17: Gases atmosféricos y cambio climático

Gases radiativamente activos

El vapor de agua (H ₂ O) es el más importante de los constituyentes radiativamente activos de la atmósfera terrestre, representando alrededor del 36% del efecto invernadero general, seguido del dióxido de carbono (CO ₂; aproximadamente 20%). Los papeles menores son desempeñados por las concentraciones traza de metano (CH4), óxido nitroso (N2O), ozono (O3), tetracloruro de carbono (CCl ₄) y clorofluorocarbonos (CFC).

Estos últimos compuestos son, sin embargo, absorbedores de energía infrarroja mucho más fuertes que el CO ₂ (sobre una base por molécula, son GEI más eficientes). Una molécula de CH ₄ es aproximadamente 28 veces más efectiva que una de CO ₂ en la absorción de radiación infrarroja, mientras que N ₂ O es 265 veces más efectiva (estos se conocen como potenciales de calentamiento de invernadero, con CO ₂ asignado un valor de 1.0; Cuadro 17.1).

No hay evidencia de que la concentración de vapor de agua en la atmósfera haya aumentado recientemente. Sin embargo, las concentraciones de CO ₂ y otros GEI han aumentado notablemente durante los últimos siglos debido a las emisiones asociadas a las actividades humanas (Cuadro 17.1). Antes de 1750, la concentración atmosférica de CO ₂ era de aproximadamente 280 ppm, mientras que en 2014 había alcanzado 399 ppm, lo que supone un incremento del 43%. Otros GEI también han aumentado durante este periodo. Los incrementos han sido especialmente rápidos desde mediados del siglo XX, coincidiendo con enormes incrementos de población, industrialización y deforestación.

Debido a que se sabe que los diversos GEI influyen en el efecto invernadero, es razonable plantear la hipótesis de que sus concentraciones crecientes intensificarán ese proceso. Un efecto invernadero más fuerte podría conducir al calentamiento global. Tal cambio ambiental debe ser visto como una intensificación antropogénica del efecto invernadero natural de la Tierra. En general, se estima que el aumento de la concentración de CO ₂ representa cerca de 57% de esta posible mejora del efecto invernadero, mientras que CH ₄ es responsable de 15%, O ₃ troposférico para 12%, halocarbonos para 8% y N ₂ O para 5% (Cuadro 17.1).

CO ₂ de Combustibles Fósiles

Los combustibles fósiles son la fuente de energía más importante en los países industrializados, seguidos de la hidroelectricidad, la energía nuclear y fuentes relativamente menores como la madera, la energía solar y la eólica (Capítulo 13). Las tasas de utilización del carbón, el petróleo, el gas natural y la arena petrolífera han aumentado enormemente durante el siglo pasado, principalmente para satisfacer las crecientes demandas de energía para la industria, el transporte y la calefacción de espacios. La fabricación de cemento también da como resultado grandes emisiones de CO ₂ a la atmósfera.

En total, desde aproximadamente el inicio de la Revolución Industrial en 1750, se han liberado a la atmósfera alrededor de 365 mil millones de toneladas de CO _{2 -C (carbono en forma de CO 2}) a partir del consumo de combustibles fósiles y la producción de cemento (Boden et al., 2013). La mitad de estas emisiones de CO ₂ de combustibles fósiles se han producido desde mediados de la década de 1980.

Entre 1860 y 1869, durante la mitad de la Revolución Industrial, la combustión de combustibles fósiles, principalmente carbón, resultó en la emisión global de alrededor de 422-millones de toneladas de CO ₂ por año (Boden et al., 2013). Para el año 2012, las emisiones globales de la combustión de combustibles fósiles habían aumentado en un factor de 80, a 35.400 millones de toneladas anuales (Figura 17.3). Alrededor del 95% de la emisión comercial de CO ₂ en 2012 se debió a la combustión de combustibles fósiles, de los cuales 43% procedían de hidrocarburos líquidos, 33% de carbón y 18% de gas natural. El 5% restante está asociado con la fabricación de cemento y la quema de gas (Cuadro 17.2).

Las emisiones comerciales globales equivalen a aproximadamente 1.3 tCo ₂ /persona•año (en 2010; Cuadro 17.3). Por supuesto, el uso per cápita de los combustibles fósiles difiere mucho entre los países, dependiendo de su tipo y grado de industrialización, tipos de fuentes de energía, clima y otros factores. Las mayores emisiones per cápita se producen en varios países que queman grandes cantidades de combustibles fósiles en cabezas de pozo y refinerías, como Qatar y Trinidad y Tobago. Aparte de esos casos, las mayores emisiones se encuentran en países ricos e intensivos en energía, como Canadá, Australia, Estados Unidos, Japón y la mayor parte de Europa occidental. Las emisiones más pequeñas se encuentran en los países más pobres, menos desarrollados, donde hay relativamente poco uso de los combustibles fósiles debido al gasto para comprarlos.

Se prevé que las emisiones futuras de CO ₂ de la combustión de combustibles fósiles sean mucho mayores que las que ocurren hoy en día, principalmente debido a la industrialización anticipada de los países más pobres a medida que se desarrollan económicamente. Una predicción sugiere que las emisiones globales a mediados del siglo XXI podrían ser de hasta 55 mil millones de toneladas de CO ₂ al año, aproximadamente el doble de las emisiones actuales.

CO ₂ de Bosque claro

El bosque maduro almacena grandes cantidades de carbono orgánico en la vegetación y la materia orgánica muerta del suelo. Todos los demás tipos de ecosistemas, incluidos los bosques más jóvenes que se están regenerando a partir de una perturbación, almacenan mucho menos carbono orgánico que el que ocurre en los bosques más viejos. Esta observación sugiere que cada vez que un área de bosque maduro es perturbada por la recolección de madera, o se despeja para proporcionar tierras para uso agrícola o urbanizado, mucho menos carbono orgánico se almacenará en la tierra.

Si se permite que un rodal cosechado se regenere a otro bosque maduro, entonces el agotamiento del carbono almacenado será un fenómeno a mediano plazo. Sin embargo, si el bosque se convierte en un uso antropogénico del suelo, como para la agricultura o la urbanización, hay una pérdida permanente de carbono almacenado en la tierra. En cualquier caso, la diferencia en la cantidad promedio de carbono orgánico almacenado en el ecosistema se equilibra con una emisión de CO ₂ a la atmósfera. La liberación de CO ₂ ocurre principalmente por descomposición de la biomasa forestal o por quema. En menor grado, y por razones similares, también se produce una pérdida de carbono cuando los pastizales naturales se convierten en agricultura cultivada.

