Planetary Boundaries Science. "4.1 Climate Change"
Enviado por Edoardo Luna en Mié, 11/05/2025 - 21:25Planetary Boundaries Science [2025], "4.1 Climate Change", Planetary Health Check 2025. A Scientific Assessment of the State of the Planet, pp. 79-85, https://publications.pik-potsdam.de/rest/items/item_32589_5/component/fi... [1]
El proyecto Ciencia de los Límites Planetarios (Planetary Boundaries Science - PBScience) se lanzó en 2023 para abordar deficiencias críticas en nuestra comprensión y monitoreo del sistema terrestre. Mediante modelos de simulación avanzados, incorporando los conjuntos de datos de medición más recientes, y sintetizando nuevos conocimientos de la literatura científica sobre el sistema terrestre, PBScience ofrece anualmente evaluaciones de la salud planetaria basadas en el marco de los Límites Planetarios.
Ideas esenciales
El clima terrestre se descompone bajo la presión humana. La quema de combustibles y la deforestación liberan gases que atrapan calor y empujan al planeta fuera de su equilibrio. La temperatura aumenta, los hielos retroceden y los mares avanzan.
El calor extremo, las sequías y las tormentas anuncian el colapso. Cada año se acortan los márgenes para evitar daños irreversibles. Si la inercia continúa, el clima dejará de sostener la vida tal como se conoce.
Definición
El cambio climático se define como la alteración prolongada de temperatura y clima. Como límite planetario, refiere la búsqueda del equilibrio energético que garantiza la estabilidad de la Tierra. Las actividades humanas lo rompen al emitir gases como el dióxido de carbono, que retienen calor y desajustan el sistema climático global.
Variables de control
#1 Concentración atmosférica de CO2 (dióxido de carbono)
El CO2 es el principal gas de efecto invernadero generado por la quema de combustibles, la deforestación y la producción de cemento. Se mide en partes por millón (ppm). Históricamente varió entre 180–200 ppm en eras glaciales y 280 ppm antes de la industrialización. El límite seguro es de 350 ppm; superarlo eleva el riesgo de daños irreversibles y de un calentamiento global superior a 1.5 °C.
#2 Forzamiento radiativo total de origen antropogénico en la parte superior de la atmósfera (TOA)
El forzamiento radiativo neto calcula la cantidad de energía adicional atrapada en la atmósfera como resultado de las actividades humanas. Incluye la emisión de gases de efecto invernadero, aerosoles y la alteración del suelo. Su resultado se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m²), unidad que indica cuánta energía solar queda retenida en cada metro cuadrado de la superficie terrestre.
En un planeta equilibrado, la energía que entra del Sol es igual a la que se libera al espacio. Cuando el forzamiento aumenta, ese balance se rompe: el planeta absorbe más calor del que emite, lo que eleva la temperatura global. Durante el Holoceno preindustrial el valor del forzamiento radiativo fue estable, pero desde la Revolución Industrial el exceso energético crece de forma sostenida.
El límite seguro se fija en +1.0 W/m² sobre los niveles preindustriales. Superar ese valor, y sobre todo pasar de +1.5 W/m², amplifica el riesgo de daños irreversibles, pérdida de hielo polar y reacciones que aceleren aún más el calentamiento del planeta.
Impulsores clave
El cambio climático proviene de causas naturales y humanas, aunque la actividad humana predomina. Las principales acciones que alteran el equilibrio energético de la Tierra son las emisiones de gases de efecto invernadero que retienen calor. El dióxido de carbono surge de la quema de carbón, petróleo y gas; el metano, de la ganadería, los vertederos y la extracción de combustibles; el óxido nitroso, del uso de fertilizantes. Estos gases permanecen largo tiempo en la atmósfera, elevando la temperatura global.
También intervienen los aerosoles, que enfrían o calientan según su tipo, y los cambios de uso del suelo, como la deforestación y la urbanización, que reducen la capacidad natural de absorber CO2. Los sectores energético, agrícola y de transporte concentran la mayor presión climática. Cada decisión sobre cómo producir energía o alimentos modifica el balance térmico del planeta.
