree que su capacidad de reflejar la radiación solar les confiere un efecto amortiguador del efecto invernadero, ya que actúan como escudo respecto a la radiación del sol. También se observa que el ritmo de crecimiento de las emisiones va disminuyendo, es decir, no crece tanto como se pensaba. Eso puede ser a consecuencia de la transformación de muchos sistemas de producción de energía eléctrica, de la transformación que pasa del uso de carbón al de otros combustibles fósiles con menos emisiones de carbono y de las transformaciones de determinadas prácticas agrarias, ganaderas e industriales.

Para poder afirmar que el clima está cambiando, es preciso recurrir al estudio de los datos de la red de estaciones que miden la temperatura terrestre. El registro instrumental de la temperatura en estaciones terrestres y en barcos lleva a la conclusión de que la temperatura superficial mundial del aire se ha calentado entre 0,4 y 0,8 ºC durante el siglo XX. La tendencia al calentamiento es general en todo el planeta y coincide con el retroceso de los glaciares, la reducción de la superficie de nieve y el ritmo más acelerado de ascenso del nivel del mar durante el siglo XX, comparado con los últimos mil años, por ejemplo. Se han observado y se han documentado fenómenos derivados del calentamiento y que, al corresponder a sistemas biológicos, suponen una integración de los cambios de diferentes variables climáticas, como, por ejemplo, el aumento del período de crecimiento de ciertas especies vegetales, el avance de la floración y el retraso de la caída de las hojas, el desplazamiento hacia el norte de algunas especies de mariposas y hacia zonas de mayor altura de algunas especies de árboles y la llegada antes de tiempo de algunas especies migratorias. Parece que también puede afirmarse que la capa superficial del océano se ha calentado aproximadamente 0,05 ºC durante los últimos cincuenta años.

Los cambios más acentuados, sin embargo, se han producido en las regiones polares, especialmente del hemisferio norte. El análisis de datos proporcionados por la información desclasificada procedente de submarinos rusos y norteamericanos indican que el hielo del Ártico se ha reducido desde mediados de los años setenta. Los datos de los satélites también indican que la concentración de hielo sobre el Ártico en verano ha disminuido cerca del 10 %. De todos modos, la variación de la temperatura no ha sido uniforme en todo el globo ni todos los años. El mayor calentamiento se ha producido antes de 1940 y desde 1980 hasta finales de siglo. Sin embargo, el hemisferio norte ha experimentado un ligero enfriamiento durante el período 1946-1975 y existen zonas donde dicho enfriamiento ha sido muy patente, especialmente en el este del continente americano.

Las causas de esta interrupción en el calentamiento no son claras. Una posible explicación es el aumento de los aerosoles, a los que antes nos referíamos, a consecuencia del uso de carbón como combustible con un alto contenido de azufre. A estas causas cabe también añadir causas naturales como la variación de la luminosidad del suelo o las erupciones volcánicas que han tenido lugar durante este período.

El informe del IPCC10 compara el calentamiento medio producido durante el siglo XX con otras perturbaciones del clima en tiempos pasados. Para realizar dicha comparación se utilizan datos instrumentales, que comprenden los últimos doscientos años, junto con datos similares que proceden del análisis de los anillos de los árboles y del estudio de las burbujas de aire de los hielos en Groenlandia. Los resultados de este análisis concluyen que el calentamiento que hemos experimentado durante el siglo XX es probablemente de los más importantes que se han dado a lo largo del último milenio. Sin embargo, esa afirmación hay que tomarla con suma precaución: se han utilizado los mejores datos disponibles, pero éstos son irregulares en su distribución temporal y espacial y, por lo tanto, el grado de confianza que aportan a la anterior afirmación es moderadamente bajo.

Otra cuestión es saber si este cambio de la temperatura es debido a causas humanas o no. El mencionado informe del IPCC atribuye, con un alto grado de confianza, la causa del calentamiento al crecimiento del contenido atmosférico de gases de efecto invernadero y, además, muestra unas simulaciones de modelos numéricos donde se consigue separar, durante los últimos diez años, la variabilidad natural y la variabilidad relacionada con las actividades humanas, que, naturalmente, es mucho mayor. Los críticos a estas afirmaciones indican, no exentos de razón, que todavía existe un importante grado de incertidumbre en el conocimiento de la magnitud de la variabilidad natural. Así, señalan que al doblarse el contenido del dióxido de carbono en la atmósfera se produce un forzamiento radiativo de 4 wm-2 (del 2 % con respecto a la radiación total que llega a la superficie), cantidad minúscula comparada con el efecto que puede tener el acoplamiento entre el calentamiento y el contenido de vapor de agua de la atmósfera y la cobertura de nubes. Por lo tanto, sostienen que por el momento es imposible relacionar de forma precisa el cambio del clima observado con las emisiones antropogénicas, pues se carece de conocimientos exactos acerca de la variabilidad natural.
En resumen, parece ser que los datos confirman que se detecta un cambio del clima cuyos responsables probablemente son, en buena medida, el aumento de la concentración atmosférica de gases GH como consecuencia del uso generalizado de los combustibles fósiles y del motor de explosión, el desarrollo de la agricultura y la ganadería intensiva y los cambios en los usos del suelo. A pesar de que durante los últimos años se ha logrado una importante mejora de los modelos matemáticos que representan el clima, todavía existe cierta dosis de incertidumbre acerca de la contribución antrópica y la variabilidad natural al cambio climático.

¿Cuánto y cómo va a cambiar el clima durante el siglo XXI?

Para proyectar hacia un futuro próximo la magnitud del cambio climático, se requiere, por un lado, conocer con un importante grado de certidumbre el funcionamiento del medio físico, es decir, disponer de un modelo fiable, y, por otro lado, poder proyectar con precisión cuáles van a ser las emisiones futuras de los gases causantes del efecto invernadero y cuál va a ser la evolución de los sumideros, es decir, cómo van a cambiar en el futuro los usos del suelo, las prácticas agrarias y ganaderas y la silvicultura.

Mientras que en la actualidad se cuenta con modelos bastante fiables en cuanto al conocimiento que incorporan del funcionamiento del medio físico, el segundo aspecto, las emisiones y la evolución de los sumideros, supone una meta que presenta muchas más imprecisiones. En efecto, hasta ahora se han relacionado las emisiones con variables de carácter económico y demográfico actual ligadas a previsiones que permiten vislumbrar la evolución de la economía mundial en los próximos diez, veinte o cincuenta años. Sin embargo, no se sabe cuál va a ser la estructura de producción energética, industrial y de transporte de las sociedades del futuro. Esas incertidumbres son, por lo tanto, demasiado importantes como para poder considerar que los resultados que se obtienen de los modelos predicciones sobre lo que puede ocurrir en el clima del futuro.

Para poder comparar los diferentes modelos, el IPCC ha confeccionado escenarios de emisiones futuras elaboradas a partir de previsiones del Banco Mundial o de la ONU sobre el crecimiento demográfico y económico mundial. Esos escenarios contemplan un amplio abanico de asunciones sobre el futuro económico y el desarrollo tecnológico. En ese sentido, es obvio que existe un gran número de incertidumbres sobre el crecimiento económico, los estilos de vida, el uso de los diferentes sistemas de producción de energía, el crecimiento de la población o los futuros cambios tecnológicos. Ateniéndonos a dichos escenarios y, en especial, a un escenario de previsiones medias es como se han de entender las cifras que comentaremos a continuación.

Un escenario útil es el que asume el crecimiento de emisiones durante los últimos veinte años del 1 % anual y determina que hasta el año 2050 las emisiones de los gases de efecto invernadero quedarán estabilizadas a los niveles actuales. En el contexto actual es como si estuviéramos considerando una situación de mínimo. En ese escenario, la temperatura aumentaría aproximadamente 0,75 ºC en 2050.