Es bien sabido que los humanos han provocado enormes reducciones en la superficie de bosque maduro en la mayoría de las regiones del mundo (Capítulos 12 y 14). Estos cambios comenzaron lentamente, inicialmente quizás con la domesticación del fuego y su uso generalizado para mejorar el hábitat de los animales cazados. La deforestación avanzó más rápidamente cuando se descubrió que se podían desarrollar tierras agrícolas fértiles mediante la eliminación de la cubierta natural de bosque o pastizales. (Los árboles cosechados también fueron bienes valiosos). La deforestación ha avanzado especialmente rápidamente durante los últimos siglos debido al crecimiento de la población, la expansión agrícola y la industrialización.

Antes de cualquier tala sustancial de los bosques naturales de la Tierra, la vegetación terrestre mundial almacenaba aproximadamente 900 mil millones de toneladas de carbono orgánico (Figura 17.5). Alrededor del 90% de ese carbono se almacenó en bosque, de los cuales la mitad se encontraba en bosque tropical. Ahora, solo alrededor de 560-mil millones de toneladas de carbono se almacenan en la vegetación terrestre, una disminución de 38%. Además, las reservas de biomasa global están disminuyendo aún más a medida que más y más ecosistemas naturales se convierten en agrícolas y urbanos que almacenan mucho menos carbono.

Durante el periodo de 143 años de 1870 a 2013, los cambios en el uso de la tierra (en su mayoría conversiones de bosque en tierras agrícolas) dieron como resultado la emisión de alrededor de 145 mil millones de toneladas de CO ₂ -C. Esta cantidad representa alrededor del 45% de las emisiones debidas a la combustión de combustibles fósiles durante el mismo periodo (320 mil millones de toneladas de CO ₂). Más recientemente, en 2013, la combustión de combustibles fósiles emitió alrededor de 9.900 millones de toneladas de CO _2-C a la atmósfera, mientras que la deforestación representó otros 0.9 mil millones de toneladas.

Como se señaló anteriormente, los ecosistemas forestales y pastizales almacenan grandes cantidades de carbono en la biomasa de su vegetación y suelo. Cuando estos ecosistemas “altos en carbono” se convierten en ecosistemas agrícolas o urbanos, hay una gran emisión de su carbono orgánico a la atmósfera (principalmente como CO ₂ por descomposición e incendios).

La perturbación de los bosques por la recolección de madera también resulta en una gran emisión de CO ₂, debido a que los rodales maduros soportan mucha más biomasa que los más jóvenes (los bosques viejos almacenan más). Sin embargo, el escenario de emisiones de carbono se complica por lo que se hace con la madera cosechada. Por ejemplo, si la biomasa arbórea se quema como combustible, la liberación de CO ₂ a la atmósfera ocurre rápidamente. Por otro lado, si la madera cosechada se utiliza para fabricar madera, muebles o violines, todos los cuales son productos “duraderos” con una vida útil prolongada, la liberación de CO ₂ a la atmósfera ocurre lentamente. También hay que recordar que gran parte de la liberación inicial de CO ₂ puede eventualmente ser compensada por la regeneración del bosque cosechado (a menos que esto se evite, como sucede cuando ocurre la deforestación para desarrollar el uso agrícola o urbano del suelo).

El Cuadro 17.4 muestra grandes diferencias entre regiones en sus emisiones de CO ₂ por cambios en el uso del suelo. En América del Norte, la extensa tala de bosques comenzó cuando el continente fue colonizado por europeos y continuó hasta la década de 1920. Desde entonces, sin embargo, grandes áreas de tierras agrícolas marginalmente económicas han sido devueltas a los bosques. En general, la emisión neta de CO ₂ por los cambios en la superficie forestal recientemente ha estado cerca de cero, es decir, la tierra agrícola se está regenerando de nuevo en bosque tan rápido como los bosques en otras partes de América del Norte se están convirtiendo en usos agrícolas y urbanos del suelo. La situación europea es similar, y la biomasa forestal (y el almacenamiento de carbono) allí también ha aumentado desde la década de 1920.

Sin embargo, en los países tropicales relativamente pobres y menos desarrollados de África, Asia y América Latina, los bosques se están limpiando rápidamente. Esto está siendo cúpula principalmente para desarrollar tierras agrícolas para proporcionar medios de vida y cultivar alimentos para un número cada vez mayor de personas, y también para proporcionar productos agrícolas para la exportación. Se trata de un problema grave no sólo por las grandes emisiones de CO ₂, sino también por las consecuencias para la biodiversidad (Capítulo 26).

Afortunadamente, hay indicios de que la tasa de deforestación global puede estar desacelerándose. Parece haber alcanzado un pico en la década de 1990, cuando las emisiones de carbono resultantes de la deforestación y otros cambios en el uso del suelo fueron de aproximadamente 1.6 x 10 ⁹ TC/y, y se ha ralentizado a 0.9 x 10 ⁹ TC/y desde 2004-2013 (Global Carbon Budget (2014).

En general, en los tiempos modernos, la mayoría de las emisiones de CO ₂ asociadas a la deforestación han estado ocurriendo en países tropicales menos desarrollados. En contraste, la mayoría de las emisiones de CO ₂ de la combustión de combustibles fósiles han estado ocurriendo en países relativamente ricos, industrializados y de mayor latitud, de los cuales Canadá es un ejemplo destacado.

Geoquímica Global del Carbono

Las principales influencias antropogénicas en el presupuesto mundial de carbono se resumen en la Figura 17.5, que muestra los principales compartimentos en los que se almacena el carbono, así como las transferencias entre ellos. Aunque la Figura 17.5 simplifica la naturaleza compleja del ciclo global del carbono, se pueden hacer algunas inferencias importantes que son relevantes para el efecto invernadero.

Las emisiones antropogénicas han provocado que se produzca un incremento de 43% en la cantidad de CO ₂ almacenado en la atmósfera, de aproximadamente 580 x 10 ⁹ t de CO ₂ -C en tiempos preindustriales a 844 x 10 ⁹ t en 2015. La concentración atmosférica de CO ₂ ha aumentado en consecuencia durante el mismo periodo, de aproximadamente 280 ppm a 400 ppm.

Antes de que los humanos comenzaran a modificar el carácter de los ecosistemas de la Tierra, especialmente por la deforestación extensa, la emisión global y la fijación del CO ₂ atmosférico estaban aproximadamente en equilibrio. Es decir, a nivel global, la producción primaria bruta (GPP) fue aproximadamente igual a la respiración ecosistémica (ER), y el carbono biológicamente fijado no fue cambiando con el tiempo. Sin embargo, la deforestación ahora está resultando en enormes emisiones de CO ₂, que ascienden a aproximadamente 2.0 x 10 ⁹ t/a de CO ₂ -C. En general, los ecosistemas terrestres modernos están almacenando alrededor de 38% menos de carbono en su vegetación y 12% menos en el suelo en comparación con los tiempos preindustriales.

