1.- El fenómeno del Clima

CAPÍTULO 1

EL CLIMA A ESCALA TEMPORAL

La alternancia del día y la noche cambia la temperatura diariamente. Las estaciones la cambian además a lo largo del año. Es lo que percibimos, pero existe también un amplio abanico de procesos que actúan sobre la temperatura a escalas de tiempo más dilatadas. Alguno de estos procesos son periódicos - se repiten - otros, en cambio,  son irregulares. Algunos de estos procesos son bien conocidos - y predecibles - otros, en cambio, continúan intrigándonos.

Por ejemplo, si la escala temporal a utilizar es de mil de millones de años la deriva de los continentes es esencial para una predicción correcta del clima individual de cada continente. Y con asombro comprobamos como el desplazamiento de nuestro Sistema Solar a través de la Vía Láctea es un importante factor para entender el clima promedio de la Tierra en una escala de varios cientos de millones de años.

^{Figura 1.-                              La Vía Láctea}

^{EL SISTEMA SOLAR ESTÁ EN ALGÚN PUNTO ENTRE EL CENTRO GALÁCTICO Y SUS LÍMITES.  LA DINÁMICA ESTELAR DENTRO DE LA GALAXIA ES NO-LINEAL Y LAS ESTRELLAS - INCLUYENDO EL SOL- PUEDEN ESTAR A VECES EN UNO DE LOS  BRAZOS ESPIRALES Y A VECES ENTRE ELLOS. UN CICLO, EL TIEMPO QUE TARDA EL SOL EN DESPLAZARSE AL BRAZO ADYACENTE, TARDA 140 MILLONES DE AÑOS}

^{Figura 2.- RECONSTRUCCIÓN GEOLÓGICA DE LA TEMPERATURA  MEDIA GLOBAL DURANTE LOS ÚLTIMOS 500 MILLONES DE AÑOS. - OBSÉRVESE LA ANTI-CORRELACIÓN EXISTENTE ENTRE LA TEMPERATURA RECONSTRUÍDA Y EL FLUJO DE RAYOS CÓSMICOS. LA VARIACIÓN DEL FLUJO DE RAYOS CÓSMICOS OSCILA UN 50% EN AMBAS DIRECCIONES MIENTRAS QUE LA TEMPERATURA PROMEDIO CRECE O DISMINUYE APROXIMADAMENTE  2 ºC -. CUANDO AUMENTA EL FLUJO DE RAYOS CÓSMICO DESCIENDE LA TEMPERATURA. MÁS ADELANTE SE DISCUTIRÁ ESTE MECANISMO RESPONSABLE DE UNA INFLUENCIA A PRIORI ASOMBROSA DE LA GALAXIA EN EL CLIMA TERRESTRE}

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^{(PRÓXIMA ENTREGA:} Las edades de hielo e interglaciales. Relación entre la temperatura y la concentración de los gases)

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2.- Las edades de hielo

CAPÍTULO 2

LAS EDADES DE HIELO

Las Edades de Hielo y los períodos interglaciares han venido alternándose irregularmente pero el ciclo típico oscila entre 10.000 y 100.000 años. La explicación clásica de estos ciclos es la llamada teoría de Milankovitch. De acuerdo con esta teoría las irregularidades en la órbita de la Tierra alrededor del Sol son las responsables de las variaciones de la temperatura. La órbita no es circular; es más apropiada para describirla una elipse con una cierta excentricidad. Esta excentricidad no es constante sino que varía con el tiempo debido a la influencia de otros cuerpos celestes.

Además, también varía el ángulo entre el eje de rotación de la Tierra y el plano de la órbita. Milankovitch fue el primer científico en proponer que estas dos clases de movimiento y algunos otros podrían ser suficientes para explicar la, aparentemente, caótica evolución de las temperaturas durante los últimos cientos de miles de años.

Sin embargo el acuerdo de la teoría de Milankovitch con las observaciones no es perfecto. Y recientemente se han propuesto explicaciones alternativas, una de ellas relacionada con las ondas acústicas dentro del Sol.