Si se tienen en cuenta los escenarios utilizados por el IPCC, se prevé que en el año 2100 la temperatura de la atmósfera habrá aumentado entre 1,4 y 5,8 ºC, calentamiento que, de darse, sería el mayor de los últimos 10.000 años. Todos los modelos también ponen de manifiesto que la diferencia entre las temperaturas mínimas y las temperaturas máximas va a disminuir y que, en general, las temperaturas mínimas van a ser más altas, con lo cual van a disminuir los episodios de frío extremo. En general, se cree también que van a aumentar las precipitaciones, a pesar de que su distribución espacial y temporal va a ser diferente. En nuestro país, por ejemplo, parece que las precipitaciones van a aumentar en invierno, pero, en cambio, en verano los períodos de sequía van a ser más intensos y frecuentes. Los modelos prevén también una disminución general de la zona cubierta por la nieve y el hielo, así como un ascenso del nivel del mar, debido principalmente a la dilatación del agua como consecuencia del calentamiento, de entre 0,09 y 0,88 metros. Estos comportamientos generales no nos deben hacer creer que todo va a cambiar de un modo uniforme ni en un mismo sentido. La variabilidad climática a la que hacíamos referencia no sólo se manifiesta de forma temporal, sino también de modo regional. Por lo tanto, ya se tiene constancia de la coexistencia, en períodos pasados y en pocos centenares de quilómetros de distancia, de tendencias opuestas de variación natural del clima. Ese hecho se mantiene también en las perturbaciones climáticas de origen antrópico.
En un corto plazo de tiempo, la agricultura y el bosque se van a beneficiar de la fertilización de dióxido de carbono y del aumento de la temperatura y la precipitación. Los estudios regionales son escasos y todavía poco concluyentes. Tampoco va a haber una tendencia unívoca para todos los tipos de cultivos y actividades. Las condiciones óptimas de ciertos cultivos van a cambiar y a menudo van a ser necesarias adaptaciones significativas en el ámbito regional. Sin embargo, va a ser importante la relación entre la escala de tiempo del cambio climático regional y los tiempos característicos de evolución y adaptación de las especies. Las consecuencias sobre las plagas y las enfermedades de las plantas de los cambios del clima son entendidas de forma incompleta y, por lo tanto, a escala regional y a largo plazo existe todavía una gran incertidumbre y se carecen de muchos estudios.

Algunos modelos proyectan la tendencia, en las regiones semiáridas, a un crecimiento de los períodos de sequía. Parece probable que disminuya la cantidad de nieve en las montañas y que la nieve se funda antes a consecuencia del calentamiento atmosférico, lo que puede afectar al balance hídrico y puede conllevar importantes impactos en la disponibilidad de agua dulce. A su vez, el crecimiento de las lluvias en invierno y el hipotético aumento de los episodios de fuertes tormentas puede dar lugar a problemas en el control de riadas y cambios en los hábitats de plantas y animales.

Otro aspecto importante que hay que considerar es el impacto en la salud. El aumento de la temperatura va a influir, sin duda, sobre la frecuencia y la transmisión de enfermedades infecciosas, sobre el efecto en la población de episodios de olas de calor y de frío y, naturalmente, sobre la calidad del aire y del agua. Se desconocen, sin embargo, las pautas hacia donde pueden evolucionar dichos cambios. Las variaciones de la temperatura y de la precipitación inducen a cambios en los hábitats de los organismos que actúan como vectores transmisores de enfermedades (mosquitos, roedores, etc.). Parece probable que, al existir una menor frecuencia de determinados episodios de frío, puedan sobrevivir determinados tipos de mosquitos que en las condiciones actuales no sobreviven. Algunos estudios prevén una posible incidencia del mosquito de la malaria en el sur de la península Ibérica dentro de diez años, debido precisamente a ello. Lo mismo puede decirse para el impacto de las olas de frío y de calor. Es de prever una menor afección a las olas de frío, pues éstas van a ser menos frecuentes, mientras que es probable que se produzcan más episodios de calores extremos, lo que va a ocasionar problemas de salud en personas especialmente sensibles.

El aumento de episodios meteorológicos extremos parece otra consecuencia del cambio climático, dada la mayor cantidad de energía de la atmósfera. Sin embargo, ése es uno de los aspectos más controvertidos, pues hasta ahora no se ha podido constatar una determinada tendencia, desde un punto de vista instrumental. No obstante, buena parte de la población del mundo se concentra en las zonas costeras, lo que hace prever importantes impactos económicos si el nivel del mar es más alto o si hay una mayor frecuencia de episodios meteorológicos extremos.

En cualquier caso, el tiempo es un factor importante. Cada uno de los mencionados procesos tiene sus propias dinámicas y en ningún caso se cree que haya procesos ni cambios bruscos. La adaptación de los sistemas naturales a los cambios ambientales podrá ser gradual y el éxito o el fracaso, o la vulnerabilidad o la sensibilidad de un sistema, va a depender justamente del tiempo que requiera para adaptarse a las condiciones ambientales cambiantes. Pero no todos los cambios van a ser negativos. Como ya observó Arrhenius, los cambios de las condiciones ambientales van a ser favorables para ciertos procesos y desfavorables para otros. Por ejemplo, mientras que los cambios del clima en la región mediterránea parece que pueden afectar de forma desfavorable al cultivo productivo de ciertos cereales, probablemente van a favorecer el cultivo de la vid y del olivo, cultivos éstos que en la actualidad son de gran importancia.

¿Existe una concentración sostenible de gases causantes del efecto invernadero en la atmósfera?

Se trataría de contestar a la pregunta de si existe una concentración umbral de gases GH en la atmósfera, por encima de la cual se producen cambios catastróficos en el funcionamiento del sistema climático, o de si se conocen lo suficiente las consecuencias del calentamiento debido al aumento de los gases de efecto invernadero, de forma que la comunidad científica sea capaz de definir una concentración aceptable basándose en análisis de riesgos y daños potenciales .
Una forma de responder a estas cuestiones es observar lo que ha ocurrido en el pasado. La paleoclimatología nos aporta datos con respecto a la variación de CO2 atmosférico durante épocas pasadas en la historia geológica de la Tierra. Hace unos cincuenta millones de años había entre tres y nueve veces más dióxido de carbono en la atmósfera y, según parece, hacía mucho más calor que ahora. Por ejemplo, parece que existía vida abundante en el círculo polar y que la temperatura de las aguas profundas del mar era bastante alta. También se han encontrado períodos con variaciones bruscas en miles de años del dióxido de carbono atmosférico relacionadas también con cambios de la temperatura. De esas oscilaciones hay algunas en las cuales los períodos cálidos exceden en magnitud las proyecciones más radicales de los modelos climáticos. Esos cambios están asociados, a veces, a extinciones o redistribuciones de especies, en ningún caso a una desaparición total de la biosfera.
La evolución del clima del futuro va a depender de la naturaleza del forzamiento climático, es decir, del contenido en gases GH y de la sensibilidad del sistema climático. Por lo tanto, determinar una concentración sostenible de los gases de efecto invernadero depende de la capacidad para determinar la sensibilidad del sistema climático, así como del conocimiento exacto de los factores de forzamiento y de los riesgos y vulnerabilidades. Además, tal y como ya se ha dicho, en el clima se producirán cambios con un marcado carácter regional, y mientras todos los modelos proyectan un aumento mundial de la temperatura y de las precipitaciones, las distribuciones temporales y espaciales de las mismas varían de zona a zona del globo y de modelo a modelo. Por lo tanto, con el conocimiento que se tiene actualmente del sistema climático, es difícil, por no decir imposible, establecer una concentración atmosférica de gases GH asumible con la que los riesgos y los impactos estén relacionados de forma equilibrada con el esfuerzo tecnológico y económico para lograrla.

Además, esos últimos factores tampoco son uniformes para todo el mundo. El problema del cambio climático es diferente si se ve desde la perspectiva de un ciudadano de la Unión Europea o de Estados Unidos, con buena capacidad tecnológica y económica para adaptarse a los cambios, o si se ve desde la perspectiva de un esquimal, que depende para su alimentación de la extensión del hielo, o desde la de un habitante de las islas Maldivas, conjunto de unas 1.600 islas de coral, para quien la extensión de su país depende de la magnitud del ascenso del nivel del mar.

