Esta es la primera parte de un «Explicado» de dos partes sobre los conceptos científicos que subyacen al concepto de efecto invernadero y al cambio climático global.
Cuando se habla del calentamiento global o del efecto invernadero, el principal concepto científico subyacente que describe el proceso es el forzamiento radiativo. Y a pesar de toda la controversia reciente sobre los correos electrónicos filtrados y las acusaciones de referencias mal fundamentadas en el último informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, el concepto básico de forzamiento radiativo es uno en el que los científicos -cualquiera que sea su opinión sobre el calentamiento global o el IPCC- parecen estar todos de acuerdo. Los desacuerdos entran en juego a la hora de determinar el valor real de esa cifra.
El concepto de forzamiento radiativo es bastante sencillo. La energía fluye constantemente hacia la atmósfera en forma de luz solar que siempre incide sobre la mitad de la superficie de la Tierra. Una parte de esta luz solar (alrededor del 30%) se refleja en el espacio y el resto es absorbido por el planeta. Y como cualquier objeto caliente que se encuentra en un entorno frío -y el espacio es un lugar muy frío-, una parte de la energía siempre se irradia al espacio en forma de luz infrarroja invisible. Si restamos la energía que sale de la que entra, si el número es distinto de cero, tiene que haber algún calentamiento (o enfriamiento, si el número es negativo).
Es como si tuviéramos una tetera llena de agua, que está a temperatura ambiente. Eso significa que todo está en equilibrio, y nada cambiará, salvo pequeñas variaciones aleatorias. Pero si se enciende un fuego debajo de esa tetera, de repente habrá más energía fluyendo hacia el agua que irradiando hacia fuera, y el agua empezará a calentarse.
En resumen, el forzamiento radiativo es una medida directa de la cantidad de desequilibrio del presupuesto energético de la Tierra.
Para el sistema climático de la Tierra, resulta que el nivel en el que este desequilibrio puede medirse de forma más significativa es el límite entre la troposfera (el nivel más bajo de la atmósfera) y la estratosfera (la capa superior muy fina). A efectos prácticos, en lo que respecta al tiempo y al clima, este límite marca la parte superior de la atmósfera.
Aunque el concepto es sencillo, el análisis necesario para averiguar el valor real de este número para la Tierra en este momento es mucho más complicado y difícil. Muchos factores diferentes tienen un efecto en este acto de equilibrio, y cada uno tiene su propio nivel de incertidumbre y sus propias dificultades para ser medido con precisión. Y las contribuciones individuales al forzamiento radiativo no pueden sumarse simplemente para obtener el total, porque algunos de los factores se solapan; por ejemplo, algunos gases de efecto invernadero diferentes absorben y emiten en las mismas longitudes de onda infrarrojas de la radiación, por lo que su efecto de calentamiento combinado es menor que la suma de sus efectos individuales.
En su informe más reciente de 2007, el IPCC elaboró la estimación más completa hasta la fecha del forzamiento radiativo global que afecta a la Tierra en la actualidad. Ronald Prinn, catedrático de Ciencias Atmosféricas de TEPCO y director del Centro de Ciencias del Cambio Global del MIT, fue uno de los autores principales de ese capítulo del Cuarto Informe de Evaluación del IPCC. El forzamiento radiativo «era muy pequeño en el pasado, cuando las temperaturas medias mundiales no subían ni bajaban sustancialmente», explica. Por comodidad, la mayoría de los investigadores eligen como punto cero un año «de referencia» anterior al inicio de la industrialización mundial, que suele ser 1750 o 1850, y calculan el forzamiento radiativo en relación con esa base. El IPCC utiliza 1750 como año base y son los cambios en los diversos agentes de forzamiento radiativo desde entonces los que se contabilizan.
De este modo, el forzamiento radiativo, medido en vatios por metro cuadrado de superficie, es una medida directa del impacto que las actividades humanas recientes -incluyendo no sólo los gases de efecto invernadero añadidos al aire, sino también el impacto de la deforestación, que cambia la reflectividad de la superficie- están teniendo en el cambio del clima del planeta. Sin embargo, esta cifra también incluye los efectos naturales que también pueden haber cambiado durante ese tiempo, como los cambios en la salida del sol (que han producido un ligero efecto de calentamiento) y las partículas arrojadas a la atmósfera por los volcanes (que generalmente producen un efecto de enfriamiento de muy corta duración, o forzamiento negativo).
Aunque todos los factores que influyen en el forzamiento radiativo tienen incertidumbres asociadas, hay un factor que afecta de forma abrumadora a la incertidumbre: los efectos de los aerosoles (pequeñas partículas transportadas por el aire) en la atmósfera. Esto se debe a que estos efectos son muy complejos y a menudo contradictorios. Por ejemplo, los aerosoles brillantes (como los sulfatos procedentes de la combustión del carbón) son un mecanismo de enfriamiento, mientras que los aerosoles oscuros (como el carbono negro procedente de los tubos de escape de los motores diesel) provocan un calentamiento. Además, la adición de aerosoles de sulfato a las nubes da lugar a gotas más pequeñas pero más abundantes que aumentan la reflectividad de las nubes, lo que enfría el planeta.
«Las barras de error en el forzamiento de los gases de efecto invernadero son muy pequeñas», afirma Prinn. «La mayor incertidumbre en la definición del forzamiento radiativo procede de los aerosoles».
Entonces, teniendo en cuenta todos estos factores y su rango de errores, ¿cuál es la respuesta? El nivel actual de forzamiento radiativo, según el AR4 del IPCC, es de 1,6 vatios por metro cuadrado (con un rango de incertidumbre de 0,6 a 2,4). Según Prinn, eso no parece mucho hasta que se considera la superficie total de la Tierra y se multiplica, lo que da un efecto total de calentamiento de unos 800 teravatios, más de 50 veces la tasa media de consumo de energía del mundo, que actualmente es de unos 15 teravatios.
La segunda parte de esta serie examinará el concepto de sensibilidad climática, que determina cuánto cambiará la temperatura del planeta debido a un forzamiento radiativo determinado.