En última instancia, los océanos son el sumidero más importante del CO ₂ emitido a través de las actividades humanas. Los océanos tienen una absorción neta de aproximadamente 3.1 x 10 ⁹ t/a de CO ₂ -C de la atmósfera. Sin embargo, esto es mucho menor que las emisiones antropogénicas de 8.6 × 10 ⁹ t/a de CO ₂ -C, por lo que la cantidad de CO ₂ almacenada en la atmósfera está aumentando. Los océanos tienen una enorme capacidad de absorción de CO ₂ atmosférico, que finalmente se deposita como carbonato de calcio (CaCo ₃), un mineral que se acumula en los sedimentos (principalmente como conchas de moluscos, foraminíferos y otros invertebrados). Sin embargo, la tasa de formación de CaCo ₃ se ve afectada por diversos factores, incluyendo la concentración de carbono inorgánico en el agua de mar así como la acidez. Esta concentración está determinada por la velocidad a la que el CO ₂ ingresa a los océanos desde la atmósfera, menos su absorción biológica (principalmente por el fitoplancton durante la fotosíntesis). Aunque el CO ₂ antropogénico finalmente termina como CaCo ₃ en el sedimento oceánico, existe un retraso sustancial en la respuesta de los sumideros oceánicos al aumento de las concentraciones de CO ₂ en la atmósfera. Este retraso permite que las concentraciones atmosféricas de CO ₂ aumenten debido a las emisiones antropogénicas.

La acidificación del océano es un tema adicional. De hecho, el océano se mantiene como un ambiente no ácido por la dinámica del carbono y una variedad de otras influencias, con un pH típico entre aproximadamente 7.5 y 8.4 (Chester y Jickells, 2012). En este caso, la acidificación estaría representada por el agua oceánica volviéndose menos alcalina con el tiempo. La acidificación es causada por la disolución del CO ₂ atmosférico en agua oceánica, proceso que forma ácido carbónico (H ₂ CO ₃), un ácido débil, según esta ecuación:

\[\ce{CO2 + H2O <=> H2CO3}\]

El ácido carbónico puede entonces disociarse para formar bicarbonato (HCO ₃ —) y carbonato (CO _{3 ^—2}), de la siguiente manera:

\[\ce{H2CO3 <=> HCO3^{-} + H^{+} <=> CO3^{–2} + H+}\]

La velocidad a la que el CO ₂ puede disolverse en el océano está en equilibrio con su concentración atmosférica. Como resultado, los rápidos aumentos del CO ₂ atmosférico (a 400 ppm en 2015) han dado como resultado una mayor disolución, una mayor producción de ácido carbónico y el aparente inicio de la acidificación de ese vasto ecosistema acuático. Una estimación es que el pH promedio de los océanos globales ha disminuido de 8.25 a aproximadamente 0.1 unidades menos (aún no ácido, pero sin embargo representando un grado de acidificación; Jacobson, 2005). La acidificación de los océanos es un problema potencialmente grave, ya que muchos organismos marinos solo pueden vivir dentro de un estrecho rango de tolerancia a este aspecto de la química del agua.

Cambio Climático

Como se examinó anteriormente, la Tierra tiene un efecto invernadero de origen natural, cuyo mecanismo físico es relativamente simple y entendido por los científicos (Capítulo 4). Además, el efecto invernadero ayuda a mantener la temperatura de la superficie dentro de un rango que es cómodo para los organismos, con un promedio de aproximadamente 15°C, o 33° más caliente de lo que sería con una atmósfera que no es de invernadero. También está bien documentado que las concentraciones de CO ₂ y otros gases radiativamente activos están aumentando en la atmósfera. Es razonable, por lo tanto, plantear la hipótesis de que este incremento intensificará el efecto invernadero natural.

Si bien esta intensificación potencial del efecto invernadero sigue siendo una hipótesis, es extremadamente importante. Si este cambio ambiental ocurre, tendría muchas consecuencias climáticas y ecológicas, algunas de las cuales serían catastróficas tanto para los ecosistemas económicamente importantes como para los naturales.

El cambio climático se refiere a variaciones a largo plazo del clima que son experiencias en una región. Uno de los indicadores más importantes del cambio climático es la temperatura de la atmósfera superficial. La temperatura del aire se mide de forma rutinaria en muchos lugares del mundo. Estos datos pueden ser utilizados para calcular estimaciones de la temperatura media de la superficie de la Tierra y para detectar cambios a lo largo del tiempo. Sin embargo, los registros de temperatura del aire sufren algunos problemas importantes:

• La temperatura del aire es extremadamente variable en el tiempo y el espacio, y la relación señal: ruido desfavorable hace que sea difícil detectar tendencias a largo plazo.
• La mayoría de los datos más antiguos son menos confiables que los registros modernos (las grabaciones precisas de las temperaturas del aire superficial comenzaron alrededor de 1880).
• Muchas estaciones de monitoreo del clima se encuentran en áreas urbanizadas, y sus datos están influenciados por la llamada “isla de calor urbano”, que se caracteriza por condiciones típicamente más cálidas que las que ocurren en los lugares rurales circundantes. Además, un gran número de estaciones meteorológicas inicialmente rurales se han visto rodeadas de usos del suelo urbano, resultando en una “contaminación” de sus registros de temperatura del aire.
• Las temperaturas globales pueden responder a influencias distintas a los cambios en el efecto invernadero, como los efectos de enfriamiento de las erupciones volcánicas que inyectan grandes masas de aerosoles altamente reflectantes en la atmósfera superior, así como variaciones en la intensidad de la producción solar.

A pesar de las diversas dificultades con los datos utilizados para estimar la temperatura media de la superficie de la Tierra, análisis recientes sugieren que desde mediados del siglo XIX ha habido una tendencia definida de calentamiento. La temperatura media global de la superficie ha aumentado en más de 0.8°C en los últimos 150 años (Figura 17.6). Los años más cálidos desde 1850 han ocurrido todos desde aproximadamente 1990. Este calentamiento refleja en parte el final de un periodo de 400 años de enfriamiento climático, conocido como la Pequeña Edad de Hielo, que duró hasta mediados del siglo XIX (Figura 17.7). Sin embargo, parece haber habido una particular intensificación del calentamiento durante las últimas décadas. Obsérvese también que la reciente tendencia al calentamiento no está exenta de precedentes —incluso periodos más cálidos han ocurrido durante los últimos 10 a 12 mil años.

Además, los estudios paleoclimáticos de cambios a largo plazo han proporcionado evidencia bastante convincente de un vínculo entre las concentraciones de CO ₂ atmosférico y el calentamiento climático. Datos especialmente valiosos provienen de un núcleo de hielo glacial tomado en la Antártida, lo que representa un registro de 417-mil años (Figura 17.8). Los resultados de este importante estudio sugieren una fuerte correlación entre la concentración de CO ₂ y la temperatura del aire, lo que implica una posible relación causal. No está claro, sin embargo, si el aumento de las concentraciones de CO ₂ causó el calentamiento a través de un efecto invernadero intensificado, o posiblemente lo contrario. Un incremento en las emisiones de CO ₂ de los ecosistemas podría haber sido consecuencia del calentamiento climático, tal vez porque la tasa de descomposición de la biomasa aumentó o por el calentamiento del suelo congelado en latitudes polares (que liberaría biomasa en permafrost para su descomposición y liberación de metano). Claramente, la Figura 17.8 sugiere una fuerte relación entre el CO ₂ y el cambio de temperatura, pero las posibles interpretaciones son ambiguas por consideraciones de “pollo o huevo”, no está claro cuál fue el primero.

