El cambio climático: Causas, efectos y soluciones
Por Mario Molina, José Sarukhán, Julia Carabias y
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El cambio climático - Mario Molina
La Ciencia
para Todos
En 1984 el Fondo de Cultura Económica concibió el proyecto editorial La Ciencia desde México con el propósito de divulgar el conocimiento científico en español a través de libros breves, con carácter introductorio y un lenguaje claro, accesible y ameno; el objetivo era despertar el interés en la ciencia en un público amplio y, en especial, entre los jóvenes.
Los primeros títulos aparecieron en 1986 y, si en un principio la colección se conformó por obras que daban a conocer los trabajos de investigación de científicos radicados en México, diez años más tarde la convocatoria se amplió a todos los países hispanoamericanos y cambió su nombre por el de La Ciencia para Todos.
Con el desarrollo de la colección, el Fondo de Cultura Económica estableció dos certámenes: el concurso de lectoescritura Leamos La Ciencia para Todos
, que busca promover la lectura de la colección y el surgimiento de vocaciones entre los estudiantes de educación media, y el Premio Internacional de Divulgación de la Ciencia Ruy Pérez Tamayo, cuyo propósito es incentivar la producción de textos de científicos, periodistas, divulgadores y escritores en general cuyos títulos puedan incorporarse al catálogo de la colección.
Hoy, La Ciencia para Todos y los dos concursos bienales se mantienen y aun buscan crecer, renovarse y actualizarse, con un objetivo aún más ambicioso: hacer de la ciencia parte fundamental de la cultura general de los pueblos hispanoamericanos.
Comité de selección de obras
Dr. Antonio Alonso
Dr. Francisco Bolívar Zapata
Dr. Javier Bracho
Dr. Juan Luis Cifuentes
Dra. Rosalinda Contreras
Dra. Julieta Fierro
Dr. Jorge Flores Valdés
Dr. Juan Ramón de la Fuente
Dr. Leopoldo García-Colín Scherer (†)
Dr. Adolfo Guzmán Arenas
Dr. Gonzalo Halffter
Dr. Jaime Martuscelli
Dra. Isaura Meza
Dr. José Luis Morán López
Dr. Héctor Nava Jaimes
Dr. Manuel Peimbert
Dr. José Antonio de la Peña
Dr. Ruy Pérez Tamayo
Dr. Julio Rubio Oca
Dr. José Sarukhán
Dr. Guillermo Soberón
Dr. Elías Trabulse
Mario Molina • José Sarukhán
Julia Carabias
EL CAMBIO CLIMÁTICO
Causas, efectos y soluciones
Con la colaboración de
GEORGINA GARCÍA MÉNDEZ
y
WENDY GARCÍA CALDERÓN
La Ciencia para Todos / 241
Primera edición, dge Equilibrista/Fundación Coca-Cola, 2000
Primera edición, FCE, 2017
Primera edición electrónica, 2017
La Ciencia para Todos es proyecto y propiedad del Fondo de Cultura Económica, al que pertenecen también sus derechos. Se publica con los auspicios de la Secretaría de Educación Pública y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.
Diseño de portada: Francisco Ibarra Meza (π)
D. R. © 2017, Fondo de Cultura Económica
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ISBN 978-607-16-5077-1 (ePub)
Hecho en México - Made in Mexico
ÍNDICE
Prólogo
Agradecimientos
I. Elementos científicos sobre el cambio climático
Un poco de historia
Consenso científico
II. Factores que determinan la dinámica del clima global
El clima
La atmósfera
La radiación solar
El efecto invernadero natural
Las causas naturales de las variaciones del clima
Los grandes patrones climáticos
La distribución de climas en México
III. El cambio climático y sus causas
Cambios en la composición química de la atmósfera
Principales factores responsables del cambio climático
Modelos globales de cambio climático
Consecuencias del cambio climático
IV. La respuesta de los ecosistemas y de las especies al cambio climático, y su impacto en la salud humana
Respuesta de los ecosistemas y las especies al cambio climático
Cambio climático y pérdida de diversidad biológica: dos caras de la misma moneda
Impactos del cambio climático en la salud humana
V. Vulnerabilidad y adaptación al cambio climático
Daños de los eventos hidrometeorológicos extremos
México: vulnerabilidad y adaptación
VI. Emisiones globales y de los países
Emisiones globales de gases de efecto invernadero
Principales países responsables de la emisión de gases de efecto invernadero
Emisiones de gases de efecto invernadero acumuladas históricamente
Nuevos retos comunes pero diferenciados
VII. La respuesta de las naciones y los acuerdos internacionales
El Acuerdo de París
VIII. La economía y el cambio climático
Externalidades y bienes públicos globales
Los modelos integrales de economía y cambio climático
Las incertidumbres
Instrumentos económicos: impuestos ambientales y comercio de emisiones
Instrumentos para la adaptación: riesgos y preparación
Los costos del cambio climático y las negociaciones internacionales
La acción inmediata como una consideración ética
IX. México ante el cambio climático
Participación de méxico en la generación de gases de efecto invernadero
La posición de méxico frente a las negociaciones sobre cambio climático
Políticas para enfrentar el cambio climático: ENCC y PECC
Sinergias con la Agenda Nacional de Desarrollo: los cobeneficios
Instituciones gubernamentales
Investigación
X. Qué futuro le espera a la humanidad: es nuestra decisión
Glosario
Abreviaturas, acrónimos y siglas
Bibliografía
PRÓLOGO
