Módulo 1 introducción a la ciencia del cambio climático

Módulo 1
Introducción a la Ciencia del Cambio Climático
One UN Training Service Platform
on Climate Change: UN CC:Learn
1

Objetivos de Aprendizaje
1. Explicar los conceptos
básicos de la ciencia del
cambio climático
2. Identificar los impulsores
antropogénicos del cambio
climático
4. Analizar diferentes
escenarios de cambio
climático y sus
implicaciones
3. Explicar las tendencias
observadas y proyectadas
en el clima
Al término del
módulo los
participantes
podrán:
Módulo 1: Introducción a la Ciencia del Cambio Climático
2

OVERVIEW
Sección 1
Introducción a
la Ciencia del
Cambio
Climático
Sección 2
Impulsores
Antropogénicos
del Cambio
Climático
Sección 3
Tendencias
Observadas e
Impacto del
Cambio
Climático
Sección 4
Tendencias
Proyectadas e
Impacto del
Cambio
Climático
Sección 5
Fuentes de
Datos
Científicos
Sinopsis
3

Introducción a la Ciencia del
Cambio Climático
Sección 1
4

Weather
“Conjunto de
fenómenos
atmosféricos en un
momento
determinado”
Climate
“Condiciones
meteorológicas
medias durante un
período de tiempo
prolongado”
¿Qué es el clima?
Sección 1: Introducción a la Ciencia del Cambio Climático
Fuente: Organización Meteorológica Mundial
5
Tiempo Clima

Complejidad del Sistema Climático Mundial
Fuente: IPCC 2007, pág.98. Información adicional: Página web de la OMM
6

¿Qué es el efecto invernadero?
Fuente: IPCC 2007. Información adicional: Página web de la OMM
7

Video de la NASA sobre el
Efecto Invernadero
URL: http://www.youtube.com/watch?v=ZzCA60WnoMk
8
Video: Entender cómo el vapor de agua, el dióxido de
carbono y otros gases provocan el efecto invernadero
de la Tierra.

Factores que inciden en el clima –
“Forzamientos Climáticos”
Fuente: NOAAA National Climatic Data Center
9
Volcánico
Año
Forzamiento(W/m2)

Fluctuaciones Naturales del Clima –
Ejemplos de El Niño y La Niña
Fuente: NOAA. Información adicional: Página web de la OMM
10

Cambio Climático y Calentamiento Global
Calentamiento
Global
Hace referencia al
calentamiento global del
planeta, sobre la base de la
temperatura media en toda la
superficie de la Tierra
Cambio Climático
Hace referencia a los
cambios en las
características climáticas,
como temperatura, humedad,
lluvia, viento y fenómenos
meteorológicos severos
durante períodos de tiempo
prolongados
11
Información adicional: Página web de la OMM

Cambio Observado en la Temperatura en
Superficie (1901–2012)
Fuente: IPCC 2013, pág. 4
12

Herramientas para Predecir y Proyectar
Cambios en el Clima
• Una predicción o “previsión” climática es un intento de obtener una estimación de
la evolución real del clima en el futuro.
Predicción Climática
• Los escenarios de emisiones describen las futuras emisiones a la atmósfera de
gases de efecto invernadero, aerosoles y otros contaminantes, y, junto con la
información sobre el uso y la ocupación del suelo, proporcionan datos para la
elaboración de modelos climáticos.
Escenario de Emisiones
• Representación numérica del sistema climático basada en las propiedades físicas,
químicas y biológicas de sus componentes, en sus interacciones y en sus
procesos de retroefecto, y que recoge algunas de sus propiedades conocidas.
Modelo Climático
• Una proyección climática es la respuesta simulada del sistema climático a un
escenario de emisiones futuras o de concentraciones de gases y aerosoles de
efecto invernadero, por lo general basada en modelos climáticos.
Proyección Climática
Fuente: IPCC 2013 y Página web del IPCC Información adicional: Página web de la OMM
13

Cambio Proyectado en la Temperatura Media
en Superficie
Escenario RCP 8,5Escenario RCP 2,6
14
Período: 1986-2005 a 2081-2100

El Cambio Climático tiene un Impacto sobre:
• Biodiversidad, almacenamiento
de carbono, hábitats, …Ecosistemas
• Agricultura, agua dulce, salud, …Sistemas humanos
• Transporte, edificios, estilo de
vida, …Sistemas urbanos
• Energía, fabricación, industrias
que utilizan capital natural, …
Sistemas
económicos
• Equidad, migración, paz y
conflicto, …Sistemas sociales
15

