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El efecto invernadero de la radiación solar en la superficie terrestre causado por la emisión de gases de efecto invernadero.
Forzamiento radiativo de diferentes contribuyentes al cambio climático en 2011, como se informó en el quinto informe de evaluación del IPCC .

Un gas de efecto invernadero (a veces abreviado como GEI ) es un gas que absorbe y emite energía radiante dentro del rango térmico infrarrojo , provocando el efecto invernadero . [1] Los principales gases de efecto invernadero en la atmósfera terrestre son el vapor de agua ( H
2
O
), dióxido de carbono ( CO
2
), metano ( CH
4
), óxido nitroso ( N
2
O
) y ozono ( O 3 ). Sin los gases de efecto invernadero, la temperatura promedio de la superficie de la Tierra sería de aproximadamente -18 ° C (0 ° F), [2] en lugar del promedio actual de 15 ° C (59 ° F). [3] [4] [5] Las atmósferas de Venus , Marte y Titán también contienen gases de efecto invernadero.

Las actividades humanas desde el comienzo de la Revolución Industrial (alrededor de 1750) han producido un aumento del 45% en la concentración atmosférica de dióxido de carbono , de 280 ppm en 1750 a 415 ppm en 2019. [6] La última vez que la concentración atmosférica de dióxido de carbono Fue este alto fue hace más de 3 millones de años. [7] Este aumento se ha producido a pesar de la absorción de más de la mitad de las emisiones por varios "sumideros" naturales implicados en el ciclo del carbono . [8] [9]

La gran mayoría de las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono provienen de la combustión de combustibles fósiles , principalmente carbón , petróleo (incluido el petróleo ) y gas natural , con contribuciones adicionales provenientes de la deforestación y otros cambios en el uso de la tierra. [10] [11] La principal fuente de emisiones antropogénicas de metano es la agricultura, seguida de cerca por la ventilación de gases y las emisiones fugitivas de la industria de los combustibles fósiles. [12] [13] Cultivo tradicional de arrozes la segunda fuente de metano agrícola más grande después del ganado, con un impacto de calentamiento a corto plazo equivalente a las emisiones de dióxido de carbono de toda la aviación. [14]

En las tasas de emisión actuales, las temperaturas podrían aumentar en 2  ° C (3,6 ° F ), que las Naciones Unidas ' Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) designado como el límite superior para evitar niveles 'peligrosos', por 2036. [15]

Gases en la atmósfera terrestre [ editar ]

Gases que no son de efecto invernadero [ editar ]

Los principales constituyentes de la atmósfera terrestre, el nitrógeno ( N
2
) (78%), oxígeno ( O
2
) (21%) y argón (Ar) (0,9%), no son gases de efecto invernadero porque las moléculas que contienen dos átomos del mismo elemento , como N
2
y O
2
no tienen ningún cambio neto en la distribución de sus cargas eléctricas cuando vibran, y los gases monoatómicos como el Ar no tienen modos vibratorios. Por lo tanto, casi no se ven afectados por la radiación infrarroja . Algunas moléculas que contienen solo dos átomos de elementos diferentes, como el monóxido de carbono (CO) y el cloruro de hidrógeno (HCl), absorben la radiación infrarroja, pero estas moléculas tienen una vida corta en la atmósfera debido a su reactividad o solubilidad . Por lo tanto, no contribuyen significativamente al efecto invernadero y, a menudo, se omiten cuando se habla de gases de efecto invernadero.

Gases de efecto invernadero [ editar ]

Absorción y dispersión atmosférica en diferentes longitudes de onda de ondas electromagnéticas . La mayor banda de absorción de dióxido de carbono no está lejos del máximo en la emisión térmica del suelo, y cierra parcialmente la ventana de transparencia del agua; de ahí su mayor efecto.

Los gases de efecto invernadero son aquellos que absorben y emiten radiación infrarroja en el rango de longitud de onda emitida por la Tierra . [1] El dióxido de carbono (0,04%), el óxido nitroso, el metano y el ozono son gases traza que representan casi el 0,1% de la atmósfera terrestre y tienen un efecto invernadero apreciable.

En orden, los gases de efecto invernadero [ aclaración necesaria ] más abundantes en la atmósfera terrestre son: [16]

  • Vapor de agua ( H
    2
    O
    )
  • Dióxido de carbono ( CO
    2
    )
  • Metano ( CH
    4
    )
  • Óxido nitroso ( N
    2
    O
    )
  • Ozono ( O
    3
    )
  • Clorofluorocarbonos (CFC)
  • Hidrofluorocarbonos (incluye HCFC y HFC)

Las concentraciones atmosféricas están determinadas por el equilibrio entre las fuentes (emisiones del gas de las actividades humanas y los sistemas naturales) y los sumideros (la eliminación del gas de la atmósfera mediante la conversión a un compuesto químico diferente o la absorción por cuerpos de agua). [17] La proporción de una emisión que permanece en la atmósfera después de un tiempo especificado es la " fracción transportada por el aire " (AF). La fracción aérea anual es la relación entre el aumento atmosférico en un año dado y las emisiones totales de ese año. A partir de 2006, la fracción aérea anual de CO
2
fue de aproximadamente 0,45. La fracción anual transportada por el aire aumentó a una tasa de 0,25 ± 0,21% por año durante el período 1959-2006. [18]

Efectos radiativos indirectos [ editar ]

Los colores falsos en esta imagen representan concentraciones de monóxido de carbono en la atmósfera inferior, que van desde aproximadamente 390 partes por mil millones (píxeles de color marrón oscuro), hasta 220 partes por mil millones (píxeles rojos) y 50 partes por mil millones (píxeles azules). [19]

Algunos gases tienen efectos radiativos indirectos (sean o no gases de efecto invernadero). Esto sucede de dos formas principales. Una forma es que cuando se degradan en la atmósfera producen otro gas de efecto invernadero. Por ejemplo, el metano y el monóxido de carbono (CO) se oxidan para dar dióxido de carbono (y la oxidación del metano también produce vapor de agua). Oxidación de CO a CO
2
produce directamente un aumento inequívoco del forzamiento radiativo, aunque la razón es sutil. El pico de la emisión de infrarrojos térmica de la superficie de la Tierra está muy cerca de una fuerte banda de absorción vibratoria de CO
2
( longitud de onda 15 micrones o número de onda 667 cm −1 ). Por otro lado, la única banda vibratoria de CO solo absorbe IR en longitudes de onda mucho más cortas (4,7 micrones, o 2145 cm -1 ), donde la emisión de energía radiante de la superficie de la Tierra es al menos un factor diez más baja. Oxidación de metano a CO
2
, que requiere reacciones con el radical OH, produce una reducción instantánea de la absorción y emisión radiativa ya que el CO
2
es un gas de efecto invernadero más débil que el metano. Sin embargo, las oxidaciones de CO y CH
4
están entrelazados ya que ambos consumen radicales OH. En cualquier caso, el cálculo del efecto radiativo total incluye forzamientos tanto directos como indirectos.