Considerando, pues, un punto de vista realista y pragmático, la actuación frente al cambio climático conlleva dos tipos de acciones fundamentales: la mitigación de las causas y la adaptación a las nuevas condiciones climáticas. La mitigación consiste en la disminución de las emisiones: es evidente que, en las condiciones actuales, existe tecnología disponible para estabilizar el contenido atmosférico de dióxido de carbono a 450 ppm, a 600 ppm o a 1.000 ppm. Definir el nivel es una cuestión de orden económico y de voluntad política y social. En cuanto a la adaptación, significa prepararse para las condiciones cambiantes, bien sea desde el punto de vista de las actividades económicas, o bien desde la adaptación de infraestructuras, etc. Ambas estrategias, la adaptación y la mitigación, van a ser imprescindibles para poder paliar el fenómeno.

El único acuerdo internacional de reducción de emisiones alcanzado hasta la fecha, el Protocolo de Kioto -todavía pendiente de ratificación- establece compromisos fruto de acuerdos entre estados, los que integran el llamado anexo B, que justamente ponderan la capacidad tecnológica para reducir las emisiones y adaptarse al coste económico que conllevan. No existen consideraciones científicas para las propuestas de reducción, o lo que es lo mismo, las recomendaciones científicas estaban muy alejadas del techo de las reducciones planteadas. Los gases GH tienen tiempos de residencia en la atmósfera muy dilatados, es decir, se degradan con dificultad. Esto significa que las acciones que se tomen van a tener efectos a largo plazo, decenas o centenares de años. Ésa es una coincidencia importante con otros problemas ambientales, como la degradación del contenido del ozono estratosférico a la que nos referíamos al principio de este artículo. La escala de tiempo del origen de la perturbación es muy inferior a la escala de tiempo de recuperación del sistema. Por ello es importante aplicar el principio de precaución, que consiste en actuar ahora, a pesar de que todavía no existen certezas completas sobre la magnitud y el alcance del fenómeno. Lo que se sabe, sin embargo, es que cualquier actuación deberá mantenerse por largo tiempo y que va a surtir efecto más allá de nuestra generación., lo que supone un problema añadido a la gestión del problema.

El cambio climático: ¿oportunidad de nuevas actividades económicas?

Para que sean efectivas, las actuaciones para paliar el cambio climático deben ser económicamente viables, pero también existen nuevos sectores empresariales, que ahora empiezan a desarrollarse a consecuencia de las acciones de mitigación y adaptación y que se espera que sean económicamente viables. El desarrollo de esos sectores va a ser una buena herramienta para reducir el problema del cambio climático. Ejemplos de dichos sectores los encontramos en las empresas dedicadas al desarrollo de energías alternativas, como las renovables, principalmente la eólica y la solar, las que trabajan el uso del hidrógeno como combustible y que estudian métodos de generación y almacenamiento, las que desarrollan las pilas de combustible o, incluso, las que llevan a cabo nuevos intentos para reavivar la generación de energía nuclear.

Sin embargo, también existen incipientes sectores económicos relacionados con a la reducción de emisiones, como las actuaciones de compra y gestión de bosques. Efectivamente, los bosques y la vegetación intercambian grandes cantidades de CO2 con la atmósfera. Los vegetales capturan CO2 por medio de la fotosíntesis y, al respirar, emiten oxígeno y una parte del CO2 absorbido. En conjunto, retienen carbono en forma de materia orgánica. El almacenamiento de carbono por parte de la vegetación crece a causa de las prácticas de reforestación o como consecuencia de los cambios en las prácticas de la gestión de los residuos en los cultivos. En nuestro país y en otros países desarrollados, el abandono de zonas agrarias ha supuesto, a menudo, su transformación en zonas forestales, con la consiguiente fijación adicional de carbono atmosférico. La gestión de estas y otras zonas en países terceros sujetas a ser gestionadas precisamente por su capacidad para retener dióxido de carbono puede representar una oportunidad de negocio si finalmente se establece a escala internacional un mercado de emisiones.

La actividad en el mercado de emisiones, tanto desde el punto de vista de actuar de intermediación entre las empresas compradoras de derechos de emisiones y las compañías que pueden venderlos como desde el punto de vista de las empresas que piensan dedicarse a las certificaciones, es decir, a contabilizar las emisiones que se ahorran con una determinada acción tecnológica o de inversión, parece que también será un sector que se va a desarrollar con cierto impulso durante los próximos años. El comercio de emisiones consiste, en esencia, en poder intercambiar emisiones no hechas o emisiones reducidas por encima de las cantidades previamente establecidas o pactadas. Es un intento de conseguir reducir al máximo las emisiones de gases GH en la atmósfera con el mínimo coste mundial. Así, si a una industria o a una empresa, para cumplir sus compromisos, le resulta muy costoso económica o tecnológicamente cambiar una determinada línea de producción por otra con menos emisiones, podría negociar su compra con otra empresa a la que le sobren derechos de emisiones. A escala mundial, la atmósfera se beneficiaría de ello, como si la empresa hubiera llevado a cabo el trabajo, y tanto la empresa compradora como la empresa vendedora obtendrían mejoras económicas por el trato.

Se ha hablado mucho de los sumideros y del comercio de emisiones como alternativas a la reducción de emisiones, especialmente en el marco del Protocolo de Kioto. Las dificultades que existen sobre su uso no consisten en conocer si realmente sirven para absorber o retener dióxido de carbono, sino en conocer la capacidad y la confianza de tener sistemas de medición y de verificación de las cantidades de dióxido de carbono absorbido o no emitido. Sólo si este punto se resuelve, se van a poder poner en funcionamiento los mecanismos -tan tímidos para algunos y los únicos posibles para otros- de reducción de emisiones, y entonces se empezará a actuar sobre los gases GH en la atmósfera.

Consideraciones finales

El intento de ofrecer una visión panorámica y breve sobre algunos de los puntos que caracterizan el análisis de los posibles cambios del clima no debe dejar de lado el hecho de que todavía quedan considerables áreas donde se plantean cuestiones importantes sobre las que hay que mejorar el conocimiento y fomentar su investigación. Por un lado, se debe mantener y aumentar la red de observación y fomentar el desarrollo de estudios que reconstruyen el clima del pasado como elementos indispensables para establecer su variación actual. Todavía queda por entender, tanto a escala mundial como a escala local, cuál es la contribución de la variabilidad natural y de la variabilidad de origen antrópico en los cambios del clima, lo que va a suponer la posibilidad de mejorar los modelos y las predicciones a escala local. En este mismo sentido, la incorporación de las nubes y un conocimiento preciso de los ciclos del carbono, del agua y del nitrógeno mejorará también la capacidad de predicción de la climatología. Sin embargo, va a quedar por resolver la escasa capacidad de predicción sobre la evolución socioeconómica futura de nuestras sociedades, que, al fin y al cabo, es el elemento esencial para poder predecir la evolución del clima del futuro. A pesar de todos estos elementos, bajo ningún concepto se puede adoptar una postura expectante: el problema existe y es preciso actuar de la forma más rápida y efectiva posible. La ventaja es que la mayor parte de actuaciones que intervienen paliando el problema de las emisiones de gases GH en la atmósfera son acciones que, en términos absolutos, gestionan mejor los recursos. En efecto, mejorar la eficiencia, utilizar energías renovables, gestionar de un modo adecuado las prácticas agrarias y ganaderas, etc., son ejemplos de actuaciones que reducen las emisiones, pero en términos absolutos, en el supuesto de que el problema del cambio climático no existiera, sería positivo llevarlas a cabo.

Referencias

1 - Maria Àngels Anglada. Relats de mitologia. Els déus. Destino, Barcelona (1996).
2 - A. Berger. «Milankovith theory and climate». Reviews of Geophysics, 26, 624-657, 1988.
3 . S. Chubachi. «Preliminary result of ozone observation at Syowa Station from february 1982 to January 1983». Mem. Natl. Inst.Polar Res., 34, 13-19 (1984).
4 - J.C. Farman, B.G. Gardiner y J.D. Shanklin. «Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal CLOx/NOx interaction». Nature, 315, 207-210 (1985).
5 - J.E. Llebot. El canvi climàtic. Rubes, 1998.
6 - J.E. Llebot. «Svante Arrhenius: els albors del canvi climàtic». Medi ambient. Tecnologia i cultura: onze referències del pensament ambiental. Barcelona, 2001.
7 - S. Arrhenius. «On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground». Philosophical Magazine, 41 237-76, 1896.
8 - José P. Peixoto y A.H. Oort. «Physics of climate», AIP, 1989.
9 - En el caso de los CFC esa afirmación no tiene sentido, ya que la primera síntesis de un gas de este tipo data de 1928 y la mayoría han sido desarrollados y utilizados durante la segunda mitad del siglo XX.
10 - IPCC, Climatic Change 2001, The Scientific Basis, Cambridge University Press


 

Síntomas biológicos del cambio climático
Josep Peñuelas
Unidad de Ecofisiología CSIC-CREAF, CREAF (Center for Ecological Research and Forestry Applications) Universidad Autónoma de Barcelona

Las pruebas científicas de las alteraciones en los ciclos vitales de los seres vivos se han convertido en un claro síntoma de que el cambio climático afecta a la vida. El autor describe los cambios fenológicos a escala mundial, el modo en el que se ven alteradas las comunidades y la actividad de los ecosistemas y la biosfera. Asimismo, realiza una especial descripción de las circunstancias de Cataluña.