Impactos
El calor acumulado en el sistema terrestre eleva las temperaturas del aire, los océanos y el suelo, intensificando sequías, lluvias extremas e inundaciones. La influencia humana sobrepasa la variabilidad natural del clima y ejerce presión directa sobre los ecosistemas. En los mares, el aumento térmico y la acidificación alteran las redes alimentarias y desplazan especies; en tierra, la degradación ambiental reduce la capacidad de adaptación.
La producción agrícola se vuelve frágil ante el cambio de la periodicidad y cantidad de las lluvias y la escasez de agua, lo que amenaza la seguridad alimentaria y la estabilidad de comunidades enteras. El deshielo y el ascenso del nivel del mar ponen en riesgo las zonas costeras, mientras la pérdida del hielo acelera el calentamiento al disminuir la superficie que refleja la radiación solar.
El cambio climático también deteriora la salud, incrementa la contaminación y amplía la exposición a enfermedades. Su impacto alcanza infraestructuras y economías, debilitando los sistemas sociales. Rebasar este límite climático compromete el equilibrio de todos los límites planetarios y acerca al planeta a transformaciones irreversibles.
Investigación actual y futura
Las concentraciones de CO2 y el forzamiento radiativo revelan la magnitud del impacto humano sobre el clima, pero otras variables permiten seguir riesgos regionales y señales tempranas. Los gases no derivados del carbono, como el metano (CH₄) y el óxido nitroso (N₂O), tienen un poder de calentamiento mucho mayor: el CH₄ es unas 28 veces más potente y el N₂O unas 265 veces más que el CO2. El primero se asocia con la agricultura, la extracción de combustibles y el uso del suelo; el segundo, con fertilizantes y procesos industriales.
Las diferencias en intensidad, origen y duración han impulsado el uso de nuevos indicadores, entre ellos la temperatura media superficial, base del Acuerdo de París y sus metas de 1.5 °C y 2 °C. Sin embargo, esta variable responde con retraso a las emisiones, fenómeno conocido como calentamiento comprometido, lo que limita su valor como alerta temprana. El contenido de calor oceánico refleja mejor la energía acumulada, aunque resulta más difícil de medir y menos comprensible para la formulación de políticas.
A escala regional, se desarrollan indicadores de advertencia para zonas vulnerables como Groenlandia, Antártida Occidental, Amazonas o la circulación del Atlántico. Estas áreas podrían llegar a puntos de inflexión antes de que los cambios se perciban globalmente. La investigación actual busca un sistema de monitoreo equilibrado que combine rigor científico, relevancia local y utilidad política, con un conjunto de indicadores complementarios que mejoren la detección y respuesta ante riesgos climáticos.
1) La concentración de dióxido de carbono en la atmósfera alcanza 423 partes por millón (ppm), cuando el nivel seguro se estima en 350 ppm. Además, la energía adicional atrapada por las actividades humanas asciende a +2.97 vatios por metro cuadrado (W/m²), superando ampliamente el límite seguro de 1 W/m².
Estas cifras indican que la Tierra retiene mucho más calor del que puede liberar. Como consecuencia, aumentan las temperaturas globales, se intensifican los fenómenos climáticos extremos y crece el riesgo de cruzar puntos de no retorno que causarían daños irreversibles en el sistema climático (gráfica 1).
2) En 2024, la concentración atmosférica de CO2 supera con creces el nivel seguro. Los registros del Observatorio Mauna Loa y de otros centros internacionales muestran un incremento continuo desde 1959. El valor actual se mantiene cerca de 50% por encima de las concentraciones preindustriales, rebasando el umbral de 350 ppm establecido como límite planetario. El CO2 sigue siendo el principal impulsor del cambio climático (gráfica 2).
