martes, 14 de enero de 2014

Escenarios de emisiones de CO2 para el análisis del cambio climático: Contextualizando el resultado de las previsiones

El impacto a largo plazo de las emisiones de CO2 sobre el sistema climático, debido al largo tiempo de residencia del CO2 en el sistema climático,  depende del valor acumulado de dichas emisiones, y no de la trayectoria seguida por esas emisiones (si bien la trayectoria puede tener implicaciones a corto plazo, pero son los impactos a medio-largo plazo los de mayor calado).

Los modelos climáticos, validados con el análisis de la evolución histórica, son la única herramienta de la que disponemos para proyectar al futuro el impacto de distintas opciones en la evolución de la interacción del ser humano con el sistema climático, es decir, para analizar el abanico de opciones por el que puede evolucionar el sistema climático, así como la magnitud del cambio climático que cabe esperar en cada caso y sus correspondientes impactos.

De estos análisis sobre la potencial evolución del sistema climático (periódicamente agrupados y documentados por el IPCC desde 1990 en sus 5 informes), principalmente nos fijamos en los efectos: cambio de temperatura, incremento del nivel del mar, modificación del régimen de precipitaciones, evolución de los fenómenos meteorológicos extremos (sequías, inundaciones, ciclones), … Pero, al analizar y comparar entre sí estos resultados, a menudo olvidamos que los efectos están directamente relacionados con las causas (escenarios de emisiones por lo que se refiere a la componente antropogénica) que actúan como entradas en los modelos climáticos, y este es un elemento fundamental a la hora de valorar la información sobre los efectos que nos proporcionan dichos modelos.

Desde que se inició el uso de modelos climáticos para evaluar las posibles evoluciones del sistema climático en respuesta al impacto antropogénico, se han empleado escenarios de emisiones muy distintos. Por tanto, hay que ser cuidadosos al comparar los resultados (efectos sobre el sistema climático) arrojados por distintas simulaciones climáticas, tanto por el hecho de que los modelos climáticos evolucionan a lo largo del tiempo (mayor resolución, mayor cantidad de procesos físicos incorporados), como por el hecho de que las entradas en estos modelos (escenarios de emisiones por lo que respecta al impacto antropogénico) pueden diferir significativamente.

Así mismo, al evaluar las previsiones de cambio climático arrojadas por los modelos, conviene cuestionarse también si los escenarios de emisiones con los que se alimentaron los modelos incluyen todas las posibilidades de cómo se puede desplegar el futuro. En efecto, en el caso de que existan opciones de cómo se puede desplegar el futuro que conduzcan a unas emisiones significativamente superiores a las recogidas por los escenarios de emisiones empleados, evidentemente los efectos sobre el sistema climático que nos muestran informes como los del IPCC pueden infravalorar los impactos climáticos que podrían desplegarse en el futuro. A esta infravaloración hay que añadirle la infravaloración actualmente implícita en los modelos climáticos por la limitación de los mecanismos de realimentación lenta que incorporan, así como del ritmo al que estos se pueden desatar en base a la elevada (sin precedentes) tasa de  forzamiento del sistema climático originado por las emisiones antropogénicas.

El último informe del IPCC (AR5) que se ha empezado a distribuir a finales del 2013 y que se completará a lo largo del 2014, está basado en resultados obtenidos a partir de simulaciones realizadas con escenarios de emisiones distintos (tanto a nivel filosófico como cuantitativamente) a los empleados en los anteriores informes del IPCC. Los escenarios de emisiones empleados en el AR5 son los denominados RCP (Representative Concentration Pathways), desarrollados en el año 2007, que principalmente son 4 escenarios caracterizados por el forzamiento radiativo (en W/m2) que producen en el año 2100 (RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 y RCP8.5). En la Figura-1 reproducimos las emisiones acumuladas de combustibles fósiles correspondientes a estos escenarios hasta el año 2100. Incluimos también como referencia en la Figura-1 el valor límite (según J.Hansen y coautores en su publicación dediciembre del 2013 ) de las emisiones acumuladas de combustibles fósiles para tener garantías de estabilizar el sistema climático dentro del rango experimentado en el Holoceno, y por tanto evitar desencadenar procesos de realimentación lenta que conduzcan a efectos con gran impacto tanto sobre el ser humano y su sociedad como sobre otras especias del planeta.

La primera conclusión que podemos sacar de la Figura-1 es que TODOS los escenarios de emisiones considerados para el AR5 del IPCC conducen a unas emisiones acumuladas procedentes de combustibles fósiles superiores a las máximas que recomiendan en Hansen et. al .


Figura-1: Emisiones acumuladas de carbono procedente de combustibles fósiles para los 4 escenarios RCP en los que se basan los resultados del AR5. Incluimos también el límite de emisiones acumuladas de carbono procedente de combustibles fósiles que nos podemos permitir si queremos mantener el sistema climático dentro del rango experimentado durante el Holoceno en el que se ha desarrollado la especie humana, su sociedad, y la mayoría del resto de especies que habitan actualmente el planeta (según Hansenet al.).

Por lo que respecta al límite superior, en la Figura-2 añadimos el valor de las emisiones acumuladas que resultarían si mantuviéramos durante todo el periodo una tasa de crecimiento de las emisiones igual a la tasa media de crecimiento que hemos experimentado en el periodo 2000 – 2012. Es de observar que en este periodo de tiempo hay bastantes países que han atravesado una crisis económico-financiera importante, con la consiguiente contracción de la demanda de energía, y que por tanto, la tasa de crecimiento de las emisiones en este periodo de tiempo podría incluso haber sido superior. Así mismo, de cara al futuro, cabría esperar que porcentajes crecientes de la población del planeta se incorporaran al modelo de desarrollo que con tanto ahínco llevamos promocionando como única opción durante los últimos 50 años en los autodenominados países desarrollados, motivo por el que también podríamos esperar mayores tasas de crecimiento de las emisiones que las experimentadas en el periodo 2000- 2012.

Como podemos observar, TODOS los escenarios empleados en el AR5 conducen a unas emisiones acumuladas en el año 2100 considerablemente inferiores a las que corresponderían a mantener la tasa de crecimiento de las emisiones igual al valor medio que tuvo en el periodo 2000 – 2012. El escenario del AR5 con mayores emisiones (RCP8.5) conduce a unas emisiones acumuladas en el año 2100 que son tan solo un 42% de las correspondientes a mantener la tasa de crecimiento del periodo 2000 – 2012!!
En base a estos resultados cabe cuestionarse si la peor de las ‘fotos’ que nos presenta el AR5 sobre cómo puede desplegarse el cambio climático no resulta más que conservadora, pudiendo esperar impactos significativamente superiores a los peores impactos mostrados en el AR5.



Figura-2: Emisiones acumuladas de carbono procedente de combustibles fósiles para los 4 escenarios RCP en los que se basan los resultados del AR5. Incluimos también el límite de emisiones acumuladas de carbono procedente de combustibles fósiles que nos podemos permitir si queremos mantener el sistema climático dentro del rango experimentado durante el Holoceno en el que se ha desarrollado la especie humana, su sociedad, y la mayoría del resto de especies que habitan actualmente el planeta (según Hansenet al.), así como la trayectoria de emisiones acumuladas que seguiríamos si la tasa de crecimiento de emisiones se mantuviera en todo el periodo igual a la experimentada en el periodo 2000 – 2012.

Pero aún es más, si comparamos los escenarios de emisiones del AR5 (Figura-3) con lo que podría ser la cota superior de los recursos fósiles disponibles en el planeta (post anterior sobre combustibles fósiles no convencionales  vemos cómo todos los escenarios de emisiones empleados en el AR5, e incluso el escenario de emisiones correspondiente a mantener la misma tasa de crecimiento que durante el periodo 2000 – 2012, conducen a unas emisiones acumuladas en el año 2100 que son tan solo una pequeña fracción de las que podrían llegar a producirse si se quemaran todos los recursos fósiles disponibles. ¿Y tenemos algún argumento racional para suponer que la codicia e irresponsabilidad humanas no nos conducirán a eventualmente llegar a quemar gran parte de las reservas de combustibles fósiles disponibles? Yo, sinceramente, creo que por ahora no tenemos nada que nos permita respaldar la hipótesis de que no vamos a terminar quemando gran parte de las reservas disponibles, y por tanto, las emisiones acumuladas cabe esperar que sigan creciendo de forma importante a partir del 2100, y con ellas la magnitud del cambio climático que estamos provocando.



