1.1 > Los distintos componentes del sistema climático reaccionan a las perturbaciones a ritmos diferentes. El océano profundo, por ejemplo, es una causa importante de la lenta respuesta del clima. La zona coloreada en la escala superior representa el corto espacio de tiempo de una vida humana.

La inercia del clima

Como todos aprendimos en la escuela, los océanos del mundo son uno de los elementos más importantes del sistema climático global. Pero, ¿qué significa realmente «clima»? La diferencia entre tiempo y clima puede expresarse en una sola frase: «El clima es lo que se espera; el tiempo es lo que se obtiene». Esto revela una diferencia fundamental entre el tiempo y el clima. La investigación meteorológica se ocupa de la formación, el movimiento y la predicción de los elementos individuales del tiempo, como un determinado sistema de bajas presiones o un huracán. La investigación del clima, en cambio, se ocupa de la totalidad más amplia de los sistemas de bajas presiones y los huracanes, y se dedica a abordar cuestiones como cuántas tormentas o huracanes de latitud media se producirán el próximo año, o si serán más frecuentes o intensos en los próximos años como consecuencia del calentamiento global. Así, el término «tiempo» se refiere a los acontecimientos a corto plazo en la atmósfera, mientras que «clima» se refiere a períodos de tiempo más largos. Para describir el clima, por regla general, se utiliza como marco de referencia un periodo de 30 años. La gente percibe el cambio climático principalmente como cambios en las variables atmosféricas, por ejemplo, variaciones en la temperatura o las precipitaciones. En principio, debido a su dinámica caótica, la propia atmósfera puede generar muchos cambios climáticos naturales. Un ejemplo de ello es la oscilación del Atlántico Norte (NAO), que influye significativamente en el clima de partes de Europa y América del Norte. Se trata de una especie de fluctuación de presión entre la baja de Islandia y la alta de las Azores que determina la fuerza de los vientos invernales del oeste en el Atlántico Norte. Si éstos son fuertes, el resultado es un tiempo suave y lluvioso en Europa occidental; si son débiles, es seco y frío. Este tipo de oscilaciones naturales dificultan el reconocimiento de los cambios climáticos antropogénicos debidos a un mayor efecto invernadero.
La atmósfera no es un sistema aislado. Interactúa con otros componentes del sistema terrestre: los océanos, por ejemplo. Pero también está en contacto con la criosfera (hielo y nieve), la biosfera (animales y plantas), la pedosfera (suelo) y la litosfera (rocas). Todos estos elementos componen el sistema climático, cuyos componentes y procesos individuales están conectados y se influyen mutuamente de diversas maneras. 1.2 > El sistema climático, sus subsistemas y los procesos e interacciones relevantes.

La atmósfera no es un sistema aislado. Interactúa con otros componentes del sistema Tierra – los océanos, por ejemplo. Pero también está en contacto con la criosfera (hielo y nieve), la biosfera (animales y plantas), la pedosfera (suelo) y la litosfera (rocas). Todos estos elementos componen el sistema climático, cuyos componentes y procesos individuales están conectados y se influyen mutuamente de diversas maneras.