No obstante que los temas relacionados con los dos principales problemas ambientales globales —el calentamiento de la superficie de la Tierra y la pérdida de ecosistemas naturales— han tomado presencia clara en los medios de comunicación y en los debates de muchos grupos sociales, el verdadero significado de lo que tales problemas representan dista mucho de ser claro para la inmensa mayoría de las sociedades, incluso las de los países con mayores niveles de comunicación y educación. Aunque el tema del cambio climático global y su efecto en la modificación de los climas locales y regionales ha tomado una posición preponderante en los medios y en la percepción de la gente, es imperativo percatarnos de que el otro cambio global ambiental —la pérdida de los ecosistemas naturales, de los que dependemos para nuestra subsistencia— es igualmente importante. Ambos son las caras de una misma moneda: son los componentes del cambio ambiental global que tiene que ser tratado de manera integral. Ninguno de los dos problemas se resolverá sin el acompañamiento de la solución del otro. Este libro tratará, entre otras razones por la limitación del espacio, sobre una de las dos caras de la moneda: la del cambio climático global. El tratamiento del tema en los medios —incluso cuando no es manipulado por intereses económicos antagónicos a la información científica objetiva— es por lo general de tipo anecdótico y poco informativo de los detalles que describen apropiadamente la envergadura de éste, el reto más grande que la humanidad ha enfrentado en su existencia en el planeta.
Los autores consideramos que es útil elaborar un conciso compendio, tanto de los elementos científicos básicos del conocimiento acerca del cambio climático, la modificación de la composición química de la atmósfera y sus repercusiones en los climas del planeta, como de los asuntos relacionados con las repercusiones económicas, sociales, legales y éticas de esta problemática a escala global y, especialmente, en los aspectos que son pertinentes a México.
El propósito de este libro no es transmitir conocimientos originales sobre la ciencia básica del fenómeno del funcionamiento del clima, o de los mecanismos y motores del cambio climático. Al contrario, es un intento de comunicar a la sociedad, de una manera que esperamos sea clara, objetiva y amena, los fundamentos básicos de los fenómenos involucrados en las alteraciones del clima global, los factores de la actividad humana que son responsables de provocar el calentamiento de la superficie terrestre y sus manifestaciones —recientemente actualizadas—, que ya se han presentado en diferentes partes del mundo y en México, el costo económico que esto representa y el tipo de acciones que deberían tomarse a escala global y nacional para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) por la actividad industrial, del transporte y el comportamiento de cada uno de nosotros; además se definen mecanismos para adaptar las sociedades a los cambios que ya se están presentando.
Las generaciones anteriores a la nuestra no disponían del grado de conocimiento sobre las causas del calentamiento global que hoy tiene nuestra generación; las que nos sucederán ya no tendrán el tiempo para llevar a cabo las acciones que ahora nosotros, con costos menores, podemos y debemos realizar.
Esperamos que esta obra, que ha sido escrita para quienes no tienen un conocimiento técnico o científico sobre el tema, sea útil para que un mayor número de personas entiendan cabalmente la dimensión del reto que nos confronta como especie en nuestra casa: el planeta Tierra. Y, en consecuencia, que nos percatemos de la envergadura de las acciones que, como individuos, sociedades y naciones, debemos emprender. Ya se ha dicho en otras ocasiones: las generaciones anteriores a la nuestra no disponían del grado de conocimiento que actualmente tenemos sobre las causas del cambio climático; las generaciones que nos sucederán ya no tendrán tiempo para llevar a cabo las acciones que ahora nosotros, con costos menores, podemos y debemos realizar.
AGRADECIMIENTOS
Los autores deseamos expresar nuestro agradecimiento a Santiago Morató, a Claudia Octaviano y al FCE, por su esmerado y cuidadoso apoyo técnico en la elaboración de este libro.
I. Elementos científicos sobre el cambio climático
La ignorancia no es una buena base para encarar los riesgos.
UN POCO DE HISTORIA
Todos recordamos a nuestros padres o abuelos decir que el clima antes no era así
, ya no llueve de la misma manera que cuando éramos jóvenes
o las cabañuelas ya no ocurren cuando ocurrían antes
. Nosotros mismos, en el presente, tenemos sensaciones similares acerca de la variabilidad del clima. Por ejemplo, muchos de los que han vivido más de 40 años en la Ciudad de México podrán recordar que los nortes
que normalmente ocurren en el invierno eran más regulares en el pasado, con periodos de lluvia fina (el chipi-chipi
) y temperaturas muy bajas, que generalmente depositaban nieve en las montañas más altas que rodean a la ciudad y que incluso llegaron a producir nevadas en la ciudad misma, la última de ellas ocurrida en el invierno de 1967 a 1968. Y aunque el clima (es decir, las condiciones de temperatura del aire y regímenes de lluvias) es por naturaleza muy variable debido a múltiples factores que lo determinan y que veremos más adelante, es correcta la sensación de que existen diferencias entre el clima que experimentamos en el presente y el que conocimos en el pasado, especialmente si el pasado es lejano.