La Ciencia del Cambio Climático nos
Permite:
 Entender cómo y por
qué está cambiando
el clima
 Evaluar cómo las
personas influencian
el clima
 Proyectar cómo
puede cambiar el
clima en el futuro
 Apoyar la
formulación de
políticas y la toma de
decisiones, y
cambios en el
comportamiento
Fuente: National Science Foundation
Fotografía: Niwot Ridge lter site/John W. Marr
16

¿Por qué es Importante la Ciencia del
Cambio Climático?
 Los datos y las previsiones
meteorológicas fiables son importantes
para:
 Planificación a corto plazo
 Respuesta de emergencia
 Los modelos climáticos ayudan a
pronosticar escenarios climáticos a largo plazo
 Información importante para las evaluaciones de vulnerabilidad y
los planes de adaptación
 Fomenta un desarrollo adaptado al clima y evita una adaptación
deficiente
17

Historia de la Ciencia del Cambio Climático
• Se expone el argumento de que la temperatura de la Tierra puede aumentar por la
interposición de la atmósfera1824
• Indicios de que el CO2 y el H2O pueden provocar cambios en el clima1861
• Por primera vez surge la teoría de un efecto invernadero creado por el hombre1895
• Se demuestra que duplicar la concentración de CO2 en la atmósfera provocaría un
aumento de 2°C en la temperatura media global1938
• Creación del campo interdisciplinar de la ciencia del ciclo del carbonoDecenio de 1950
• Mediciones de gran precisión de la concentración de CO2 en la atmósfera1958
• Otros gases de efecto invernadero son ampliamente reconocidosDecenio de 1970
• Se celebra la Primera Conferencia Mundial sobre el Clima1979
• Se crea el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC)1988
• Se publica el primer informe del IPCC1990
18
Información adicional: Página web de la BBC

Impulsores Antropogénicos
del Cambio Climático
SECCIÓN 2
19

Vídeo del IPCC sobre la Influencia del
Ser Humano en el Sistema Climático
URL: http://www.youtube.com/watch?v=6yiTZm0y1YA&feature=youtu.be
El video resume las principales conclusiones del
informe del IPCC Cambio Climático 2013: Bases
físicas.
20
Sección 2: Impulsores Antropogénicos del Cambio Climático

Sinopsis de los Gases de Efecto Invernadero
Regulados por el Protocolo de Kioto
21
Gas de Efecto Invernadero Potencial de Calentamiento
Mundial (PCM) (período de
100 años)
% del Total de Emisiones de
GEI antropogénicos (2010)
Dióxido de carbono (CO2) 1 76%
Metano (CH4) 25 16%
Óxido nitroso (N2O) 298 6%
Hidrofluorocarbonos (HFC) 124-14,800 < 2%
Perfluorocarbonos (PFC) 7,390-12,200 < 2%
Hexafluoruro de azufre
(SF6)
22,800 < 2%
Trifluoruro de nitrógeno
(NF3)
17,200 < 2%
Fuente: IPCC 2007 y PNUMA 2012

Gases de Efecto Invernadero Importantes:
Dióxido de carbono (CO2)
 Es el gas de efecto invernadero más
importante (contribuye aproximadamente al
64% del forzamiento radiativo total ocasionado
por los GEI de larga duración)
 La mitad del CO2 emitido por la actividad
humana es absorbido por la biosfera y los
océanos
 La cantidad restante permanece en la
atmósfera durante cientos o miles de años
Fuente: OMM 2013
22

Concentración de CO2 en la Atmósfera -
Índices de Crecimiento Anual
Fuente: OMM 2013
23
Desde 1750
la concentración de CO2
en la atmósfera ha
aumentado un 40%
Eje horizontal: Año
Eje vertical abajo: Índice de crecimiento del CO2
(ppm/año)
Eje vertical arriba: Fracción molar del CO2 (ppm)

Metano (CH4)
 Es el segundo gas de efecto invernadero
más importante (contribuye
aproximadamente al18% del forzamiento
radiativo total ocasionado por los GEI de
larga duración)
 Aproximadamente el 40% del metano
emitido a la atmósfera procede de fuentes
naturales
 En torno al 60% proviene de la actividad
humana
 Permanece en la atmósfera alrededor de
12 años
24
Fuente: IPCC 2007 y OMM 2013