Un segundo tipo de efecto indirecto ocurre cuando las reacciones químicas en la atmósfera que involucran a estos gases cambian las concentraciones de gases de efecto invernadero. Por ejemplo, la destrucción de compuestos orgánicos volátiles distintos del metano (COVNM) en la atmósfera puede producir ozono. El tamaño del efecto indirecto puede depender en gran medida de dónde y cuándo se emite el gas. [20]

El metano tiene efectos indirectos además de formar CO
2
. El principal químico que reacciona con el metano en la atmósfera es el radical hidroxilo (OH), por lo tanto, más metano significa que la concentración de OH disminuye. Efectivamente, el metano aumenta su propia vida atmosférica y, por lo tanto, su efecto radiativo general. La oxidación del metano puede producir tanto ozono como agua; y es una fuente importante de vapor de agua en la estratosfera normalmente seca . El CO y los COVNM producen CO
2
cuando se oxidan. Eliminan el OH de la atmósfera y esto conduce a concentraciones más altas de metano. El efecto sorprendente de esto es que el potencial de calentamiento global del CO es tres veces mayor que el del CO
2
. [21] El mismo proceso que convierte los COVNM en dióxido de carbono también puede conducir a la formación de ozono troposférico. Los halocarbonos tienen un efecto indirecto porque destruyen el ozono estratosférico. Finalmente, el hidrógeno puede conducir a la producción de ozono y CH
4
aumenta y produce vapor de agua estratosférico. [20]

Contribución de las nubes al efecto invernadero de la Tierra [ editar ]

El principal contribuyente no gaseoso al efecto invernadero de la Tierra, las nubes , también absorben y emiten radiación infrarroja y, por tanto, tienen un efecto sobre las propiedades radiativas de los gases de efecto invernadero. Las nubes son gotas de agua o cristales de hielo suspendidos en la atmósfera. [22] [23]

Impactos en el efecto invernadero general [ editar ]

Schmidt y col. (2010) [24] analizaron cómo los componentes individuales de la atmósfera contribuyen al efecto invernadero total. Estimaron que el vapor de agua representa aproximadamente el 50% del efecto invernadero de la Tierra, con las nubes contribuyendo con el 25%, el dióxido de carbono con el 20% y los gases de efecto invernadero y aerosoles menores representando el 5% restante. En el estudio, la atmósfera del modelo de referencia es para las condiciones de 1980. Crédito de la imagen: NASA . [25]

La contribución de cada gas al efecto invernadero está determinada por las características de ese gas, su abundancia y los efectos indirectos que pueda causar. Por ejemplo, el efecto radiativo directo de una masa de metano es aproximadamente 84 veces más fuerte que la misma masa de dióxido de carbono durante un período de tiempo de 20 años [26], pero está presente en concentraciones mucho más pequeñas, por lo que su efecto radiativo directo total tiene hasta ahora ha sido más pequeño, en parte debido a su vida atmosférica más corta en ausencia de secuestro adicional de carbono. Por otro lado, además de su impacto radiativo directo, el metano tiene un gran efecto radiativo indirecto porque contribuye a la formación de ozono. Shindell y col. (2005) [27]Sostiene que la contribución del metano al cambio climático es al menos el doble de las estimaciones previas como resultado de este efecto. [28]

Cuando se clasifican por su contribución directa al efecto invernadero, los más importantes son: [22] [ verificación fallida ]

Además de los principales gases de efecto invernadero enumerados anteriormente, otros gases de efecto invernadero incluyen hexafluoruro de azufre , hidrofluorocarbonos y perfluorocarbonos (consulte la lista del IPCC de gases de efecto invernadero ). Algunos gases de efecto invernadero no suelen aparecer en la lista. Por ejemplo, el trifluoruro de nitrógeno tiene un alto potencial de calentamiento global (GWP) pero solo está presente en cantidades muy pequeñas. [31]

Proporción de efectos directos en un momento dado [ editar ]

No es posible afirmar que un determinado gas provoque un porcentaje exacto del efecto invernadero. Esto se debe a que algunos de los gases absorben y emiten radiación en las mismas frecuencias que otros, por lo que el efecto invernadero total no es simplemente la suma de la influencia de cada gas. Los extremos superiores de los rangos indicados son para cada gas solo; los extremos inferiores tienen en cuenta las superposiciones con los otros gases. [22] [23] Además, se sabe que algunos gases, como el metano, tienen grandes efectos indirectos que aún se están cuantificando. [32]

Vida útil atmosférica [ editar ]

Aparte del vapor de agua , que tiene un tiempo de residencia de unos nueve días, [33] los principales gases de efecto invernadero están bien mezclados y tardan muchos años en salir de la atmósfera. [34] Aunque no es fácil saber con precisión cuánto tardan los gases de efecto invernadero en salir de la atmósfera, existen estimaciones de los principales gases de efecto invernadero. Jacob (1999) [35] define el tiempo de vida de una especie atmosférica X en un modelo de una caja como el tiempo promedio que una molécula de X permanece en la caja. Matemáticamente se puede definir como la relación entre la masa (en kg) de X en la caja y su tasa de remoción, que es la suma del flujo de X fuera de la caja (), Pérdida química de X ( ), y la deposición de X ( ) (todos en kg / s): . [35] Si cesara la entrada de este gas en la caja, después de un tiempo , su concentración disminuiría en aproximadamente un 63%.

