El pasado, presente y futuro del cambio climático

Problema climático: reemplazar la tecnología de combustibles fósiles que está remodelando el clima sigue siendo una tarea enorme

 (The Economist) A principios del siglo 19 Joseph Fourier, un pionero francés en el estudio del calor, mostró que la atmósfera mantiene a la Tierra más caliente de lo que sería si se expone directamente al espacio exterior. En 1860, John Tyndall, un físico irlandés, descubrió que la clave de este calentamiento radicaba en una propiedad interesante de algunos gases atmosféricos, incluido el dióxido de carbono. Eran transparentes a la luz visible pero absorbían la radiación infrarroja, lo que significaba que dejaban entrar la luz solar pero impedían que saliera el calor. A comienzos del siglo XX, Svante Arrhenius, un químico sueco, especulaba que los bajos niveles de dióxido de carbono podrían haber causado las glaciaciones, y que el uso industrial del carbón podría calentar el planeta.

Lo que nadie previó fue qué tan rápido y qué tan lejos crecería el uso de combustibles fósiles. En 1900, la quema deliberada de combustibles fósiles, casi en su totalidad, en ese momento, carbón, produjo alrededor de 2.000 millones de toneladas de dióxido de carbono. Para 1950, las emisiones industriales eran tres veces más. Hoy están cerca de 20 veces más.

Esa explosión del uso de combustibles fósiles es inseparable de todo lo que hizo que el siglo XX sea único en la historia de la humanidad. Además de proporcionar un acceso sin precedentes a la energía para la fabricación, la calefacción y el transporte, los combustibles fósiles también hicieron que casi todos los demás recursos de la Tierra fueran mucho más accesibles. Los explosivos a base de nitrógeno y los fertilizantes que alimentan los combustibles fósiles transformaron la minería, la guerra y la agricultura en forma barata y abundante. Las refinerías de petróleo vertieron las materias primas para plásticos. Los bosques se encontraron con la motosierra.

En ningún siglo anterior la población humana se había duplicado. En el siglo XX, casi se duplicó dos veces. En ningún siglo anterior el PIB mundial se había duplicado. En el siglo 20 se duplicó cuatro veces y algo más.

Un apéndice de un informe preparado por el Comité Asesor de Ciencias Presidenciales de Estados Unidos en 1965 marca la primera vez que los políticos se enteraron directamente del probable impacto climático de todo esto. En la primera mitad del siglo, los científicos creían que casi todo el dióxido de carbono emitido por la industria sería absorbido por los océanos. Pero Roger Revelle, un oceanógrafo, había demostrado en la década de 1950 que este no era el caso. También había instituido esfuerzos para medir los cambios anuales en el nivel de dióxido de carbono de la atmósfera. Para 1965 estaba claro que aumentaba constantemente.

El resumen de lo que significó ese aumento, novedoso cuando se envió al presidente, ahora es familiar. El carbono almacenado en la corteza durante cientos de millones de años fue liberado en unas pocas generaciones; Si no se hiciera nada, las temperaturas y el nivel del mar aumentarían hasta un punto sin paralelo histórico. Su respuesta sugerida parece más extraña: billones de pelotas de ping-pong en la superficie del océano podrían reflejar más los rayos del sol, proporcionando un efecto refrescante.

La gran diferencia entre 1965 y ahora, sin embargo, es lo que entonces era una predicción peculiar. Ahora es una situación aguda. En 1965 el nivel de dióxido de carbono era de 320 partes por millón (ppm); sin precedentes, pero solo 40 ppm por encima de lo que había sido dos siglos antes. Las siguientes 40 ppm tomaron solo tres décadas. Las 40 ppm después de eso tomaron solo dos. El nivel de dióxido de carbono es ahora de 408 ppm y sigue aumentando en 2 ppm por año.