RELACIÓN ENTRE LA TEMPERATURA Y LA CONCENTRACIÓN DE LOS GASES

Para nuestra discusión de la relación entre la temperatura y la concentración de los gases vamos a apoyarnos en un gráfico que muestra la evolución de la concentración de varios gases en los últimos 650.000 años en la Antártica.

^{Figura 3.- CONCENTRACIÓN DE METANO(curva roja, superior); TEMPERATURA (curva negra, central); CONCENTRACIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO (curva azul, inferior) OBTENIDA EN LA ESTACIÓN DE VOSTOK DE LOS ÚLTIMOS 650.000 AÑOS}

La Figura 3 muestra una reconstrucción de 3 cantidades en la estación de Vostok, en la Antártica. Las tres cantidades se obtienen del análisis de las burbujas atrapadas en los cilindros de hielo que se extraen, ver la Figura 4. El estudio del hielo extraído a mayor profundidad nos permite retroceder más atrás en el tiempo. Las concentraciones de los gases se determinan directamente; la temperatura se obtiene a partir de la concentración de deuterio. Es un buen testigo, porque temperaturas más altas hacen más fácil para el deuterio (hidrógeno pesado) en el vapor de agua pesado llegar a las nubes y participar en la precipitación que finalmente es "capturada" en la placa de hielo.

 ^{Figura 4.- PROCESO DE EXTRACCIÓN DE LOS CILINDROS DE HIELO EN EL LAGO SUBGLACIAL DE VOSTOK EN LA ANTÁRTICA. CADA AÑOINDIVIDUAL ESTÁ REPRESENTADO POR UNA CAPA DE HIELO EN FORMA DE DISCO EN EL CUERPO DEL CILINDRO EXTRAÍDO.}

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^{PRÓXIMA ENTREGA:} Temperatura y concentraciones: la causa y el efecto

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3.- Temperatura vs. Concentraciones. Causa y Efecto.

La Figura 3 muestra claramente la coincidencia entre los cambios de la temperatura y las concentraciones de los gases invernadero.

^{Figura 3.- CONCENTRACIÓN DE METANO(curva roja, superior); TEMPERATURA (curva negra, central); CONCENTRACIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO (curva azul, inferior) OBTENIDA EN LA ESTACIÓN DE VOSTOK DE LOS ÚLTIMOS 650.000 AÑOS}

Por ejemplo, las concentraciones de CO₂ oscilan entre entre 180 ppm (partes por millón) en los períodos más fríos y 280 ppm en los más calientes estando los períodos más fríos unos 8 °C por debajo de los más calientes.

En su película, "Una Verdad Incómoda", Albert Gore intenta convencer a los espectadores de que esta relación prueba que el efecto invernadero, que se discutirá más tarde, es importante e infalible. Sin embargo, la explicación correcta es justo la contraria. Y la hipótesis nula, que la correlación es un resultado del efecto invernadero, puede ser fácilmente falseada. Existen varias formas de hacerlo: cada una de ellas es suficiente para refutar la explicación invernadero.

1. Aunque el incremento de CO₂ desde 180 ppm hasta 280 ppm está históricamente asociado con 8 °C de calentamiento un incremento igualmente grande de la concentración de CO₂ desde 180 ppm en el año 1800 hasta 380 ppm en el año 2005 fue únicamente acompañado de un calentamiento aproximado de 0.7 °C - el famoso calentamiento atribuído a la industrialización. Significaría que una relación que se dice válida durante 650.000 años es ciertamente inválida hoy. Porque si existiera una relación entre las cantidades el efecto observado en la actualidad es 10 veces más débil de lo que fue en el pasado.
2. La razón es que la correlación existe no por una influencia de los gases invernadero en la temperatura sino, muy al contrario, por la influencia de la temperatura en la concentración de (todos) los gases. Una forma de demostrar esta afirmación es que no sólo el CO₂ sino también el CH₄ - el metano - está  perfectamente correlado con la temperatura (ver Figura 3). Si el CO₂, o una combinación de CO₂ y CH₄, fueran los responsables de los episodios de enfriamiento y calentamiento no tendríamos una explicación para la pregunta ¿por qué están el CO₂ y el CH₄ correlados entre sí?.
3. Otro método para asegurarnos de que conocemos la causa - la temperatura - y su efecto - la concentración - es enfatizar que entendemos realmente el mecanismo físico que hace esta correlación posible. Lo llamamos out-gassing. Una lata de Coca parece contener más gas en un día caluroso que en uno frío. Y parece así porque la capacidad de los líquidos para almacenar gases decrece si la temperatura crece. A temperaturas más altas los líquidos - en nuestro caso, los océanos - pierden su capacidad para almacenar tantos gases y liberan parte a la atmósfera (out- gassing). La concentración de todos los gases en la atmósfera se incrementa entonces si la temperatura crece.