Figura-3: Emisiones acumuladas de carbono procedente de combustibles fósiles para los 4 escenarios RCP en los que se basan los resultados del AR5. Incluimos también el límite de emisiones acumuladas de carbono procedente de combustibles fósiles que nos podemos permitir si queremos mantener el sistema climático dentro del rango experimentado durante el Holoceno en el que se ha desarrollado la especie humana, su sociedad, y la mayoría del resto de especies que habitan actualmente el planeta (según Hansenet al.), así como la trayectoria de emisiones acumuladas que seguiríamos si la tasa de crecimiento de emisiones se mantuviera en todo el periodo igual a la experimentada en el periodo 2000 – 2012, y la cota superior de los recursosfósiles disponibles.


Algunos de los estudios climáticos desarrollados durante estos últimos años han mirado más allí del año 2100, motivo por el cual se desarrollaron extensiones de los escenarios RCP, denominadas ECPs (Extended Concentration Pathways). En la Figura-4 recogemos estos ECP junto a sus correspondientes RCPs y la evolución histórica. Como podemos observar, incluso en la mayoría de estos ECPs, las emisiones acumuladas siguen creciendo significativamente a partir del 2100, y con ellas la magnitud del cambio climático desatado. Sin embargo, la saturación mostrada en el peor de los ECPs (ECP8.5) tiene difícil justificación en base a la evolución BAU que conocemos hasta ahora, y se queda en un valor total de emisiones acumuladas del orden de una quinta parte de los recursos fósiles disponibles, por lo que cabe pensar que en ausencia de un cambio radical en la actitud de la especie humana, resulta excesivamente conservador y se deja fuera del abanico considerado lo que sería una evolución tendencial en base a lo que venimos haciendo hasta hora. Con todo, el AR5 no recoge prácticamente ningún resultado correspondiente a los escenarios extendidos (ECPs), y menos hasta el año 2500 y más allí (los impactos de estas emisiones acumuladas se prolongarían significativamente más allí del año 2500 como consecuencia de las inercias del sistema climático).


Figura-4: Escenarios de emisiones en los que se basan los resultados del AR5 (RCPs) así como sus extensiones hasta el año 2500 (ECPs)


Los dos anteriores informes del IPCC (AR4 en 2007 y TAR en 2001) emplearon otros escenarios de emisiones distintos a los RCPs.  En concreto, los escenarios de emisiones que se emplearon para alimentar las simulaciones en cuyos resultados se basaban los TAR y AR4 fueron los SRES (Special Report on Emissions Scenarios). En la Figura-5 recogemos las emisiones acumuladas correspondientes a algunos de estos escenarios.


Figura-5: Escenarios de emisiones acumuladas correspondientes a los escenarios SRES empleados para alimentar los modelos que produjeron los resultados documentados en los informes TAR (AR3) y AR4 del IPCC.


Para completar la foto sobre escenarios de emisiones vamos a añadir un par de escenarios adicionales. Por un lado, la Figura-6 recoge los escenarios correspondientes al informe Energy[r]evolution, A sustainable energy outlook del Greenpeace Internacional (4th edition, 2012), mostrando tanto el propio escenario de energy [r]evolution, como el escenario de referencia BAU procedente de la IEA.



Figura-6: Escenarios de emisiones acumuladas de CO2 procedentes de combustibles fósiles para los casos considerados en el informe Energy [r]evolution, A sustainable energyoutlook del Greenpeace Internacional (4th edition, 2012).


Por otro lado, vamos a considerar los escenarios de transición desarrollados en el informe Energía 3.0. Estos son escenarios de estabilización que conducen a anular las emisiones en el año 2050 siguiendo distintas trayectorias, y por tanto conduciendo a distintos valores de las emisiones acumuladas. La Figura-7 recoge las trayectorias de emisiones per cápita correspondientes a los tres escenarios de transición considerados (retrasado, lineal y responsable).



Figura-7: Trayectorias de emisiones per cápita correspondientes a los tres escenarios de transición considerados en el estudio Energía 3.0.


El alcance geográfico del estudio Energía 3.0 es la España peninsular. Con el fin de compararlo con el resto de escenarios globales, vamos a aplicar las emisiones per cápita mostradas en la Figura-7 al escenario de evolución de la población mundial empleado en Energy [r]evolution, que procede de la IEA. Por tanto, estos escenarios corresponden a la situación hipotética de implementar de forma instantánea hoy criterios de justicia social, de tal forma que el conjunto de la población mundial se encuentre en las mismas condiciones energéticas que España, así como a la adopción global de un firme compromiso para establecer trayectorias de transición conducentes a eliminar las emisiones de CO2 en el año 2050. Ambas hipótesis (justicia social y adopción de un compromiso firme de reducción de emisiones para el año 2050) se encuentran sin duda MUY alejadas de la forma de proceder de la especie humana hasta la fecha, pero creo que su consideración nos proporciona una foto útil al describirnos cómo podría desplegarse el futuro en el caso de que consiguiéramos plasmar estos dos compromisos tan deseables (algún día nos haremos mayores, ¿no?).

Evidentemente, la incorporación de condiciones de justicia y equidad social es mucho más compleja que esta simple aproximación, pero de alguna manera y a pesar de su sencillez, esta simple aproximación incorpora ya alguno de los elementos de compromiso necesarios en el proceso de establecer justicia social en lo que se refiere al cambio climático: El trueque de la responsabilidad histórica (los países ‘desarrollados’ tendrían unas emisiones acumuladas superiores) por el apoyo económico y tecnológico para conducir al resto de la población a las mismas condiciones de partida y para implementar a partir de este punto la transición energética.

Los resultados aparecen recogidos en la Figura-8. Como podemos observar, en todos los casos, incluso al seguir una trayectoria de transición responsable, nos conducirían a unas emisiones acumuladas superiores a las que nos podríamos permitir (400 GtC) para tener garantías de estabilizar el sistema climático dentro del rango en el que ha evolucionado durante el Holoceno.

El mensaje, para mí, está bien claro: Los autodenominados países ‘desarrollados’ deberían haber iniciado la transición hacia la sostenibilidad siguiendo una trayectoria responsable hace ya varias décadas, con el fin de demostrar, hacer viable, facilitar y acompañar al resto países en este proceso de transición, bajo un contexto asumible de justicia social, y manteniendo garantías de limitar el forzamiento sobre el sistema climático en valores que evitaran desencadenar impactos de grandes proporciones.  La codicia e incompetencia de estos países ‘desarrollados’ ha puesto al conjunto de la sociedad humana (presente y futura) y a muchas otras especies del planeta realmente contra las cuerdas de la supervivencia.

Realmente resulta preocupante que incluso la adopción hoy mismo y a nivel global de una estrategia de transición responsable, manteniendo criterios de justicia social (que son un prerrequisito para el éxito de cualquier estrategia de transición no traumática a nivel global) ya no fuera capaz de mantenernos por debajo del límite de emisiones acumuladas que no deberíamos sobrepasar… Desde luego, cada vez queda menos lugar para mantener viva la llama de la esperanza…



Figura-8: Escenarios de emisiones acumuladas de CO2 correspondientes a trasladar las emisiones per cápita de los tres escenarios de transición desarrollados en Energía 3.0 (http://www.revolucionenergetica.es/ ) al conjunto de la población mundial.


Para terminar, en las Figuras 9 y 10, presentamos una comparativa directa entre todos estos escenarios de emisiones acumuladas, lo cual permite facilitar la interpretación y comparativa entre los resultados obtenidos por los análisis basados en los distintos escenarios de emisiones. La Figura-9 recoge la comparativa hasta el año 2050, mientras que la Figura-10 extiende la comparativa hasta el año 2100.



Figura-9: Comparativa hasta el año 2050 de las emisiones acumuladas de CO2 procedente de combustibles fósiles para distintos escenarios: RCPs del IPCC AR5, SRES de los IPCC TAR y AR4, energy [r]evolution  y Energía 3.0 extrapolado al conjunto del Planeta.



Figura-10: Comparativa hasta el año 2100 de las emisiones acumuladas de CO2 procedente de combustibles fósiles para distintos escenarios: RCPs del IPCC AR5, SRES de los IPCC TAR y AR4, energy [r]evolution y Energía 3.0 extrapolado al conjunto del Planeta.


