ÍNDICE Revista de la Facultad de Derecho de la Universidad de Granada Núm. 12, 2009, 336 pp. ISSN: 0212-8217
PRESENTACIÓN ...................................................................................
3-6
SECCIÓN MONOGRÁFICA Derecho y cambio climático ARTÍCULOS Juan Ignacio JIMÉNEZ JIMÉNEZ: Cambio climático. Un enfoque científico ....................................................................................... Climate Change: a Scientific Approach Vittorio M. CANUTO: The Development and Utilization of New and Renewable Sources of Energy .................................................... El desarrollo y la utilización de fuentes energía nuevas y renovables Carmen VELAYOS CASTELO: Responsabilidad ante el cambio climático ........................................................................................ Responsibility in the Light of Climate Change Marta TORRE-SCHAUB: El papel del Juez en la elaboración del derecho: el ejemplo del cambio climático .................................. Decision Making Process at the Courts Level: The example of Climate Change Litigation Miguel Ángel RECUERDA GIRELA: Cambio climático, análisis costebeneficio y principios del derecho ambiental ............................ Climate Change, Cost-Benefit Analysis and Principles of Environmental Law José JUSTE RUIZ: Nuevas técnicas jurídicas frente al cambio climático: los mecanismos de flexibilidad en el protocolo de Kyoto ......... New Legal Techniques in Combating Climate Change: Flexibility Mechanisms under the Kyoto Protocol Miren SARASÍBAR IRIARTE: El procedimiento de participación en proyectos para reducir los efectos del cambio climático .......... The Procedure of Projects-Sharing to Reduce the Effects of Climate Change Jesús VERDÚ BAEZA: El cambio climático en los nuevos escenarios de seguridad internacional .......................................................... Climate Change in the New Scenarios of International Security
9-28
29-40
41-56
57-72
73-94
95-123
125-147
149-165
Antonio José SÁNCHEZ ORTEGA: La articulación de una política de seguridad energética en la Unión Europea: la crisis de enero como campo de pruebas .............................................................. The Establishment of an Energy Security Policy in the European Union: The January Crisis as a Test
167-202
Lucas J. RUIZ DÍAZ: La introducción del “cambio climático” en la agenda de seguridad internacional: ¿una nueva estrategia de seguridad para la Unión Europea? ............................................ The Inclusion of “Climate Change” in the Internacional Security Agenda: A New Security Strategy for the European Union?
203-221
Rosa M. FERNÁNDEZ EGEA y Francesco SINDICO: Cambio climático y comercio: su dimensión norte-sur ........................................... Climate Change and Trade: North-South Perspective
223-260
Fátima PÉREZ FERRER: Derecho penal versus cambio climático: los delitos contra el medio ambiente (el artículo 325 del Código penal) ........................................................................................... Criminal Law versus Climate Change: Crimes against the Environment (Article 325, Spanish Criminal Code)
261-277
Masao Javier LÓPEZ SAKO: Las energías renovables en la lucha contra el cambio climático .......................................................... Renewable Energy Sources in the Fight against Climate Change
279-300
Jesús CONDE ANTEQUERA: Residuos y cambio climático .............. Waste and Climate Change
301-334
3
SIXTO SÁNCHEZ LORENZO
PRESENTACIÓN
En la línea de los últimos tiempos, la Revista de la Facultad de Derecho de la Universidad de Granada presenta un número anual monográfico, que pretende incidir en algún tema de actualidad e interés, y que en esta edición está dedicado al “Derecho y cambio climático”. Resaltar la actualidad de la cuestión es verdaderamente una labor innecesaria. Mucho se ha escrito, dicho y filmado acerca de los problemas derivados del calentamiento global, de la intervención del hombre en el cambio climático, de los medios para afrontar sus consecuencias y de las estrategias de todo tipo que aderezan el debate político. El acceso de Barak Obama a la presidencia de los Estados Unidos ha supuesto un revulsivo del debate, en la medida en que la crisis económica alumbra discursos bien distintos: Por una parte, se advierte de los efectos negativos que esta crisis puede producir en la evolución de las políticas medioambientales, lastrando la adopción de medidas de política energética que implican importantes costes presupuestarios o reabriendo el debate sobre la conveniencia de retomar la energía nuclear como una alternativa aceptable; de otro –es el discurso del nuevo presidente de los Estados Unidos– la crisis económica puede suponer una oportunidad para dar un salto adelante en la lucha contra el cambio climático, orientando el desarrollo de una economía de las energías renovables no contaminantes con el sustento de fondos públicos. Sea como fuere, el debate requiere una reflexión jurídica. Finalmente, serán las técnicas legislativas las que deberán responder a las políticas tanto nacionales como globales, mostrando eficiencia y adecuación