^{Figura 5. EL CALENTAMIENTO DEL OCÉANO LIBERA GASES EN LA ATMÓSFERA}

El último y más popular argumento que desenmascara la dirección causal es el lapso de retraso observado. Si el gráfico de temperatura y concentraciones de los gases se estudia con mejor resolución temporal los cambios en las tendencias para la temperatura y para la concentración no ocurren simultáneamente. La temperatura comienza a subir o bajar y sólo entre 200 y 1.400 años después (800 años en promedio) las concentraciones comienzan a hacer lo mismo. Se sigue de aquí que los cambios en la temperatura no pueden ser el efecto y, muy al contrario, son la causa de la oscilación de las concentraciones. Hasta ahora todas las publicaciones científicas han confirmado que este lapso de retraso es real. Existen datos disponibles más precisos de la última edad de hielo.

^{Figura 6.- Las concentraciones de CO2 y CH4 y la temperatura en el período 20.000 BC a 8000 BC de acuerdo a Monin et al. , Science vol. 291, 2001. El Tiempo va de derecha a izquierda según nos aproximamos al presente, El incremento de las temperaturas precede al incremento de las concentraciones por unos 800 años. Estos 800 años es el tiempo que tardan los océanos en calentarse o enfriarse. Sólo después de hacerlo comienzan a liberar - o absorber - los gases.}

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^{PRÓXIMA ENTREGA: _{OUT-GASSING VS. INFLUENCIAS EN LA DIRECCIÓN OPUESTA: UNA COMPARACIÓN}}

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4.- Efecto invernadero

La correlación observada (ver. Fig.3) entre la concentración de diversos gases y la temperatura no puede ser explicada en términos de un efecto invernadero. De hecho los gráficos no sólo no demuestran tal sino que prueban que ha de ser otro efecto más importante el que dictara la relación entre la concentración de CO₂ y la temperatura durante los útimos cientos de miles de años.

Por eso los campeones de la alarma climática que reconocen este hecho mencionan que el efecto invernadero - la influencia del CO₂ en la temperatura - puede producir una amplificación de las variaciones durante los ciclos de glaciación. Hay razones para no temer que el efecto invernadero tenga un papel primario en este juego. ¿Por qué?

• Cuando la dirección de una tendencia comienza a cambiar se desprende de las gráficas que la influencia de las temperaturas en las concentraciones es primaria. Este hallazgo es una ley efectiva de la naturaleza que se mantiene a través del ciclo de glaciación. Las leyes de la naturaleza no cambian y no pueden cambiar simplemente porque alguien lo considere conveniente, ni siquiera en períodos lineales donde es difícil observar qué variable cambia antes y cuál después.
• Si el llamado efecto invernadero fuera más fuerte que el mecanismo de out-gassing antes descrito el retraso observado entre CO₂ y temperatura debería aparecer justo en sentido opuesto.
• Si los gases invernadero fueran capaces de producir ese efecto de amplificación en las variaciones de temperatura, de modo que las desviaciones de la normal estuvieran multiplicadas por un coeficiente mayor que uno, después de pasado un cierto tiempo lo más probable es que el proceso comenzara tarde o temprano a crecer de forma exponencial, i.e. siguiendo series geométricas. El clima terrestre sería entonces un sistema físico inestable que tendería a una conducta de fuga o desbocamiento sin control. Tal comportamiento ocurriría dentro de un plazo razonable de tiempo. Nada de ese estilo ha ocurrido durante miles de millones de años y la vida en la Tierra ha evolucionado sin interrupción durante ese tiempo.