Los registros de atmósferas antiguas proporcionan un contexto desconcertante para este ascenso precipitado. Arrhenius tenía razón en su hipótesis de que gran parte de la diferencia de temperatura entre las edades de hielo y los «interglaciales» cálidos que los separaban se reducía a dióxido de carbono. La evidencia de los núcleos de hielo antárticos muestra que los dos subieron y bajaron juntos durante cientos de miles de años. En los interglaciales, el nivel de dióxido de carbono es 1.45 veces mayor que en las profundidades de una edad de hielo. El nivel de hoy es 1.45 veces mayor que el de un interglacial típico. En términos del efecto invernadero del dióxido de carbono, el mundo de hoy ya está tan lejos del siglo 18 como el siglo 18 estaba de la edad de hielo.

No toda la diferencia de temperatura entre los interglaciales y las glaciaciones se debió al dióxido de carbono. El reflejo de la luz solar por las capas de hielo expandidas se sumó al enfriamiento, al igual que la sequedad de la atmósfera. Pero los núcleos de hielo dejan en claro que lo que el mundo está viendo es un cambio repentino y dramático en el parámetro fundamental del clima del planeta. La última vez que la Tierra tuvo un nivel de dióxido de carbono similar al de hoy, fue en promedio alrededor de 3 ° C más cálido. Las colinas de Groenlandia eran verdes. Partes de la Antártida estaban bordeadas de bosques. El agua ahora congelada sobre esos paisajes estaba en los océanos, proporcionando niveles del mar 20 metros más altos que los de hoy.

Ping-pong ding-dong

No hay evidencia de que el presidente Lyndon Johnson leyó el informe de 1965. Ciertamente no actuó al respecto. La idea de cambiar deliberadamente la reflectividad de la Tierra, ya sea con pelotas de ping-pong o por otros medios, era descabellada. La idea de que los combustibles en los que se basaban las economías de Estados Unidos y del mundo deberían ser eliminados habría parecido aún más. Y en aquel entonces, no había pruebas concluyentes de que los humanos estuvieran calentando la Tierra.

La prueba tomó tiempo. El dióxido de carbono no es el único gas de efecto invernadero. El metano y el óxido nitroso también atrapan el calor. Lo mismo ocurre con el vapor de agua, que amplifica los efectos de los demás. Debido a que el calor impulsa la evaporación, un mundo calentado por dióxido de carbono tendrá una atmósfera más húmeda, lo que lo hará aún más cálido. Pero el vapor de agua también se condensa en nubes, algunas de las cuales enfrían el mundo y otras lo calientan aún más. Entonces y ahora, las complejidades de tales procesos hacen que la precisión sobre la cantidad de calentamiento esperada para un determinado nivel de dióxido de carbono sea inalcanzable.

Abundan otras complejidades. La quema de combustibles fósiles libera partículas lo suficientemente pequeñas como para flotar en el aire, así como el dióxido de carbono. Estos «aerosoles» calientan la atmósfera, pero también sombrean y, por lo tanto, enfrían la superficie debajo; En las décadas de 1960 y 1970, algunos pensaron que su poder de enfriamiento podría dominar los efectos de calentamiento del dióxido de carbono. Las erupciones volcánicas también producen aerosoles de enfriamiento superficial, cuyos efectos pueden ser globales; el brillo del sol también varía con el tiempo de manera sutil. E incluso sin tales «forzamientos» externos, la dinámica interna del clima cambiará el calor entre los océanos y la atmósfera en varias escalas temporales. Los cambios más conocidos, los eventos de El Niño vistos algunas veces en una década, se muestran en la temperatura media de la superficie del mundo en su conjunto.

Estas complejidades significaron que, durante un tiempo, hubo dudas sobre el efecto invernadero, que el lobby de los combustibles fósiles fomentó deliberadamente. No hay duda legítima hoy. Cada década desde la década de 1970 ha sido más cálida que la anterior, lo que descarta las variaciones naturales. Es posible comparar modelos climáticos que solo representan los forzamientos naturales del siglo XX con aquellos que también tienen en cuenta las actividades humanas. Los efectos de la industria no son estadísticamente significativos hasta la década de 1980. Ahora son indiscutibles.