a las opciones triunfantes. Pero siendo el objeto de tratamiento jurídico una realidad esquiva y controvertida, resultaba aconsejable introducir como portada de este análisis una exposición científica acerca de en qué consiste el cambio climático. A ello responde la aportación de Juan Ignacio Jiménez Jiménez, que fija la premisa científica esencial para este debate: la incidencia del ser humano en el cambio climático. El estudio no sólo es riguroso científicamente, sino comprensible para un lector profano. Nos revela las claves del clima, de sus cambios y de la intervención humana en él, nos ilumina sobre la relevancia de las realimentaciones climáticas y desmitifica tópicos vulgares –a menudo traídos a colación por dirigentes ignorantes o malintencionados– como la indebida identificación entre “tiempo” y “clima” y de su respectiva previsibilidad. Aparecen en este estudio el “efecto mariposa” o la “teoría del caos”, se distingue entre detección y atribución del clima, se aportan los datos científicos demostrativos del grado de influencia antropogénica en el cambio climático, se enfatiza el papel de los modelos climáticos para realizar proyecciones de cambio climático, poniendo de relieve el gran avance científico de los últimos lustros, que RFDUG, 12, 2009, 3-6
4
PRESENTACIÓN
ha permitido a la ciencia y al autor llegar a una conclusión terminante: ¡es urgente actuar! El estudio de Vittorio M. Canuto establece las coordenadas político-económicas de esta actuación en el ámbito energético, condicionada por las cuestiones medioambientales y de desarrollo, revelando las dificultades históricas para proceder a un auténtico cambio de paradigma orientado a objetivos de sostenibilidad y basado en el desarrollo de nuevas fuentes de energía renovables. Parecía, pues, imprescindible introducir las cuestiones jurídicas sobre la base de los datos proporcionados por otras ciencias y saberes, cuyas conclusiones abren la puerta a la responsabilidad del Derecho. Pero, para completar esta introducción a los estudios propiamente jurídicos, o, cuando menos, de un perfil más bien técnico-jurídico, parecía igualmente recomendable no eludir un análisis de las connotaciones éticas y morales que subyacen al debate sobre el cambio climático. Una acreditada especialista como Carmen Velayos nos ha honrado asimismo con unas reflexiones desde la filosofía enfrentada a la “tormenta moral perfecta” inducida por el cambio climático, que analiza el concepto de “responsabilidad” y su evolución desde la perspectiva de una ética climática, invocando finalmente la urgente necesidad de analiza el proceso de globalización de lo moral. La novedad de los problemas derivados del cambio climático entraña una dificultad cierta a la hora de arrostrar las reclamaciones por los eventuales daños derivados. La falta en muchos casos de normas jurídicas específicas aboca al intérprete a la hercúlea tarea de utilizar los viejos paradigmas del derecho de la responsabilidad por daños a casos de gran complejidad no solo jurídica, sino científica. Marta Torre-Schaub nos invita a una reflexión sobre el papel del juez en la elaboración del Derecho, utilizando los cambios climáticos como un banco de pruebas, revelando las técnicas e instrumentos jurídicos que pueden utilizar los jueces en este ámbito, tal como el principio de precaución. Una aproximación metodológica igualmente interesante es la aplicación del análisis económico del Derecho, cuyo predicamento en el ámbito de la responsabilidad por daños en general es bien conocido. El estudio de Miguel Ángel Recuerda Girela opone, precisamente, como una alternativa de solución opuesta al principio de precaución, el análisis coste-beneficio, analizando los diversos argumentos esgrimidos para defender cada una de las vías señaladas y tomando partido por el análisis costebeneficio, aun reconociendo ciertas debilidades de este modelo racional de análisis y solución de las reclamaciones de responsabilidad por daños derivados del cambio climático. Frente a la incertidumbre legislativa y metodológica, una parte relevante de un estudio monográfico sobre el Derecho y el cambio climático debe centrarse en la consecución de una reglamentación de alcance universal. Es bien evidente que las repercusiones globales del cambio climático, derivado esencialmente de las emisiones de CO 2, exigen respuestas globales y universales. El Protocolo de Kyoto constituye la más importante aportación del Derecho internacional en este ámbito. Sus mecanismos de RFDUG, 12, 2009, 3-6
SIXTO SÁNCHEZ LORENZO
5