Otros conocimientos valiosos se han obtenido ejecutando sofisticados modelos matemáticos de procesos climáticos globales en supercomputadoras de alta potencia. Estos “experimentos virtuales” examinan las posibles respuestas climáticas a los aumentos en el CO ₂ atmosférico. Las simulaciones por computadora se conocen como modelos tridimensionales de circulación general (GCM). Los modelos simulan los complejos movimientos de energía y masa en la circulación global de la atmósfera. También examinan las interacciones de estos procesos con variables físicas que son aspectos importantes del clima, como la temperatura y la precipitación. Muchos experimentos de simulación se han llevado a cabo utilizando varios GCM, y los resultados son variables. Sin embargo, una fuerte tendencia que surge de estos experimentos virtuales es que el calentamiento global y los cambios climáticos asociados son una consecuencia probable de los aumentos bien documentados de CO ₂ y otros GEI en la atmósfera.

Muchos de estos experimentos de simulación han examinado el escenario de una duplicación de la concentración de CO ₂ a partir de su concentración reciente de aproximadamente 400 ppm. Estos experimentos sugieren que tal duplicación daría como resultado un aumento de 1°C a 4°C en la temperatura promedio de la atmósfera superficial. Se prevé que la intensidad del calentamiento sea mayor en regiones de latitudes altas, donde los aumentos de temperatura podrían ser de dos a tres veces mayores que en los trópicos.

El calentamiento de la atmósfera inferior será un cambio probable que será causado por una mayor intensidad del efecto invernadero. Sin embargo, también podría haber efectos importantes que ocurren indirectamente, en respuesta a los cambios en la distribución del calor en la atmósfera. El más importante de los cambios indirectos incluiría cambios a gran escala en los patrones de circulación atmosférica. Dichos cambios probablemente resultarían en cambios en las cantidades, la distribución espacial y la estacionalidad de las precipitaciones. Los cambios en los regímenes de precipitación influirían en la humedad del suelo, lo que afectaría mucho la distribución y productividad de la vegetación, tanto natural como manejada. Estos cambios en el régimen de precipitación probablemente tendrían efectos mucho mayores en los ecosistemas agrícolas y silvestres que cualquier influencia directa de una atmósfera templada.

Enfoque Global 17.1. El Informe del IPCC 2014
El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) tiene el mandato de las Naciones Unidas para revisar el cuerpo acumulado de evidencia científica relacionada con el cambio climático. El IPCC también ayuda a formular políticas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y para hacer frente a las consecuencias económicas y ecológicas del cambio climático. Muchas personas consideran que el IPCC ofrece evidencias autorizadas y opiniones relevantes para el cambio climático y sus consecuencias. Aún así, el campo es altamente polémico, y algunas otras personas creen que parte del trabajo del IPCC está viciado por procesos políticos y presiones sociales que están involucrados en sus procesos de construcción de consenso.

El IPCC ha publicado una influyente serie de informes de investigación, en 1990, 1995, 2001, 2007 y 2014. Cada uno de los informes del IPCC fue la síntesis más detallada jamás realizada, hasta su momento. El informe del IPCC 2014 (IPCC, 2014a). Los informes hicieron fuertes declaraciones sobre la realidad del calentamiento global, sus posibles consecuencias y el papel antropogénico en su causalidad. Algunos aspectos destacados incluyen las siguientes declaraciones (del IPCC, 2014b; el texto en cursiva se cita directamente):

• La interferencia humana con el sistema climático está ocurriendo, y el cambio climático plantea riesgos para los sistemas humanos y naturales.
• En las últimas décadas, los cambios climáticos han causado impactos en los sistemas naturales y humanos en todos los continentes y a través de los océanos. La evidencia de impactos es más fuerte para los sistemas naturales, pero también se han atribuido efectos en los sistemas humanos.
• En muchas regiones, las precipitaciones cambiantes o el derretimiento de nieve y hielo están alterando los sistemas hidrológicos. Esto está afectando los recursos hídricos, con glaciares que se están reduciendo casi en todo el mundo, afectando la escorrentía y los recursos hídricos aguas abajo, y el calentamiento y descongelación del permafrost tanto en regiones de alta latitud como de alta elevación.
• Muchas especies terrestres, de agua dulce y marinas han cambiado sus rangos geográficos, actividades estacionales, patrones de migración, abundancias e interacciones de especies en respuesta al cambio climático en curso.
• Con base en muchos estudios que cubren una amplia gama de regiones y cultivos, los impactos negativos del cambio climático en los rendimientos de los cultivos han sido más comunes que los impactos positivos.
• Los impactos de extremos recientes relacionados con el clima, como olas de calor, sequías, inundaciones, ciclones e incendios forestales, revelan una vulnerabilidad y exposición significativas de algunos ecosistemas y muchos sistemas humanos a la variabilidad climática actual.
• Los peligros relacionados con el clima exacerban otros factores estresantes, a menudo con resultados negativos para los medios de vida, especialmente para las personas que viven en la Los pobres se ven afectados por los efectos en los medios de vida, la reducción de los rendimientos de los cultivos, o la destrucción de hogares, así como indirectamente por el aumento de los precios de los alimentos

El informe del IPCC (2014b) también señaló que la sociedad ahora estaba incorporando rutinariamente adaptaciones relacionadas con el clima en la planificación y las políticas sociales:

• La adaptación se está integrando en algunos procesos de planeación, con una implementación más limitada de respuestas. El reconocimiento es cada vez mayor del valor de las medidas sociales, institucionales y ecosistémicas, y de los límites a la adaptación. Hasta ahora, las opciones tecnológicas y de ingeniería son las respuestas adaptativas más comúnmente implementadas, a menudo dentro de los programas existentes como la gestión del riesgo de desastres y la gestión del agua.

Hay que reconocer que estas y otras proyecciones y sugerencias de políticas del IPCC se basan en modelos científicos y económicos imperfectos. Sin embargo, aunque las predicciones del IPCC sufren algún grado de inexactitud, la probabilidad de errores se abordó en los muchos estudios de componentes (y se indica por calificadores como “muy probable” y “alta confianza”). El campo del cambio climático antropogénico sigue siendo muy controvertido, pero los informes del IPCC (2014) son, con mucho, las fuentes más confiables de información creíble que tenemos para asesorar nuestras respuestas individuales y sociales a este importante problema.