Por tanto, la vida atmosférica de una especie mide el tiempo necesario para restablecer el equilibrio tras un aumento o una disminución repentinos de su concentración en la atmósfera. Los átomos o moléculas individuales pueden perderse o depositarse en sumideros como el suelo, los océanos y otras aguas, o la vegetación y otros sistemas biológicos, reduciendo el exceso a concentraciones de fondo. El tiempo medio que se tarda en conseguirlo es la vida media .

El dióxido de carbono tiene una vida atmosférica variable y no se puede especificar con precisión. [36] [26] Aunque más de la mitad del CO
2
emitido se elimina de la atmósfera en un siglo, una fracción (aproximadamente el 20%) del CO emitido
2
permanece en la atmósfera durante muchos miles de años. [37] [38] [39] Problemas similares se aplican a otros gases de efecto invernadero, muchos de los cuales tienen una vida media más larga que el CO
2
, por ejemplo, el N 2 O tiene una vida atmosférica media de 121 años. [26]

Forzamiento radiativo e índice anual de gases de efecto invernadero [ editar ]

El forzamiento radiativo (influencia del calentamiento) de los gases de efecto invernadero de larga duración en la atmósfera terrestre está experimentando un crecimiento acelerado. Casi un tercio del aumento de la era industrial que terminó el año 2019 se acumuló solo durante los 30 años anteriores. [40] [41]

La Tierra absorbe parte de la energía radiante recibida del sol, refleja parte de ella como luz y refleja o irradia el resto al espacio en forma de calor . La temperatura de la superficie de la Tierra depende de este equilibrio entre la energía entrante y saliente. Si este equilibrio energético se modifica, la superficie de la Tierra se vuelve más cálida o más fría, lo que lleva a una variedad de cambios en el clima global. [42]

Varios mecanismos naturales y artificiales pueden afectar el equilibrio energético global y forzar cambios en el clima de la Tierra. Los gases de efecto invernadero son uno de esos mecanismos. Los gases de efecto invernadero absorben y emiten parte de la energía saliente irradiada desde la superficie de la Tierra, lo que hace que el calor se retenga en la atmósfera inferior. [42] Como se explicó anteriormente , algunos gases de efecto invernadero permanecen en la atmósfera durante décadas o incluso siglos y, por lo tanto, pueden afectar el equilibrio energético de la Tierra durante un largo período. Forzamiento radiativocuantifica (en vatios por metro cuadrado) el efecto de los factores que influyen en el balance energético de la Tierra; incluyendo cambios en las concentraciones de gases de efecto invernadero. El forzamiento radiativo positivo conduce al calentamiento al aumentar la energía neta entrante, mientras que el forzamiento radiativo negativo conduce al enfriamiento. [43]

El Índice Anual de Gases de Efecto Invernadero (AGGI) lo definen los científicos atmosféricos de la NOAA como la relación entre el forzamiento radiativo directo total debido a los gases de efecto invernadero de larga duración y bien mezclados para cualquier año para el que existen mediciones globales adecuadas, con el presente en el año 1990 . [41] [44] Estos niveles de forzamiento radiativo son relativos a los presentes en el año 1750 (es decir, antes del inicio de la era industrial ). Se elige 1990 porque es el año de referencia para el Protocolo de Kioto y es el año de publicación de la primera Evaluación Científica del Cambio Climático del IPCC.. Como tal, NOAA afirma que el AGGI "mide el compromiso que la sociedad (global) ya ha hecho para vivir en un clima cambiante. Se basa en observaciones atmosféricas de la más alta calidad de sitios alrededor del mundo. Su incertidumbre es muy baja". [45]

Potencial de calentamiento global [ editar ]

El potencial de calentamiento global (GWP) depende tanto de la eficiencia de la molécula como gas de efecto invernadero como de su vida atmosférica. El GWP se mide en relación con la misma masa de CO
2
y evaluado para una escala de tiempo específica. Por lo tanto, si un gas tiene un forzamiento radiativo alto (positivo) pero también una vida útil corta, tendrá un gran GWP en una escala de 20 años pero uno pequeño en una escala de 100 años. Por el contrario, si una molécula tiene una vida atmosférica más larga que el CO
2
su GWP aumentará cuando se considere la escala de tiempo. Se define que el dióxido de carbono tiene un GWP de 1 en todos los períodos de tiempo.

El metano tiene una vida atmosférica de 12 ± 3 años. El informe del IPCC de 2007 enumera el GWP en 72 en una escala de tiempo de 20 años, 25 en 100 años y 7,6 en 500 años. [46] Sin embargo, un análisis de 2014 establece que, aunque el impacto inicial del metano es aproximadamente 100 veces mayor que el del CO
2
Debido a la vida atmosférica más corta, después de seis o siete décadas, el impacto de los dos gases es casi igual y, a partir de ese momento, el papel relativo del metano continúa disminuyendo. [47] La disminución del GWP en períodos más prolongados se debe a que el metano se degrada en agua y CO.
2
a través de reacciones químicas en la atmósfera.

Ejemplos de vida atmosférica y GWP en relación con el CO
2
para varios gases de efecto invernadero se dan en la siguiente tabla:

El uso de CFC-12 (excepto algunos usos esenciales) se ha eliminado debido a sus propiedades que agotan la capa de ozono . [48] La eliminación gradual de los compuestos de HCFC menos activos se completará en 2030. [49]

Fuentes naturales y antropogénicas [ editar ]

Arriba: niveles crecientes de dióxido de carbono atmosférico medidos en la atmósfera y reflejados en los núcleos de hielo . Abajo: la cantidad de aumento neto de carbono en la atmósfera, en comparación con las emisiones de carbono de la quema de combustibles fósiles .

Aparte de los halocarbonos sintéticos puramente producidos por humanos, la mayoría de los gases de efecto invernadero tienen fuentes tanto naturales como provocadas por el hombre. Durante el Holoceno preindustrial , las concentraciones de gases existentes eran aproximadamente constantes, debido a que las grandes fuentes naturales y los sumideros estaban aproximadamente equilibrados. En la era industrial, las actividades humanas han agregado gases de efecto invernadero a la atmósfera, principalmente a través de la quema de combustibles fósiles y la tala de bosques. [52] [53]

El Cuarto Informe de Evaluación de 2007 compilado por el IPCC (AR4) señaló que "los cambios en las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero y aerosoles, la cubierta terrestre y la radiación solar alteran el equilibrio energético del sistema climático", y concluyó que "aumentos en las concentraciones antropógenas de gases de efecto invernadero es muy probable que haya causado la mayoría de los aumentos de las temperaturas medias mundiales desde mediados del siglo XX ". [54] En AR4, "la mayor parte de" se define como más del 50%.