cumplimiento son analizados por José Juste Ruiz, tanto por lo que se refiere al mecanismo conjunto como, especialmente, a través de los mecanismos flexibles: de aplicación conjunta, de desarrollo conjunto y el comercio de derechos de emisión. El estudio de Miren Sarasíbar Iriarte incide asimismo en el régimen de los mecanismos de flexibilización. Partiendo de su originalidad, que trata de casar los diversos intereses y puntos de partida de países desarrollados y en vía de desarrollo, en ambos estudios se aborda críticamente los requisitos y los problemas de puesta en práctica hasta la fecha. Precisamente los efectos globales del cambio climático justifican la preocupación de José Verdú Baeza sobre su incidencia en las relaciones internacionales y su protagonismo como potencial fuente de nuevos conflictos, que plantea la generación de nuevos escenarios de seguridad internacional que traten de abordar y articular de forma multilateral estos nuevos riesgos, otorgando un papel determinante al Consejo de Seguridad de las Naciones Unidas en el desarrollo de este concepto in statu nascendi de “seguridad ambiental”, siempre sin olvidar el papel de las organizaciones regionales, como la Unión Europea. Precisamente, la Política Energética de la Unión Europea se erige como un instrumento clave en la seguridad energética internacional, especialmente tras la crisis del gas del 2009, que es estudiada por Antonio José Sánchez Ortega y Lucas J. Ruiz Díaz. La dimensión internacional es la clave asimismo del estudio de Rosa María Fernández Egea y Francisco Sindico sobre la incidencia del cambio climático en el comercio mundial y, en particular, en las relaciones Norte-Sur. La deslocalización propiciada por el aumento de los costes comerciales derivados de la política ambiental (“fuga de carbono”), promueve medidas políticas proteccionistas por parte de los Estados desarrollados, frente a las que los países en vías de desarrollo encuentran diversas vías de oposición “jurídica”. La transversalidad jurídica del tratamiento del cambio climático se pone de manifiesto con las restantes colaboraciones de este volumen monográfico. Fátima Pérez Ferrer ha abordado la ineludible dimensión penal del fenómeno, sin olvidar nunca su dimensión internacional. En tal sentido, su estudio desarrolla el tratamiento en el Derecho español de los delitos contra el medio ambiente y, en particular, el art. 325 de nuestro Código penal. El estudio de la importancia del bien jurídico penalmente protegido, y sus técnicas de tipificación, de los modelos de imputación, del recurso a la ley penal en blanco, y de la accesoriedad administrativa del Derecho penal del medio ambiente sirven a la autora para poner en evidencia las limitaciones del Derecho penal frente al cambio climático. El papel del Derecho público, del Derecho administrativo, se evidencia en el régimen promocional de las energías renovables, como elemento de lucha contra el cambio climático, que es analizado con detalle en el estudio de Masao Javier López Sako. La internalización de los costes ambientales es la clave de bóveda con la que el autor analiza, en especial, los actos normativos comunitarios dirigidos a este fin, pero no olvida que, más allá de las norRFDUG, 12, 2009, 3-6
6
PRESENTACIÓN
mas promocionales, el intérprete cuenta con mecanismos e instrumentos para optimizar el fomento de estas energías no contaminantes, entroncando de esta forma con los planteamientos de Marta Torre-Schaub. Last but not least, Jesús Conde Antequera, tras unas reflexiones generales, se centra en la repercusión que para el cambio climático tiene el régimen jurídico de la gestión y el tratamiento de residuos. Una adecuada política en este ámbito ha demostrado sus efectos saludables e inmediatos, pero plantea retos importantes sobre todo para ciertos niveles de la Administración, como la local, para la que constituye un difícil reto, máxime en tiempos de difícil financiación, la necesidad de incluir en sus modelos de gestión esa recogida selectiva de la fracción orgánica. El reto, obviamente, será también para los ciudadanos. Finalmente somos los ciudadanos los involucrados (autores y víctimas) en la repercusión humana en el cambio climático, aunque no seamos los únicos autores ni las únicas víctimas. Y con seguridad, más que ninguna otra alternativa, seremos los ciudadanos quienes protagonicemos la superación de este difícil reto, procurando un modelo económico sostenible y justo. El momento es propicio, precisamente porque es crítico, en lo económico y en lo medioambiental. Y este número monográfico, donde se aúnan disciplinas, saberes y científicos de muy diversa procedencia, quiere ser una humilde aportación a una tarea tan colosal, donde la ciencia y las leyes están condenadas a ir de la mano. No quiero terminar esta presentación sin agradecer a la Dra. Amelia Díaz Pérez de Madrid su desinteresada colaboración en la coordinación de este número monográfico. A diferencia de otros casos, se ha omitido la tradicional sección de jurisprudencia, pues parecía más oportuno, dada la naturaleza del tema, reservar todo el número a las aportaciones doctrinales. En su diseño y coordinación, especialmente desde la dimensión internacional, la aportación de la Dra. Amelia Díaz Pérez de Madrid ha sido inestimable. De igual modo, debo reconocer la impagable aportación del Dr. Modesto Saavedra en la revisión idiomática y de estilo. SIXTO SÁNCHEZ LORENZO
RFDUG, 12, 2009, 3-6
SECCIÓN MONOGRÁFICA ARTÍCULOS
CAMBIO CLIMÁTICO. UN ENFOQUE CIENTÍFICO Climate Change: a Scientific Approach
Juan Ignacio JIMÉNEZ JIMÉNEZ *
SUMARIO: I. Introducción. II. Cambio climático y tiempo. III. Detección y atribución del cambio climático. IV. Evidencias recientes de cambio climático: 1. Temperaturas. 2. Precipitación. V. Proyecciones futuras. VI. Bibliografía.
I.