El efecto invernadero no es pues esencial para explicar los datos procedentes de la Antártica, docenas de efectos participan en la evolución del clima y se trata de un fenómeno que puede ser explicado teóricamente, aunque no de forma empírica. Es Joseph Fourier quien recibe la atribución del descubrimiento teórico del efecto en 1824. Fue, sin embargo, Svante Arrhenius quien en 1896 dedujo el carácter logarítmico de la dependencia de la temperatura con la concentración de CO_{2 .} Trataba de explicar la influencia del dióxido de carbono en los ciclos de glaciación. Hoy se sabe que tales ciclos tienen más que ver con la dinámica interna del Sol o con los ciclos de Milankovitch como posibles culpables. Por tanto el efecto invernadero no es nuevo en el mundo científico. El único "hallazgo" nuevo es la afirmación de que el efecto invernadero es de tan suprema importancia para nuestra civilización que debemos proceder a cambios espectaculares en los mecanismos subyacentes de la sociedad moderna.

^{Figura 7. FLUJO DE ENERGÍA ENTRE EL SOL, LA SUPERFICE DE LA TIERRA Y LA ATMÓSFERA}

Podemos preguntarnos cuál es el saldo energético terrestre. A la distancia promedio que la Tierra tiene respecto al Sol resulta que 1 m² de un área perpendicular a la luz solar absorbe 1366 W de energía en forma de radiación. Esta constante recibe el nombre de constante solar. Sin embargo, gran parte de la superfice o bien no recibe la luz del Sol o bien los rayos inciden con ángulos distintos de 90 grados y el efecto es menor. ¿Cómo lo calculamos?. No tan difícil, está al alcance de un estudiante de bachillerato y el resultado promedio por unidad de superficie resulta ser 1/4 de la constante solar, aproximadamente 342 W/m². Una fracción de esta energía es reflejada por las nubes o por la superficie, otra fracción es absorbida por diversos componentes de la atmósfera o por la superficie. Otros flujos energéticos - de calor o precipitación - aparecen en la Figura 7.

La estabilidad aproximada de la temperatura en la Tierra requiere que la energía entrante y saliente sean aproximadamente las mismas. La energía entrante está dominada por la radiación solar. Gran parte de la energía emitida por nuestro planeta es su propia radiación termal. La mayor parte de la radiación termal del Sol cae en el espectro visible de la radiación electromagnética, pero la Tierra está más fría que el Sol y su radiación termal cubre el espectro infra-rojo de longitudes de onda mucho mayores.

Si la troposfera, la capa más baja de la atmósfera, contiene una mayor concentración de los gases que son capaces de absorber la radiación infra-roja, los llamados gases invernadero, la atmósfera se calentará más que en ausencia de esos gases. Y la temperatura de equilibrio se incrementa. Los gases invernadero no sólo absorben también emiten radiación: pero como los gases en la atmósfera están más fríos que la superficie (gradiente adiabático) la energía emitida es menor la que la absorbida y la absorción determina el signo del efecto. El efecto neto de calentamiento es esencialmente proporcional a la diferencia de temperatura entre la superficie (más caliente) y el límite superior de la troposfera, la tropopausa (más fría). De acuerdo con la distribución de Maxwell-Boltzmann la densidad de los gases decrece exponencialmente con la altitud. por lo que la concentración habría de incrementarse exponencialmente con el tiempo para que el calentamiento invernadero progresara linealmente. Esta afirmación, planteada al revés, nos permite volver a la dependencia logarítmica de la temperatura sobre las concentraciones de gases invernadero.

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^{PRÓXIMA ENTREGA: _{LISTA DE GASES INVERNADERO}} 

5.- Gases Invernadero

¿Qué gases son capaces de absorber radiación electromagnética en la región del infrarrojo?