Nos calentamos...

En las últimas décadas el planeta Tierra se ha ido calentando. Ahora ya lo sabe casi todo el mundo. Lo ha hecho en un promedio de 0,6-0,7 ºC, pero en muchos lugares de nuestro país el aumento ha superado con creces 1 ºC (1-5). Es, quizás, el síntoma más claro de que el planeta acentúa su actividad biogeoquímica. Y todos sabemos, también, cuál es la razón más que probable. Una de las especies que lo pueblan, la humana, y el uso que esta especie hace de los recursos y de la energía en sus actividades exosomáticas, como el transporte o la industria, han seguido creciendo exponencialmente. En consecuencia, se han producido y siguen produciéndose una serie de cambios de carácter mundial entre los que destaca, por sus efectos sobre los organismos y los ecosistemas, el mencionado calentamiento (1).

A consecuencia de la absorción de la radiación infrarroja por los gases invernadero, como el CO2 o el metano, y de su continuado incremento, casi todos los modelos prevén que ese calentamiento se acentúe en las próximas décadas. Centenares de climatólogos, ecólogos, economistas, geógrafos, químicos, abogados y otros profesionales redactamos el año pasado el tercer informe del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC 2001)(2), auspiciado por la ONU, cuyas conclusiones merecen cierta atención. Las evidencias del calentamiento de la Tierra y de otros cambios en el sistema climático son hoy por hoy todavía más claras y contundentes que las recogidas en el segundo informe (IPCC 1995). Las dos últimas décadas han sido las más cálidas del último milenio. La superficie helada del Ártico ha disminuido un 15 % en cincuenta años, el nivel del mar ha ascendidounos 15 cm durante el siglo que acabamos de dejar atrás, ha cambiado el régimen de precipitaciones en algunas regiones, y ha aumentado la frecuencia y la intensidad de ciertos fenómenos como «El Niño». Todos esos cambios parece que se van a acentuar en las próximas décadas, pues la atmósfera sigue cambiando debido a nuestra actividad, una actividad que, tal y como hemos señalado, crece exponencialmente y sigue basándose en la combustión de materiales fósiles. Se prevé un aumento de 1 a 5 °C durante este siglo, dependiendo de la evolución de las emisiones de los gases invernadero.

...y en Cataluña, además, nos secamos.

En nuestro país, la temperatura media de muchos lugares ha aumentado más de 1 ºC en los últimos cincuenta años, y parece que el «buen tiempo» llega antes. Las temperaturas que hace cincuenta años se registraban a principios de abril, se dan ahora a principios de marzo (3). En ciertos lugares, como el Pirineo central, los aumentos de temperatura media de meses como octubre en los últimos veinte años son realmente extraordinarios, casi increíbles, de hasta 4 ºC. A pesar de que la precipitación no ha disminuido en las últimas décadas (3.4), el aumento de la temperatura causa una mayor evapotranspiración, de modo que muchas localidades y regiones mediterráneas son actualmente más cálidas y secas que en décadas anteriores. En el observatorio de Roquetes, durante el siglo XX, la evapotranspiración potencial ha aumentado 13 mm y la humedad relativa ha disminuido un 0,85 % por década (4). Y a pesar de que las predicciones climáticas, especialmente las relativas a la precipitación, resultan extremadamente complejas a escala local y regional, los 1-3 °C de incremento en las temperaturas previstas por muchos modelos de circulación mundial en la región mediterránea para mediados del siglo XXI harán aumentar todavía más la evapotranspiración.

Los ciclos vitales están cambiando...

Más cosas que todo el mundo ya sabe. Nuestra actividad y la actividad de todos los organismos vivos se encuentra sumamente influida por la temperatura. Sólo podemos esperar que esta actividad sufra alteraciones. No es de extrañar, pues, que el calentamiento se haya traducido ya en cambios significativos en los ciclos vitales de plantas y animales (5). Recordemos que el paso por las distintas fases depende, entre otros factores, de la temperatura acumulada, de lo que los biólogos llaman grados-día, es decir, del total de energía requerida por un organismo para desarrollarse y pasar de una fase a otra de su ciclo vital. Las pruebas de las alteraciones en los ciclos vitales son fácilmente observables por todo aquel que siga la naturaleza y tenga unos años, y de hecho ya se han descrito en varias regiones de todo el mundo, desde los ecosistemas fríos y húmedos hasta los cálidos y secos, observando los registros fenológicos disponibles. Dichos cambios fenológicos (la fenología es la ciencia que estudia los ciclos vitales de los organismos) se han convertido en el síntoma más claro de que el cambio climático ya afecta a la vida.

Nuestro país es uno de los lugares donde los cambios observados son más importantes(3). Pero observaciones como las aquí descritas también las encontramos, y con resultados comparables en el resto del mundo, a pesar de que predominan en los países ricos, pues cuentan con un mayor número de investigadores y más tradición científica (5). En Cataluña, las hojas de los árboles brotan actualmente una media de unos veinte días antes. Por ejemplo, el manzano, el olmo o la higuera parecen sacar las hojas con un mes de antelación, y el almendro y el chopo, unos quince días antes, aunque existen otros, como el castaño, que parecen inmutables ante el cambio de temperatura (seguramente dependen más de otros factores como el fotoperíodo o la disponibilidad hídrica). Por otro lado, las plantas también están floreciendo y fructificando, como media, diez días antes que treinta años atrás. Y los ciclos vitales de los animales también están alterados. Por ejemplo, la aparición de insectos, que pasan por los diferentes estadios larvarios más rápidamente en respuesta al calentamiento, se ha avanzado once días. Los amantes de las mariposas lo habrán notado. Aparecen antes y son más activas. Toda esa actividad prematura de plantas y animales puede ponerlos en peligro por las heladas tardías. Pero también la frecuencia de esas heladas ha cambiado; ha disminuido en este ambiente cada vez más cálido. Por ejemplo, en Cardedeu tenían del orden de sesenta heladas anuales hace cincuenta años y actualmente han pasado a tener del orden de veinte, y por lo tanto también ha disminuido el riesgo de daños en las hojas y flores jóvenes. También en el mar se han observado incrementos en la duración y la abundancia de fitoplancton en zonas donde ha habido un progresivo calentamiento del agua entre 1948 y 19955.

…y se producen alteraciones en las comunidades...

Todos estos cambios no son simples indicadores del cambio climático. Tienen una importancia ecológica crítica, ya que afectan a la habilidad competitiva de las distintas especies, a su conservación y, por lo tanto, a la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas.

Como la naturaleza no es homogénea, las respuestas al calentamiento son diferentes en función de la especie (e incluso de los individuos). Por ejemplo, el aliso y la ginesta florecen con más de un mes de antelación, las amapolas lo hacen quince días antes, las encinas una semana, el olivo no se inmuta y el pino piñonero incluso tarda unos días más. Estas respuestas tan heterogéneas al cambio climático pueden producir importantes desincronizaciones en las interacciones entre las especies, por ejemplo entre las plantas y sus polinizadores, o entre las plantas y sus herbívoros, y alterar así la estructura de las comunidades.