INTRODUCCIÓN
La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático, lo define como “el cambio originado en el clima directa o indirectamente por la acción del hombre y que se suma a la variabilidad natural del clima”. Tal y como se recoge en esta definición, el clima sufre una variabilidad natural, pero parece que la que está ocurriendo hoy en día es mucho mas rápida y progresiva. El tema es doblemente polémico porque llega poco después de dos significativos acontecimientos: el primero, el informe respaldado por las Naciones Unidas, y redactado por un grupo de científicos del IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change); el segundo, la campaña de Al Gore, quien realizó un interesante documental sobre el calentamiento global, con el cual ha compartido el premio Nobel (precisamente con el IPCC) y ha ganado un Oscar de Hollywood. Una de las características más evidentes del clima es su continuo estado cambiante a diferentes escalas espacio-temporales, que es lo que se denomina variabilidad natural del clima, sobre la que interviene de manera cada vez más activa el hombre. De hecho, el clima terrestre es el resultado de la evolución de los diferentes sistemas naturales durante millones de años; en este sentido, la reconstrucción histórica ayuda a comprender los factores que han intervenido en su configuración y a desarrollar herramientas para prever posibles tendencias futuras. El sistema climático es un sistema complejo e interactivo compuesto por la atmósfera, la litosfera, la hidrosfera, la criosfera y la biosfera. La componente atmosférica del sistema climático es la que obviamente, caracteriza y condiciona el clima, que se define usualmente como “el tiempo medio”. ∗
nada.
Catedrático de Física Aplicada (Dpto. Física Aplicada) de la Universidad de Gra-
10
JUAN IGNACIO JIMÉNEZ JIMÉNEZ
El clima se describe usualmente en función de la media y la variabilidad de la temperatura, precipitación y viento sobre un periodo de tiempo que va desde millones de años hasta meses, aunque el periodo clásico es de 30 años. El sistema climático evoluciona bajo la influencia de su propia dinámica interna y de factores externos que lo afectan. Estos factores externos (usualmente llamados “forzamientos”) incluyen fenómenos naturales, tales como variaciones solares o erupciones volcánicas, así como los cambios en la composición atmosférica inducidos por el hombre. No debemos olvidar que la única fuente de energía del sistema climático es la radiación solar y los cambios en el balance de radiación solar son el motor esencial de los cambios del clima. En la figura 1 se muestra el balance de radiación solar con cada una de las componentes y sus valores relativos. Hay tres caminos esenciales por los que puede cambiar el balance radiación de la Tierra: i) Cambiando la radiación solar incidente (por ejemplo, por cambios en la órbita terrestre o por cambios en el mismo Sol); ii) Cambiando la cantidad de radiación solar que se refleja (llamada “albedo”, por ejemplo, por cambios en la cubierta nubosa, las partículas atmosféricas o la cubierta vegetal); iii) alterando la radiación emitida por la Tierra hacia el espacio (por ejemplo, cambiando la concentración de gases de efecto invernadero. El clima responde a tales cambios directamente, así como indirectamente, mediante una gran variedad de mecanismos de realimentación.
Figura 1.- Estimación del balance de radiación global media anual. Promediando en largos periodos de tiempo la radiación solar incidente absorbida por la tierra y la atmósfera está en equilibrio con la radiación de onda larga emitida por la misma. Alrededor de la mitad de la radiación solar es absorbida por la superficie de la tierra. Esta energía se transfiere a la atmósfera mediante el calentamiento del aire en contacto con la superficie (conducción), mediante la evapotranspiración y por radiación de onda larga que, a su vez, se absorbe por las nubes y los gases de efecto invernadero. Los constituyentes atmosféricos, por su parte, reemiten parte de la energía absorbida en forma de radiación de onda larga hacia la superficie (contra-radiación). Fuente: Kiehl and Trenberth (1997) RFDUG, 12, 2009, 9-28
Cambio climático. Un enfoque científico
11
Es importante para fijar ideas que dediquemos unos párrafos a explicar más concretamente la interacción Sol-Tierra desde el punto de vista energético. La cantidad de energía que alcanza el tope de la atmósfera es la llamada constante solar y vale 1.370 W/m2. Sin embargo la cantidad que llega a cada metro cuadrado de la superficie de la tierra es una cuarta parte de esta cantidad. Alrededor del 30% de la energía que llega al tope de la atmósfera se refleja de forma especular de nuevo al espacio. Dos tercios de esta reflectividad se deben a las nubes y a las pequeñas partículas que se encuentran en la atmósfera y que se conocen como aerosoles. Las áreas de la superficie terrestre con colores pálidos (especialmente zonas nevadas, heladas y desiertos) añaden el tercio restante de la reflectividad. Un ejemplo de aumento dramático de la concentración de los aerosoles son las erupciones volcánicas. Así pues las grandes erupciones volcánicas