Abreviaturas utilizadas en las dos tablas siguientes: ppm = partes por millón ; ppb = partes por mil millones; ppt = partes por billón; W / m 2 = vatios por metro cuadrado

400.000 años de datos de núcleos de hielo

Los núcleos de hielo proporcionan evidencia de variaciones en la concentración de gases de efecto invernadero durante los últimos 800.000 años (consulte la siguiente sección ). Ambos CO
2
y CH
4
varían entre las fases glacial e interglacial, y las concentraciones de estos gases se correlacionan fuertemente con la temperatura. No existen datos directos para períodos anteriores a los representados en el registro del núcleo de hielo, un registro que indica CO
2
las fracciones molares se mantuvieron dentro de un rango de 180 ppm a 280 ppm durante los últimos 800.000 años, hasta el aumento de los últimos 250 años. Sin embargo, varios proxies y modelos sugieren mayores variaciones en épocas pasadas; Hace 500 millones de años CO
2
los niveles eran probablemente 10 veces más altos que ahora. [68] De hecho, más CO
2
Se cree que las concentraciones prevalecieron durante la mayor parte del eón Fanerozoico , con concentraciones de cuatro a seis veces las concentraciones actuales durante la era Mesozoica, y de diez a quince veces las concentraciones actuales durante la era Paleozoica temprana hasta mediados del período Devónico , alrededor de 400 Ma . [69] [70] [71] Se cree que la propagación de las plantas terrestres ha reducido el CO
2
concentraciones durante el Devónico tardío y las actividades de las plantas como fuentes y sumideros de CO
2
desde entonces han sido importantes para proporcionar retroalimentaciones estabilizadoras. [72] Más temprano aún, un período de 200 millones de años de glaciación intermitente y generalizada que se extiende cerca del ecuador ( Tierra bola de nieve ) parece haber terminado repentinamente, alrededor de 550 Ma, por una colosal desgasificación volcánica que elevó el CO
2
concentración de la atmósfera abruptamente al 12%, aproximadamente 350 veces los niveles modernos, causando condiciones extremas de invernadero y deposición de carbonato como piedra caliza a una velocidad de aproximadamente 1 mm por día. [73] Este episodio marcó el final del eón Precámbrico, y fue sucedido por las condiciones generalmente más cálidas del Fanerozoico, durante el cual evolucionó la vida animal y vegetal multicelular. Desde entonces no se ha producido ninguna emisión de dióxido de carbono volcánico de escala comparable. En la era moderna, las emisiones a la atmósfera de los volcanes son aproximadamente 0,645 millones de toneladas de CO
2
por año, mientras que los humanos aportan 29 mil millones de toneladas de CO
2
cada año. [74] [73] [75] [76]

Núcleos de hielo [ editar ]

Las mediciones de los núcleos de hielo de la Antártida muestran que antes de que comenzaran las emisiones industriales, el CO atmosférico
2
las fracciones molares fueron de aproximadamente 280 partes por millón (ppm) y se mantuvieron entre 260 y 280 durante los diez mil años anteriores. [77] Las fracciones molares de dióxido de carbono en la atmósfera han aumentado aproximadamente un 35 por ciento desde la década de 1900, pasando de 280 partes por millón en volumen a 387 partes por millón en 2009. Un estudio que utilizó evidencia de estomas de hojas fosilizadas sugiere una mayor variabilidad, con fracciones molares de dióxido de carbono por encima de 300 ppm durante el período de hace siete a diez mil años, [78] aunque otros han argumentado que estos hallazgos reflejan más probablemente problemas de calibración o contaminación en lugar de CO real
2
variabilidad. [79] [80] Debido a la forma en que el aire queda atrapado en el hielo (los poros del hielo se cierran lentamente para formar burbujas en las profundidades del firmamento) y al período de tiempo representado en cada muestra de hielo analizada, estas cifras representan promedios de concentraciones atmosféricas de hasta unos pocos siglos en lugar de niveles anuales o decenales.

Cambios desde la Revolución Industrial [ editar ]

Aumento anual reciente del CO atmosférico
2
.
Principales tendencias de los gases de efecto invernadero.

Desde el comienzo de la Revolución Industrial , las concentraciones de muchos de los gases de efecto invernadero han aumentado. Por ejemplo, la fracción molar de dióxido de carbono ha aumentado de 280 ppm a 415 ppm, o 120 ppm sobre los niveles preindustriales modernos. El primer aumento de 30 ppm tuvo lugar en unos 200 años, desde el inicio de la Revolución Industrial hasta 1958; sin embargo, el siguiente aumento de 90 ppm tuvo lugar en 56 años, de 1958 a 2014. [81] [82]

Los datos recientes también muestran que la concentración está aumentando a un ritmo mayor. En el decenio de 1960, el aumento anual medio fue sólo del 37 por ciento de lo que fue entre 2000 y 2007. [83]

Las emisiones acumuladas totales de 1870 a 2017 fueron 425 ± 20 GtC (1539 GtCO 2 ) de los combustibles fósiles y la industria, y 180 ± 60 GtC (660 GtCO 2 ) del cambio de uso de la tierra . El cambio de uso de la tierra, como la deforestación , causó aproximadamente el 31% de las emisiones acumuladas entre 1870 y 2017, el carbón el 32%, el petróleo el 25% y el gas el 10%. [84]

Hoy, [ ¿cuándo? ] el stock de carbono en la atmósfera aumenta en más de 3 millones de toneladas por año (0,04%) en comparación con el stock existente. [ aclaración necesaria ] Este aumento es el resultado de las actividades humanas por la quema de combustibles fósiles, la deforestación y la degradación de los bosques en las regiones tropicales y boreales. [85]

Los otros gases de efecto invernadero producidos por la actividad humana muestran aumentos similares tanto en cantidad como en tasa de aumento. Muchas observaciones están disponibles en línea en una variedad de bases de datos de observación de química atmosférica .