Un ejemplo paradigmático de las desincronizaciones entre niveles tróficos lo encontramos en lo que les ocurre a las aves migratorias. El cambio climático parece que también ha alterado sus hábitos. Debido al avance en la floración y fructificación de las plantas y en la aparición de los insectos, y, por lo tanto, el avance en la disponibilidad de comer para las aves, se esperaría una llegada más tempranera de las aves migratorias. Y, a pesar de todo, la llegada de ciertas aves tan comunes y populares como el ruiseñor, la golondrina, el cuclillo o la codorniz parece que se está retrasando una media de dos semanas con respecto a treinta años atrás. El retraso seguramente viene determinado por el cambio climático que afecta al lugar desde donde parten, las regiones subsaharianas, o a las regiones que cruzan en su ruta migratoria. Así, la sequía y la deforestación del Sahel, y la consiguiente falta de alimento, pueden dificultar la preparación de su viaje y favorecer esa llegada más tardía. Todos estos cambios pueden representar una amenaza para ciertas aves migratorias que llegan en un momento inapropiado para explotar el hábitat, ya que deben competir con las especies que se han quedado durante el invierno y se encuentran en mejor estado competitivo. De hecho, el declive en el número de dichas aves migratorias que llegan a Europa en los últimos años puede ser consecuencia de ello. Por otro lado, existen especies antiguamente migratorias que aprovechan que nuestro invierno es cada vez más suave y ya no se van de la Península. Es el caso de la abubilla o de las cigüeñas.

… y en la actividad de los ecosistemas y la biosfera.

Cuando observamos los cambios fenológicos a escala mundial (5) descubrimos alteraciones tan importantes como el aumento del 20 % de la actividad biológica de nuestro planeta en los últimos treinta años, debido en buena medida a la prolongación del período productivo. Lo apreciamos tanto en las imágenes de los satélites de observación de la Tierra como en los datos de concentración atmosférica de CO2. Para efectuar un seguimiento de las masas vegetales desde el espacio se utiliza un índice de vegetación normalizado, el NDVI, acrónimo anglosajón de uso generalizado también en nuestro país y ya casi plenamente incorporado a nuestra lengua. Dicho índice se basa en el cociente entre la radiación infrarroja y la roja que la superficie terrestre refleja hacia el espacio. Cuanto mayor es ese cociente, mayor es la biomasa verde. Pues bien, ese NDVI corrobora los datos fenológicos de los observadores terrestres y muestra como en los últimos veinte años la estación de crecimiento de los vegetales se ha alargado dieciocho días en Eurasia y eso se ha traducido en un aumento de la biomasa verde, como mínimo a latitudes superiores a los 40º. El incremento de la productividad vegetal de las últimas décadas, que habíamos atribuido al efecto fertilizador del CO2 y de las deposiciones de nitrógeno puede ser debido también en parte al aumento de la temperatura y a la prolongación de la estación de crecimiento (actividad vegetativa).

Todo ello también viene corroborado por los datos de concentración atmosférica de CO2, que nos muestran un aumento de la oscilación estacional de CO2 en las últimas décadas, debido a la mayor disminución primaveral de la concentración de CO2. Esa prolongación de la estación de crecimiento desempeña un papel muy importante en la fijación mundial del carbono, en la cantidad de CO2 de la atmósfera, y en los ciclos del agua y de los nutrientes y, por lo tanto, tiene consecuencias muy importantes en el funcionamiento de los ecosistemas, y en el balance de C, en la actualidad tan importante a la luz de los protocolos de Kioto.

Otros cambios en nuestros ecosistemas

Los ecosistemas mediterráneos presentan una gran variabilidad climática, una importante complejidad topográfica, unos marcados gradientes en los usos del suelo y en la disponibilidad de agua, y una gran biodiversidad. Con toda probabilidad, por todo ello son especialmente sensibles a los cambios atmosféricos y climáticos, y también a los demográficos, económicos y de los usos del suelo.

El cambio climático aumenta el estrés hídrico de la vegetación, que a menudo vive al límite de sus posibilidades, como en el caso de algunos encinares y pinares, que presentan tasas de evapotranspiración iguales a las de precipitación. Aparte de acentuar la escasa disponibilidad de agua, el calentamiento acentúa otros rasgos característicos de nuestros ecosistemas como los incendios forestales o la emisión de compuestos orgánicos volátiles.

Sequía, incendios, emisión de compuestos orgánicos volátiles y nitratos en el agua

De los efectos de períodos cálidos y secos tenemos un ejemplo reciente en el caluroso y seco 1994. Ese episodio afectó profundamente a la vegetación mediterránea. Las encinas, por ejemplo, se secaron en muchas localidades y lo hicieron en mayor o menor grado dependiendo del tipo y la profundidad del suelo, así como de la orientación de las pendientes (6). Estudios isotópicos con C13 y N15 mostraron que, durante los años posteriores, esos encinares quedaron afectados, se redujo el agua de la que podían disponer y se favoreció la pérdida de nutrientes del suelo, una consecuencia secundaria grave teniendo en cuenta que estos ecosistemas suelen ser limitados por causa de los nutrientes.

Unas condiciones más cálidas y más áridas, junto con otros fenómenos relacionados con el cambio global, como el incremento de la biomasa y de la inflamabilidad asociado al aumento del CO2, y los cambios en los usos del suelo, como el abandono de tierras de cultivo seguido de un proceso de forestación y acumulación de combustible, aumentan la frecuencia y la intensidad de los incendios forestales. Los incendios, cuya frecuencia se ha intensificado a lo largo del siglo XX (4), constituyen ya una de las perturbaciones más importantes en los ecosistemas mediterráneos (7). A pesar de la complejidad de la relación vegetación-fuego, los efectos sobre la vegetación son bastante previsibles. Por ejemplo, si aumenta el número de incendios, aumentará la expansión de las especies heliófilas, intolerantes a la sombra y que requieren espacios abiertos. Sin embargo, disminuirá la presencia de las ombrófilas, y los fuegos acabarán por mantener comunidades en fases sucesionales tempranas (7).

El aumento de temperatura también incrementa exponencialmente la emisión de compuestos orgánicos volátiles, que afectan de forma importante a la química atmosférica y al clima a través de la formación de ozono y aerosoles o la oxidación del metano (8). Las emisiones proceden de la difusión de los COV en un gradiente de presión de vapor desde los tejidos con alta concentración en el aire circundante, donde las concentraciones son bajas a consecuencia de la extrema reactividad de los COV. Por lo tanto, las emisiones son controladas por los factores que alteran la concentración tisular, la presión de vapor o la resistencia a la difusión hacia la atmósfera. La temperatura incrementa de forma exponencial la emisión de estos COV al activar su síntesis enzimática y su presión de vapor y al disminuir la resistencia a la emisión. Por otro lado, la sequía reduce las emisiones a consecuencia de la falta de carbohidratos y ATP, y de la disminución de la permeabilidad de la cutícula en el intercambio gaseoso. Por lo tanto, habrá que ver cuál es el desenlace final de ese antagonismo entre calentamiento y sequía en una cuestión tan importante desde el punto de vista ambiental como es la emisión biogénica de COV.

Recordemos que los procesos biogeoquímicos dependen de la temperatura y que, entre ellos, podemos citar uno que es ahora preocupante en muchas comarcas catalanas: la progresiva eutrofización, enriquecimiento en nutrientes, sobre todo nitratos, de las aguas de los pozos. Va unida en muchos casos al exceso de purín, pero el aumento de temperatura o las sequías no son del todo ajenos a ese fenómeno. El calentamiento aumenta la mineralización, y la sequía impide el consumo de nutrientes por parte de las plantas y facilita las pérdidas del sistema cuando llegan las lluvias. Otro ejemplo de alteración biogeoquímica lo encontramos en la estimulación de la descomposición por el calentamiento. La falta de agua, por el contrario, la hace más lenta. Será preciso estudiar el balance de la interacción de esos dos factores sobre el ciclo de la materia y el funcionamiento de nuestros ecosistemas mediterráneos.

Cambios de estructura, migraciones, desertización

Todos estos cambios funcionales pueden acabar afectando a la estructura de los ecosistemas. Así, a largo plazo, y si se repiten a menudo fuertes sequías como la de 1994, pueden producir cambios importantes en la composición y la estructura del bosque mediterráneo. Los falsos aladiernos, por ejemplo, podrían llegar a desplazar a las encinas en un clima más seco y cálido, pues son más eficientes en el consumo de agua, en la eliminación del exceso de radiación y en la conductividad hidráulica cuando la disponibilidad hídrica es baja (9).