Algunos aspectos que resulta interesante observar en estas figuras:
  • Respecto al límite inferior de emisiones acumuladas, tal y como ya hemos comentado anteriormente, todos los escenarios proporcionan ya en el año 2050 unas emisiones superiores al límite superior que nos podemos permitir según Hansen et al. (400 GtC). Por tanto, TODOS estos escenarios conducirían a una situación no deseable donde la perturbación antropogénica sobre el sistema climático podría desencadenar impactos con importantes repercusiones.
  • Respecto al límite superior de emisiones acumuladas, tal y como ya hemos comentado anteriormente, TODOS los escenarios proporcionan en el año 2100 unas emisiones acumuladas significativamente inferiores a las que corresponderían a mantener el ritmo global de incremento de emisiones experimentado en el periodo 2000 – 2012 (5300 GtC), y tremendamente inferiores al límite superior dado por la disponibilidad de recursos de combustiblesfósiles en el Planeta (26200 GtC). Por tanto, la realidad del cambio climático puede desplegarse de forma significativamente más desfavorable a los resultados mostrados por los escenarios de mayores emisiones (como el RCP8.5 del IPCC AR5) si seguimos por la senda tendencial poniendo de manifiesto nuestra limitada capacidad de evolución.
  • La gran coincidencia entre el escenario responsable del Energía 3.0 extrapolado a la población mundial y el escenario del energy[r]evolution, si bien el correspondiente al estudio Energía 3.0 ya se encuentra estabilizado en 2050, mientras que el energy[r]evolution seguiría incrementando las emisiones acumuladas a partir de esta fecha.
  • El escenario responsable del Energía 3.0 supone en el año 2100 unas emisiones acumuladas del orden del 84% de las del escenario RCP2.6, el de menores emisiones considerado en el IPCC AR5.
  • El escenario de transición lineal del Energía 3.0, en el año 2050 es comparable a los escenarios intermedios del RCP y del SRES, pero estos últimos siguen creciendo mientras que el Energía 3.0 se estabiliza en 2050, de tal forma que en el año 2100 el escenario lineal del Energía 3.0 supone unas emisiones acumuladas que son un 75% de las del RCP4.5 del IPCC AR5, y un 54% de las del RCP6.0 del IPCC AR5.
  • El escenario de transición retrasada del Energía 3.0, en el año 2050 supone unas emisiones superiores a las de todos los otros escenarios, aunque en línea (un 93%) con las emisiones correspondientes al escenario correspondiente a mantener durante todo el periodo la misma tasa de incremento de las emisiones globales experimentada en el periodo 2000 – 2012, de lo que podemos concluir que la introducción de criterios de justicia social retrasando el inicio global dela transición (pero completándola en el año 2050) es equivalente a mantener un BAU con la misma tasa de incremento de emisiones de la última década. Ciertamente también da que pensar…
  • Sin embargo, las emisiones del escenario de transición retrasada del Energía 3.0 se estabiliza a partir del año 2050 (transición completada), mientras que la mayoría de los otros escenarios (todos menos el RCP2.6) siguen incrementando sus emisiones acumuladas, de tal forma que en el año 2100 las emisiones acumuladas del escenario de transición retrasada del Energía 3.0 son del mismo orden que las emisiones del RCP4.5. Sin embargo, el RCP4.5 sigue creciendo (en forma del ECP4.5) a partir del año 2100, y en el año 2300 el escenario de transición retrasada del Energía 3.0 tiene unas emisiones acumuladas que son el 75% de las del ECP4.5.
  • El escenario de mayores emisiones considerado en el IPCC AR5 (RCP8.5) tiene en el año 2100 unas emisiones acumuladas que son del orden (95%) de las del SRES A1F1 del IPCC AR4.


La gran mayoría de escenarios nos conducen en el año 2100 y posteriores a unas emisiones acumuladas MUY superiores a las máximas que nos podemos permitir para tener garantías de que la interferencia antropogénica con el sistema climático no desencadene cambios que nos conduzcan a un mundo radicalmente distinto al que hemos conocido nosotros y la mayoría de especies que habitan el Planeta. ¿Tendremos la capacidad de cambiar lo que, a juzgar por los escenarios y por nuestra actitud como especie hasta la fecha, parece nuestro destino? Hasta ahora, ciertamente no hay muchas señales que permitan ser muy optimistas, pero como dice el dicho, la esperanza es lo último que se pierde

sábado, 4 de enero de 2014

El termómetro cumple 290 años: El principal testigo del cambio climático y su origen antropogénico

En este 2014 se cumplirán 290 años desde que en 1724 Daniel Gabriel Fahrenheit estableciera la escala de temperaturas que todavía hoy lleva su nombre, e iniciara la producción de termómetros precisos de mercurio, marcando de alguna forma lo que podríamos entender como el inicio de la era instrumental en la medida de temperaturas (si bien existen referencias anteriores de diversas aproximaciones para caracterizar el estado térmico de la materia). La escala Fahrenheit sigue todavía hoy siendo la escala oficial de temperaturas en EEUU y algunos otros países. En 1742, 18 años después, Anders Celsius propuso la predecesora de la actual escala de temperaturas Celsius, que es en la actualidad la escala de temperaturas empleada en la mayoría de países.

El termómetro y la proliferación de la medida de temperatura por el Planeta han tenido una gran importancia en la detección y consenso sobre el cambio climático de origen antropogénico que estamos desencadenando en las últimas décadas. En efecto, el termómetro ha constituido la ‘prueba del algodón’ para establecer estas conclusiones, al mismo tiempo que ha permitido el calibrado de los modelos climáticos para reforzar su capacidad y fiabilidad de reproducir cómo se puede desplegar el futuro bajo distintos escenarios.

La elevada inercia del sistema climático (debida principalmente a inercia térmica del océano, el tiempo requerido por las placas de hielo para responder al calentamiento global y el largo tiempo de permanencia del CO2 procedente de la combustión fósil en atmósfera, océano y biosfera), dificultan la percepción en la escala temporal humana del cambio climático de origen antropogénico y sus consecuencias, pues la gran mayoría de los efectos de las emisiones ya liberadas a la atmósfera tardará muchos años en manifestarse.

Por tanto, el disponer de la capacidad de medir con suficiente precisión la evolución de la temperatura media superficial ha constituido uno de los elementos fundamentales para alcanzar consenso sobre el hecho de que la actividad del hombre está ocasionando un cambio climático de elevada magnitud.

Este registro instrumental de temperaturas, nos ha permitido por un lado constatar la elevada tasa de crecimiento de la temperatura media superficial a lo largo de las últimas décadas (Figura-1), que es lo que se ha dado en denominar el  gráfico del ‘hockey stick’ por el parecido con un palo de hockey, lo cual se evidencia todavía más al incorporar la representación de estimaciones de temperatura en periodos anteriores a la existencia del termómetro (Figura-2), obtenidas mediante proxies con otras variables como el ancho de anillos de árboles, medidas de temperatura en pozos, y medidas de concentraciones relativas de isótopos de oxígeno en muestras de perforaciones en placas de hielo o sedimentos marinos. Estas estimaciones indirectas de la temperatura a partir de la medida de otras variables (proxy), tienen una incertidumbre muy superior a las medidas directas mediante termómetro, pero nos permiten hacernos una idea de la evolución del clima más allí de la época en que el termómetro empezó a estar asequible (paleoclimatología).


Figura-1: Evolución de las medidas de temperatura desde 1850, en la base de datos de medidas disponible. Notar la falta de cobertura en los polos y en África. a) Anomalía de temperatura respecto al promedio en 1961 – 1990; b) Cambio de temperatura entre 1901 y 2012. Referencia: AR5 del IPCC: WG-I, Climate Change2013: The Physical Science Basis, Summary for Policy Makers, 9/2013.



Figura-2: Evolución de la temperatura media superficial, complementando las medidas instrumentales (termómetros) disponibles desde mediados del S.XIX con medidas indirectas obtenidas por distintos métodos. Anomalías de temperatura respecto al promedio den el periodo 1881 – 1980. Referencia: AR5 del IPCC: WG-I, Climate Change 2013: The Physical Science Basis,  9/2013


Dado que el parámetro comúnmente más empleado para caracterizar la evolución del sistema climático es la temperatura media superficial, además de disponer del termómetro, es preciso extender su uso al conjunto de la superficie de la tierra para poder sacar un promedio representativo del conjunto del Planeta. Por este motivo, el registro de medida instrumental de la temperatura media superficial del planeta no se extiende estos 290 años transcurridos desde que disponemos del termómetro moderno, sino a lo largo de los últimos 170 años. La base de datos de medidas de temperatura actualmente disponible es muy amplia, y cubre ya una gran proporción de la superficie del Planeta, pero todavía hay regiones que no disponen de suficientes medidas, lo cual puede afectar a la caracterización de la temperatura media del Planeta que obtenemos a partir de las estaciones de medida disponibles.

De hecho, un artículo del 10/2013 (Coverage bias in theHadCRUT4 temperature record (Kevin Cowtan and Robert Way)) apunta al hecho de que la temperatura media superficial ha crecido más en los últimos años de lo que indican los datos correspondientes a las bases de datos de medidas disponibles, como consecuencia de que las bases de datos de medidas de temperatura disponibles (específicamente la HadCRUT4) no cubren el total de la superficie terrestre (en concreto cubren el 84%), y las regiones sin medidas no se encuentran uniformemente distribuidas por el Planeta, sino que se concentran en los polos y África (Figura-1).