Efectos Ecológicos

En los ecosistemas terrestres, los efectos directos del calentamiento global y los cambios climáticos asociados estarían restringidos principalmente a las plantas. Animales y microorganismos también se verían afectados, pero sólo a través de respuestas secundarias a los cambios en su hábitat causados por cualquier efecto sobre la vegetación.

Los aumentos previstos en la temperatura del aire podrían no afectar mucho a las plantas porque esos cambios probablemente no serían suficientes para aumentar el estrés relacionado con el calor. Mucho más importante sería cualquier cambio sustancial en las cantidades y patrones estacionales de precipitación. La humedad del suelo suele ser una influencia ambiental clave en la distribución y productividad de la vegetación. Por ejemplo, una disminución en las cantidades de precipitación o humedad del suelo en las praderas canadienses probablemente provocaría que la pradera natural de pasto mixto se transformara en pradera de pasto corto, o incluso a semidesértica. La disminución de la humedad del suelo también afectaría los tipos de cultivos que podrían cultivarse en muchas regiones, así como su productividad. Eso podría hacer más difíciles o incluso imposibles los sistemas agrícolas actuales a menos que se practique el riego.

Hace unos 14 mil años, los glaciares continentales comenzaron a derretirse de nuevo, y se habían ido alrededor del 80% hace 8-10-mil años. La vegetación en las regiones de Canadá cambió sustancialmente durante los climas cálidos que siguieron a esta desglaciación. Una de las herramientas paleoecológicas que se han utilizado para estudiar los cambios implica el examen de granos de polen fósil extraídos de secciones fechadas de núcleos de sedimentos lacustres (estos estudios se conocen como palinología). Este tipo de análisis ha proporcionado un registro de cambios en la vegetación que se remontan a la desglaciación temprana.

La investigación en Canadá y en otros lugares sugiere que las plantas respondieron al calentamiento post-glacial de una manera específica de especie. Esto ocurrió debido a las diferentes capacidades de las especies para migrar y colonizar hábitats recién disponibles liberados por el derretimiento del hielo glacial. Como resultado, la composición de especies de las comunidades de plantas posglaciales tempranas fue diferente a la que se presenta hoy bajo regímenes climáticos similares. Podemos esperar que las respuestas de la vegetación natural a futuros cambios climáticos también sean específicas de cada especie. Esto dará como resultado el desarrollo de comunidades vegetales que son diferentes a las que se dan ahora. Si el cambio climático produce modificaciones sustanciales en el carácter de las comunidades vegetales, también habrá ajustes en las especies de animales, microbios y otros organismos que puedan ser apoyados en el paisaje. Los desafíos a la biodiversidad nativa serán una consecuencia importante del cambio climático en Canadá y en todas partes del mundo.

El cambio climático en los países tropicales, que soportan un número mucho mayor de especies que Canadá, tendría grandes consecuencias ecológicas. Por ejemplo, la mayor parte del norte y centro de América del Sur se caracteriza ahora por un clima tropical cálido y húmedo. Sin embargo, se cree que esta región fue considerablemente más seca durante el pasado período glacial, que terminó hace 10-14 mil años. Durante ese tiempo, gran parte de la región tropical estuvo cubierta por una sabana con dosel abierto, mientras que la selva tropical se presentó solo en regiones aisladas con precipitaciones relativamente altas, conocidas como refugios. En cuanto al paisaje, los refugios de bosque tropical se presentaron como “islas” dentro de una matriz más extensa de sabana, que es un hábitat inhóspito para especies de bosque húmedo. La reestructuración de los ecosistemas tropicales durante la Edad de Hielo del Pleistoceno, que fue impulsada por los cambios climáticos de la época, debió haber tenido enormes impactos en las multitudes de especies raras de la selva tropical. Es probable que muchas de esas especies se extinguieran como resultado de los cambios de hábitat. En los tiempos modernos, una intensificación antropogénica del efecto invernadero también provocaría cambios sustanciales en el carácter de los hábitats tropicales en áreas enormes, y nuevamente resultarían calamidades ecológicas similares.

Es importante reconocer que los científicos no entienden completamente la probable dinámica de cambios inminentes en el clima. Como resultado, no son capaces de hacer predicciones confiables sobre los cambios en la temperatura superficial, precipitación, evapotranspiración y otros factores climáticos que pueden ocurrir en las regiones de Canadá o en otros lugares. Sin embargo, se puede sugerir razonablemente que cualquier cambio grande en el clima, y especialmente en la precipitación, resultaría en alteraciones fundamentales de la estructura y productividad tanto de los ecosistemas naturales como de los agroecosistemas. Esos cambios tendrían importantes consecuencias para los flujos de recursos que requieren las personas, así como para los hábitats de otras especies.

Como se acaba de señalar, los cambios en el clima influirían en la capacidad de los paisajes para apoyar la producción agrícola. En Canadá, esto sería particularmente cierto en el caso de las grandes extensiones de tierras agrícolas en las provincias de las praderas. Gran parte de este terreno ya es marginal desde la perspectiva de las precipitaciones, y es vulnerable a años de sequía severa. El trigo, por ejemplo, es un cultivo vital que se cultiva extensamente en áreas que originalmente eran praderas de pasto corto. En Norteamérica, hasta el 40% de esta región semiárida de 400 millones de hectáreas, ya ha sido desertificada hasta cierto punto como consecuencia de los cambios ecológicos asociados a las prácticas agrícolas. Las sequías esporádicas que amenazan los cultivos ocurren ampliamente. Si se riega la tierra, se pueden aliviar las limitaciones de las precipitaciones escasas en esta región. Sin embargo, se dispone de agua insuficiente para este propósito, y problemas secundarios, como la salinización, pueden ser causados por el riego. Claramente, cualquier otra pérdida de humedad del suelo en esta importante región agrícola sería extremadamente perjudicial para la producción agrícola y para la seguridad alimentaria.

La extensión y severidad de los incendios forestales probablemente también se vería afectada por cambios en la cantidad y distribución de la precipitación y evapotranspiración, y por sus efectos secundarios, como la humedad del suelo. En un año típico, 1-2 millones de hectáreas de bosques se queman en Canadá, pero esto es variable —en algunos años se pueden consumir más de 10 millones de hectáreas. Los experimentos de modelado han sugerido que un aumento de la intensidad del efecto invernadero provocaría un clima más seco en gran parte de la región boreal, y esto podría resultar en un aumento del 50% en el área quemada anual (Flannigan y Van Wagner, 1991).

En los ecosistemas marinos, los aumentos en la temperatura del agua afectarían negativamente a alguna biota. El calentamiento prolongado puede hacer que los corales pierdan sus algas simbióticas (conocidas como zooxantelas), a veces resultando en la muerte del coral. Este síndrome de daño, conocido como blanqueo de coral, puede ser inducido por temperaturas inusualmente altas o bajas, cambios en la salinidad y otras tensiones. Los arrecifes de coral son los ecosistemas marinos más biodiversos del mundo, y ya están amenazados por muchos factores estresantes asociados con las actividades humanas, incluida la contaminación costera, la minería del coral y las pesquerías excesivamente intensivas.