Información adicionalLa dificultad de detectar el cambio climático antropogénico

Todos estos componentes reaccionan al cambio a diferentes ritmos. La atmósfera se ajusta a las condiciones de la superficie de la Tierra, como la temperatura de los océanos o la capa de hielo, en unas pocas horas o días. Además, el tiempo es variable y sólo puede predecirse con unos días de antelación. De hecho, se ha demostrado que el límite teórico de la previsibilidad del tiempo es de unos 14 días. Sin embargo, las corrientes de las profundidades marinas necesitan varios siglos para reaccionar plenamente a los cambios de las condiciones límite, como las variaciones de la oscilación del Atlántico Norte, que provocan cambios de temperatura y precipitaciones en la superficie del mar y, por tanto, impulsan el movimiento a mayores profundidades. Una gran masa de hielo continental como la capa de hielo de la Antártida, como resultado del cambio climático, presumiblemente sufre cambios a lo largo de muchos milenios, y si no se toman medidas para contrarrestarlos, se derretirá gradualmente en esta escala de tiempo. La previsibilidad del clima se basa en las interacciones entre la atmósfera y los subsistemas climáticos más inertes, en particular los océanos. Dentro de este esquema, los distintos componentes del sistema climático se mueven a ritmos completamente diferentes. Los sistemas de baja presión pueden desplazarse cientos de kilómetros en cuestión de días. Las corrientes oceánicas, en cambio, suelen desplazarse a unos pocos metros por minuto. Además, los componentes individuales poseen diferentes conductividades térmicas y capacidades de calor. El agua, por ejemplo, almacena grandes cantidades de calor solar durante largos periodos de tiempo.
Los cambios climáticos pueden desencadenarse de dos maneras diferentes: por fuerzas internas y externas. Las fuerzas internas incluyen:

• Cambios en un solo componente climático, por ejemplo, una corriente oceánica anómala;
• Cambios en las interacciones entre diferentes componentes climáticos, por ejemplo, entre el océano y la atmósfera.

En comparación con éstos, los mecanismos externos a primera vista no parecen tener nada que ver con el sistema climático. Entre ellos se encuentran:

• La lentísima deriva de los continentes, que desplaza las masas de tierra hacia diferentes zonas climáticas a lo largo de millones de años;
• La intensidad cambiante de la radiación emitida por el sol. La energía de radiación del sol fluctúa con el tiempo y cambia las temperaturas en la Tierra;
• Las erupciones volcánicas, que inyectan cenizas y compuestos de azufre en la atmósfera, influyen en el balance de radiación de la Tierra y, por lo tanto, afectan al clima.

El dióxido de carbono y el efecto invernaderoLa atmósfera está cada vez más enriquecida en dióxido de carbono (CO2), o para ser más precisos, en dióxido de carbono y otros gases traza relevantes para el clima. En un principio, dejan pasar la radiación de onda corta entrante del sol. Esta energía se transforma en calor en la superficie de la Tierra y luego se emite de nuevo como radiación de onda larga. Los gases de la atmósfera, como los cristales de un invernadero, impiden que esta radiación de onda larga se escape al espacio, y la superficie de la Tierra se calienta.

Cómo el ser humano está cambiando el clima

El impacto del ser humano en el clima ha aumentado mucho en los últimos cien años. Liberamos a la atmósfera grandes cantidades de gases traza relevantes para el clima. Además del dióxido de carbono, estos gases traza incluyen el metano, el óxido nitroso (gas de la risa), los fluorocarbonos halogenados, los hidrocarburos perfluorados y el hexafluoruro de azufre. Pero el dióxido de carbono (CO2) es especialmente importante para el sistema climático de la Tierra porque su producción mundial es enorme. Se libera principalmente a través de la quema de combustibles fósiles (petróleo, gas natural y carbón) en las centrales eléctricas, los motores de los vehículos o en los sistemas de calefacción de los hogares. Sus niveles atmosféricos han aumentado hasta casi 390 partes por millón (ppm) en la actualidad, en comparación con el valor preindustrial de 280 ppm. Con este aumento, la temperatura también ha subido durante el siglo XX. Los cambios impulsados internamente en los océanos, como los cambios en la corriente del Golfo, también se producen en un plazo de décadas o de algunos siglos. Estos tienen una influencia decisiva en el clima y en la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, ya que están fuertemente implicados en los ciclos de masas globales, como el ciclo del carbono. Por ejemplo, el CO2 se disuelve fácilmente en el agua. Sin embargo, los océanos han absorbido aproximadamente la mitad de todo el dióxido de carbono producido por la quema de combustibles fósiles desde el comienzo de la revolución industrial, lo que ha dominado claramente las variaciones naturales. Por lo tanto, también se puede deducir de los océanos si el clima cambiará en el futuro y en qué medida. El clima cambiará muy lentamente en el futuro porque los océanos, con sus inmensos volúmenes de agua, reaccionan muy gradualmente al cambio. Por lo tanto, muchas de las consecuencias del cambio climático provocado por la actividad humana, aunque no todas, sólo serán perceptibles gradualmente. Algunas de estas consecuencias podrían ser, de hecho, irreversibles cuando se crucen ciertos umbrales. En algún momento ya no será posible, por ejemplo, detener el derretimiento completo de la capa de hielo de Groenlandia y la consiguiente subida de siete metros del nivel del mar. La posición del umbral, sin embargo, no se conoce con precisión. Pero una cosa es cierta: Incluso si la emisión de dióxido de carbono se estabilizara en los niveles actuales, no conduciría a una estabilización de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, porque el dióxido de carbono es extremadamente longevo y los sumideros de dióxido de carbono, principalmente los océanos, no lo absorben tan rápidamente como lo producimos.