pueden causar cambios de hasta medio grado centígrado en la temperatura media global de la superficie terrestre. La energía que no se refleja es absorbida por la superficie terrestre. Esta energía es aproximadamente 240 W/m2. Ahora bien, es un fenómeno bien conocido que todos los cuerpos emiten radiación en función de su temperatura; la tierra también lo hace en forma de radiación, que a diferencia de la procedente del Sol (cuya temperatura en la corona solar es de 6000 K, aproximadamente) –que es radiación electromagnética de longitud de onda muy corta– es radiación de onda larga (también llamada radiación térmica). Concretando: mientras más caliente está un objeto, mayor cantidad de radiación emite. Para emitir 240 W/m2, la temperatura de la superficie de la tierra tendría que ser, en promedio para toda ella, de -18ºC, temperatura mucho más baja de la que se observa, que es de 15,5 ºC. La razón por la que la superficie de la tierra está más caliente es la presencia de los gases de efecto invernadero, que actúan como “techos parciales” para la radiación de onda larga. En otras palabras, estos gases absorben parte de la radiación térmica emitida por la tierra y la reemiten en todas direcciones por lo que parte de ella vuelve a alcanzar la superficie terrestre. Este es el llamado “efecto invernadero natural”. Los más importantes de los gases de efecto invernadero son el vapor de agua y el dióxido de carbono. Los dos gases más abundantes en la composición de la atmósfera (nitrógeno y oxígeno) no contribuyen a este efecto. Las nubes, por otro parte, ejercen un efecto de “techo” similar a los gases de efecto invernadero; sin embargo, debido a su reflectividad, tienden a tener un efecto de enfriamiento sobre el clima (aunque localmente se pueda encontrar un efecto de calentamiento; las noches cubiertas tienden a ser más cálidas que las noches despejadas, porque las nubes emiten radiación de onda larga hacia la superficie). Así pues, es el efecto invernadero de la atmósfera en su composición normal el responsable de que la tierra sea un planeta cómodamente habitable en la mayor parte de su extensión. Las actividades humanas intensifican el efecto invernadero porque producen aumentos en la concentración de estos gases; por ejemplo, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera ha aumentado alreRFDUG, 12, 2009, 9-28
12
JUAN IGNACIO JIMÉNEZ JIMÉNEZ
dedor del 35% en la era industrial, evidentemente debido a las actividades humanas, especialmente por la combustión de los combustibles fósiles y la eliminación de bosques. Así pues, la actividad humana ha cambiado dramáticamente la composición química de la atmósfera con implicaciones substanciales en el clima, como veremos más adelante. Como la tierra es esférica, la radiación solar llega de forma más intensa en las zonas tropicales que en las altas latitudes. La energía es transportada de las áreas ecuatoriales a las altas latitudes por la circulación atmosférica y oceánica, incluyendo sistemas tormentosos. También la energía se utiliza en la evaporación del agua de los mares, lagos, ríos y demás, añadiendo energía a la atmósfera en forma del llamado calor latente. La circulación atmosférica, por su parte, influye de forma notable en la circulación oceánica a través de los vientos sobre la superficie de los océanos, y a través de los cambios en la temperatura y la salinidad del mar por medio de la precipitación y la evaporación. Debido a la rotación de la tierra, la circulación atmosférica es predominantemente este-oeste que norte-sur. En el hemisferio Norte son familiares las perturbaciones (borrascas y anticiclones) que se desplazan con los frentes fríos y cálidos asociados. Estos sistemas sinópticos se ven influidos por los contrastes de temperatura entre los océanos y los continentes, así como por los obstáculos orográficos, tales como montañas y zonas cubiertas de hielo, variando su amplitud y su actividad. Cambios en varios aspectos del sistema climático, tales como variaciones en la cubierta de hielo, el tipo y la distribución de la vegetación o de la temperatura de la atmósfera o de los océanos, influirán sobre la circulación de gran escala de la atmósfera y de los océanos. Hay pues muchos mecanismos de realimentación en el sistema climático que pueden ampliar o disminuir los efectos de los forzamientos climáticos. Por ejemplo, como hemos dicho que el incremento de los gases de efecto invernadero aumenta la temperatura de la superficie de la tierra, las nieves y el hielo comenzarán a fundirse. Esta fusión aumenta las superficies de tierra y agua, más oscuras que el hielo y la nieve, por lo que la tierra absorberá más radiación solar, provocando mayor calentamiento, que causará mayor fusión, y así sucesivamente en un proceso cíclico de realimentación. Este ciclo de realimentación, conocido como el “ciclo de realimentación hielo-albedo”, amplifica el calentamiento inicial causado por los aumentos en la concentración de gases de efecto invernadero. Detectar, entender y cuantificar precisamente las realimentaciones climáticas han focalizado la atención de los científicos que intentan entender las complejidades del clima de la tierra.