En la Cumbre de la Tierra en Río de Janeiro en 1992, alrededor del tiempo en que el efecto humano sobre el clima se hacía claramente discernible, las naciones del mundo firmaron la Convención Marco de las naciones Unidas sobre el Cambio Climático ( CMNUCC ). Al hacerlo, prometieron «evitar la interferencia antropogénica peligrosa con el sistema climático».

Desde entonces, los humanos han emitido 765 mil millones de toneladas más de dióxido de carbono; los años 2010 han sido, en promedio, unos 0.5 °C más calientes que los años ochenta. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático ( IPCC ) estima que la temperatura media de la superficie está ahora 1 °C por encima de lo que era en el mundo preindustrial, y aumentó en aproximadamente 0.2 °C por década. En latitudes medias y altas del norte, y en algunos otros lugares, ya se ha producido un calentamiento de 1.5 °C o más; Gran parte del Ártico ha visto más de 3 °C .

La cifra de 1.5 °C es importante debido al acuerdo de París, firmado por las partes en la CMNUCC en 2015. Ese acuerdo agregó objetivos al objetivo original de prevenir la «interferencia peligrosa» en el clima: los firmantes prometieron mantener «bien el calentamiento global» por debajo de «2 °C por encima de las temperaturas preindustriales y hacer» esfuerzos para limitar el aumento de temperatura a 1.5 °C «.

Ni 1.5 °C ni 2 °C tienen un significado particular fuera de estos compromisos. Ninguno de los dos marca un umbral más allá del cual el mundo se vuelve inhabitable, o un punto de inflexión sin retorno. Por el contrario, no son límites por debajo de los cuales el cambio climático no tiene efectos nocivos. Debe haber umbrales y puntos de inflexión en un mundo en calentamiento. Pero no se entienden lo suficiente como para asociarse con aumentos específicos de la temperatura media.

En su mayor parte, el calentamiento perjudicial hará que los eventos climáticos extremos sean más frecuentes y / o más intensos, cambie los patrones de lluvia y sequía, altere los ecosistemas y eleve el nivel del mar; simplemente aumenta a medida que aumenta el calentamiento. Y su costo global bien podría ser tan grande que las calamidades individuales agregan poco.

En la actualidad, el calentamiento adicional es seguro, independientemente de lo que haga el mundo con respecto a sus emisiones. Esto se debe en parte a que, al igual que una olla de agua en una encimera toma tiempo para hervir cuando se enciende el gas de abajo, la temperatura media del mundo está tomando tiempo para responder al calentamiento impuesto por el cielo de arriba. También es porque lo que importa es la cantidad total de gases de efecto invernadero en la atmósfera, no la velocidad a la que aumenta. La reducción de las emisiones anuales simplemente reduce la velocidad a la que el efecto de calentamiento del cielo se vuelve más fuerte; El calentamiento de la superficie no llega a su fin hasta que el nivel de gases de efecto invernadero ya no aumente en absoluto. Si el calentamiento debe mantenerse a 1.5 °C, eso debe ocurrir alrededor de 2050; si se va a mantener muy por debajo de los 2 °C, en el mejor de los casos hay un par de décadas más para jugar.

Revolución en reversa

Por lo tanto, en su forma más simple, el desafío de supertanker en U del siglo XXI: Revertir el aumento de 20 veces en las emisiones que el siglo XX puso en marcha, y hacerlo al doble de la velocidad. Reemplazar todo lo que quema gas, carbón o petróleo para calentar una casa o conducir un generador o girar una rueda. Reconstrucción de todas las aceras; remodelar las obras de cemento; reciclar o reemplazar los plásticos; transformando granjas en todos los continentes. Y hacerlo todo mientras se expande la economía lo suficiente como para satisfacer las necesidades y los deseos de una población que bien podría ser la mitad más grande, para 2100, de lo que es hoy.