Papel del vapor de agua [ editar ]

Aumento del vapor de agua en la estratosfera en Boulder, Colorado

El vapor de agua representa el mayor porcentaje del efecto invernadero, entre 36% y 66% para condiciones de cielo despejado y entre 66% y 85% cuando se incluyen nubes. [23] Las concentraciones de vapor de agua fluctúan regionalmente, pero la actividad humana no afecta directamente las concentraciones de vapor de agua, excepto a escalas locales, como cerca de campos irrigados. Indirectamente, la actividad humana que aumenta las temperaturas globales aumentará las concentraciones de vapor de agua, un proceso conocido como retroalimentación del vapor de agua. [86] La concentración atmosférica de vapor es muy variable y depende en gran medida de la temperatura, desde menos del 0,01% en regiones extremadamente frías hasta el 3% en masa en aire saturado a unos 32 ° C. [87] (Ver Humedad relativa # Otros hechos importantes.)

El tiempo medio de residencia de una molécula de agua en la atmósfera es de sólo nueve días, en comparación con los años o siglos de otros gases de efecto invernadero como el CH.
4
y CO
2
. [88] El vapor de agua responde y amplifica los efectos de otros gases de efecto invernadero. La relación Clausius-Clapeyron establece que habrá más vapor de agua por unidad de volumen a temperaturas elevadas. Este y otros principios básicos indican que el calentamiento asociado con el aumento de las concentraciones de los otros gases de efecto invernadero también aumentará la concentración de vapor de agua (suponiendo que la humedad relativa se mantenga aproximadamente constante; los estudios de modelación y observación encuentran que esto es así). Debido a que el vapor de agua es un gas de efecto invernadero, esto da como resultado un mayor calentamiento y, por lo tanto, es una " retroalimentación positiva " que amplifica el calentamiento original. Eventualmente, otros procesos terrestres [ ¿cuáles? ]compensar estas retroalimentaciones positivas, estabilizando la temperatura global en un nuevo equilibrio y previniendo la pérdida de agua de la Tierra a través de un efecto invernadero desbocado similar al de Venus . [86]

Gases de efecto invernadero antropogénicos [ editar ]

Este gráfico muestra los cambios en el índice anual de gases de efecto invernadero (AGGI) entre 1979 y 2011. [89] El AGGI mide los niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera en función de su capacidad para provocar cambios en el clima de la Tierra. [89]
Este gráfico de barras muestra las emisiones globales de gases de efecto invernadero por sector de 1990 a 2005, medidas en equivalentes de dióxido de carbono estimados a 100 años . [90]
Emisiones globales modernas de CO 2 derivadas de la quema de combustibles fósiles.

Desde aproximadamente 1750, la actividad humana ha aumentado la concentración de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero. En 2001, las concentraciones atmosféricas medidas de dióxido de carbono eran 100 ppm más altas que los niveles preindustriales. [91] Las fuentes naturales de dióxido de carbono son más de 20 veces mayores que las debidas a la actividad humana, [92] pero durante períodos superiores a unos pocos años, las fuentes naturales están estrechamente equilibradas por sumideros naturales, principalmente la fotosíntesis de compuestos de carbono por plantas y marinas. plancton. Como resultado de este equilibrio, la fracción molar atmosférica de dióxido de carbono se mantuvo entre 260 y 280 partes por millón durante los 10.000 años entre el final del último máximo glacial y el inicio de la era industrial. [93]

Es probable que el calentamiento antropogénico (es decir, inducido por el hombre), como el debido a los niveles elevados de gases de efecto invernadero, haya tenido una influencia perceptible en muchos sistemas físicos y biológicos. [94] Se proyecta que el calentamiento futuro tendrá una variedad de impactos , incluido el aumento del nivel del mar , [95] mayor frecuencia y severidad de algunos eventos climáticos extremos, [95] pérdida de biodiversidad , [96] y cambios regionales en la productividad agrícola . [96]

Las principales fuentes de gases de efecto invernadero debido a la actividad humana son:

  • la quema de combustibles fósiles y la deforestación que conducen a concentraciones más altas de dióxido de carbono en el aire. El cambio de uso de la tierra (principalmente la deforestación en los trópicos) representa hasta un tercio del total de CO antropogénico
    2
    emisiones. [93]
  • fermentación entérica del ganado y gestión del estiércol, [97] cultivo de arroz con cáscara , cambios en el uso de la tierra y los humedales, lagos artificiales, [98] pérdidas de tuberías y emisiones de vertederos cubiertos que conducen a concentraciones atmosféricas más altas de metano. Muchos de los sistemas sépticos completamente ventilados de estilo más nuevo que mejoran y apuntan al proceso de fermentación también son fuentes de metano atmosférico .
  • uso de clorofluorocarbonos (CFC) en sistemas de refrigeración y uso de CFC y halones en sistemas de extinción de incendios y procesos de fabricación.
  • actividades agrícolas, incluido el uso de fertilizantes, que conducen a una mayor cantidad de óxido nitroso ( N
    2
    O
    ) concentraciones.

Las siete fuentes de CO
2
de la quema de combustibles fósiles son (con contribuciones porcentuales para 2000-2004): [100]

Esta lista debe actualizarse, ya que utiliza una fuente desactualizada. [ necesita actualización ]

  • Combustibles líquidos (por ejemplo, gasolina, fueloil): 36%
  • Combustibles sólidos (p. Ej., Carbón): 35%
  • Combustibles gaseosos (p. Ej., Gas natural): 20%
  • Producción de cemento: 3%
  • Quema de gas industrialmente y en pozos: 1%  
  • Hidrocarburos no combustibles: 1%  
  • "Combustibles búnker internacionales" de transporte no incluidos en los inventarios nacionales: 4%

Dióxido de carbono , metano , óxido nitroso ( N
2
O
) y tres grupos de gases fluorados ( hexafluoruro de azufre ( SF
6
), los hidrofluorocarbonos (HFC) y los perfluorocarbonos (PFC)) son los principales gases de efecto invernadero antropogénicos, [101] : 147 [102] y están regulados por el tratado internacional del Protocolo de Kyoto , que entró en vigor en 2005. [103] Limitaciones de las emisiones especificado en el Protocolo de Kioto expiró en 2012. [103] El acuerdo de Cancún , acordado en 2010, incluye compromisos voluntarios hechos por 76 países para controlar las emisiones. [104] En el momento del acuerdo, estos 76 países eran colectivamente responsables del 85% de las emisiones globales anuales. [104]