La fuerte sequía de 1994 dañó gravemente numerosos bosques y matorrales de la península Ibérica (un 80 % de las 190 localidades peninsulares estudiadas presentaban especies dañadas). El grado de afectación fue diferente según el tipo funcional y la historia evolutiva de las distintas especies (10). Los géneros mediterráneos, Lavandula, Erica, Genista, Cistus y Rosmarinus, en su mayoría arbustivos y evolucionados en unas condiciones climáticas mediterráneas, es decir, con posterioridad a los 3,2 millones de años del plioceno, quedaron aparentemente más afectados por la sequía que los géneros evolucionados con anterioridad, esto es, Pistacia, Olea, Juniperus, Pinus y Quercus, mayoritariamente árboles. Aun así, los géneros mediterráneos se recuperaron mucho mejor después de unos años de mayor disponibilidad hídrica. Un género alóctono como el Eucalyptus se vio muy dañado por la sequía y no se recuperó en los años sucesivos. Los géneros mediterráneos del postplioceno parecen mejor adaptados para responder a un ambiente no fácilmente predecible, con una gran variabilidad estacional e interanual y sujeto a perturbaciones frecuentes. Entender estas respuestas es importante para prever la futura composición de las comunidades, de seguir el cambio climático.

¿Hasta qué punto tienen las plantas y los animales mediterráneos capacidad para adaptarse o aclimatarse rápidamente a estos cambios del clima? Desde un punto de vista evolutivo, las especies tienden a ser bastante conservadoras y a responder a las perturbaciones más con la migración que con la evolución. En las montañas, las especies pueden responder al cambio climático migrando verticalmente en distancias cortas (por ejemplo, son suficientes 500 metros para contrarrestar un aumento de 3 °C).

El planeta y nuestras regiones ya han visto numerosos movimientos de formaciones vegetales, de distribución de los biomas en respuesta a cambios climáticos pretéritos. Pero aún no existen muchas pruebas de la respuesta al calentamiento actual. Cabe recordar que estos procesos requieren tiempo. De todos modos, hemos comparado, recientemente y junto con Martí Boada (11), la distribución de la vegetación actual del Montseny con la de 1945 y hemos podido apreciar una progresiva substitución de los ecosistemas templados (los hayedos) por los mediterráneos (encinares). Además, los hayedos se han desplazado en altura unos 70 metros hasta llegar a las máximas altitudes (1.600-1.700 metros). También las landas de brecina están siendo reemplazadas por las encinas a altitudes medias, de forma que la encina se encuentra ya en alturas tan inesperadas como los 1.400 metros. Las condiciones progresivamente más cálidas y áridas, pero también los cambios de usos del suelo, principalmente el abandono de la gestión tradicional, como la práctica desaparición de los incendios asociados a la ganadería (actualmente están prohibidos en el parque del Montseny), se encuentran en la base de dichos cambios, en un ejemplo paradigmático de cómo interactúan los diferentes componentes del cambio global.

Los estudios paleoecológicos apuntan a que muchas especies vegetales pueden migrar con suficiente rapidez como para adaptarse al cambio climático, pero sólo si existen ecosistemas contiguos no perturbados, lo que nos recuerda la importancia de la fragmentación de los ecosistemas naturales como otro factor del cambio global. Y la fragmentación es elevada en muchas zonas de nuestro país. Basta con observar una foto aérea de las comarcas de la provincia Barcelona. En cuanto a las montañas, la migración hacia mayores altitudes conlleva una reducción concomitante en el área total de cada hábitat, con lo cual las especies con un mayor requerimiento de área pueden extinguirse.

Estos efectos del calentamiento no deben extrañarnos, pues todos sabemos que los regímenes climáticos determinan la distribución de las especies y de los biomas a través de los dinteles específicos de cada especie en cuanto a la temperatura y la disponibilidad de agua. Y estas circunstancias no sólo afectan a las plantas: los animales no son menos sensibles a ellas. Al contrario, dada su movilidad, responden más rápidamente. Se han documentado bastantes desplazamientos de especies animales relacionados con el clima. Durante el siglo pasado, se han descrito desplazamientos de 35 a 240 km hacia el polo en 34 especies de mariposas europeas, incluyendo algunas «catalanas» (12).

Cuando existe todavía más déficit hídrico, en las zonas semiáridas de algunos lugares del país y sobre todo en las zonas del sureste de la Península, la vegetación todavía se recupera con más lentitud después de sequías múltiples y prolongadas y/o de incendios. Esto es así porque lleva largo tiempo formar nueva biomasa y porque a menudo tiene lugar una degradación del suelo, especialmente si se produce sobreexplotación durante los períodos secos o recurrencia de los incendios. De este modo se facilita la erosión y, en casos extremos, se puede llegar a la desertización, un problema presente ya en zonas donde los suelos de los ecosistemas degradados son incapaces de retener el agua aportada por las tormentas ocasionales y extremas de otoño, las cuales provocan avenidas y aumentar la erosión.

En cualquier caso, las predicciones sobre la situación de los ecosistemas mediterráneos en las próximas décadas requieren un mejor conocimiento de sus respuestas a los cambios climáticos y de las predicciones regionalizadas del clima y los usos del suelo. Aún nos hallamos lejos de contar con todo ello debido a la variabilidad e imprevisibilidad inherentes al sistema climático en el plano regional. Será preciso también recordar que es muy probable que los cambios y las respuestas no sean simplemente lineales. Tampoco hay que olvidar que la región mediterránea vive, además del cambio climático y atmosférico, tal y como se ha señalado, el abandono de tierras de cultivo y la fragmentación de los ecosistemas como dos grandes cambios en los usos del suelo. Con todo ello, podemos prever que, de continuar las cosas como hasta ahora, en las próximas décadas será fácil que existan más ecosistemas en fases sucesionales tempranas y de menor complejidad ecológica.

Y, por supuesto, el calentamiento también afecta a los humanos, una especie muy particular... pero una especie más.

Finalmente, nos podemos preguntar si nosotros, los humanos, también notamos el cambio climático. El cambio climático nos afecta en la medida en que afecta a los ecosistemas y al entorno en el que vivimos, como una especie más, distinta del resto, pero una más. Nos afecta de forma distinta, tal y como hemos visto que les ocurre a las diferentes especies de plantas y animales, dependiendo de nuestra exposición, sensibilidad y capacidad de adaptación. Por lo tanto, el efecto varía con nuestra localización geográfica y nuestras condiciones sociales, económicas y ambientales. Como siempre, los más perjudicados son los países más pobres. Por un lado, porque sus economías dependen sobre todo de actividades como la agricultura, que son muy sensibles al cambio climático. Por otro lado, porque tienen poca capacidad para adaptarse a cambios como el aumento del nivel del mar o la sequía y, además, no poseen recursos sanitarios adecuados para poder reducir el riesgo creciente de enfermedades relacionadas con el cambio climático, como la malaria.

Dentro de la rica Europa, las zonas mediterráneas o las regiones árticas parecen las más vulnerables. Los ciudadanos más afectados son los que desarrollan las actividades más sensibles al clima (agricultores, trabajadores forestales, hoteleros o pescadores, por ejemplo), y los que viven en deltas, áreas costeras o pequeñas islas con mayor riesgo de inundaciones y de desplazamientos por subida del nivel del mar y por inundaciones. Aquí, en nuestro país, disminuye la humedad del suelo y el suministro de agua, con los consiguientes problemas para la agricultura, el riesgo de incendios o el turismo. Las altas temperaturas y las olas de calor pueden afectar a los tradicionales destinos turísticos de verano, y las condiciones menos seguras de nieve en las estaciones de esquí pueden perjudicar a nuestro turismo de invierno. A modo de ejemplo, los agricultores ven y van a ver como el calentamiento afecta a la idoneidad de los cultivos que crecen en sus tierras, el potencial de cosecha, la duración de la estación de crecimiento, el riesgo de helada, la epidemiología de las plagas, la distribución y la cantidad de los tratamientos con pesticidas, la calidad de los productos, etc.