Ésta es una percepción acerca del clima que no está limitada a una región o a un país como México, sino que sucede en todo el mundo. En algunos lugares del planeta estos fenómenos de cambio del clima han sido muy evidentes, como en partes del estado de California, en los Estados Unidos, que en la década de 1930 sufrieron una sequía intensa, la cual, aunada a malas prácticas agrícolas, produjo la desecación y la pérdida de los suelos de una gran área. En el presente el fenómeno se repite con gran severidad: las presas (entre ellas la más grande de los Estados Unidos) han llegado a sus límites históricos mínimos, y las reservas de nieve en las montañas están casi exhaustas, lo cual ha significado el racionamiento del abastecimiento de agua en gran parte del estado.
Las variaciones climáticas han sido objeto de comentarios y análisis desde épocas muy remotas y sus descripciones se registran en las obras de los antiguos griegos y romanos, pero nunca fueron una preocupación a una escala global como lo son en el presente.
Desde la Antigüedad, la gente pensaba que algunas actividades humanas —por ejemplo el hecho de cortar grandes extensiones de bosques para fines agrícolas— podrían tener efectos sobre el clima; en algunos casos, como en los Estados Unidos en el siglo XIX, se creía que este hecho ocasionaría más lluvias y sería provechoso para la agricultura, una idea que ahora sabemos que es errónea.
Veamos cómo se desarrollaron en el medio científico las ideas acerca de la naturaleza del clima en nuestro planeta.
FIGURA I.1. Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830).
A principios del siglo XIX un físico y matemático francés, originalmente soldado de los ejércitos de Napoleón en el cercano Oriente, Jean Baptiste Joseph Fourier (figura I.1), quien trabajaba sobre problemas de transferencia de calor, se hizo una pregunta muy importante: ¿qué era lo que mantenía elevada la temperatura de la superficie de la Tierra por arriba de lo que se esperaría? Él concluyó que había algo
que estaba relacionado con la atmósfera y regulaba de alguna forma el calor transferido al espacio desde el planeta; sin embargo, en ese tiempo no había una noción clara sobre la naturaleza de la radiación infrarroja.
FIGURA I.2. John Tyndall (1820-1893).
En esa misma época, a mediados del siglo XIX, John Tyndall (figura I.2), un irlandés que se dedicó en su juventud a hacer levantamientos topográficos y que obtuvo su educación en Alemania sólo hasta después de los 30 años de edad, jugó un papel central para explicar ese algo
que Fourier proponía como factor causante de la temperatura elevada de la superficie de la Tierra. Su contribución central consistió en demostrar que no todos los gases que constituyen la atmósfera eran igualmente transparentes a la radiación infrarroja, sino que las moléculas de vapor de agua (H2O), el bióxido de carbono (CO2) y el ozono (O3) eran opacos
a esa radiación y por lo tanto eficaces para capturar rayos infrarrojos, y concluyó que, de estos tres, el vapor de agua era el más eficiente colector de calor y consecuentemente el factor más determinante, aunque, como veremos en el siguiente capítulo, hoy sabemos que el dióxido de carbono —y no el vapor de agua— es el compuesto que realmente controla el clima, pues es lo que determina en última instancia la cantidad de vapor de agua presente en la atmósfera. Tyndall también observó que las moléculas del aire difractaban la luz: el fenómeno que puede verse en una habitación en penumbra en la que penetra un rayo de sol formando un cono de luz por el fino polvo en el aire es conocido como fenómeno de Tyndall
. También demostró que el ozono es una molécula compuesta por átomos de oxígeno.
Uno de los primeros en sospechar que algunos gases que formaban parte de nuestra atmósfera —como el CO2— podrían tener una influencia en los cambios de temperatura de la superficie terrestre fue un científico sueco llamado Svante Arrhenius (figura I.3), que recibió el premio Nobel de Química en 1903 y que hacia fines del siglo XIX estaba interesado en entender por qué habían ocurrido las glaciaciones del pasado en la Tierra. Él proponía que el CO2 que emitían los volcanes al hacer erupción elevaría la temperatura del aire, lo cual causaría que el aire caliente guardara más vapor de agua y actuara como elemento que retiene el calor. Si se interrumpieran todas las erupciones volcánicas, se reduciría la cantidad de CO2 en la atmósfera, lo cual reduciría la temperatura del aire, haciendo que retuviera menos vapor de agua y esto enfriaría la atmósfera en un proceso de retroalimentación que acabaría produciendo las glaciaciones. Fue el primero en utilizar el concepto de efecto invernadero
. Crecientemente interesado en el tema, Arrhenius realizó una serie de complejísimos cálculos a mano del efecto que incrementos del CO2 tendrían sobre la temperatura; llegó a la conclusión de que una duplicación del CO2 en la atmósfera produciría un aumento de unos 4 °C