Otra consecuencia predicha del calentamiento global es el derretimiento acelerado y retroceso de los glaciares. Existe evidencia generalizada de que este cambio ya está ocurriendo. En Canadá, la mayoría de los glaciares de Alberta, Columbia Británica, Nunavut y el Yukón se encuentran en rápida retirada. Esto tendrá consecuencias para el flujo de ríos que dependen sustancialmente del agua de deshielo glacial, incluidos los grandes que proporcionan agua a algunas de las ciudades y pueblos más grandes de Alberta y Saskatchewan, entre ellos Calgary, Edmonton, Regina y Saskatoon. El rápido retroceso glacial también está bien documentado en los Alpes de Europa y en el Monte Kilimanjaro en Kenia, cuya cima puede estar libre de hielo para 2050. También está afectando a los glaciares más masivos del mundo, en Groenlandia y la Antártida.

Un efecto adicional pronosticado del calentamiento global es un aumento en el nivel del mar. Este cambio sería causado principalmente por una expansión térmica del agua de mar, ya que a medida que el agua se calienta, su volumen aumenta. También habría una influencia en el nivel del mar por el derretimiento de glaciares masivos, particularmente los de la Antártida y Groenlandia, que liberarían parte de su enorme masa a los océanos. Incluso un aumento del nivel del mar de aproximadamente un metro tendría implicaciones masivas para las regiones pobladas bajas, como los Países Bajos en Europa y las Maldivas y otros archipiélagos en los océanos Índico y Pacífico. Estos lugares costeros bajos se volverían mucho más vulnerables a los efectos devastadores de las mareas de tormenta. También habría riesgos para los ecosistemas marinos de aguas poco profundas, como los arrecifes de coral.

También se pronostica que el calentamiento global podría aumentar la frecuencia, y quizás la severidad, de eventos de clima severo. Esto significa que huracanes, tornados, e incluso eventos de El Niño podrían volverse más frecuentes, y quizás también más intensos. Estos extremos del clima tienen efectos bien conocidos, devastadores en los sistemas económicos y ecológicos. La mayoría de los estudios de modelización climática sugieren que la intensidad del calentamiento será mucho mayor en latitudes más altas. Esto quiere decir que los cambios en países como Canadá, donde el clima va de templado a polar, serían mucho mayores que en las regiones tropicales. Por lo tanto, países relativamente ricos y bien desarrollados como Canadá y Estados Unidos pueden estar expuestos a gran parte de los daños asociados con el cambio climático. Los países ecuatoriales menos desarrollados pueden verse menos afectados directamente. Estas predicciones son, sin embargo, muy inciertas.

Enfoque Global 17.2. El Protocolo de Kyoto
Los científicos coinciden en que la Tierra tiene un efecto invernadero de origen natural que ayuda a mantener habitable al planeta. También coinciden en que esta función clave se debe a los gases de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera, cuyas concentraciones están aumentando rápidamente, particularmente el dióxido de carbono. Aunque existe cierta controversia sobre si el aumento de los GEI intensificará el efecto invernadero, los científicos están avanzando rápidamente hacia un amplio consenso de que es probable que se produzca un calentamiento considerable. Debido a que el calentamiento global tendría grandes consecuencias para la economía humana y el mundo natural, se están planteando acciones mitigativas, y en algunos casos tomadas, por los gobiernos.

En el frente internacional, iniciativas clave relacionadas con la investigación y planeación están siendo lideradas por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Organización Meteorológica Mundial (OMM), que en 1988 estableció el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC). El IPCC realiza revisiones integrales de la ciencia del calentamiento global, con un enfoque en escenarios probables de consecuencias climáticas, ecológicas y económicas. El IPCC también investiga sobre formas de frenar o prevenir los aumentos de GEI y sobre cómo los sistemas económicos y ecológicos podrían adaptarse al cambio climático previsto. A nivel internacional, el IPCC es la fuente de información más creíble sobre el cambio climático. En 2014, el IPCC dio a conocer su quinta ronda de informes técnicos y de política (IPCC, 2014a).

Debido a la preocupación por las consecuencias potencialmente desastrosas del calentamiento global, en 1990 el IPCC y otros grupos de especialistas en clima recomendaron que las Naciones Unidas (ONU) movilicen el liderazgo global para negociar un acuerdo internacional para reducir las emisiones de GEI. Posteriormente, la ONU estableció un Comité Intergubernamental de Negociación para redactar los términos de una Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). Después de una serie de difíciles negociaciones internacionales, la CMNUCC fue redactada y luego adoptada en 1992 en la Conferencia de la ONU sobre Medio Ambiente y Desarrollo (CNUMAD) celebrada en Río de Janeiro, Brasil.

El objetivo de la CMNUCC es estabilizar los GEI atmosféricos en concentraciones que eviten una peligrosa intensificación del efecto invernadero planetario. Las naciones signatarias de la CMNUCC, conocidas como “partes en la convención”, han acordado emprender ciertas acciones para recopilar información sobre las emisiones de GEI, desarrollar políticas para disminuir las emisiones, preparar estrategias para adaptarse a los efectos anticipados del cambio climático y brindar apoyo financiero y científico a países en desarrollo. Además, los 140 países que firmaron la CMNUCC en Río acordaron discutir su implementación en un foro global, que se celebró en Berlín en 1995. En esa reunión, se acordó que debían reducirse las emisiones mundiales de GEI y se necesitaba una nueva serie de negociaciones internacionales para llegar a un consenso sobre una estrategia de implementación. Esas negociaciones se concluyeron en otra reunión, celebrada en Kyoto, Japón, en 1997. El resultado de esa reunión clave fue el Protocolo de Kyoto.

Según los términos del Protocolo de Kyoto, las naciones del mundo se dividen en tres grupos:

• El Anexo I consiste en países desarrollados y en rápido desarrollo, entre ellos Estados Unidos, Canadá, los de la Unión Europea, Japón, Rusia y Australia. También incluye a países en rápido desarrollo que son los principales emisores de GEI, como China e India, pero estos fueron excluidos de las obligaciones de reducción de CO ₂ de los países más ricos.
• El Anexo II se compone de los mismos países desarrollados que en el Anexo I (38 países), pero no los de rápido desarrollo (también conocidos como economías en transición). Los países del Anexo II tienen obligaciones especiales para reducir sus emisiones (en general en 5.2% respecto a los niveles de 1990), y también deben ayudar a los países en desarrollo aportando recursos financieros y tecnológicos para reducir las emisiones y adaptarse a cualquier efecto adverso del cambio climático.
• El Anexo III está formado por los países menos desarrollados del mundo —éstos han ratificado el Protocolo de Kyoto pero no tienen obligaciones inmediatas de reducir sus emisiones de GEI.