Los aspectos sanitarios no quedan al margen del cambio climático. Por ejemplo, al avanzarse la aparición del polen y aumentar su producción, se acentúan las alergias. Parece que también se incrementa el número de personas expuestas a la transmisión de enfermedades cuyos vectores son sensibles al calentamiento. Entre dichas enfermedades destacan la malaria y el dengue, sin olvidar la encefalitis transmitida por mosquitos, la leishmaniosis o el cólera. También hay que tener en cuenta que las olas de calor que probablemente vamos a sufrir tendrán su mayor impacto en la población urbana, sobre todo en las personas mayores o enfermas. Por el contrario, unos inviernos más cortos y más suaves sefuramente disminuiran la mortalidad invernal.

Los ejemplos mencionados nos recuerdan que es muy probable que el cambio climático afecte al bienestar de los ciudadanos, a la distribución de la riqueza y a las oportunidades de desarrollo. Y como estas cuestiones preocupan, o como mínimo deberían preocupar a la sociedad, es preciso emprender políticas y prácticas ciudadanas que ayuden a mermar el progresivo calentamiento y sus consecuencias. Con toda seguridad estas iniciativas van a quedar recogidas en otros artículos del presente volumen.

Estudios en el tiempo y el espacio

Para conocer mejor en qué grado se ven alterados el funcionamiento y la estructura de los ecosistemas mediterráneos, son necesarios nuevos estudios cuyas condiciones experimentales se acerquen en lo posible a las naturales, y hay que aprovechar los avances tecnológicos para poder aplicarlos en las distintas escalas temporales y espaciales que nos puedan dar una idea del alcance de la modificación de los procesos.

Los estudios paleoecológicos de testimonios sedimentarios nos muestran los cambios ecosistémicos asociados a los cambios climáticos de épocas pasadas como el holoceno reciente. Destacan las transiciones desde períodos húmedos a secos, con cambios extremos de vegetación y procesos erosivos como el que tuvo lugar después del óptimo climático de hace 5.000-6.000 años, especialmente evidente en zonas áridas y cálidas como las del sur de la Península Ibérica o, más cerca de nosotros, en Menorca y Mallorca (13).

Los estudios de épocas más recientes, los últimos siglos, llevados a cabo con materiales de herbario recolectados en los territorios de habla catalana han mostrado cambios en la fisiología de la vegetación producidos en los tres últimos siglos en paralelo a los cambios atmosféricos y climáticos. Se ha comprobado, por ejemplo, que en este período la densidad estomática ha disminuido un 21 % y la discriminación del C13 un 5,2 % en el conjunto de catorce especies estudiadas, lo que indica una posible adaptación a las condiciones más cálidas y áridas de la actualidad mediante una mayor eficiencia en el uso del agua.

Aparte de experimentar en condiciones lo más naturales posible y de utilizar herramientas paleoecológicas e históricas, los estudios del cambio global y sus efectos requieren ir ascendiendo sucesivamente en la escala espacial desde la hoja hasta el ecosistema, la región y el globo entero. Para estudiar qué ocurre a escala regional y planetaria se utilizan técnicas de teledetección. Estas técnicas se basan en el hecho de que la luz reflejada, después de incidir en un material, presenta diferentes características dependiendo tanto del tipo de material como de su estado (14). Los espectrorradiómetros instalados en aviones o en satélites pueden medir la biomasa verde por la proporción de radiación reflejada en el infrarrojo y en el rojo. De esta forma, se estudia la evolución de las masas vegetales año tras año. Sin embargo, la estricta estimación de la biomasa, a pesar de su gran interés, no satisface completamente las necesidades de los ecólogos. Interesa medir, no sólo la biomasa, sino también el funcionamiento de la vegetación y, si es posible, el de los ecosistemas. En la actualidad contamos con espectrorradiómetros más sensibles, capaces de medir nanómetro a nanómetro y aportar así información sobre el contenido hídrico y la fisiología de la vegetación (14). Todo ello reviste un especial interés, por ejemplo, para el estudio de los ecosistemas mediterráneos, con la biomasa foliar verde todo el año. Las nuevas herramientas nos permiten apreciar la práctica inactividad del encinar o de los pinares en verano o su máxima actividad en primavera, cuando hay agua disponible. Así pues, es importante no desaprovechar las nuevas posibilidades tecnológicas abiertas en el campo de la teledetección para estudiar la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas mediterráneos y los cambios que se vayan produciendo en respuesta a los cambios climáticos, y también en respuesta a otros componentes del cambio global como los cambios en los usos del suelo.

Instalados en el cambio

Nuestro planeta, como todos los demás, está instalado en el cambio. Un cambio que en muchas ocasiones durante la historia de la Tierra ha sido espectacular, mucho más que el que ahora conocemos como «cambio global». De todas formas, la mayoría de estos grandes cambios se han producido a escala geológica, muchas veces de millones de años, mientras que el actual es distinto, porque es un cambio acelerado que se está produciendo en pocas décadas (1). Y es importante recordar que todos los cambios descritos en las últimas décadas han tenido lugar con un calentamiento que es tan sólo un tercio o menos de lo previsto para el próximo siglo. Los modelos climáticos no son perfectos, pero la casi unanimidad de todos ellos y el camino que están siguiendo las temperaturas hasta ahora hacen temer que puedan ser acertados. Es cierto que deberemos esperar a ver qué nos traen los próximos años, e incluso podría llegar a ocurrir que los modelos fallasen de algún modo (la máquina climática y la vida son inmensamente complejas, no lineales), pero cuando menos sería poco inteligente esperar sin actuar, a ver si el calor, la sequía y las lluvias torrenciales desertizan nuestras tierras o el mar se traga el delta del Ebro.


Referencias

1 - J. Peñuelas. El aire de la vida (una introducción a la ecología atmosférica). 260 p. Ariel, Barcelona (1993).
2 - IPCC. The Scientific Basis. Third Assessment Report of Working Group I. En: J.T. Houghton, D. Yihui et al. [eds], Cambridge Univ. Press, Cambridge (2001).
3 - J. Peñuelas, I. Filella y P. Comas. «Changed plant and animal life cycles from 1952-2000». Global Change Biology, 8:531-544 (2002).
4 - J. Piñol, J. Terradas y F. Lloret. «Climate warming, wildfire hazard, and wildfire ocurrence in coastal eastern Spain». Climatic Change, 38:345-357 (1998).
5 - J. Peñuelas y I. Filella. «Phenology: Responses to a warming world». Science, 294: 93-795 (2001).
6 - J. Peñuelas, I. Filella, F. Lloret, J. Piñol y D. Siscart. «Effects of a severe drought on water and nitrogen use by Quercus ilex and Phillyrea latifolia». Biologia Plantarum, 43:47-53 (2000).
7 - J. Terradas. Ecologia del foc. Proa, Barcelona (1996).
8 - J. Peñuelas y J. Llusià. «The complexity of factors driving volatile organic compound emissions by plants». Biologia Plantarum, 44:481-487 (2001).
9 - J. Peñuelas, I. Filella, J. Llusià, D. Siscart, J. Piñol. «Comparative field study of spring and summer leaf gas exchange and photobiology of the mediterranean trees Quercus ilex and Phillyrea latifolia». Journal of Experimental Botany, 49:229-238 (1998).
10 -J. Peñuelas, F. Lloret y R. Montoya R. «Drought effects on mediterranean vegetation and taxa evolutionary history». Forest Science, 47:214-8 (2001).
11 - J. Peñuelas y M. Boada. 2002. «Biome shift in the Montseny mountains in response to climate change». Global Change Biology (2002), submitted.
12 - C. Parmesan, N. Ryrholm, C. Stefanescu, J.K. Hill, C.D. Thomas, H. Descimon, B. Huntley, L. Kaila, J. Kullberg, T. Tammaru, W.J. Tennent, J.A. Thomas y M. Warren. «Poleward shifts in geographical ranges of butterfly species associated with regional warming». Nature, 399:579-583 (1999).
13 - J. Peñuelas. «Cambios atmosféricos y climáticos y sus consecuencias sobre el funcionamiento y la estructura de los ecosistemas terrestres mediterráneos». Ecosistemas mediterráneos. Análisis funcional, AEET, CSIC Press., Granada, p. 423-455 (2001).
14 - J. Peñuelas y I. Filella. «Visible and near-infrared reflectance techniques for diagnosing plant physiological status». Trends in Plant Science, 3:151-156 (1998).



