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

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