Además, muchas organizaciones tienen la condición de “observadoras”, entre ellas unas 50 organizaciones intergubernamentales y 650 no gubernamentales (ONG) que representan los intereses empresariales, ambientales, industria, trabajo, culturas indígenas y cuerpos de investigación y académicos. Para que el Protocolo de Kyoto fuera jurídicamente vinculante, tuvo que ser ratificado por al menos 55 Partes en la CMNUCC, incluyendo suficientes países del Anexo I para representar al menos 55% de las emisiones de CO ₂ de todos los países desarrollados (en 1990). Canadá, la Unión Europea y Japón ratificaron en 2002, y cuando Rusia lo hizo en 2004, se alcanzó el criterio del 55% y el Protocolo de Kyoto por tratarse de un tratado jurídico. Desafortunadamente, Estados Unidos no había ratificado el Protocolo, aunque sin embargo está avanzando en acciones para reducir sus emisiones de GEI.

Aspectos clave del Protocolo de Kyoto son los objetivos vinculantes que establece para la reducción de las emisiones de GEI por parte de los países desarrollados. Es importante entender, sin embargo, que el Protocolo es solo un primer paso hacia la reducción de las emisiones globales de GEI; la intención es negociar protocolos adicionales que incluirán reducciones por parte de países en rápido desarrollo como China e India, y mayores esfuerzos por parte de los desarrollados. Por ejemplo, en 2015, la comunidad global se reunió en París para revisar y mejorar los objetivos existentes relacionados con Kyoto para reducir las emisiones de GEI.

Los compromisos de Canadá son típicos de los países del Anexo II. Cuando Canadá ratificó en 2002, se comprometió a reducir sus emisiones de CO ₂ en un 6% por debajo de los niveles de 1990, y a lograr esa meta para 2008-2012. Lograr una reducción tan grande era, sin embargo, un reto formidable. De hecho, para la fecha objetivo, las emisiones canadienses de CO ₂ habían aumentado alrededor de 33% desde 1990. Eso había ocurrido principalmente debido a los rápidos desarrollos económicos en Alberta, especialmente a los grandes aumentos en la cantidad de minería y procesamiento de aceite-arena. Además, aún hoy, Canadá no ha desarrollado una estrategia efectiva para cumplir con sus obligaciones legales en virtud del Protocolo, en gran parte debido a las intensas controversias políticas y económicas asociadas a las acciones que serían necesarias. Además, los gobiernos de Canadá y algunas otras jurisdicciones, en particular Alberta, se están enfocando en objetivos basados en la intensidad, que fomentan mejoras en la eficiencia tecnológica pero no necesariamente reducen las emisiones agregadas de GEI. Tales tácticas hacen poco para reducir el rápido aumento de las emisiones de nuevas empresas de combustibles fósiles, como la industria petrolera y arena en crecimiento agresivo.

En 2012, Canadá se retiró formalmente de su ratificación del Protocolo de Kyoto. Esto lo hizo el Gobierno de Harper del día debido a la certeza de que Canadá extrañaría mal sus objetivos de Kioto, aunado a una filosofía política de que no se debe sacrificar el crecimiento económico para cumplir con metas ambientales de este tipo.

Casi al mismo tiempo, el Gobierno de Harper anunció su nuevo objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero —tener emisiones en 2020 que estarían 17% por debajo de las de 2005. Al momento de escribir este artículo, los datos de emisiones más recientes (para 2010) mostraron que nuestras emisiones nacionales en realidad habían aumentado 13% (Boden et al., 2014). La razón más importante de ese aumento fue una rápida expansión en grandes instalaciones industriales para extraer y procesar arena de petróleo en el norte de Alberta, un desarrollo para el que se planea un crecimiento mucho más agresivo para la próxima década o más. En consecuencia, es extremadamente improbable que se cumplan las reducciones de emisiones actualmente declaradas en Canadá.

Sin embargo, muchos otros países desarrollados tendrán pocas dificultades para cumplir con sus obligaciones. Por ejemplo, desde 1990, muchos países de Europa occidental han reemplazado ampliamente a las empresas de servicios industriales que queman carbón por otras que utilizan gas natural, lo que se traduce en una gran reducción de las emisiones de CO ₂. Además, la mayoría de los países de la ex Unión Soviética, incluida Rusia, han sufrido una reducción de sus sectores industriales desde 1990, lo que les facilita el cumplimiento de sus objetivos de Kioto. Estas reestructuraciones económicas, que no tenían vinculación directa con el Protocolo de Kyoto, no ocurrieron en Norteamérica. La única manera de que países como Canadá y Estados Unidos reduzcan sus emisiones de GEI es cambiar rápidamente las formas en que se utiliza la energía al promulgar agresivamente medidas de conservación y al mismo tiempo alejarse de una fuerte dependencia de los combustibles fósiles. Se necesitará un alto nivel de fortaleza política si quieren lograr tales cambios, y sin tal determinación, países como Canadá no cumplirán con sus obligaciones internacionales de colaborar con otros países en la reducción de las emisiones globales de CO ₂ y otros gases de efecto invernadero.

Efectos del CO ₂ en las plantas

El dióxido de carbono es un nutriente importante para las plantas. Como resultado, el aumento de las concentraciones de CO ₂ puede estimular la productividad de algunas plantas, especialmente si la humedad y los nutrientes son abundantes.

Muchos experimentos de laboratorio han demostrado que las plantas agrícolas pueden ser más productivas cuando se fertilizan con CO ₂. De hecho, algunos invernaderos comerciales incrementan la productividad de cultivos como pepino, tomate y plantas ornamentales al fertilizar el aire con CO ₂ a concentraciones de 600-2000 ppm.

Por lo general, sin embargo, la productividad de los cultivos cultivados en condiciones de campo está limitada por un suministro inadecuado de nutrientes distintos del CO ₂, generalmente nitrógeno, fósforo o potasio, y muchas veces la disponibilidad de agua también es una restricción. Bajo este tipo de condiciones, las respuestas de las plantas a la fertilización con CO ₂ son pequeñas y a corto plazo, o inexistentes.

El aumento de las concentraciones de CO ₂ también puede afectar a muchas plantas al disminuir su tasa de pérdida de agua por transpiración. La mayor parte de la pérdida de agua ocurre a través de pequeños poros, conocidos como estomas, en las superficies foliares. El tamaño de la abertura estomática es controlado por células de guarda especializadas. La actividad de las células guardianas está influenciada por el CO ₂, y los estomas tienden a cerrarse parcial o completamente cuando sus concentraciones son altas. Debido a que la disponibilidad de humedad es un factor importante que afecta la productividad de las plantas en los ecosistemas agrícolas y forestales, la disminución de las pérdidas de agua por la disminución de la transpiración podría ser un efecto beneficioso.