Aunque los CFC son gases de efecto invernadero, están regulados por el Protocolo de Montreal , que fue motivado por la contribución de los CFC al agotamiento del ozono más que por su contribución al calentamiento global. Tenga en cuenta que el agotamiento del ozono tiene solo un papel menor en el calentamiento del efecto invernadero, aunque los dos procesos a menudo se confunden en los medios de comunicación. El 15 de octubre de 2016, negociadores de más de 170 países reunidos en la cumbre del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente alcanzaron un acuerdo jurídicamente vinculante para eliminar los hidrofluorocarbonos (HFC) en una enmienda al Protocolo de Montreal . [105] [106] [107]

Emisiones de gases de efecto invernadero por sector [ editar ]

Gráfico que muestra las emisiones globales de gases de efecto invernadero de 2016 por sector. [108] Los porcentajes se calculan a partir de las emisiones globales estimadas de todos los gases de efecto invernadero de Kioto, convertidos en cantidades equivalentes de CO 2 (GtCO 2 e).

Las emisiones globales de gases de efecto invernadero se pueden atribuir a diferentes sectores de la economía. Esto proporciona una imagen de las distintas contribuciones de los diferentes tipos de actividad económica al calentamiento global y ayuda a comprender los cambios necesarios para mitigar el cambio climático.

Las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas por el hombre se pueden dividir en las que surgen de la combustión de combustibles para producir energía y las generadas por otros procesos. Aproximadamente dos tercios de las emisiones de gases de efecto invernadero provienen de la combustión de combustibles. [109]

La energía puede ser producida en el punto de consumo o por un generador para el consumo de otros. Por tanto, las emisiones derivadas de la producción de energía pueden clasificarse según el lugar donde se emiten o el lugar donde se consume la energía resultante. Si las emisiones se atribuyen en el punto de producción, los generadores de electricidad contribuyen con aproximadamente el 25% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. [110] Si estas emisiones se atribuyen al consumidor final, el 24% de las emisiones totales proceden de la fabricación y la construcción, el 17% del transporte, el 11% de los consumidores nacionales y el 7% de los consumidores comerciales. [111] Alrededor del 4% de las emisiones proceden de la energía consumida por la propia industria de la energía y los combustibles.

El tercio restante de las emisiones proviene de procesos distintos a la producción de energía. El 12% de las emisiones totales provienen de la agricultura, el 7% del cambio de uso del suelo y la silvicultura, el 6% de los procesos industriales y el 3% de los residuos. [109] Alrededor del 6% de las emisiones son emisiones fugitivas, que son gases residuales liberados por la extracción de combustibles fósiles.

A partir de 2020, Secunda CTL es el emisor individual más grande del mundo, con 56,5 millones de toneladas de CO2 al año. [112]

Generación de electricidad [ editar ]

La generación de electricidad emite más de una cuarta parte de los gases de efecto invernadero del mundo. [113] Las centrales eléctricas de carbón son el mayor emisor, con más de 10 Gt de CO.
2
en 2018. [114] Aunque son mucho menos contaminantes que las centrales de carbón, las centrales eléctricas de gas natural también son importantes emisoras. [115]

Turismo [ editar ]

Según el PNUMA , el turismo mundial está estrechamente vinculado al cambio climático . El turismo contribuye de manera significativa al aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera. El turismo representa aproximadamente el 50% de los movimientos del tráfico. El tráfico aéreo en rápida expansión aporta aproximadamente el 2,5% de la producción de CO
2
. Se espera que el número de viajeros internacionales aumente de 594 millones en 1996 a 1.600 millones en 2020, lo que agravará enormemente el problema a menos que se tomen medidas para reducir las emisiones. [116]

Camiones y transporte [ editar ]

La industria del transporte por carretera juega un papel importante en la producción de CO
2
, contribuyendo alrededor del 20% de las emisiones totales de carbono del Reino Unido al año, y solo la industria energética tiene un impacto mayor en alrededor del 39%. [117] Las emisiones de carbono promedio dentro de la industria del transporte están disminuyendo: en el período de treinta años de 1977 a 2007, las emisiones de carbono asociadas con un viaje de 200 millas se redujeron en un 21 por ciento; Las emisiones de NOx también se redujeron en un 87 por ciento, mientras que los tiempos de viaje se redujeron en alrededor de un tercio. [118]

Plástico [ editar ]

El plástico se produce principalmente a partir de combustibles fósiles . Se estima que la fabricación de plástico utiliza el 8% de la producción mundial de petróleo anual. La EPA estima [119] que se emiten hasta cinco unidades de masa de dióxido de carbono por cada unidad de masa de tereftalato de polietileno (PET) producido, el tipo de plástico más comúnmente utilizado para botellas de bebidas, [120] el transporte también produce gases de efecto invernadero. [121] Los desechos plásticos emiten dióxido de carbono cuando se degradan. En 2018, la investigación afirmó que algunos de los plásticos más comunes en el medio ambiente liberan metano y etileno, gases de efecto invernadero, cuando se exponen a la luz solar en una cantidad que puede afectar el clima terrestre.[122] [123]

Por otro lado, si se deposita en un vertedero, se convierte en un sumidero de carbono [124], aunque los plásticos biodegradables han provocado emisiones de metano . [125] Debido a la ligereza del plástico frente al vidrio o el metal, el plástico puede reducir el consumo de energía. Por ejemplo, se estima que el envasado de bebidas en plástico PET en lugar de vidrio o metal ahorra un 52% en energía de transporte, si el paquete de vidrio o metal es de un solo uso , por supuesto.

