La huella humana en el calentamiento global

En la ciencia sólo hay una cosa mejor que las mediciones empíricas hechas en el mundo real, y esa es múltiples mediciones independientes que apuntan todas al mismo resulado. Hay muchas líneas de evidencia empírica que detectan la huella humana en el calentamiento global:

La huella humana en el dióxido de carbono atmosférico

Que el aumento de dióxido de carbono está causado por las emisiones humanas de CO2 debería ser obvio al comparar los niveles de CO2 con las emisiones de CO2:

Figura 1: niveles de CO2 (línea verde - Law Dome, East Antarctica y línea azul - Mauna Loa, Hawaii) y emisiones cumulativas de CO2 en gigatoneladas de CO2 (línea roja - CDIAC).

Los análisis de los tipos de carbono que se encuentran en el aire confirman que el aumento de los niveles de dióxido de carbono se deben a la actividad humana. El átomo del carbono tiene varios isótopos diferentes (diferente número de neutrones). El carbono 12 tiene 6 neutrones, el carbono 13 tiene 7 neutrones. Las plantas tienen una proporción C13/C12 menor que la atmósfera. Si el aumento del CO2 atmosférico procediese de los combustibles fósiles, el ratio C13/C12 de la atmósfera debería estar descendiendo. Efectivamente, esto es lo que está ocurriendo (Ghosh 2003) y la tendencia guarda correlación con la tendencia de emisiones globales:

Figura 2: emisiones globales anuales de CO2 de la quema de combustibles fósiles y de la fabricación de cemento en GtC año^–1 (negro), promedio anual del ratio C13C/C12 medido en el CO2 atmósférico en Mauna Loa desde 1981 a 2002 (rojo) (IPCC AR4).

Otra confirmación procede de las mediciones de los niveles de oxígeno en la atmósfera. Cuando se queman combustibles fósiles, el carbono de los combustibles fósiles se junta con el oxígeno creando dióxido de carbono. A medida que aumenta el CO₂ en la atmósfera, el oxígeno desciende. Las observaciones muestran que los niveles de oxígeno están descendiendo a una velocidad consistente con la quema de combustibles fósiles.

Figura 3: concentraciones de CO2 de Mauna Loa, Hawaii (negro) y Baring Head, Nueva Zelanda (azul). In el cuadrante inferior derecho están las mediciones de oxígeno atmosférico (O2) de Alert, Canada (rosa) y Cape Grim, Australia (azul cian) (IPCC IE4 2.3.1 adaptado de Manning 2006).

La huella humana en el aumento del efecto invernadero

Los satélites miden la radiación infrarroja que escapa al espacio exterior. Una comparación entre los datos de satélite de 1970 a 1996 encontró que ha disminuido la energía que escapa al espacio en las longitudes de onda absorbidas por los gases de efecto invernadero (Harries 2001). De este modo, el estudio encontró "evidencia experimental directa de un aumento significativo en el efecto invernadero de la Tierra". Este resultado ha sido confirmado por datos más recientes de diferentes satélites (Griggs 2004, Chen 2007).

Figura 4: cambio en el espectro de 1970 a 1996 debido a gases traza. 'Brightness temperature' indica la temperatura equivalente de un cuerpo negro (Harries 2001).

El hecho de que se reduce el calor que escapa al espacio exterior se ha confirmado con mediciones en superficie que encuentran más radiación infrarroja volviendo a la tierra. Varios estudios han encontrado que esto se debe a un aumento del efecto invernadero (Philipona 2004, Wang 2009). Un análisis de datos de alta resolución espectral permite a los científicos atribuir cuantitativamente el aumento en la radiación descendente a cada uno de los diversos gases de efecto invernadero (Evans 2006). Los resultados llevan a los autores a concluir que "estos datos experimentales deberían finalizar definitivamente los argumentos de los escépticos de que no hay evidencia experimental de la conexión entre los aumentos en los gases de efecto invernadero en la atmósfera y el calentamiento global."

Figura 5: espectro de la radiación de los gases de invernadero medida en superficie. El efecto invernadero del vapor de agua está filtrado, mostrando las contribuciones de los demás gases de efecto invernadero (Evans 2006).

La huella humana en las tendencias de temperatura

Otra huella humana puede encontrarse mirando las tendencias de temperatura en las diferentes capas de la atmósfera. Los modelos climáticos predicen que más dióxido de carbono debería cusar calentamiento en la troposfera pero enfriamiento en la estratosfera. Esto se debe a que el aumento del efecto "manta" en la troposfera retiene más calor dentro, permitiendo que menos calor alcance la estratosfera. Esto se da en contraposición al efecto esperado si el calentamiento global estuviera causado por el sol, que habría provocado un calentamiento tanto en la troposfera como en la estratosfera. Lo que observamos tanto con satélites como con globos meteorológicos es un enfriamiento de la estratosfera y un calentamiento de la troposfera, consistente con el calentamiento del dióxido de carbono:

Figura 6: (A) Cambio en la temperatura de la baja troposfera, observado por satélites (UAH, RSS) y globos meteorológicos (HadAT2 y RATPAC), relativo al periodo 1979 a 1997, suavizado con una media móvil de siete meses. Erupciones volcánicas significativas indicadas por las líneas azules punteadas (Karl 2006).

Si el calentamiento estuviera causado por un aumento del efecto invernadero, cabría esperar que las noches se calentaran más rápido que los días. Esto se debe a que el efecto invernadero opera durante el día y la noche. Y, a la inversa, si el calentamiento global estuviera causado por el sol, cabría esperar que la tendencia de calentamiento fuera mayor en las temperaturas diurnas. Lo que observamos es un descenso en las noches frías mayor que de días fríos, y un aumento de noches cálidas mayor que el de días cálidos (Alexander 2006). Lo cual es consistente con el calentamiento por efecto invernadero.

Figura 7: tendencias observadas (días por década) de 1951 a 2003 en días y noches fríos y cálidos. Se define frío como en el 10% inferior, y cálido como el 10 % mayor. Las líneas naranjas muestran la tendencia decadal (IPCC IE4 FAQ 3.3 adaptada de Alexander 2006).

Translation by Jesús Rosino. View original English version.