Parece que algunos beneficios podrían ser obtenidos por la fertilización con CO ₂ y la disminución de la transpiración, especialmente en sistemas agrícolas de manejo intensivo. Es importante reconocer, sin embargo, que es probable que estas ganancias sean menores. Además, los posibles beneficios probablemente se verían abrumados por las consecuencias negativas del cambio climático antropogénico. La distribución y composición de los ecosistemas naturales y manejados podría verse muy afectada por los efectos sobre las precipitaciones y otros factores climáticos, lo que podría ocasionar enormes daños a los recursos económicos de la agricultura, la silvicultura y la pesca, así como a la biodiversidad natural.

Cuestiones Ambientales 17.1. Créditos
de carbono Los créditos de carbono (o compensaciones de carbono) son una forma de lograr una reducción neta de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Por ejemplo, una persona podría querer compensar las emisiones de CO ₂ asociadas con la conducción de un vehículo propulsado por gasolina. Para ello, podrían adquirirse créditos de CO ₂ a una organización que se comprometa a plantar árboles para fijar una cantidad compensadora de CO ₂ atmosférico en biomasa. En esencia, los créditos de carbono obtenidos de una actividad (como plantar árboles) se negocian contra otra que emite gases de efecto invernadero (como conducir un automóvil).

Los créditos de carbono están relacionados con los sistemas de comercio de emisiones, los cuales se aplicaron primero a las liberaciones de SO2. Por ejemplo, en Estados Unidos, los reguladores gubernamentales asignaron a las empresas una cantidad de SO2 que se les permitió emitir. Si una empresa rebasaba su límite, podría ser multada, lo que proporcionaba un incentivo económico para cumplir con su objetivo. Alternativamente, una empresa podría comprar créditos no utilizados a otra compañía que no hubiera alcanzado su límite de SO2. En efecto, este sistema estableció un “mercado” para los créditos por emisión de SO2.

Aunque el comercio de créditos de carbono aún no está regulado o certificado en Canadá, todavía están siendo adquiridos por muchos individuos y empresas que buscan reducir sus emisiones netas de GEI o lograr un estilo de vida o negocios neutros en carbono. Los créditos de carbono se pueden generar de varias maneras:

• La forestación es el establecimiento de bosques en terrenos en un área baja en carbono, como pastos o tierras de cultivo. A medida que el bosque crece, el carbono almacenado en la tierra aumenta, lo que resulta en menos CO ₂ en la atmósfera, además de beneficios adicionales como hábitat para la biodiversidad. Si la intención de un proyecto es desarrollar un bosque más viejo y mantenerlo, entonces los beneficios de almacenamiento de carbono son mayores que cualquier otro esquema de compensación ecológica.
• La reforestación es la regeneración de un nuevo bosque en terrenos donde se ha cosechado madera. Aunque la cosecha reduce el carbono almacenado en el sitio, la reforestación asegura que la biomasa forestal se regenere. En comparación con una conversión poscosecha de la tierra a usos agrícolas o urbanizados, la reforestación proporciona créditos de carbono.
• La agricultura de conservación implica prácticas que incrementan la biomasa del suelo. Esto se hace dejando residuos de cultivos para potenciar la materia orgánica del suelo, sembrando semillas directamente en el suelo sin arar, y utilizando una rotación de cultivos en lugar de plantar continuamente una sola especie.
• El almacenamiento geológico de carbono implica la captura del CO ₂ producido por la combustión de combustibles fósiles y luego concentrarlo como un líquido o gas que puede ser inyectado en un reservorio subterráneo. Por ejemplo, el CO ₂ producido por una central eléctrica de carbón en Dakota del Norte se concentra, se transporta por tubería a Weyburn en el sur de Saskatchewan y se inyecta en una formación geológica para mejorar la presión y la recuperación de petróleo. También se generan compensaciones de carbono, hasta 40 millones de toneladas de CO ₂ a lo largo de 30 años.
• Reemplazar algunos usos de combustibles fósiles por fuentes de energía no GEI también genera créditos de carbono. Esto podría involucrar fuentes de energía renovables o electricidad derivada de la energía nuclear. Por ejemplo, una inversión en el desarrollo de energía de turbina eólica, fotovoltaica, solar pasiva o combustibles de biomasa da como resultado un menor uso de combustibles fósiles. También mejora el aislamiento y la protección contra el viento de los edificios y la instalación de tecnologías de mayor eficiencia, como la iluminación fluorescente y los vehículos híbridos de gasolina-eléctrica.

Es claro que cualquiera de estas opciones da como resultado una cantidad reducida de CO ₂ en la atmósfera. Sin embargo, algunos tipos de créditos de carbono son polémicos, y los críticos se refieren a ellos como “aire caliente”. Estas son las principales objeciones al comercio de créditos de carbono:

• Las disminuciones genuinas en las emisiones de CO ₂ pueden evitarse mediante la compra de créditos de carbono. En última instancia, lidiar con el cambio climático requerirá que se produzcan grandes reducciones en las emisiones de GEI. En este contexto, los créditos de carbono pueden ser vistos como una forma moderna de la arcaica tradición católica de las “indulgencias”, o el perdón de los pecados, cuya compra permitió a las personas pecar sin grandes consecuencias.
• Los créditos de carbono ficticios han sido comercializados por personas u organizaciones de mala reputación, los ejemplos incluyen árboles que no se siembran como contratados o que no se atienden, por lo que no sobrevivieron. Debido a que el comercio de carbono aún no está regulado o auditado, existe la posibilidad de esquemas fraudulentos o incompetentes.
• Las economías reducidas también representan un crédito de carbono, ya que una menor actividad industrial se traduce en una reducción de las emisiones de GEI. Los ejemplos incluyen las economías de tamaño reducido de la Rusia posterior a 1990 y otros países de Europa del Este. Estas economías posteriores a la Guerra Fría se hicieron más pequeñas debido a ineficiencias de sus sistemas sociales e industriales, que no tenían nada que ver con acciones para reducir las emisiones de GEI. No es sensato recompensar una necesaria reestructuración económica con dineros de créditos de carbono.
• Los créditos de carbono ecológicos deben mantenerse frente a perturbaciones naturales, aprovechamiento de madera y otras influencias que reduzcan el carbono almacenado en la biomasa. Además, los bosques más viejos no aumentan para siempre en biomasa. Una vez alcanzado el máximo, la gerencia debe mantener el carbono acumulado o convertir parte del mismo en “productos de consumo perdurables” como la madera de edificios o muebles.

Claramente, hay una serie de formas de generar compensaciones de carbono confiables, y su implementación reducirá las emisiones netas de GEI. No obstante, es importante que estos esquemas sean debidamente auditados y regulados. También es crucial entender que cualquier plan efectivo a nivel social para hacer frente a las emisiones de GEI requerirá grandes reducciones en el uso de combustibles fósiles.