En 2019 se publicó un nuevo informe "Plástico y clima". Según el informe, el plástico aportará gases de efecto invernadero en el equivalente a 850 millones de toneladas de dióxido de carbono (CO 2 ) a la atmósfera en 2019. En la tendencia actual, las emisiones anuales aumentarán a 1340 millones de toneladas para 2030. Para 2050, el plástico podría emitir 56 mil millones de toneladas de emisiones de gases de efecto invernadero, hasta el 14 por ciento del presupuesto de carbono restante de la Tierra . [126] El informe dice que solo las soluciones que implican una reducción en el consumo pueden resolver el problema, mientras que otras como el plástico biodegradable, la limpieza del océano, el uso de energía renovable en la industria del plástico pueden hacer poco y, en algunos casos, incluso pueden empeorarlo. [127]

Industria farmacéutica [ editar ]

La industria farmacéutica emitió 52 megatoneladas de dióxido de carbono a la atmósfera en 2015. Esto es más que el sector automotriz. Sin embargo, este análisis utilizó las emisiones combinadas de conglomerados que producen fármacos y otros productos. [128]

Aviación [ editar ]

Aproximadamente el 3,5% del impacto humano general en el clima proviene del sector de la aviación. El impacto del sector sobre el clima a finales de los 20 años se había duplicado, pero la parte de la contribución del sector en comparación con otros sectores no cambió porque otros sectores también crecieron. [129]

Sector digital [ editar ]

En 2017, el sector digital produjo el 3,3% de las emisiones globales de GEI, por encima de la aviación civil (2%). En 2020 se espera que alcance el 4%, las emisiones equivalentes de la India en 2015. [130] [131]

Sector de saneamiento [ editar ]

Se sabe que las aguas residuales y los sistemas de saneamiento contribuyen a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) principalmente a través de la descomposición de las excretas durante el proceso de tratamiento. Esto da como resultado la generación de gas metano, que luego se libera al medio ambiente. Las emisiones del sector de saneamiento y aguas residuales se han centrado principalmente en los sistemas de tratamiento, en particular las plantas de tratamiento, y esto representa la mayor parte de la huella de carbono del sector. [132]

En la medida en que los impactos climáticos de los sistemas de alcantarillado y saneamiento presentan riesgos globales, los países de bajos ingresos experimentan mayores riesgos en muchos casos. En los últimos años, la atención a las necesidades de adaptación dentro del sector del saneamiento apenas está comenzando a cobrar impulso. [133]

Atribución regional y nacional de emisiones [ editar ]

Según la Agencia de Protección Ambiental (EPA), las emisiones de GEI en los Estados Unidos se pueden rastrear desde diferentes sectores.

Hay varias formas de medir las emisiones de gases de efecto invernadero, por ejemplo, véase Banco Mundial (2010) [134] : 362 para obtener tablas de datos de emisiones nacionales. Algunas variables que se han informado [135] incluyen:

  • Definición de límites de medición: Las emisiones se pueden atribuir geográficamente, al área donde fueron emitidas (el principio del territorio) o por el principio de actividad al territorio donde se produjeron las emisiones. Estos dos principios dan como resultado totales diferentes al medir, por ejemplo, la importación de electricidad de un país a otro o las emisiones en un aeropuerto internacional.
  • Horizonte de tiempo de diferentes gases: la contribución de un gas de efecto invernadero dado se informa como CO
    2
    equivalente. El cálculo para determinar esto tiene en cuenta cuánto tiempo permanece ese gas en la atmósfera. Esto no siempre se conoce con precisión y los cálculos deben actualizarse periódicamente para reflejar la nueva información.
  • Qué sectores se incluyen en el cálculo (por ejemplo, industrias energéticas, procesos industriales, agricultura, etc.): a menudo existe un conflicto entre la transparencia y la disponibilidad de datos.
  • El protocolo de medición en sí: esto puede ser mediante medición directa o estimación. Los cuatro métodos principales son el método basado en factores de emisión, el método de balance de masa, los sistemas de monitoreo predictivo de emisiones y los sistemas de monitoreo continuo de emisiones. Estos métodos difieren en precisión, costo y facilidad de uso.

En ocasiones, los países utilizan estas medidas para afirmar varias posiciones políticas / éticas sobre el cambio climático (Banuri et al., 1996, pág. 94). [136] El uso de diferentes medidas conduce a una falta de comparabilidad, lo que es problemático al monitorear el progreso hacia los objetivos. Existen argumentos para la adopción de una herramienta de medición común, o al menos el desarrollo de la comunicación entre diferentes herramientas. [135]

Las emisiones pueden medirse durante períodos prolongados. Este tipo de medición se denomina emisiones históricas o acumuladas. Las emisiones acumuladas dan alguna indicación de quién es responsable de la acumulación en la concentración atmosférica de gases de efecto invernadero (IEA, 2007, p. 199). [137]

El saldo de las cuentas nacionales estaría relacionado positivamente con las emisiones de carbono. El saldo de las cuentas nacionales muestra la diferencia entre exportaciones e importaciones. Para muchas naciones más ricas, como Estados Unidos, el saldo de las cuentas es negativo porque se importan más bienes de los que se exportan. Esto se debe principalmente al hecho de que es más barato producir bienes fuera de los países desarrollados, lo que lleva a las economías de los países desarrollados a depender cada vez más de los servicios y no de los bienes. Creíamos que un saldo de cuentas positivo significaría que se estaba produciendo más producción en un país, por lo que más fábricas en funcionamiento aumentaría los niveles de emisión de carbono. [138]

Las emisiones también se pueden medir en períodos de tiempo más cortos. Los cambios en las emisiones pueden, por ejemplo, medirse contra un año base de 1990. 1990 se utilizó en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) como año base para las emisiones, y también se utiliza en el Protocolo de Kyoto (algunos gases son también medido desde el año 1995). [101] : 146, 149 Las emisiones de un país también se pueden informar como una proporción de las emisiones globales de un año en particular.

Otra medida es la de las emisiones per cápita. Esto divide las emisiones anuales totales de un país por su población a mitad de año. [134] : 370 Las emisiones per cápita pueden basarse en emisiones históricas o anuales (Banuri et al., 1996, págs. 106–07). [136]

Si bien a veces se considera que las ciudades contribuyen de manera desproporcionada a las emisiones, las emisiones per cápita tienden a ser más bajas para las ciudades que los promedios de sus países. [139]

Del cambio de uso de la tierra [ editar ]

Emisiones de gases de efecto invernadero de la agricultura, la silvicultura y otros usos de la tierra, 1970–2010.