II. CAMBIO CLIMÁTICO Y TIEMPO Como hemos dicho más arriba, el clima se define usualmente como el “tiempo medio”, por lo que el tiempo y el cambio climático están relacioRFDUG, 12, 2009, 9-28
Cambio climático. Un enfoque científico
13
nados. Las observaciones muestran que hay cambios en el tiempo, y los promedios estadísticos de los cambios del tiempo son los que identifican el cambio climático. Aunque tiempo y clima están fuertemente relacionados, hay importantes diferencias. Una confusión muy común entre tiempo y clima aparece cuando se pregunta a los científicos como pueden predecir el clima dentro de 50 años si no pueden predecir el tiempo más allá de dos o tres días, y desde luego, nunca para una semana. La naturaleza caótica del tiempo lo hace casi impredecible más allá de unos pocos días. Sin embargo, proyectar cambios en el clima (tiempo medio) debidos a cambios en la composición atmosférica u otros factores es un asunto muy diferente y mucho más manejable. Por ejemplo, es imposible predecir la edad a la que una persona morirá, pero si que se puede con un gran nivel de confianza que la edad media de los hombres en países industrializados es de 75 años. Otra confusión muy frecuente es pensar que un invierno frío o una zona local de enfriamiento es una evidencia contra el calentamiento global. Hay siempre extremos de frío o calor, pero son su frecuencia y su intensidad las que evidencian cambios climáticos. Pero cuando el tiempo se promedia en el espacio y en el tiempo, el hecho de que hay un calentamiento global emerge claramente de los datos. Los meteorólogos ponen un gran interés en observar, comprender y predecir la evolución día a día del tiempo. Usando las ecuaciones físicas que gobiernan los procesos de movimiento, calentamiento y enfriamiento, precipitación en forma de lluvia o de nieve, evaporación del agua, los meteorólogos pueden predecir el tiempo con éxito para algunos días en el futuro inmediato. Pero ir más allá en las predicciones está limitado por una propiedad dinámica de la atmósfera. En 1960 E. Lorente, meteorólogo, descubrió que muy pequeñas diferencias en las condiciones iniciales produce predicciones muy diferentes. Es el llamado “efecto mariposa”, que se enuncia: si una mariposa mueve sus alas en un determinado lugar, puede alterar el tiempo subsiguiente en otro lugar muy distante. El corazón de este efecto es la teoría del caos, que trata sobre como muy pequeños cambios en ciertas variables pueden causar efectos aparentemente al azar en sistemas complejos. Sin embargo, la teoría del caos no implica una total ausencia de orden. Por ejemplo, pequeñas diferencias pueden hacer que una borrasca no llegue el día previsto o modificar su recorrido, pero la temperatura y la precipitación medias (que constituyen el clima) pueden ser las mismas para esa región y ese periodo de tiempo. Dado que un problema esencial cuando se enfrenta el problema de la predicción del tiempo es el conocimiento de todas las condiciones en el instante inicial del periodo de predicción, es conveniente pensar en el clima como el conjunto de condiciones para el tiempo. Más precisamente, el clima puede ser visto como concerniente al estado del sistema climático de toda la tierra que determina las condiciones iniciales para la predicción de los patrones de tiempo. En la figura 2 se RFDUG, 12, 2009, 9-28
14
JUAN IGNACIO JIMÉNEZ JIMÉNEZ
muestra un esquema del sistema climático, sus componentes y los procesos e interacciones que tienen lugar entre ellos.
Figura 2. Esquema de los componentes del sistema climático, sus procesos e interacciones
En resumen, las proyecciones del clima futuro está condicionado por cambios fundamentales en la energía térmica del sistema tierra-atmósfera, en particular el incremento del efecto invernadero que atrapa el calor cerca de la superficie y está determinado por la cantidad de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero presentes en la atmósfera. Proyectar cambios en el clima debido a los cambios en los gases de efecto invernadero para dentro de 50 años es un problema muy distinto y mucho más fácil de resolver que el problema de la predicción del tiempo para dentro de unas semanas. Dicho de otro modo, las variaciones a largo plazo producidas por cambios en la composición de la atmósfera son mucho más predecibles que acontecimientos individuales del tiempo. Mientras que muchos factores influyen en el clima, los científicos han determinado que las actividades humanas han llegado a ser una fuerza dominante y son las responsables del calentamiento observado en los últimos cincuenta años. Los cambios provocados por las actividades humanas se han reflejado en primer lugar en las cantidades de gases de efecto invernadero presentes en la atmósfera, también en la aparición de otros gases que no existían de forma natural (halocarburos), también en cambios en la cantidad y calidad de los “aerosoles”, y de cambios en los usos de las tierras. Como cambios climáticos, las probabilidades de ciertos tipos de RFDUG, 12, 2009, 9-28
15
Cambio climático. Un enfoque científico