Corrigiendo la base de datos con un método híbrido que se apoya en la información satelital disponible para complementar las medidas en superficie disponibles, Cowan & Way llegan a la conclusión de que la tasa de cambio de temperatura desde 1997 es 2.5 ves superior a la que se deriva al emplear exclusivamente la base de datos de medidas en tierra disponibles (Figura-3).


Figura-3: Incremento de la tasa de crecimiento de la temperatura media superficial durante las últimas dos décadas al corregir la base de datos de las medidas de temperatura disponibles con información de temperaturas obtenida a partir de medidas realizadas por satélites. Referencia: (Coverage bias in the HadCRUT4 temperature record (Kevin Cowtan and Robert Way): (http://skepticalscience.com/open_access_cw2013_update.html))


La medida de temperaturas para caracterizar la evolución de la temperatura media superficial nos muestra cómo a lo largo de las últimas décadas se ha producido un rápido incremento de esta temperatura media (Figura-1), pero si bien esta elevada tasa de crecimiento es sospechosa, pero no permite por sí misma concluir el origen antropogénico de este cambio del sistema climático.

Lo que en una analogía ’policíaca’ o ‘western’ se ha dado en llamar la ‘smoking gun’ del cambio climático, es decir, la prueba de la autoría antropogénica del ‘crimen’ climático, es la comparación de este registro de temperaturas con las previsiones que proporcionan los modelos climáticos de cómo hubiera tenido que evolucionar la temperatura media superficial a lo largo de las últimas décadas  al incluir u omitir los forzamientos climáticos de origen antropogénico como entradas en los modelos climáticos. La Figura-4 procedente del AR5 del IPCC muestra una de las versiones más actualizadas de esta ‘smoking gun’, tanto a nivel global como para distintas regiones del Planeta.

La línea negra en los gráficos de la Figura-4 representa los resultados de la evolución de la temperatura media procedente de la base de datos de medida de temperatura (HadCRUT4), mientras que la línea roja (junto a su banda de incertidumbre definida por la región sombreada naranja) muestran los resultados que arrojan los modelos climáticos al simular la evolución del sistema climático sometido al conjunto de forzamientos (tanto los naturales como los de origen antropogénico) experimentados por el sistema climático en este periodo histórico.

Como podemos observar, los resultados de los modelos aproximan bien la evolución real de las temperaturas caracterizadas por las medidas en la red de estaciones distribuida por el Planeta, capturando correctamente ese incremento de temperatura que se manifiesta de forma más contundente a partir de 1960 – 1970.

Esta concordancia entre los resultados de los modelos climáticos al excitarlos con los forzamientos climáticos históricos y las medidas de temperatura en este periodo, es lo que proporciona confidencia para emplear los modelos climáticos con el fin de pronosticar la evolución futura del sistema climático bajo distintos escenarios de forzamiento (asociado a distintos escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero), y constituye otra aportación muy importante del termómetro.

En efecto, el termómetro nos ha permitido realizar este ‘calibrado’ de los modelos climáticos con la evolución real del sistema climático en el periodo durante el cual disponemos de medidas, proporcionándonos seguridad sobre nuestra capacidad de predecir la evolución futura del clima bajo distintos contextos de inferencia antropogénica, lo cual es la base necesaria para fundamentar las decisiones de cómo debemos modificar nuestra interacción con el sistema climático a fin de garantizar que evitemos desencadenar cambios climáticos con repercusiones negativas sobre la sociedad humana y sobre el resto de habitantes del Planeta.

La línea azul (historicalNat) en los gráficos de la Figura-4, recoge los resultados de los modelos climáticos al excitarlos con los forzamientos climáticos de origen natural (variaciones de la irradiación solar, erupciones volcánicas,…) que han tenido lugar a lo largo del periodo histórico durante el cual disponemos de medidas de temperatura. Por tanto, los forzamientos empleados sobre el sistema climático en estas simulaciones, excluyen los correspondientes a la actividad antropogénica, y son los que habría habido en el planeta Tierra si la especie humana no estuviera presente, de tal forma que los resultados de los modelos climáticos reproducen en este caso cómo hubiera tenido que evolucionar el sistema climático si la especie humana no hubiera andado por aquí este último siglo y medio.

Como podemos observar en la Figura-4, los resultados que arrojan los modelos climáticos para la evolución del sistema climático en una Tierra sin especie humana durante el último siglo y medio divergen de las medidas de temperatura durante este periodo de tiempo, especialmente a partir de 1960 – 1970, así como de los resultados de las simulaciones con esos mismos modelos climáticos al incorporar el forzamiento climático de origen antropogénico (línea roja): Esto constituye la ‘smoking gun’, o prueba definitiva de que el cambio climático que ya estamos viéndose manifestar a lo largo de las últimas décadas tiene su origen en la actividad de la especie humana (emisiones de gases de efecto invernadero), y que la tasa de cambio que estamos implementando es muy superior a lo que hubiera correspondido a la evolución ‘natural’ del sistema climático.

A pesar de lo contundentes que son los resultados de la Figura-4, debemos tener presente que lo que estamos midiendo como manifestación del cambio climático en esta figura (variación de la temperatura media superficial), es tan solo una pequeña parte (del orden del 10%) del desequilibrio que ya hemos introducido en el sistema climático, pues la mayor parte del desequilibrio climático de origen antropogénico ha sido temporalmente absorbido por la elevada inercia del sistema climático (especialmente los océanos), de tal forma que sus consecuencias se irán materializando a lo largo de los próximos siglos (aunque dejáramos de emitir gases de efecto invernadero de forma radical).


Figura-4: Comparativa entre las medidas de la temperatura media superficial entre 1870 y 2012 (HadCRUT4; curva negra), y las previsiones de los modelos climáticos para este mismo periodo de tiempo al incorporar el forzamiento climático de origen antropogénico (historical; curva roja), y al considerar tan solo los forzamientos naturales, es decir, sin tener en cuenta el forzamiento de origen antropogénico (historicalNat; curva azul). Las tres figuras de la fila  superior muestran los valores globales (total, tierra y océano). Las seis figuras de la segunda y tercera filas muestran los valores para 6 regiones distintas del Planeta. La última figura muestra los valores para la región Antártica. Las temperaturas se muestran como anomalías respecto al valor medio del periodo 1880 – 1919 para todas las figuras, excepto para la última correspondiente a la región Antártica, en que se muestra la anomalía respecto al periodo  1950 – 2010. Las líneas rojas y azul muestran los valores medios de los resultados obtenidos con los distintos modelos climáticos empleados en los CMIP3 y CMIP5 (CMIP = Coupled Model Intercomparison Project), y se encuentran rodeados respectivamente por unas bandas (naranja para la línea roja y azul para la línea azul) que muestran la incertidumbre (rango de probabilidad entre el 5% y el 95%) estimada a partir de la población de resultados definida por los distintos modelos climáticos. Referencia: AR5 del IPCC: WG-I, Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Summary for Policy Makers, 9/2013.

Ya en 1992, durante la Convención marco sobre Cambio Climático, se produjo de forma oficial el reconocimiento internacional por parte de la mayoría de países de que la combustión de los recursos fósiles significaba una grave amenaza para el sistema climático. Han pasado ya 22 años y la sociedad todavía no ha sido capaz de elegir gestores políticos con capacidad de articular estrategias que permitan resolver el problema: Lejos de esto, el problema ha ido empeorando de forma muy significativa con el tiempo, haciendo cada vez más complejo el abordar su solución:  En efecto, la estabilización del sistema climático hubiera requerido reducciones de las emisiones del 2.1%/año si se hubieran iniciado inmediatamente después del reconocimiento oficial de esta realidad (en 1995), reducciones de las emisiones del 3.5%/año si se hubieran iniciado 10 años después (en 2005), y reducciones de las emisiones de más del 6%/año si iniciamos ahora (año 2014) una actuación global encaminada a evitar un cambio climático de consecuencias muy negativas. Estas tasas crecientes del requerimiento de reducción de emisiones complican de forma exponencial el llegar a implementar el cambio necesario para evitar desencadenar un cambio climático con impacto de grandes proporciones.

Pero lejos de iniciar esta transición, nuestros gobiernos e industria van en dirección totalmente opuesta, apresurándose en expandir el usode combustibles fósiles (perforaciones en el ártico, desarrollo de combustibles fósiles no convencionales,...).

Todavía es posible acometer la transición necesaria hacia una economía libre de carbono, pero para ello es preciso que el sistema social evolucione y madure rápidamente, pasando por un punto de inflexión respecto a la actitud que ha mantenido hasta ahora, para tomar las riendas de su futuro (aunque sea en el último instante), articulando los mecanismos de respuesta rápida disponibles (Energía 3.0).