Concentración de CH4 en la Atmósfera -
25
Fuente: OMM 2013
Desde 1750
la concentración de
CH4 en la atmósfera ha
aumentado un 150%
Eje vertical abajo: Índice de crecimiento del CH2
(ppm/año)
Eje vertical arriba: Fracción molar del CH2 (ppm)

En detalle: el Ciclo del Carbono
Fuente: PNUMA
26

Óxido Nitroso (N2O)
 Es el tercer gas de efecto invernadero
más importante (contribuye
aproximadamente al 6% del
forzamiento radiativo total ocasionado
por los GEI de larga duración)
 Permanece en la atmósfera durante
aproximadamente 114 años
 Las emisiones de óxido nitroso a la
atmósfera proceden de fuentes
naturales (alrededor del 60%) y
antropogénicas (aproximadamente el
40%)
27
Fuente: IPCC 2007 y OMM 2013

Concentración de N2O en la Atmósfera -
28
Fuente: OMM 2013
Desde 1750
la concentración de
N2O en la atmósfera ha
aumentado un 20%
Eje vertical abajo: Índice de crecimiento del NH2
(ppb/año)
Eje vertical arriba: Fracción molar del NH2 (ppb)

Gases Fluorados
 Su potencial de calentamiento mundial
puede ser hasta 23.000 veces mayor que el
del dióxido de carbono
 Permanecen en la atmósfera hasta 50.000
años
 Tres grupos principales:
Hidrofluorocarbonos (HFC),
perfluorocarbonos (PFC), y hexafluoruro de
azufre (SF6)
 Desarrollados principalmente para sustituir
a las sustancias que agotan la capa de
ozono
29
Fuente: IPCC 2007. Más información EPA, EC

Gases de Efecto Invernadero Regulados
por el Protocolo de Montreal
 El Protocolo de Montreal tenía por objeto la
eliminación gradual de las sustancias que
agotan la capa de ozono
 Las sustancias reguladas por el Protocolo
de Montreal también son gases con un
potente efecto invernadero
 Por ejemplo, el grupo de los
clorofluorocarbonos (CFC) contribuye a
aproximadamente el 12% del forzamiento
radiativo ocasionado por los GEI de larga
duración
30
Fuente: IPCC 2007 y OMM 2013. Más información: Página web de
NOAA
Fuente: EPA

Concentración de SF6 y
Halocarbonos en la Atmósfera
31
Fuente: OMM 2013

Es muy probable que
más del 50% del
calentamiento
observado desde 1951
se deba a la
combinación del
incremento de los gases
de efecto invernadero y
de otros forzamientos
antropógenos
Influencia Humana en el Sistema
Climático
Fuente: IPCC 2013. Más información: Página web de la OMM
32
Media de calentamiento global desde 1951 (ºC)

Tendencias Observadas e
Impacto del Cambio
Climático
Sección 3
33

Anomalía Observada en la Temperatura en
Superficie (1850-2012)
Sección 3: Tendencias observadas e Impacto del Cambio Climático
34
Promedio mundial de temperaturas en superficie, terrestres
y oceánicas
En cada una de las tres
últimas décadas se ha
producido un aumento
progresivo en la
temperatura de la
superficie terrestre,
mayor que en cualquier
década precedente
desde 1850.

Cambio Observado en la Precipitación
Anual sobre Tierra
35
Tendencia (mm/año-1 por decenio)

Calentamiento Oceánico Observado
(1950-2010)
36
Más del 60% del
incremento neto de
energía en el sistema
climático se
almacena en la capa
superior del océano
(período entre 1971-
2010).