acontecimientos se han visto afectados. Por ejemplo, la temperatura media de la tierra ha aumentado, algunos fenómenos son más frecuentes e intensos (por ejemplo, olas de calor), mientras que otros son menos frecuentes y de menor intensidad (olas de frío). III. DETECCIÓN Y ATRIBUCIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO Uno de los problemas esenciales que han acompañado a los estudios sobre el cambio climático ha sido siempre la detección del mismo, separándolo de la variabilidad natural. El uso del conocimiento del clima en el pasado ha ido creciendo en importancia a lo largo de los años, como se ha reflejado en la gran cantidad de científicos que se han dedicado a su estudio y como se refleja en cada uno de los informes del IPCC. Aunque aparentemente detección y atribución parecen muy ligadas desde el punto de vista técnico, tienen objetivos distintos. Detección del cambio climático es el proceso de demostración de que el clima ha cambiado desde el punto de vista estadístico, sin proporcionar razones para tal cambio. Atribución de las causas del cambio climático es el proceso por el cual se establecen las causas más probables del cambio detectado con un determinado nivel de confianza. Es evidente que desde un punto de vista riguroso, la atribución inequívoca requeriría hacer experimentos con el sistema climático. Aquí es muy apropiada la afirmación de que los meteorólogos y los físicos de la atmósfera tienen el mayor laboratorio del mundo, pero es un laboratorio en el que no se puede experimentar solamente se puede observar y los fenómenos que se observan no se pueden repetir a voluntad, por tanto la atribución del cambio climático se hace como sigue: i) detectando que el clima ha cambiado (como se ha definido antes); ii) demostrando que el cambio detectado es consistente con las simulaciones de los modelos que tienen en cuenta los forzamiento antropogénicos; y c) demostrando que el cambio detectado no es consistente con cualquier explicación alternativa físicamente plausible del cambio climático reciente excluyendo los forzamientos antropogénicos. Ambos, detección y atribución están relacionados con las observaciones y los resultados de los modelos. A pesar de los grandes esfuerzos hechos por multitud de científicos, las estimaciones de cambios en el clima en la escala de siglos presenta grandes dificultades, especialmente por la relativa corta duración de los registros asÍ como por la difícil comprensión de los fenómenos producidos debida a factores externos. En la figura 3 se muestra una completa colección de datos de temperatura media global, en la que se observa la variada duración de los registros y su in-homegeneidad temporal. No obstante, es importante señalar que las variaciones respecto al valor medio están comprendidas en 0.5 ºC por encima y por debajo de la media, aproximadamente. Es, por tanto, muy difícil, atribuir esta variabilidad a la acción del hombre frente a los mecanismos naturales. RFDUG, 12, 2009, 9-28
16
ºC
JUAN IGNACIO JIMÉNEZ JIMÉNEZ
Figura 3.- Registros de los cambios de temperaturas en regiones extensas. Cada una de las series se presentaron originalmente como anomalías respecto la temperatura media con diferentes periodos de referencia. Para hacer las series comparables se han ajustado a la media de los últimos 30 años, que corresponde al de la serie más larga Brohan et al. (2006).
Las simulaciones de los modelos sin tener en cuenta los cambios en los forzamientos externos (por ejemplo, sin aumento en la concentración de CO 2) proporcionan información muy importante acerca de la variabilidad interna del sistema climático en diversas escalas temporales. Sin embargo, para atribuir el cambio climático se requieren resultados de los modelos que incorporen estimaciones históricas de cambios en los forzamientos naturales y antropogénicos, tales como gases de efecto invernadero, aerosoles volcánicos y la radiación solar. Se sale de los límites de este artículo profundizar mucho en este complicado tema, pero digamos algunas palabras acerca de la evolución de la atribución de cambio climático en la bibliografía. Aunque no era posible detectar el cambio climático de origen antropogénico en 1980, Madden y Ramanathan (1980) y Hansen et al (1981) predijeron que seria evidente en las dos décadas siguientes. Una decada después, Wigley y Raper (1990) usaron un modelo simple de balance de energía para mostrar que los cambios observados en la temperatura media global desde 1867 a 1982 no se podían explicar solamente con la variabilidad natural interna. Este resultado fue confirmado mas tarde por modelos más complicados de circulación general (Stouffer et al, 1994). Actualmente con el avance continuo de la ciencia del cambio climático los patrones de cambio climático no se limitan únicamente a una variable (temperatura) sino que pueden establecerse patrones de precipitación y de presión en superficie, así como análisis de la variación vertical de los camRFDUG, 12, 2009, 9-28
17
Cambio climático. Un enfoque científico
bios de temperatura en la atmósfera y en los océanos. Estos estudios hacen mas fácil la atribución, porque es evidente que dos forzamientos distintos pueden producir los mismos patrones de alguna de las variables, pero es totalmente improbable que lo produzcan en todas las que se evalúan. Las conclusiones sobre este tema se pueden resumir en dos muy importantes. En primer lugar, los patrones de cambio climático producidos por la influencia del hombre son claramente identificables con los datos observados. En segundo lugar, la conclusión común de una gran cantidad de patrones estudiados durante los últimos 15 años no puede explicarse con los factores naturales solamente. (Santer et al, 1996a, b, c; Stott et al, 2000) Se requiere una influencia antropogénica substancial para explicar los cambios observados.
IV. EVIDENCIAS RECIENTES DE CAMBIO CLIMÁTICO Como se ha dicho en repetidas ocasiones, la variabilidad es una de las características esenciales del sistema climático. Considerando de momento solamente el periodo instrumental, analizaremos las evoluciones de distintas variables que puedan confirmar las afirmaciones de los parágrafos anteriores. 1.