El protocolo de Kyoto (1997) ha sido hasta la fecha el único intento a escala global de abordar esta grave problemática, y su carácter descafeinado, la falta de medidas concretas y dirigidas a objetivos, y la limitada participación a nivel internacional ha resultado totalmente ineficaz para invertir la tendencia de unas emisiones crecientes con el tiempo. Este es sin duda un fracaso personal de los políticos que han estado gestionando nuestra sociedad durante estos últimos 22 años, pero en última instancia es un fracaso de la sociedad para organizarse mediante gestores competentes.

Quedan ahora un par de años para la COP 21 (París, 12/2015) en la que se pretende negociar un nuevo tratado climático que sustituya al protocolo de Kyoto. Un par de años para que la sociedad tome conciencia de la gran importancia del problema climático y coloque a gestores competentes en los puestos de decisión/negociación. Dos años son realmente MUY poco tiempo para implementar los cambios necesarios teniendo en cuenta las inercias de nuestro sistema social y político. Así mismo, la ausencia de alternativas claras a las generaciones de políticos incapaces que nos han gestionado a lo largo de estas últimas décadas arroja poca esperanza sobre nuestra capacidad de materializar los cambios necesarios.

Todavía está fresca la frustración e impotencia de la COP15 en Copenhagen (año 2009), donde una importante articulación de la sociedad civil fue incapaz de hacer que los representantes políticos trascendieran su incompetencia crónica. Pero el sistema social (y por ende el sistema político) son sistemas altamente NO lineales, por lo que siempre cabe la posibilidad de que se articulen mecanismos de cambio rápido que permitan cristalizar una evolución y maduración mucho más rápida que la tendencial, y por tanto sigue habiendo espacio para la esperanza. Desde ya estamos asistiendo a iniciativas de las sociedad civil buscando caminos para articular estos procesos de cambio (por ejemplo esta campaña recientemente lanzada por Aavaz: ‘24 meses para salvar el mundo’.

El termómetro ya ha hecho todo lo que podía, aportando contribuciones fundamentales para la identificación del problema del cambio climático. Pero para resolver el problema es preciso que la sociedad humana adopte una posición activa:

¿estaremos nosotros como sociedad civil a la altura del desafío que el termómetro nos ha evidenciado?


Ciertamente, lo que no podremos es decir a las generaciones futuras es que no lo sabíamos...

lunes, 30 de diciembre de 2013

Recursos fósiles no convencionales: ¿superando los límites de irresponsabilidad, egoísmo y especulación climáticas?


A lo largo del próximo año (2014), al ritmo actual de emisiones (del orden de 10 GtC/año), ya habremos superado el límite (400 GtC) de emisiones de carbono acumuladas (durante la era industrial )  procedentes de combustibles fósiles que nos podemos permitir si queremos mantener el sistema climático dentro del rango en el cual ha permanecido a lo largo del Holoceno, época geológica en la que se han desarrollado y se encuentran adaptadas  la especie humana y sus sistemas social y económico, así como la mayoría de especies que actualmente habitan la Tierra.

Así de contundentes son las conclusiones del reciente artículo de James Hansen y otros 17 colegas que comentábamos en un post anterior. Notar que el artículo habla de un límite de 500 GtC de emisiones acumuladas procedentes de combustibles fósiles, pero esta cifra va ligada a la hipótesis de que se realice una reforestación masiva equivalente a la fijación de 100 GtC en la biosfera y el suelo, lo cual parece MUY alejado del contexto actual en el que seguimos deforestando a un ritmo de 1 GtC/año.

En este contexto, ciertamente no parece que plantearse la explotación de reservas de combustibles fósiles ADICIONALES sea en absoluto lo más inteligente ni adecuado desde la perspectiva del conjunto de la sociedad, sino más bien otro movimiento especulador de aquellos que juegan con los recursos ajenos.

Desde la perspectiva social, todos los esfuerzos y recursos deberían estar alineándose para establecer una rápida transición hacia la descarbonización de nuestros sistemas energético y económico.

Pero la realidad es, bien lejos de esta situación, que el grueso de los recursos, movilizados por los mismos intereses que nos han conducido a la situación actual de casi-colapso climático, se alinean con la explotación de recursos fósiles adicionales, los denominados combustibles fósiles no convencionales (gas de esquisto - shale gas y arenas bituminosas - oil sands), cuyo destino final en el contexto de desarrollo especulativo actual será incrementar la cantidad de carbono fósil liberado a la atmósfera, porque supongo que todos tenemos claro que si se explotan estos recursos es para quemarlos, que es lo que permitirá amortizar las inversiones especulativas realizadas para su extracción.

En efecto, un breve recorrido por noticias energéticas actuales no dejan demasiado lugar para las dudas de hacia donde se están alineando los recursos:


Y si echamos un vistazo (Figura-1) a las reservas y recursos recuperables de los distintos combustibles fósiles, convencionales y no convencionales, en términos de sus correspondientes emisiones de carbono a la atmósfera, y los comparamos con las emisiones acumuladas hasta el año 2012 asociadas al uso de combustibles fósiles (384 GtC), rápidamente podemos ver la enorme irresponsabilidad que supone el explotar los combustibles no convencionales.

En efecto, si 400 GtC es el límite de emisiones acumuladas de carbono que nos podemos permitir para no sacar el sistema climático del contexto en el que ha evolucionado durante el Holoceno y que nos permite tener garantías de que no se desencadenarán procesos climáticos irreversibles de realimentación lenta que modificarían radicalmente las condiciones del planta Tierra, embarcarse en la explotación de los combustibles fósiles no convencionales equivale a desencadenar un proceso en el que las emisiones potenciales podrían llegar a superar las 26000 GtC (algunas de las estimaciones sobre el recursos recuperable de shale gas llegan a alcanzar las 15000 GtC), un valor más de 65 veces superior al límite máximo que nos podemos permitir, lo cual, a la vista de lo que ya conocemos sobre el sistema climático constituye un acto de egoísmo e irresponsabilidad extremo.


Figura-1: Estimación de reservas (rentables de extraer a los precios actuales) y recursos (potencialmente recuperables con precios mayores de la energía y/o tecnologías de extracción más avanzadas) mundiales de recursos fósiles, convencionales (petróleo, gas natural, carbón) y no convencionales (arenas bituminosas – oil sands y gas de esquisto – shale gas), en términos de las correspondientes emisiones de carbono a la atmósfera asociadas a su uso, y comparadas con las emisiones hasta la fecha (color violeta) de los recursos fósiles convencionales. Referencia: ‘Assessing ‘‘DangerousClimate Change’’: Required Reduction of Carbon Emissions to Protect YoungPeople, Future Generations and Nature’, Hansen J. et al., 12/2013

Al comparar en la Figura-1 las emisiones fósiles de combustibles convencionales ya realizadas hasta el año 2012 (barras violeta) con las emisiones potenciales si nos embarcamos en la explotación de los combustibles fósiles no convencionales, vemos que las emisiones ya materializadas constituyen tan solo un 1.4% de  las emisiones potenciales si dejamos que el especulativo sistema económico actual se asiente en la senda de explotación de los combustibles fósiles no convencionales.

En este contexto, y teniendo en cuenta que las emisiones fósiles materializadas hasta la fecha ya han llevado al sistema climático hasta el límite de lo tolerable antes de desencadenar impactos irreversibles que modifiquen radicalmente las condiciones en el planeta Tierra, resulta evidente que la crisis hacia a que vamos de cabeza (si no articulamos muy rápidamente la transición hacia la descarbonización), no es una crisis de peak (es decir, de alcanzar un pico en producción de combustibles fósiles que produzca una divergencia entre las curvas de producción y de demanda), como algun@s  no han dejado de augurar insistentemente, sino una crisis climática de consecuencias devastadoras cuyos efectos se van a prolongar en el tiempo durante milenios, y que van a poner en jaque (mate) a la humanidad y resto de especies que actualmente habitan el planeta Tierra: Vamos, que tanto la actual crisis económico-financiera como el eventual peak-oil (si tuviera ocasión de materializarse),  palidecen al lado de la crisis climática que vamos camino de desencadenar si no empezamos a actuar inmediatamente de forma responsable en materializar la transición hacia una economía libre de carbono.

Otro elemento muy importante en el que conviene que fijemos nuestra atención en la Figura-1 son las reservas y recursos de carbón, que alanzan valores del orden de 800 GtC y 10000 GtC respectivamente. Por tanto, incluso descartando el aprovechamiento de los recursos fósiles no convencionales, si no procedemos a descarbonizar urgentemente nuestra economía (combustibles líquidos equivalentes a los que actualmente obtenemos del petróleo también se pueden obtener a partir del carbón, con una huella de carbono superior), desencadenaremos la crisis climática.