Deben estar compuestos por moléculas lo suficientemente complejas para admitir transiciones con bajas energías. Un gas atómico como el argón no puede ser un gas invernadero porque su radiación característica tiene frecuencias mucho más altas, en el visible o el ultravioleta. Incluso gases diatómicos como el oxígeno y el nitrógeno son demasiado sìmples para exhibir líneas espectrales en el infrarrojo. La lista de gases invernadero puede verse a continuación en la Figura 8.

_{^{Figura 8. Absorción y dispersión en la atmósfera}}

Los gráficos de la Figura 8 contienen todos los hechos importantes que nos gustaría comprender ahora. El eje x representa la longitud de onda en micrómetros: atención, la gráfica es logarítmica. En el eje y aparece el porcentaje de radiación para una longitud de onda dada que es absorbida o dispersada por todas las moléculas de un tipo particular que contiene la atmósfera.

El rectángulo superior muestra el espectro del Sol (en rojo), i.e. la radiación termal entrante que corresponde a una temperatura de 5525 grados Kelvin. Alrededor de el 70-75 por ciento de esta radiación alcanza la superficie. La parte derecha del rectángulo superior representa la radiación termal saliente de la Tierra (en azul), asociada con una temperatura entre 210 y 310 grados Kelvin. Sólo entre el 15-30 por ciento consigue penetrar la atmósfera porque el grueso de esta radiación es absorbida o dispersada.

Los restantes rectángulos en gris indican las contribuciones de los gases individuales (y otros efectos) a la absorción y dispersión totales. El primer rectángulo gris dibuja la absorción y dispersión total, los seis rectángulos más pequeños restantes describen el vapor de agua, dióxido de carbono, oxígeno y ozono, metano, óxido nitroso y la dispersión Rayleigh. Podemos examinarlos uno a uno:

• Vapor de Agua, de lejos el gas invernadero más importante. Responsable de aproximadamente el 90 por ciento del efecto invernadero. Si pudiéramos suprimir el H₂O de la atmósfera la Tierra se enfriaría unos 30 grados Celsius. El agua absorbe una parte significativa de la radiación cuya longitud de onda supera 1 micrómetro.
• Dióxido de Carbono, representado por 3-4 columnas de relevancia, i.e líneas espectrales anchas. El efecto invernadero causado por todo el CO₂ en la atmósfera podría incrementar la temperatura 3º C pero es preciso recordar que, debido al solapamiento de los espectros, el efecto inducido por una combinación de gases es menor que la suma de los efectos que causarían los gases de forma separada.
• El oxígeno común absorbe radiación de longitud de onda inferior a 300 nanometros, lejos de ser infrarroja. Por otro lado, el ozono es capaz de absorber la radiación infrarroja y es un gas invernadero potente pero de efecto limitado a causa de su baja concentración en la atmósfera.
• El metano y el óxido nitroso son dos gases invernadero adicionales, con una importancia relativa menor. Sin embargo, el metano cobra importancia porque es un subproducto importante de la actividad ganadera y agrícola. Es el metano la razón principal de casi el 20 por ciento del efecto invernadero total de carácter "artificial", una cifra que casi iguala la contribución de todo el sector de transporte.
• El último rectángulo está dedicado a un olvidado, la dispersión de Rayleigh, i.e el cambio en la dirección de la luz que viaja a través de un medio con impurezas de dimensiones más pequeñas que la longitud de onda de la luz. El efecto, que varía como la potencia cuarta de la frecuencia, actúa primariamente sobre longitudes de onda corta y provoca que el cielo se vea azul: la luz azul se percibe desde todas las direcciones, y no sólo desde la dirección del Sol, a causa de la dispersión de Rayleigh.