Temperaturas
Las observaciones instrumentales durante los últimos 157 años muestran que la temperatura de la superficie ha aumentado globalmente, con importante variaciones regionales. En promedio global el calentamiento en el último siglo ha ocurrido en dos fases, desde 1910 a 1940 (0,35 ºC) y más fuertemente desde 1970 hasta la actualidad (0,55 ºC). El ritmo de calentamiento ha aumentado aún más en los últimos 25 años y 11 de los 12 años más cálidos de todo el periodo han ocurrido en los últimos 12 años. Por otro lado, desde finales de 1950 la temperatura de la troposfera (primeros 11 kilómetros de la atmósfera) ha aumentado ligeramente más que en la superficie, mientras que la estratosfera (11-30 km) se ha enfriado notablemente desde 1979. Estas observaciones están de acuerdo con las expectativas físicas y muchos resultados de modelos. La confirmación del calentamiento global procede también del calentamiento de los océanos, el aumento del nivel del mar, la fusión de los glaciares, el retroceso del hielo marino en el Ártico y la disminución de la cobertura nivosa en el Hemisferio Norte. Expresada como valor medio, la temperatura de la superficie ha aumentado alrededor de 0,74ºC en los pasados 100 años (desde 1906 hasta 2005) como se puede ver en la figura 4. Sin embargo el calentamiento no ha sido ni constante ni el mismo para diferentes estaciones del año ni para RFDUG, 12, 2009, 9-28
18
JUAN IGNACIO JIMÉNEZ JIMÉNEZ
diferentes localidades. En el periodo inicial, desde 1850 hasta 1915 no hay cambios muy significativos más allá de los asociados a la variabilidad natural, pero hay que tener en cuenta que este periodo corresponde al que tiene menor calidad en las series. Luego se observa un ascenso de 0,35ºC en el periodo 1910-1940 seguido de un pequeño descenso (0,1ºC) para continuar con un pronunciado calentamiento (0,55ºC) que continua hasta el final de los registros en 2006. El periodo más cálido de toda la serie es el que va de 1998 hasta 2005 y, como ya hemos dicho, 11 de los 12 años mas cálidos de todo el periodo estudiado están entre 1995 y 2006.
Figura 4.- Marca anual de las temperaturas medias globales observadas (puntos negros). El eje de la izquierda muestra las anomalías respecto al período 1961-1990 y el de la derecha, la estimación de las temperaturas media global. También se muestran los ajustes lineales para diversos periodos de tiempo. Es interesante anotar que para cortos periodos de tiempo recientes la pendiente es mucho mayor, indicando un calentamiento acelerado. La curva continua muestra la media movil de 10 años para dar cuenta de las variaciones decádicas.
El calentamiento, especialmente desde 1970 ha sido superior en los continentes que en los océanos y estacionalmente, ha sido ligeramente superior en el hemisferio norte. Existen también otros calentamientos, particularmente en las ciudades y zonas urbanas (el efecto de la isla de calor), pero se trata de efectos locales de extensión limitada. El análisis de los valores extremos de la temperatura media diaria muestra, especialmente desde 1950 un número decreciente de días muy fríos y de noches cálidas. La duración de las estaciones libres de días con RFDUG, 12, 2009, 9-28
Cambio climático. Un enfoque científico
19
heladas ha aumentado en muchas regiones de latitudes medias y altas. En el Hemisferio Norte, se está mostrando una tendencia creciente a un comienzo más temprano de la primavera. Además, como hemos dicho antes se observa un aumento de la temperatura en la troposfera desde 1950 y una disminución notable de la temperatura en la estratosfera desde 1979, lo que esta de acuerdo con el papel de los gases de efecto invernadero en el calentamiento de la troposfera y en el enfriamiento de la estratosfera. La disminución del espesor equivalente de la capa de ozono contribuye substancialmente al enfriamiento de la estratosfera.
Figura 5.- Número de noches frías y noches cálidas para 202 eestaciones en todo el mundo, para tres periodos de tiempo.
Los fenómenos extremos se caracterizan por estar por debajo (en un extremo) de los percentiles 1, 5 o 10 o por encima (en el otro extremo) de los percentiles 90, 95 ó 99. Las noches cálidas o los día muy cálidos son aquellos en los que las temperaturas exceden el percentil 90, y las noches frías y los días muy fríos son aquellos en los que la temperatura está por debajo del percentil 10. En la figura se muestran las noches frías y las noches calidas para 202 estaciones de observación y en tres periodos de tiempo distintos. Es fácil detectar cómo la frecuencia de ocurrencia de noches frías disminuye y el de noches cálidas aumenta. Este es otra evidencia de cambio climático reciente. 2.
Precipitación
Así como los cambios en las temperaturas medias globales son relativamente fáciles de estudiar, debido a que las medidas de temperatura tienen una gran extensión tanto temporal como espacial, como hemos visto antes, el estudio de las variables que tienen relación con la cantidad de vapor de agua contenido en la atmósfera, tales como la precipitación o la humedad, presentan mucha mayor dificultad, especialmente porque los procedimientos de medida no han evolucionado con la misma velocidad que RFDUG, 12, 2009, 9-28