En este contexto, cabe preguntarse si los combustibles fósiles no convencionales podrían desempeñar algún papel positivo en el proceso de transición, dado que en algunos casos las emisiones equivalentes de la unidad de energía útil proporcionada pueden ser inferiores a las correspondientes en caso de obtener esa energía útil a partir del carbón. Para que pudiéramos considerar esta opción, deben darse, a mi entender, varias condiciones:

  •  La existencia de un control social directo sobre la explotación de los combustibles fósiles no convencionales, a fin de evitar que los procesos especulativos en los que actualmente se apoya nuestro sistema económico conduzcan a la eventual liberación en el sistema climático el total de carbón correspondiente a las reservas o recursos disponibles. Y cuando hablo de control social me refiero a un control social extendido que también supere la actual inmadurez del sistema social para capturar los intereses del conjunto de la sociedad actual y futura: En efecto, la liberación de estas cantidades de carbono en el sistema atmosférico tendría consecuencias de muy gran calado sobre las posibilidades e impactos que tendrían las futuras generaciones, pues sus efectos se prolongarían durante milenios, y por tanto la sociedad actual no está moralmente capacitada para decidir unilateralmente sobre la conveniencia o modo de explotar estos recursos, y es menester incorporar en el proceso de decisión y control los intereses de las sociedades futuras. Este control social debería garantizar que la explotación de los recursos fósiles no convencionales tuviera un impacto neto positivo sobre el proceso de transición, atenuando por tanto las emisiones acumuladas hasta completar dicha transición. Esto, entre otras cosas, implica que el coste económico  por unidad de energía útil proporcionada por estos recursos fósiles no renovables sería significativamente superior al obtenido por el actual sistema económico especulativo que externaliza todas estas consideraciones, puesto que la producción de unidades de energía útil se encontraría intrínsecamente limitada por debajo de la máxima producción para una inversión dada en explotación del recurso.
  • Emisiones de carbono por unidad de energía útil significativamente inferiores a las de los recursos fósiles convencionales, teniendo en cuenta el conjunto del ciclo de vida de la producción de los combustibles fósiles no convencionales. Es de resaltar la relativa opacidad con la que normalmente se manejan las emisiones equivalentes de los combustibles fósiles no convencionales al no incorporar el conjunto de su ciclo de vida: las emisiones por unidad de energía útil del shale gas y de las oil sands no son las del gas natural o petróleo respectivamente, sino superiores, como consecuencia del resto de emisiones en las que es necesario incurrir para obtener estos combustibles más allí de las correspondientes a quemar el producto final.
  • La inexistencia de otros impactos adicionales asociados a los procedimientos de extracción de los combustibles fósiles no convencionales (contaminación de acuíferos, producción de actividad sísmica,…).

Varias de estas condiciones están actualmente muy lejos de estar establecidas, y por tanto en mi opinión la sociedad no debería permitir que se desencadenara la explotación de los combustibles fósiles no convencionales en el contexto especulativo actual.

E incluso si estas condiciones se dieran, sería preciso llevar un paso más allí las consideraciones de justicia social para enmarcar el contexto en el que los combustibles fósiles no convencionales deberían explotarse. 

En efecto, la responsabilidad social de la situación límite hasta la que hemos conducido al sistema climático, es decir, de las emisiones acumuladas  ya materializadas de 384 GtC hasta el 2012, que dejaban un colchón de tan solo 16 GtC adicionales para alcanzar el límite de 400 GtC (que a un ritmo de prácticamente 10 GtC/año alcanzaríamos ya a mediados del año 2014), se reparte de forma MUY dispar entre los distintos países. Las Figuras-2 y 3 recogen los balances de emisiones acumuladas hasta el año 2012, tanto en términos absolutos como per cápita, y nos muestran de forma MUY clara cuál es la asignación de responsabilidades de haber conducido al sistema climático hasta la condición límite actual, y por tanto dónde debería encontrarse también concentrada la responsabilidad de guiar y liderar el camino de la transición hacia un sistema energético y económico descarbonizados.

Observando estos resultados, y en concreto la Figura-3 que detalla las emisiones acumuladas per cápita, realmente resulta difícil de entender que países como EEUU o Canadá se encuentren actualmente (¡a finales del año 2013!) liderando la explotación de los combustibles fósiles no convencionales, y que países como los de la UE (y especialmente España) sigan escabullendo de forma escandalosa sus responsabilidades para guiar y facilitar el camino de la transición hacia economías y sistemas energéticos libres de carbono.



Figura-2: Emisiones de carbono acumuladas absolutas en el periodo 1751 – 2012  por países/ regiones. Referencia: ‘Assessing ‘‘Dangerous Climate Change’’: Required Reduction of Carbon Emissionsto Protect Young People, Future Generations and Nature’, Hansen J. et al., 12/2013



Figura-3: Emisiones de carbono acumuladas per cápita en el periodo 1751 – 2012  por países/ regiones. Referencia: ‘Assessing ‘‘Dangerous Climate Change’’: Required Reduction of Carbon Emissionsto Protect Young People, Future Generations and Nature’, Hansen J. et al., 12/2013


Realmente resulta alucinante el estado de inmadurez implícito en el hecho de que todavía hoy, ya casi en el 2014, no tengamos ningún pudor en asignar en exclusiva los beneficios económicos correspondientes a la explotación de los recursos fósiles existentes en un país, mientras nos escabullimos por completo de las correspondientes responsabilidades sobre el sistema climático global asociadas al uso de estos combustibles fósiles.

La incorporación de un mínimo de criterios de justicia social al uso de los combustibles fósiles no convencionales (bajo las condiciones anteriormente mencionadas que justifiquen su uso), probablemente conduciría a un reparto de la cantidad de recurso que podamos permitirnos explotar (para mantenernos dentro de los límites del sistema climático), de forma inversamente proporcional a las responsabilidades contraídas hasta la fecha (reflejadas en la Figura-3).

Pero a la vista de la absoluta incapacidad demostrada hasta la fecha por nuestros sistemas económico, social y político para materializar estas mínimas consideraciones de justicia social, junto al escaso colchón de emisiones fósiles (convencionales o no) permisibles para acotar el impacto sobre el sistema climático, sinceramente creo que la única opción es renunciar por completo al uso de los combustibles fósiles no convencionales y concentrar nuestra limitada capacidad de gestión competente en materializar la transición hacia la descarbonización. 

Y por lo que respecta a los países que lideran el ranking de responsabilidad en las emisiones acumuladas hasta la fecha (Figura-3), la reparación parcial de la fuerte responsabilidad social contraída, debería hacer que desde hace ya algunas décadas se hubieran concentrado exclusivamente en construir, viabilizar y ejemplificar la transición hacia sistemas económicos y energéticos totalmente decarbonizados, de tal forma que esta transición fuera directamente asumible por el resto de países. Pero no: Totalmente en contra de esto, los ‘lideres’ del ranking de la Figura-3 siguen empeñados en incrementar su huella de irresponsabilidad social hasta hacer que esta supere el tamaño del propio Planeta:
  • Volcándose codiciosamente en los combustibles fósiles no convencionales, y transmitiendo por tanto la señal al resto de países de que ese es el camino a seguir: Planteamiento especulativo que conducirá a la eventual liberación a la atmósfera del total de carbono correspondiente a las reservas disponibles.
  • Ralentizando (y en algunos casos escandalosos como el de España, directamente entorpeciendo)  el desarrollo de las energías renovables que junto al despliegue del potencial de eficiencia e inteligencia constituyen la opción más viable y directa para materializar la transición (Energía 3.0), con el correspondiente impacto, tanto directo como indirecto, en el asentamiento y crecimiento de esta opción en el resto de países.

Y las sociedades de estos países líderes en el ranking de emisiones acumuladas (Figura-3), siguen permitiendo a sus sistemas económico y político que continúen profundizando  en esta egoísta y especulativa irresponsabilidad social… ¿vamos a permitir que esto vaya más allí del 2013?

miércoles, 18 de diciembre de 2013

Cambio climático y sequía

Hay pocos eventos climáticos extremos que sean económica y ecológicamente tan disruptivos como las sequías.

A pesar de ello la información relativa a la proyección de la evolución esperada de las sequías con el cambio climático bajo distintos escenarios de emisiones no suele presentarse de forma demasiado directa y clara.
Probablemente el motivo es la elevada incertidumbre que está asociada a la previsión de este fenómeno climático (y en general a la mayoría de elementos del ciclo hidrológico) con los modelos climáticos actuales, y a la necesidad histórica de mantener el nivel de ruido relacionado con las previsiones climáticas en un nivel mínimo, de tal forma que se pueda ir avanzando en el consenso sobre los principales aspectos del cambio climático.