Acidificación del Océano Observada
37

Elevación Observada del Nivel del Mar (entre
1900 y 2010)
38
Durante el período
comprendido entre
1901 y 2010, el nivel
medio global del mar
se elevó 0,19 metros

Disminución Observada en la Extensión del
Hielo Marino en el Ártico (1900-2010)
39

Cambios Observados en los Sistemas
Físicos y Biológicos
40
Fuente: IPCC AR5

¿Es el Cambio Climático Responsable de
los Fenómenos Climáticos Extremos?
Fuente: PNUMA
2009, pág. 12.
Información
adicional: Página
web de la OMM
41
Año
Númerodeepisodios
Inundaciones
Ciclones

Tendencias Proyectadas e
Impacto del Cambio
Climático
Sección 4
42

En detalle: Trayectorias de
Concentración Representativas (RCP)
Sección 4: Tendencias Proyectadas e Impacto del Cambio Climático
43
 Conjunto de cuatro escenarios nuevos definidos por la comunidad
científica en el Quinto Informe de Evaluación del IPCC.
 Los cuatro RCP son los siguientes:
 un escenario de mitigación conducente a un nivel de
forzamiento muy bajo (RCP2,6),
 dos escenarios de estabilización (RCP4,5 y RCP6,0), y
 un escenario con un nivel muy alto de emisiones de gases de
efecto invernadero (RCP8,5).
 Los escenarios de RCP representan una variedad de políticas
climáticas del siglo XXI.

Es probable que, para finales del siglo XXI, la
temperatura media global aumente en 4°C si no se
toman medidas
Cambio Proyectado en la Temperatura
Media en Superficie
Fuente:IPCC2013,pág.19
44

Cambio Proyectado en la Precipitación
Media
Fuente: IPCC 2013, pág.20
45
Período de Tiempo: 1986-2005 a 2081-2100

Proyecciones de Temperatura y
Precipitaciones para el Siglo XXI
URL: http://www.youtube.com/watch?v=bFqO3_2dYxA
Este video de la NASA muestra el modo en
que los patrones de temperatura y
precipitaciones podrían cambiar a lo largo
del siglo XXI.
46

Cambio Proyectado en el pH del
Océano Superficial
47
Período de Tiempo: 1986-2005 a 2081-2100

Proyección de la Elevación del Nivel del
Mar
Fuente: IPCC 2013, pág, 24
48
La media
mundial del
nivel del mar
seguirá
aumentando
durante el
siglo XXI

Proyección de la Extensión de Hielo Marino
en Septiembre en el Hemisferio Norte
49
Promedio 2081-2100

Impacto Proyectado del Cambio
Climático en África
Fuente: PNUMA 2009, pág. 32
50

Impacto Proyectado del Cambio Climático en
Asia
51
Fuente: PNUMA 2009,
pág. 34

Impacto Proyectado del Cambio Climático
en América Latina
52
Fuente: PNUMA
2009, pág. 37

Impacto Proyectado del Cambio Climático
en las Islas Pequeñas
 El aumento del nivel del mar
intensificará las inundaciones, las
mareas de tempestad, la erosión y
otros fenómenos costeros peligrosos
Fuente: PNUMA 2006, pág. 185
53
 Disminución de los recursos de
agua dulce
 Invasión de especies no nativas
 Repercusiones sobre la seguridad
alimentaria y la seguridad de los
ingresos

54
“Encrucijada del Carbono”
Fuente: Cambridge
University 2013, pág. 14

Calentamiento Global para 2100 y más allá: una
Función de las Emisiones de CO2 Acumuladas
55
Para limitar el
cambio climático,
será necesaria
una reducción
sustancial y
continuada de
las emisiones de
gases de efecto
invernadero

Fuentes de Datos
Científicos
Sección 5
56

El Grupo Intergubernamental de Expertos
sobre el Cambio Climático (IPCC)
Órgano de
referencia para la
evaluación del
cambio climático
Establecido en 1988
por la OMM y el
PNUMA
Evalúa información
científica, técnica y
socioeconómica
relevante
No realiza
investigaciones
Miles de científicos
de todo el mundo
contribuyen a su
labor
Sección 5: Fuentes de Datos Científicos
57

Informes Importantes Publicados por el
IPCC
InformesdeEvaluación
• Primer
Informe de
Evaluación
(FAR)
• Segundo
Informe de
Evaluación
(SAR)
• Tercer Informe
de Evaluación
(TAR)
• Cuarto
Informe de
Evaluación
(AR4)
• Quinto
Informe de
Evaluación
(AR5)
InformesEspecialessobre:
• Fuentes de
energía
renovable
• Fenómenos
extremos y
desastres
• Escenarios de
emisiones
• Aviación
• Captura y
almacenamie
nto de
carbono
InformesMetodológicos
• Directrices
para los
inventarios
nacionales de
gases de
efecto
invernadero
• Guía para
evaluar los
efectos del
cambio
climático
• Uso de la
tierra, cambio
del uso de la
tierra y
silvicultura
DocumentosTécnicos
• Cambio
climático y
agua
• Implicaciones
de las
propuestas de
limitación de
las emisiones
de CO2
• Tecnologías,
políticas y
medidas para
mitigar el
cambio
climático
58