La situación es diferente para los gases traza de vida corta como el metano (CH4). Si las emisiones de metano se estabilizaran al nivel actual, la concentración de metano en la atmósfera también se estabilizaría, porque el metano disminuye en la atmósfera aproximadamente al mismo ritmo que se emite. Para mantener la concentración de dióxido de carbono en un nivel determinado, las emisiones tienen que reducirse a una fracción de las cantidades actuales. 1.4 > Incluso si es posible reducir significativamente la emisión de gases de efecto invernadero, y de CO2 en particular, para finales de este siglo, el impacto seguirá siendo amplio. El CO2 tiene una larga vida y permanece en la atmósfera durante muchos siglos. Por ello, la temperatura de la Tierra seguirá aumentando unas décimas de grado durante un siglo o más. Como el calor penetra muy lentamente en las profundidades de los océanos, el agua también se expande lentamente y el nivel del mar seguirá subiendo gradualmente durante un largo periodo de tiempo. El deshielo de las grandes capas de hielo continentales de la Antártida y Groenlandia también es un proceso muy gradual. El agua de deshielo de éstas fluirá hacia el océano durante siglos o incluso milenios, haciendo que el nivel del mar siga subiendo. La figura ilustra el principio de estabilización a niveles arbitrarios de CO2 entre 450 y 1000 partes por millón (ppm), por lo que no muestra ninguna unidad en el eje de respuesta

Una catástrofe inminente

Mucho después de la estabilización de los niveles de dióxido de carbono, el clima seguirá cambiando debido a su inercia. Los modelos climáticos indican que la temperatura del aire cerca de la superficie aumentará durante al menos cien años. El nivel del mar seguirá subiendo durante varios siglos porque el agua del mar se expande lentamente como resultado del calentamiento gradual de las profundidades marinas, y porque las capas de hielo continentales del Ártico y del Antártico probablemente reaccionarán muy lentamente al calentamiento de la atmósfera, y los glaciares seguirán fundiéndose durante muchos milenios. Por tanto, pasará mucho tiempo antes de que el nivel del mar alcance un nuevo equilibrio. Pero los científicos también creen que es posible que, si el calentamiento es fuerte, la capa de hielo de Groenlandia se derrita completamente en este milenio y desaparezca en el océano. La capa de hielo podría llegar a romperse y caer en pedazos gigantescos al mar. Las enormes cantidades de agua dulce podrían provocar un cambio crítico en la circulación oceánica, por ejemplo, en la corriente del Golfo. En un escenario extremo, el nivel del mar podría subir más de un metro por siglo, y regionalmente aún más.
La inercia del sistema climático y el peligro de que la tendencia sea irreversible deberían ser razones suficientes para actuar con visión de futuro. Hay que tener siempre presente que los impactos del cambio climático que se pueden medir hoy en día no reflejan todavía el alcance total del cambio climático ya causado por el ser humano en el pasado. La humanidad no empezará a notarlos de forma acusada hasta dentro de unas décadas, pero tiene que actuar de inmediato.1.5 > Para llamar la atención sobre la amenaza del calentamiento global, el gobierno de la República de Maldivas celebró una reunión en el fondo del mar en otoño de 2009, justo antes de la cumbre de Copenhague.