De hecho, la sequía o ausencia de ella, son fenómenos tan notables y sometidos a ciclos de relativamente corta duración en la escala humana, que fácilmente la percepción pública pierde de vista o resta valor a las tendencias a medio plazo en aras de los últimos episodios experimentados: ¿Cuántas veces habremos ya oído cuestionar el cambio climático después de una estación con elevadas lluvias o nevadas?

Además, hay que tener en cuenta que un resultado sobre el que hay consenso sobre el cambio climático, es que a nivel global, éste va a suponer un incremento de las precipitaciones: En un mundo más caliente cabe esperar una mayor cantidad de precipitación a nivel global, simplemente porque la cantidad de agua que puede contener el aire aumenta con su temperatura. Este incremento de las precipitaciones no es necesariamente algo bueno, incluso para las zonas en que se produzcan, pues también cabe esperar y hay consenso sobre el hecho de que se incrementarán los episodios de precipitaciones intensas y violentas. Pero a primera vista parece que esta mayor precipitación a nivel global entra en contradicción con el incremento de los episodios de sequía: nada más lejos de la realidad, pero la aparente contradicción se presta a la crítica fácil.

En estas condiciones no debe extrañarnos que tanto el IPCC como conocidos científicos climáticos se anden con pies de plomo al tratar el tema de la evolución de las sequías, pues de lo contrario se convierten en un blanco muy fácil para negacionistas y para colectivos o personas con otras agendas particulares no alineadas con el interés del conjunto de la sociedad.

Pero a pesar de la incertidumbre de los modelos climáticos, después de estos últimos 30 años de esfuerzo en afinar las previsiones de la evolución del sistema climático, sí que disponemos ya de suficiente información consistente como para saber que el problema que puede ocasionar la evolución de las sequías con el cambio climático puede ser MUY grande. Y en este contexto creo que simplemente es una irresponsabilidad el no prestar a la información disponible la atención que se merece, y el no incorporarla en los procesos de toma de decisiones.

Pero antes de seguir, ¿qué es lo que se entiende por sequía?

Una sequía es un evento climático extremo recurrente caracterizado por una precipitación (o balance neto de aporte de agua al suelo, según se hable de sequía meteorológica o de sequía agrícola) por debajo de lo normal en ese emplazamiento. Por tanto, el primer elemento que debemos tener claro es el hecho de que las sequías son relativas a las condiciones ‘normales’ de cada emplazamiento.

También es importante diferenciar la sequía del estrés hídrico. Los índices de estrés hídrico surgen principalmente al relacionar la disponibilidad de recurso hídrico con las necesidades de agua para las personas que viven en un emplazamiento determinado, a menudo definido en base a la cantidad de agua dulce renovable disponible per cápita, si bien hay otros indicadores de estrés hídrico basados en el cociente entre el uso y disponibilidad de agua potable. El estrés hídrico no está directamente relacionado con la sequía, pues incorpora otras variables como la población, otros recursos hídricos distintos a la precipitación, y los usos del agua locales. Sin embargo, en un emplazamiento con una población y usos del agua dados, el incremento de la sequía la acerca hacia el estrés hídrico o profundiza las condiciones de estrés hídrico.

En este sentido, entre las regiones más sensibles al cambio climático se encuentran aquellas que en la actualidad ya están cercanas o dentro de zona de estrés hídrico, pues resulta que a menudo es precisamente en estas zonas donde más se intensificará la sequía con el cambio climático…

La Figura-1 reproduce los resultados de la previsión de la evolución de distintas variables del ciclo hidrológico para el promedio de los resultados de los modelos climáticos que se han empleado para el AR5 del IPCC, presentados a final de septiembre del 2013. Estos resultados se corresponden al escenario de emisiones RCP8.5, que es el escenario que mejor representa la evolución tendencial de emisiones correspondientes a la trayectoria que llevamos hasta ahora.

El mapa superior izquierdo representa la distribución de la precipitación media anual a nivel planetario. Como puede observarse, hay muchas zonas del planeta donde se espera que se incremente la precipitación anual (tonos verde y azul). Pero también hay otras zonas del planeta donde se espera una significativa reducción de la precipitación anual, entre las que se encuentra España… De hecho, resulta interesante observar que hay una importante coincidencia entre las regiones del planeta que se espera experimenten una reducción de la precipitación como consecuencia del cambio climático, y las que actualmente se encuentran en condiciones de estrés hídrico o cercanas a esas condiciones. Para facilitar la comparativa, en la Figura-2 reproducimos el plano del Water Stress Index en el año 2012.

La modificación del régimen de precipitaciones es un claro ejemplo de la gran diferencia entre los efectos globales y locales del cambio climático: A pesar del incremento global de precipitaciones, en algunas regiones se experimentarán reducciones muy significativas de la precipitación. El impacto local del cambio climático va a ser mucho más intenso en algunas regiones del planeta de lo que indican los valores medios de evolución de distintas variables climáticas.

También conviene recordar que tal y como mostrábamos en este post , los valores promedio de los distintos modelos climáticos empleados en el AR5 (o en informes anteriores del IPCC) pueden subestimar localmente de forma muy significativa los impactos que cabe esperar del cambio climático en base a la información de mayor calidad disponible. Esto quiere decir que la situación presentada en la Figura-1 podrías resultar local y regionalmente conservadora respecto a cómo podemos ver desplegarse el cambio climático en la realidad.

Pero es más, como comentábamos anteriormente la sequía no está relacionada tan solo con el nivel de precipitaciones, sino que también depende de la evolución de la evapotranspiración y de la escorrentía, ambas representadas también en la Figura-1. El balance entre estas variables hídricas queda bastante bien recogido por la humedad del suelo, que en la Figura-1 aparece recogida en el mapa inferior derecho. Como podemos ver, las regiones en las que cabe esperar una reducción significativa de la humedad del suelo (colores amarillo-naranja-rojizo en el mapa inferior derecho dela Figura-1) son bastante más extensas que las regiones en las que cabe esperar una reducción de la precipitación. Y es en las regiones donde se reduzca la humedad del suelo donde podemos esperar un incremento de los episodios de sequía. No hace falta insistir en que en este mapa (humedad del suelo), España aparece MUY roja, lo cual en este caso no es bueno…



Figura-1: Cambio en valores medios anuales de distintas variables del ciclo hidrológico (precipitación, evapotranspiración, humedad relativa, diferencia entre evapotranspiración y precipitación, escorrentía y humedad del suelo), del periodo 1986-2005 hasta el periodo 2081-2100, para el escenario RCP8.5 del 5º informe del IPCC (AR5). Referencia: Climate Change2013: The physical science basis, WG-1 contribution to the IPCC AR5.




Figura-2: Mapa del Water Stress Index en el año 2012, disponible en este enlace.


Ya hemos indicado que las previsiones de la evolución climática de varias de las variables hidrológicas, como la precipitación, tienen todavía un nivel de incertidumbre elevado en los modelos climáticos actuales, significativamente superior al de otras variables climáticas como la temperatura, lo cual es debido a la dificultad de modelado a escala planetaria de la física de formación y evolución de las nubes. A esto hay que añadir la dificultad que tienen los modelos climáticos actuales para capturar otros fenómenos climáticos no lineales con gran efecto sobre la variabilidad natural de las sequías, como es el caso de las oscilaciones oceánicas como El Niño (ENSO) y otras anomalías tropicales de temperatura superficial del mar, así como de prever la evolución que estas no linealidades pueden experimentar con el cambio climático (pensemos que del orden del 90% del desequilibrio radiativo actual del sistema climático está almacenado en los océanos…). Pero incluso dejando de lado el potencial efecto del cambio climático en estas no linealidades, el análisis de los datos actuales apunta de forma contundente hacia el hecho que cabe esperar un incremento muy significativo de las sequías en muchas regiones del planeta.

De hecho, la existencia de estas no linealidades en el sistema climático, con tanto impacto sobre el clima regional,  nuestro limitado conocimiento sobre ellas y nuestra limitada capacidad de modelado de las mismas, son a mi juicio motivos más que suficientes para intentar enredar lo mínimo con el sistema climático: Todo lo contrario de lo que estamos haciendo con las emisiones antropogénicas de carbono durante los últimos 40 años.  

En el periodo entre el anterior informe del IPCC (AR4, 2007) y el último que se acabará de hacer público el año que viene (AR5, 2014), se acometió el trabajo de post-procesar los resultados de las simulaciones de los modelos climáticos del AR4 en términos de índices de sequía. Este trabajo fue publicado por Aiguo Dai en el 2010, y en base a él se generaron unos mapas de distribución del índice de sequía a lo largo del tiempo que resultan ciertamente impactantes (Figura-3).