Los “modelos de evaluación integrados”, que combinan dinámicas económicas con supuestos sobre el clima, sugieren que llegar a cero emisiones para 2050 significa reducir a la mitad las emisiones actuales para 2030. Ninguna nación está en camino de hacerlo. Las promesas nacionales hechas en el momento del acuerdo de París, de cumplirse, verían emisiones globales en 2030 aproximadamente equivalentes a las actuales. Incluso si las emisiones disminuyen posteriormente, eso sugiere una buena probabilidad de alcanzar los 3 °C.

Algunos países ya emiten menos de la mitad de dióxido de carbono que el promedio mundial. Pero son países donde muchas personas desean desesperadamente más energía, transporte y recursos que los combustibles fósiles han proporcionado a las naciones más ricas durante el siglo pasado. Algunas de esas naciones más ricas ahora se han comprometido a unirse a los emisores bajos. Gran Bretaña ha legislado para recortes masivos en las emisiones para 2050. Pero el hecho de que la legislación exija algo no significa que sucederá. E incluso si lo hiciera, a nivel mundial seguiría siendo una pequeña contribución.

Este es uno de los problemas de tratar de detener el calentamiento mediante políticas de emisión. Si reduce las emisiones y nadie más lo hace, enfrenta aproximadamente el mismo riesgo climático que antes. Si todos los demás reducen y usted no, obtendrá casi tanto beneficio como lo hubiera hecho si se hubiera unido. Es un problema de acción colectiva que solo empeora a medida que la mitigación se vuelve más ambiciosa.

Además, los costos y beneficios son radicalmente inciertos y están distribuidos de manera desigual. La mayor parte del beneficio de reducir el cambio climático seguramente será sentido por las personas en los países en desarrollo; La mayor parte del costo de los recortes de emisiones se hará sentir en otros lugares. Y la mayoría de los beneficios se acumularán no hoy, sino en 50 o 100 años.

Por lo tanto, es apropiado que el desarrollo reciente más sorprendente en la política climática sea el aumento del activismo entre los jóvenes. Para las personas nacidas, como la mayoría de los líderes actuales del mundo, mucho antes de 1980, la segunda mitad del siglo XXI parece en gran medida hipotética. Para las personas nacidas después del 2000, como Greta Thunberg, una activista sueca, y otras 2.600 millones, parece ser la mitad de sus vidas. Esto da peso moral a sus demandas de que se cumplan los objetivos de París, con las emisiones reducidas a la mitad para 2030. Pero la creencia de que esto se puede lograr a través de una afluencia masiva de «voluntad política» subestima gravemente el desafío.

Es cierto que, después de un auge espectacular en las instalaciones de energía renovable, la electricidad del viento y del sol ahora representa el 7% de la generación total del mundo. El precio de tales instalaciones ha caído; ahora son a menudo más baratos que la capacidad de generación de combustibles fósiles, aunque la capacidad de almacenamiento y las modificaciones en la red pueden reducir esa ventaja a nivel de todo el sistema eléctrico.

Un paso para reducir a la mitad las emisiones para 2030 sería aumentar la generación de electricidad renovable hasta la mitad del total. Esto significaría un aumento de cinco a diez veces en la capacidad. La expansión de la hidroelectricidad y la energía nuclear reduciría el desafío de todos esos kilómetros cuadrados de paneles solares y millones de molinos de viento. Pero una mayor demanda lo aumentaría. El año pasado, la demanda mundial de electricidad aumentó un 3,7%. Once años de tal crecimiento verían la demanda en 2030 la mitad de nuevo que la demanda en 2018. Toda esa nueva capacidad tendría que estar libre de combustibles fósiles.

Y la electricidad es la parte fácil. Las emisiones de las plantas generadoras son menos del 40% de todas las emisiones industriales. El progreso en la reducción de emisiones de los procesos industriales y el transporte es mucho menos avanzado. Solo el 0.5% de los vehículos del mundo son eléctricos, según Bloomberg N E F , una firma de investigación. Si eso aumentara al 50% sin aumentar las emisiones, la producción de electricidad libre de combustibles fósiles tendría que aumentar aún más.