Organización Meteorológica Mundial (OMM)
– Programas Mundiales sobre el Clima
59
 Programa Mundial sobre el Clima (PMC)
 Programa Mundial de Investigaciones Climáticas
 Sistema Mundial de Observación del Clima
 Programa Mundial de Servicios Climáticos
 Programa de Investigaciones sobre la Vulnerabilidad,
el Impacto y la Adaptación al Cambio Climático
 Programa de Investigación de la Atmósfera y el Medio Ambiente
(AREP)
 Marco Mundial para los Servicios Climáticos (GFCS)
 Órgano consultivo: Comisión de Climatología (CCI)

En detalle: Marco Mundial para los
Servicios Climáticos (GFCS)
60
URL: http://www.gfcs-climate.org/content/about-gfcs
Sección 5: Fuentes de Datos Científico

Programa de la OMM Vigilancia de la Atmósfera
Global: Estaciones de Medición en el Mundo
61

Centros Regionales sobre el Clima y Foros
Regionales de la OMM
62
Sección 5: Fuentes de Datos Científico
 Centros Regionales sobre
el Clima (CRC) de la OMM
 Foros Regionales sobre
la evolución probable del
clima (FREPC) de la OMM

Datos Climáticos Nacionales
 Servicios Hidrológicos y
Meteorológicos
Nacionales (NMHS)
 Recabar y gestionar
datos climáticos
nacionales para
contribuir a los
pronósticos y las
predicciones
Oficina Meteorológica de la isla de Norfolk,
Fuente: Australian Government: Bureau of
Meteorology
63

Anexo Recursos Adicionales
64

Sumario del Módulo
65
Recursos Adicionales
 El tiempo y el clima son resultado de complejas interacciones entre factores
antropógenos y naturales.
 Algunas de las pruebas que evidencian el cambio climático son: temperaturas
promedio más altas, cambios en la precipitación, calentamiento de los océanos,
acidificación del océano, aumento del nivel del mar, disminución del hielo marino, y
cambios en los sistemas físicos y biológicos.
 El cambio climático observado puede vincularse al aumento de las concentraciones
de gases de efecto invernadero en la atmósfera desde la Revolución Industrial.
 Es probable que para finales del siglo XXI la temperatura global en superficie se
incremente en 4°C, si no se emprenden acciones de mitigación drásticas.
 Existen diversas fuentes de datos climáticos que pueden apoyar la planificación
para el cambio climático.

Enlaces útiles
Página web del
IPCC
Página del clima
de la OMM
Marco Mundial
para los Servicios
Climáticos (MMSC)
Programa Mundial
sobre el Clima
(PMC)
Portal de
Conocimientos
sobre el Cambio
Climático del
Banco Mundial
Página sobre el
Cambio Climático
Mundial de la
NASA
Iniciativa sobre el
Cambio Climático
de la AEE
Portal de Datos de
la Comunidad del
NCAR
Max Planck: La
Atmósfera en el
Sistema Terrestre
Páginas del
Cambio Climático
de The Guardian
National
Geographic -
Calentamiento
Global
UN CC:Learn
66

Lecturas Recomendadas
 Cambridge University (2013). Climate Change: Action, Trends and
Implications for Business
 IPCC (2013). Climate Change 2013, The Physcial Science Basis -
Summary for Policymakers
 PNUMA (2009). Climate Change Science Compendium
 PNUMA (2009). Climate in Peril, A Popular Guide to the Latest IPCC
Reports
 OMM (2013). The Global Climate 2001–2010, A Decade of Climate
Extremes
67

Referencias Principales
 IPCC (2007). Climate Change 2007 - Synthesis Report
 IPCC (2013). Climate Change 2013, The Physcial Science Basis -
Summary for Policymakers
 PNUMA (2009). Climate in Peril, A Popular Guide to the Latest
IPCC Reports
 PNUMA (2012). The Emissions Gap Report 2012
 OMM (2012): Greenhouse Gas Bulletin
 OMM (2009). A History of Climate Activities
 Página de la OMM: Climate
68

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