El índice de sequía empleado en la Figura-3 es el PDSI (Palmer Drought Severity Index), un índice ampliamente empleado para caracterizar la sequía, que a pesar de sus limitaciones, retiene un balance básico a nivel del suelo entre las aportaciones de agua (precipitación) y la demanda de agua del suelo (evapotranspiración). Los valores negativos del PDSI representan las condiciones de sequía: PDSI = -2 representa una sequía moderada, PDSI = -3 representa una sequía severa, y un PDSI = -4 representa una sequía extrema.

Los resultados de los modelos climáticos del AR4 que se emplearon para evaluar el PDSI que aparece representado en la Figura-3, corresponden al escenario de emisiones del AR4 denominado SRES A1B. Éste es un escenario de emisiones moderadas, con unas emisiones acumuladas en el año 2100 que son tan solo el 74% de las del escenario RCP8.5 del AR5 (el escenario de emisiones que conduce a los resultados de la Figura-1). Desde mi perspectiva, incluso el RCP8.5 del AR5 es un escenario de emisiones que infravalora las emisiones acumuladas en el año 2100 si seguimos por el camino actual (no adoptar medidas serias a nivel global para mitigar emisiones, correr como locos para liberar recursos fósiles no convencionales como el shale gas, apresurarnos a extraer el petróleo que se hace accesible gracias al deshielo del Ártico, y la extrapolación del modelo de crecimiento depredador de recursos al grueso de la población del planeta por falta de alternativas demostradas con el ejemplo…). Esto quiere decir que los resultados mostrados en la Figura-3 serían peores si se hubiera empleado para generarlos los resultados del AR5 RCP8.5, y en la realidad pueden evolucionar hacia condiciones todavía significativamente peores.

Pero incluso con estas limitaciones, los resultados del a Figura-3 ponen la piel de gallina… En efecto, como podemos ver en esta Figura-3, en base a estos resultados, el cambio climático traerá un incremento muy importante de la sequía en la mayoría de regiones del planeta, y en algunas regiones el incremento de la sequía será tremendamente elevado (vamos,que casi se sale de la escala...).

La situación en España es de las peores del Planeta, alcanzando ya desde mediados de este siglo (y bajo un escenario de emisiones limitado…) valores del PDSI = -10 en algunas regiones (y prácticamente en toda España para el periodo 2090-2099), que representan sequías muy superiores a lo que se ha visto a nivel planetario hasta ahora (incluso en grandes episodios de sequía como la que tuvo lugar en las llanuras de estados Unidos en la década de los 1930 – Dust Bowl, el PDSI en los peores momentos, y tan solo de forma esporádica, llegó a PDSI = -6, sin superar el valor de PDSI = -3 durante la mayor parte del tiempo en esa década).



Figura-3: Evolución del PDSI (Palmer Drought Severity Index), partiendo del valor actual (2000-2009), para los periodos 2030-2039, 2060-2069 y 2090-2099, generado en base a los resultados de las simulaciones climáticas realizadas para del cuarto informe del IPCC (AR4) bajo el escenario de emisiones SRES A1B (emisiones medias). Refrencia: PSDI procesado en ‘Drought under global warming: A review, A.Dai, 2010’ y gráfico generado por UCAR.

En fin, que esta es la información de la que disponemos después de 30 años de trabajar intensamente a nivel global en el desarrollo de modelos climáticos. Es cierto que los modelos climáticos, por lo que respecta a la evolución de las sequías, siguen teniendo incertidumbres, pero hay ya mucha información disponible encima de la mesa, que consistentemente apunta en la dirección de que los impactos del cambio climático que estamos provocando (gran parte del mismo ya se encuentra comprometido en base a las emisiones que ya hemos realizado hasta la fecha) van a ser MUY fuertes. Disponiendo de esta información, realmente es una irresponsabilidad sin precedentes, respecto al Planeta y respecto a las generaciones futuras, el no emprender desde ya y de forma muy contundente, actuaciones directas a escala global para dejar de emitir carbono a la atmósfera.

Y no nos engañemos: Nuestros políticos pueden ser incapacitados e incompetentes para articular los cambios necesarios, pero si están dejándonos en ridículo como especie COP tras COP es porque la sociedad, es decir, todos nosotros se lo permitimos.

La transición urgente hacia una economía libre de carbono no es sólo una opción, sino una obligación.

lunes, 16 de diciembre de 2013

La velocidad de cambio: Una componente importante del problema del cambio climático

Al considerar el problema del cambio climático a menudo dejamos de lado el potencial impacto de la velocidad de cambio, y nos quedamos tan solo en considerar el potencial impacto del cambio entre los estados inicial y final.

Pero la experiencia cotidiana nos enseña que la velocidad de cambio, y no tan solo el cambio, puede tener también consecuencias muy importantes sobre el resultado final.

Pongamos el caso del último desplazamiento motorizado terrestre que hemos hecho: Nos hemos trasladado del lugar A al B. El cambio de lugar y entorno eran ciertamente relevantes (por eso nos desplazamos), pero la velocidad a la que nos deplazamos también pudo tener sus repercusiones.

En efecto, si nos desplazamos a una velocidad normal (digamos de 75 - 100 km/h), por un lado gastamos menos combustible, pero por otro mantenemos unos niveles de seguridad que nos ofrecen altas gatantías de alcanzar el destino final (cada viaje es una aventura, y por mucho que nos queramos creer lo contrario, nunca hay garantía de que lleguemos...).

La situación es bien distinta si decidimos desplazarnos a una velocidad 4 veces superior (300 - 400 km/h): La probabilidad de darnos un castañazo es del 100%, y la de sobrevivir a él del 0%, lo cual ciertamente cambia por completo el resultado final: nunca llegamos a estar en B...
Y no digamos si la velocidad a la que nos intentamos desplazar es 1000 veces superior (75000 - 100000 km/h): No llegamos enteros ni a la primera esquina...

Pues esto es lo que está sucediendo con el proceso de cambio climático de origen antropogénico que estamos viviendo actualmente: Los cambio de temperatura de la Tierra que ya hemos comprometido con las emisiones hasta la fecha (2ºC) son del mismo orden que los cambios de temperatura entre periodos glaciares e interglaciares, pero el desequilibrio que originará este cambio (emisiones de gases de efecto invernadero, principalmente dióxido de carbono) lo hemos producido en 40 años, mientras que los desequilibrios radiativos que inician el proceso de transición entre periodos glaciares e interglaciares (en este caso perturbaciones de la órbita y eje rotación terrestres) se producen gradualmente a lo largo de 20000 - 400000 años...

Uno de los efectos evidentes (aunque frecuentemente lo olvidamos) de una velocidad de cambio tan elevada es la práctica imposibilidad de adaptación al cambio de muchas de las especies que habitan el Planeta, por lo que literalmente el ser humano las está barriendo del plano.

Pero incluso para el ser humano, ese mamífero engreído que sin pestañear compromete el porvenir de la mayoría de especies del planeta, los problemas de adaptación pueden abocarlo a pasar periodos muy oscuros o incluso a desaparecer. Pensemos por ejemplo en el efecto de un incremento del nivel del mar del orden de decenas de metros (9 m hubo al final del anterior periodo interglaciar - Eemian con 2ºC de incremento de temperatura, y de 15 - 25 m al principio del Plioceno con una temperatura 3ºC por encima de la era preindustrial): Miles de poblaciones costeras desapareciendo bajo el agua (entre ellas muchas de las grandes ciudades actuales), grandes mareas de refugiados ambientales desplazándose y tensiones socio-políticas con probables consecuencias nefastas para el mantenimiento de la sociedad como la conocemos hoy.

Pero el efecto de la velocidad de cambio no acaba ahí. El sistema climático se caracteriza por una elevada no linealidad, y la velocidad de forzamiento sin duda tiene consecuencias sobre la respuesta del sistema. Consecuencias que no conocemos, pero que cabe esperar que sean en la dirección de amplificar y acelerar la respuesta del sistema, o hacerla más violenta. Ni que decir tiene que los modelos climáticos actuales no incorporan en sus formulaciones ninguna de estas posibilidades, pues desconocemos sus fundamentos físicos. Y además no podemos recurrir ni a la paleoclimatología (análisis del clima de las eras geológicas pasadas) para extraer conocimiento de estas posibilidades,
pues nunca a lo largo de la historia geológica de la tierra se han dado estas tasas de cambio tan elevadas.

En fin, que vamos al volante del sistema climático, un vehículo robado que desconocemos para pilotarlo con unas mínimas garantías, y a una velocidad tremendamente superior a las que no ya nosotros, sino el propio vehículo ha experimentado jamás.

¿y aún así somos, como sociedad, absolutamente incapaces de ponernos de acuerdo para articular YA actuaciones directas dirigidas a remediar la situación?

No se, pero si hay algún observador en algún lugar del espacio presenciando este episodio, no creo que nos asigne una probabilidad demasiado elevada de salir para delante...