Surge una pregunta, si sabemos que el vapor de agua es el gas invernadero más importante, ¿por qué hablamos del CO₂ y el CH₄ con tanta frecuencia?. La razón es que la concentración de vapor de agua no puede ser modificada durante largos períodos de tiempo, décadas por ejemplo: casi instantáneamente su concentración converge hacia un valor de equilibrio (sea por condensación o por evaporación) que puede ser calculado a partir de otras cantidades como la temperatura o la concentración de los gases que sobreviven períodos mayores. El vapor de agua no es, por tanto, un "agente primario" de los cambios sino más bien un efecto inmediato de cambios en otros "agentes".

Por eso no debe asombrar que el texto restante se concentre en el CO₂ porque ninguna otra cosa salvo el dióxido de carbono es la causa de discusiones a veces tan apasionadas.

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^{PRÓXIMA ENTREGA: _{El Efecto Invernadero: Una huella equivocada}}

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6.- La huella equivocada

_{^{Figura 9.  El eje x  es la latitud. El eje y  es la altitud. El centro de cada figura el ecuador. Los extremos de las figuras las regiones polares}}

Si intentamos utilizar los cambios en la concentración atmosférica de CO₂ para explicar el calentamiento observado surge un problema, una huella equivocada. Fijémonos en la Figura 9.

La parte izquierda de la figura muestra las predicciones teóricas de la tendencia total de calentamiento por década que se extrae de una teoría dominada por el efecto invernadero. Esta gráfica en particular está publicada en la página 687 675 (ar4-wg1-chapter9.pdf) del reporte del IPCC, organismo de las NN.UU, publicado en 2007, más concretamente en el anexo 9c. La parte derecha de la Figura 9 es la tendencia real medida por las radiosondas.

El desacuerdo entre ambas imágenes es obvio. La teoría predice una "zona caliente" (roja) en el centro de la gráfica. En otras palabras, el calentamiento más rápido debería surgir unos 10 Km por encima del ecuador. Sin embargo, las observaciones reales no muestran ningún calentamiento por encima de los promedios en esta zona, más bien lo contrario. El calentamiento en superfice - especialmente cerca de los polos - es más rápido. Esta discrepancia representa un problema para cualquier explicación basada en el efecto invernadero de los fenómenos climáticos y los partidarios de esta teoría deberían abordarlo si pretenden sostener que su hipótesis no ha sido aún refutada.

En el ámbito político se ha propuesto por Ross McKitrick, economista canadiense, un impuesto equitativo (fair greenhouse T3 tax), un impuesto dinámico que sólo entraría en acción dependiendo de la intensidad observada en esta "zona caliente" que predicen los modelos. De no observarse el cumplimiento de la predicción el impuesto sería nulo. [más información, en Valdeperrillos, T3, Impuestos Troposféricos].

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7.- Sensibilidad Climática

La cantidad más popular que codifica la importancia del efecto invernadero del CO₂ es la llamada sensibilidad climática.

Comencemos con un experimento mental. Inicialmente tenemos una atmósfera que contiene 280 ppm (partes por millón) de dióxido de carbono. Esta concentración era la presente antes de la revolución industrial. Supongamos que, abruptamente, doblamos la concentración de CO₂ hasta 560 ppm; con el consumo actual de combustibles fósiles se espera alcanzar esta concentración algo antes del año 2100. En nuestro experimento mental la temperatura comienza a elevarse inmediatamente. En un par de años inicia una convergencia hacia un nuevo valor - más alto - de equilibrio. El calentamiento total inducido por el doblamiento del CO₂ se llama la sensibilidad climática. En algunos contextos la sensibilidad climática se refiere a cambios de los forzamientos en Vatios por metro cuadrado. Nosotros sólo hablaremos de la temperatura.

El calentamiento total causado por el CO₂ añadido artificialmente a la atmósfera ronda los 0.7 °C (según datos termométricos), suponiendo que otros efectos se han compensado en promedio unos a otros durante los dos últimos siglos, la sensibilidad climática menos 0.7 °C tendrá que ser igual al calentamiento adicional esperado más o menos hacia el año 2090.

Antes de continuar conviene revisar el contexto de diversas concentraciones de CO₂. Las concentraciones de este gas se miden en unidades de ppm (partes por millón), o el 0.0001% de la atmósfera en volumen. Para contextualizar mencionemos algunos valores característicos de la concentración:

180 ppm: la concentración en los momentos más fríos de las edades de hielo - la última vez unos 16.000 años atrás;  la temperatura mínima en los gráficos de la Antártica.