La inversión necesaria para lograr todo esto no tendría precedentes. Lo mismo haría el daño a sectores de la economía fósil. Según Carbon Tracker, un grupo de expertos, más de la mitad del dinero que las grandes compañías petroleras planean gastar en nuevos campos no tendría valor en un mundo que redujo a la mitad las emisiones para 2030. Las implicaciones se extienden a la geopolítica. Un mundo en el que el precio del petróleo ya no es de interés es uno muy diferente al del siglo pasado.

Postergando para mañana

La dislocación a tal escala podría llevarse a cabo si un asteroide grande en una trayectoria fija se devastara a América del Norte el 1 de enero de 2031. Es mucho más difícil imaginar cuándo las víctimas son menos identificables y los daños son menos seguros desde el punto de vista cósmico, incluso si finalmente resultan ser comparables en escala. Al darse cuenta de esto, los negociadores climáticos del mundo, en la última década, cada vez más dependen de la idea de «emisiones negativas». En lugar de no poner dióxido de carbono en la atmósfera, colóquelo y sáquelo más tarde. Al evocar emisiones negativas cada vez más grandes más adelante en el siglo, es posible aceptar un pico más tardío y una reducción más lenta al tiempo que se puede decir que terminará dentro del límite de 1.5 °C o 2 °C

Desafortunadamente, no existen tecnologías capaces de generar emisiones negativas de miles de millones de toneladas al año a precios razonables durante décadas. Sin embargo, hay ideas sobre cómo podrían crearse. Una de las preferidas por los modelistas consiste en primero en cultivar plantas, que absorben el dióxido de carbono atmosférico a través de la fotosíntesis y luego las queman en las centrales eléctricas que almacenan el dióxido de carbono que producen bajo tierra. Un problema superable es que todavía no existen tales sistemas a escala. Una mucho más difícil es que la cantidad de tierra requerida para cultivar todos esos cultivos energéticos sería enorme.

Esto abre un dilema. Dado que la reducción de las emisiones parece segura de no entregar lo suficientemente rápido, parecería estúpido no hacer un esfuerzo serio para desarrollar mejores formas de lograr emisiones negativas. Pero cuanto mejor parezca la I+D de las emisiones negativas, mayor será el impulso para la pronta reducción de las emisiones. Algo similar se aplica para una respuesta potencial más radical, la geoingeniería solar, que al igual que las pelotas de ping-pong de 1965 reflejaría la luz solar de vuelta al espacio antes de que pudiera calentar la Tierra. Los investigadores que piensan en esto enfatizan que debe usarse para reducir el daño del dióxido de carbono ya emitido, no como una excusa para emitir más. Pero la tentación estaría allí.

Incluso si el mundo estuviera haciendo lo suficiente para limitar el calentamiento a 2 °C, aún sería necesario adaptarse. Muchas comunidades ni siquiera están bien adaptadas al clima actual. La adaptación es de alguna manera una política mucho más fácil de seguir que la reducción de emisiones. Pero tiene desventajas. Se vuelve más difícil a medida que las cosas empeoran. Tiene una fuerte tendencia a ser reactivo. Y es más fácil de lograr por aquellos con recursos; Las personas marginadas y excluidas, que el IPCC considera que son las más afectadas por el cambio climático, tienen la menor capacidad de adaptación. También puede ser víctima del problema del «riesgo moral» que encuentran las emisiones negativas y la geoingeniería solar.

Nada de esto significa que la adaptación no valga la pena. Es vital, y las naciones desarrolladas, desarrolladas gracias a los combustibles fósiles, tienen el deber de ayudar a sus contrapartes más pobres a lograrlo, un deber reconocido en París, si todavía no se cumplía. Pero no estabilizará el clima que los humanos han desestabilizado en su crecimiento global acelerado. Y no detendrá todo el sufrimiento que traerá la inestabilidad. ■

(Traducción realizada por Sustainability.es )