El pasado es una de las claves del futuro

Antoni Rosell i Melé
Instituto de Ciencias y Tecnologías Ambientales, Universidad Autónoma de Barcelona
Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados

Desde la perspectiva de la paleoclimatología -estudio del clima de períodos geológicos e históricos anteriores a la invención de los aparatos de medición meteorológicos- el autor describe los principales aspectos de la evolución del clima que ha tenido lugar durante los últimos 500.000 años. Nos muestra cómo ha ido cambiando el clima sin la intervención humana y aporta también un enfoque histórico a los cambios recientes que sí están relacionados con la actividad humana.


¿Quién no se ha hecho, ha leído u oído a alguien plantear preguntas como éstas?:«¿ Son normales estos cambios de tiempo: los fuertes vientos de levante, granizadas, sequías...? ¿Realmente está cambiando el clima de tal modo que ya no volveremos a ver el tiempo de nuestra infancia: aquellas nevadas copiosas o los veranos balsámicos...? A partir de ahora, agarrémonos fuerte; no se sabe lo que puede pasar. Y si es así, ¿por qué cambia el clima y quién tiene la culpa? ¿Es el incremento de los gases de efecto invernadero? Y los americanos con la gasolina tan barata y unos coches tan grandes... ¡eso sí que es derrochar! O el vecino que va cada día a trabajar en coche y contamina más que yo... ¡qué cara! ¿Quién pondrá solución a todo eso? Los políticos nunca hacen nada, y los científicos no hacen más que pedir dinero para no entender nada... y Kioto... ¡menudo show! Los que van a este tipo de cosas sólo dan vueltas por el mundo haciendo reuniones y, en el fondo, ¡nadie hace nada! Eso del clima es muy complicado.» Parece que todo el mundo está de acuerdo con esta última afirmación.

Todas estas preguntas tienen difícil respuesta. La razón es que sabemos muy poco acerca de por qué cambia el clima. Aunque lo que ocurre fundamentalmente es que no entendemos por qué tenemos el clima que tenemos hoy en día en cualquier parte del mundo. Para ser precisos, me refiero a saber por qué, por ejemplo, las temperaturas medias de Barcelona, o del planeta, no son 2,5 o 10 grados más altas o más bajas, tal y como ha sucedido en diversos períodos del pasado reciente de la Tierra. O por qué Groenlandia y la Antártida están casi completamente cubiertas de hielo de una forma, al parecer, permanente, cuando no siempre ha sido así. O por qué el Sáhara es actualmente un desierto y no lo era hace más de 6.000 años. O por qué cada pocos años tiene lugar el fenómeno de «El Niño», en el cual las temperaturas del mar cerca de Perú aumentan y tienen consecuencias que repercuten en todo el mundo. O por qué respiramos un aire con una cantidad determinada de gases de efecto invernadero y no la mitad o el doble de concentración como ocurría hace miles o millones de años. Es decir, desde que la Tierra se formó, descubrit qué es lo que ha llevado el planeta a ser como es ahora y, particularmente, a tener el clima actual. Y si el clima ha cambiado sin haber habido humanos por medio, ¿por qué no puede continuar haciéndolo? De hecho, seguro que cambiará el clima, pero lo que no se entiende del todo es por qué y cuándo cambiará exactamente.

Obtener respuestas a estas y otras preguntas parecidas es necesario, pero no sólo para satisfacer la curiosidad de los académicos. Hay que responderlas para dirigir las preguntas que se planteaban al principio del artículo, y para poder sopesar la influencia de nuestras actividades sobre el clima. Si no sabemos de dónde venimos, ¿podemos saber dónde estamos o adónde vamos? Muchos científicos creen que no, y por eso se invierten dinero y esfuerzos para estudiar el paleoclima (definido en el Gran Diccionario de Lengua Catalana como «el clima de períodos geológicos e históricos anteriores a la invención de los aparatos destinados a las medidas meteorológicas») y adivinar cómo ha cambiado y por qué lo ha hecho de forma natural. En este artículo se exponen brevemente algunos aspectos de la evolución del clima durante casi los últimos 500.000 años y un poco más allá, sobre todo en lo que se refiere a cambios de temperatura y a uno de los gases principales del efecto invernadero, el dióxido de carbono. Mi intención es mostrar cómo cambia el clima sin que intervengan los humanos y ofrecer una perspectiva histórica sobre los cambios que han ocurrido recientemente y que, por tanto, están potencialmente relacionados con las actividades humanas.

En palabras de Winston Churchill:
The further backward you can look, the further forward you are likely to see. «Cuanto más atrás puedas mirar, más adelante es probable que veas».

Cómo se estudia el paleoclima

En primer lugar debemos preguntarnos qué es el clima. Sencillamente, es el promedio del tiempo meteorológico en un lugar determinado del planeta. O, dicho de otro modo, el tiempo que esperamos que haga durante un mes, año, década, siglo, etc. Por ejemplo, las variaciones de temperatura, presión atmosférica, humedad, viento, precipitaciones y otras variables meteorológicas durante los últimos 50 años en Cataluña vendrían a definir el clima del país. Los cambios en los valores de estas variables ayer o la semana pasada no representan cambios en el clima sino la variabilidad atmosférica o del tiempo meteorológico. Asimismo, hay que distinguir entre lo que es una variable que caracteriza el clima, como la temperatura, y un factor de cambio del clima (forcing en inglés), como la composición de la atmósfera en cuanto a gases de efecto invernadero. Los cambios en la temperatura nos darán indicios de que el clima puede estar cambiando, mientras que los cambios del dióxido de carbono no necesariamente indican que el clima tenga que cambiar. En primer lugar, debemos establecer relaciones de causa-efecto. Una forma de hacerlo es mirar la relación a través del tiempo de variables que caractericen el clima directamente (p. ej. la temperatura) o indirectamente (p. ej. la presencia de hielo en el continente depende en parte de la temperatura, pero también de variables como la precipitación), con factores de cambio como la composición de la atmósfera. Como hasta hace pocos años no se han empezado a tomar este tipo de medidas, las series temporales disponibles son demasiado cortas para mostrar la variabilidad real del clima, especialmente a escala planetaria. Estudiando cómo era el clima años atrás, hace miles o decenas de millones de años, podemos extender estas series temporal y espacialmente, y también podemos intentar buscar épocas análogas a la actual y ver cómo las variables del sistema climático van evolucionando mientras diversos factores de cambio varían. Por ejemplo, hace 400.000 años, durante lo que se conoce como estadio isotópico (11), se cree que las condiciones del sistema climático eran bastante parecidas a las del período actual. Alternativamente, se puede intentar identificar un período del pasado en el que los valores de dióxido de carbono fueran tanto o más elevados que los actuales para ver cuáles son los valores de las variables climáticas en un mundo con un fuerte efecto invernadero (los llamados greenhouse worlds en inglés). Se cree que estas condiciones se han dado varias veces durante el Fanerozoico (los últimos 550 millones de años), la última de las cuales tuvo lugar probablemente durante la transición entre los períodos geológicos del Paleoceno y el Eoceno, hace unos 57 millones de años...

Ahora bien, eso es más bien un dicho que un hecho, ya que es muy difícil reconstruir los climas del pasado y, especialmente, de forma cuantitativa. Está bien saber que en el último período glaciar hacía más frío que ahora (su máximo tuvo lugar hace entre 18.000 y 24.000 años), pero es más útil averiguar en qué medida era mayor el frío en las diferentes zonas del planeta, ya que no todas ellas responden del mismo modo a los factores de cambio. Por ejemplo, una erupción volcánica en la zona ecuatorial puede contribuir al enfriamiento de los dos hemisferios de la Tierra por el efecto de los aerosoles que se forman y se dispersan por todas partes y reflejan la luz del Sol. Sin embargo, si la erupción tiene lugar en Islandia, en gran medida sólo afectará al hemisferio norte, puesto que, debido a la circulación atmosférica, los aerosoles volcánicos no llegarán al hemisferio sur. La reconstrucción paleoclimática cuantitativa es, de hecho, un campo de investigación muy reciente, que desde los años setenta se ha ido desarrollando rápidamente. Como los aparatos de medición de temperatura, h