3) Desde 1750 hasta 2024 las actividades humanas alteraron el equilibrio energético del planeta. Los datos del IPCC (Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático), principal órgano científico de Naciones Unidas en materia climática, evidencian un aumento sostenido del forzamiento radiativo, medido en vatios por metro cuadrado (W/m²), que indica la cantidad de energía atrapada en la atmósfera.
El valor de equilibrio natural es 0.0 W/m², mientras que el límite seguro se fija en +1.0 W/m². Hoy, el nivel de forzamiento radiativo total causado por actividades humanas supera ese umbral en más del triple, lo que significa que la Tierra retiene un exceso de calor que mantiene un calentamiento constante y prolongado (gráfica 3).
4) Las emisiones de CO2 de origen fósil en 2024 se concentran en regiones con fuerte actividad industrial y urbana. El monitoreo global de Climate TRACE, basado en satélites e inteligencia artificial, identifica miles de fuentes emisoras. El patrón es desigual: los mayores niveles provienen de zonas densamente pobladas y de focos específicos como complejos industriales, áreas de extracción y regiones afectadas por incendios. Estas concentraciones reflejan la dependencia energética y económica de los combustibles fósiles (mapa 1).
5) El registro térmico entre 1880 y 1899, comparado con los valores de 2024, muestra un aumento marcado de la temperatura global. El calentamiento se extiende a casi todo el planeta, con mayor intensidad sobre los continentes que en los océanos. El Ártico se calienta más del doble del promedio mundial, fenómeno conocido como amplificación ártica. La tendencia evidencia un cambio sostenido y acelerado desde finales del siglo XIX (mapa 2).
6) Desde 1860, el aumento de la temperatura global se debe principalmente al CO2 emitido por los combustibles fósiles y la industria, seguido del proveniente de la agricultura y del metano (CH₄) asociado con la ganadería y el uso del suelo. El óxido nitroso (N₂O) tiene un efecto menor pero creciente. En conjunto, estas emisiones reflejan una tendencia acelerada de calentamiento dominada por la actividad humana (gráfica 4).
Berkeley Earth [2025], Global Temperature Data Series, Berkeley, Berkeley Earth Project, https://berkeleyearth.org/data [7] , 2025.
Climate TRACE [2025], CO2 Emissions Data 2025, San Francisco, Climate TRACE Coalition, https://climatetrace.org [8] , 16 de junio de 2025.
Forster, Piers et al. [2025], Anthropogenic Top-of-Atmosphere Radiative Forcing Dataset 2025, Leeds, University of Leeds-Priestley International Centre for Climate, 2025.
Jones, Chris et al. [2023–2024], Greenhouse Gas Data Compilations 2023–2024, Exeter, Met Office Hadley Centre, 2024.
Lan, X. et al. [2025], Global Atmospheric CO2 Concentrations 2025, Boulder, NOAA Earth System Research Laboratory, https://gml.noaa.gov/ccgg/trends [9] , 5 de junio de 2025.
La ciencia identifica causas, mide impactos y propone límites, pero aún no responde una pregunta esencial: ¿quién debe detener el deterioro y bajo qué condiciones? Los indicadores se perfeccionan, pero la responsabilidad sigue difusa entre países, corporaciones y consumidores. El discurso de la transición energética avanza mientras la extracción y la quema de combustibles continúan sin freno.
El debate climático carece de un punto central: se mide el daño, no la obligación de evitarlo. Las soluciones se calculan en toneladas de carbono, no en estructuras de poder. La investigación avanza más rápido que la voluntad política y la justicia ambiental se convierte en un tema de conferencias, no de reparaciones. El verdadero límite no es atmosférico ni térmico, es ético. La pregunta pendiente no es cuánta energía puede absorber el planeta, sino cuánta indiferencia puede soportar.
![Total radiative forcing [W:m2].png](https://let.iiec.unam.mx/sites/let.iiec.unam.mx/files/Total%20radiative%20forcing%20%5BW%3Am2%5D.png){kind=link}
![Temperature change [°C].png](https://let.iiec.unam.mx/sites/let.iiec.unam.mx/files/Temperature%20change%20%5B%C2%B0C%5D.png){kind=link}