280 ppm: la concentración interglacial, los momentos más cálidos en los gráficos de la Antártida; la concentración antes de la revolución industrial.

385 ppm: la concentración hoy en día; es más alta que 280 ppm porque hemos añadido CO₂ - alrededor de 1.8 ppm por año (la tendencia es más o menos lineal en los últimos 40 años); La Naturaleza no es capaz de absorber el CO₂ adicional.

560 ppm: el doble de la concentración pre-industrial de CO₂; según las tendencias actuales se alcanzará algo antes del año 2100.

700 ppm: la concentración promedio de CO₂ en una oficina; desde luego la cifra exacta depende de la ventilación de la misma.

6.000 ppm: la concentración de CO₂ unos 500 millones atrás; uno de los métodos para su determinación es contar el número de estomas en hojas fósiles; un número bajo indica que era mucho más fácil respirar para las plantas porque la concentración de su comida, CO₂, era mucho más alta.

10.000 ppm: esta concentración es igual al uno por ciento del volumen; sólo al alcanzar esta cifra se sienten mareos; con la tendencia actual tenemos que quemar combustibles fósiles hasta el año 7000 para alcanzar este punto.

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^{PRÓXIMA ENTREGA: _{La sensibilidad climática está alrededor de 1 grado Celsius}}

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8.- La sensibilidad climática, alrededor de 1 grado Celsius

Existen varias maneras para mostrar de forma sencilla que la sensibilidad climática no puede ser muy distante de 1 °C.

• Hemos añadido ya unas 100 ppm de CO₂ en la atmósfera, más o menos un tercio de la cantidad necesaria para duplicar la cifra pre-industrial. Sin embargo, el efecto de cada molécula de CO₂ disminuye al crecer la concentración, como se verá más adelante. Esa es la razón por la cual hemos alcanzado ya no un tercio del efecto invernadero sino más de la mitad del efecto invernadero esperado como resultado de la duplicación. Según Richard Lindzen el efecto alcanzado ya es del 70 por ciento. Si atribuímos todo el calentamiento observado, 0.7 °C, únicamente al efecto invernadero del CO₂, vemos que el 70 por ciento del efecto de duplicación eleva la temperatura de la Tierra 0.7 °C, por eso un 100%, la duplicación completa, produce alrededor de 1 °C de calentamiento.
• El calentamiento invernadero puede ser calculado mediante métodos teóricos de la física (absorción, convección, radiación) suponiendo que la atmósfera es unifome y que todas las complejidades como el efecto del vapor de agua y las nubes son despreciadas. Así, el resultado obtenido de la sensibilidad climática es alrededor de 1 °C o, de acuerdo con algunas fuentes, 1.2 °C.
• Hay artículos científicos más detallados, Steven Schwartz,  “Heat capacity, time constant, and sensitivity of Earth's climate system,” Geophysical Research Letters 2007, que calculan la inercia del clima y cantidades similares. La sensibilidad obtenida es de 1.1 °C con márgenes de error del 50 por ciento.

De acuerdo con el IPCC, el Panel Internacional para el Cambio Climático de las Naciones Unidas, la sensibilidad climática es notablemente más alta, entre 2.0 y 4.5 °C. Esta estimación es puramente teórica y su excesivo valor es una consecuencia de suponer la existencia de feedbacks positivos, i.e. mecanismos de amplificación cuya existencia no está avalada por observaciones precisas o cálculos fiables. Algunos científicos llegan a proponer una sensibilidad climática de 5 °C, o superior, pero incluso dentro de la comunidad del IPCC esas estimaciones son marginales. Son vistas como el resultado sesgado, irrealista y subjetivo de concepciones establecidas a priori.

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PRÓXIMA ENTREGA: RELACIÓN NO LINEAL ENTRE LA CONCENTRACIÓN DE CO₂ Y LA TEMPERATURA