El cambio de uso de la tierra, por ejemplo, la tala de bosques para uso agrícola, puede afectar la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera al alterar la cantidad de carbono que fluye de la atmósfera a los sumideros de carbono . [140] La contabilidad del cambio de uso de la tierra puede entenderse como un intento de medir las emisiones "netas", es decir, las emisiones brutas de todas las fuentes menos la eliminación de las emisiones de la atmósfera por los sumideros de carbono (Banuri et al., 1996, págs. 92–93). [136]

Existen incertidumbres sustanciales en la medición de las emisiones netas de carbono. [141] Además, existe controversia sobre cómo se deben asignar los sumideros de carbono entre diferentes regiones y a lo largo del tiempo (Banuri et al., 1996, p. 93). [136] Por ejemplo, concentrarse en cambios más recientes en los sumideros de carbono probablemente favorezca a las regiones que han deforestado antes, por ejemplo, Europa.

Intensidad de gases de efecto invernadero [ editar ]

Intensidad de carbono del PIB (utilizando PPA) para diferentes regiones, 1982-2011

La intensidad de los gases de efecto invernadero es una relación entre las emisiones de gases de efecto invernadero y otra métrica, por ejemplo, el producto interno bruto (PIB) o el uso de energía. A veces también se utilizan los términos "intensidad de carbono" e " intensidad de emisiones ". [142] Las intensidades de las emisiones pueden calcularse utilizando los tipos de cambio de mercado (MER) o la paridad del poder adquisitivo (PPA) (Banuri et al., 1996, pág. 96). [136] Los cálculos basados ​​en el IEM muestran grandes diferencias de intensidad entre los países desarrollados y en desarrollo, mientras que los cálculos basados ​​en la PPA muestran diferencias menores.

Emisiones acumuladas e históricas [ editar ]

CO acumulado relacionado con la energía
2
emisiones entre los años 1850-2005 agrupadas en países de ingresos bajos, medios y altos, la UE-15 y los países de la OCDE .
CO acumulado relacionado con la energía
2
emisiones entre los años 1850-2005 para países individuales.
Mapa de CO atmosférico antropogénico acumulado per cápita
2
emisiones por país. Las emisiones acumuladas incluyen el cambio de uso de la tierra y se miden entre los años 1950 y 2000.
Tendencias regionales en CO anual
2
Emisiones por combustión de combustibles entre 1971 y 2009.
Tendencias regionales en CO anual per cápita
2
Emisiones por combustión de combustibles entre 1971 y 2009.

Emisiones acumulativas antropogénicas (es decir, emitidas por humanos) de CO
2
del uso de combustibles fósiles son una de las principales causas del calentamiento global , [143] y dan alguna indicación de qué países han contribuido más al cambio climático inducido por el hombre. [144] : 15 En general, los países desarrollados representaron el 83,8% del CO2 industrial.
2
emisiones durante este período de tiempo, y el 67,8% del total de CO
2
emisiones. Los países en desarrollo contabilizaron el CO industrial
2
emisiones de 16,2% durante este período de tiempo, y 32,2% del total de CO
2
emisiones. La estimación de CO total
2
Las emisiones incluyen las emisiones de carbono biótico , principalmente de la deforestación. Banuri y col. (1996, p. 94) [136] calcularon las emisiones acumuladas per cápita sobre la base de la población actual. La proporción de emisiones per cápita entre países industrializados y países en desarrollo se estimó en más de 10 a 1.

La inclusión de las emisiones bióticas genera la misma controversia mencionada anteriormente con respecto a los sumideros de carbono y el cambio de uso de la tierra (Banuri et al., 1996, págs. 93–94). [136] El cálculo real de las emisiones netas es muy complejo y se ve afectado por la forma en que se asignan los sumideros de carbono entre las regiones y la dinámica del sistema climático .

Los países no pertenecientes a la OCDE representaron el 42% del CO acumulado relacionado con la energía
2
emisiones entre 1890 y 2007. [145] : 179–80 Durante este período, EE. UU. representó el 28% de las emisiones; la UE, 23%; Rusia, 11%; China, 9%; otros países de la OCDE, 5%; Japón, 4%; India, 3%; y el resto del mundo, 18%. [145] : 179–80

Cambios desde un año base en particular [ editar ]

Entre 1970 y 2004, el crecimiento global de CO anual
2
Las emisiones fueron impulsadas por América del Norte, Asia y Oriente Medio. [146] La fuerte aceleración del CO
2
Las emisiones desde 2000 a más de un 3% de aumento por año (más de 2 ppm por año) desde el 1.1% por año durante la década de 1990 es atribuible al lapso de tendencias anteriormente decrecientes en la intensidad del carbono tanto de las naciones en desarrollo como de las desarrolladas. China fue responsable de la mayor parte del crecimiento mundial de las emisiones durante este período. Las emisiones en picada localizadas asociadas con el colapso de la Unión Soviética han sido seguidas por un lento crecimiento de las emisiones en esta región debido a un uso más eficiente de la energía , hecho necesario por la proporción cada vez mayor que se exporta. [100] En comparación, el metano no ha aumentado de manera apreciable y el N
2
O
en 0,25% y -1 .

El uso de diferentes años base para medir las emisiones tiene un efecto en las estimaciones de las contribuciones nacionales al calentamiento global. [144] : 17-18 [147] Esto se puede calcular dividiendo la contribución más alta de un país al calentamiento global a partir de un año base en particular, por la contribución mínima de ese país al calentamiento global a partir de un año base en particular. La elección entre los años base de 1750, 1900, 1950 y 1990 tiene un efecto significativo para la mayoría de los países. [144] : 17–18 Dentro del grupo de países del G8 , es más significativo para el Reino Unido, Francia y Alemania. Estos países tienen una larga historia de CO
2
emisiones (ver la sección de Emisiones acumuladas e históricas ).

Emisiones anuales [ editar ]

Emisiones antropógenas de gases de efecto invernadero per cápita por país para el año 2000, incluido el cambio de uso del suelo.

Las emisiones anuales per cápita en los países industrializados son típicamente hasta diez veces el promedio en los países en desarrollo. [101] : 144 Debido al rápido desarrollo económico de China, sus emisiones anuales per cápita se están acercando rápidamente a los niveles del grupo del Anexo I del Protocolo de Kioto (es decir, los países desarrollados excluyendo a los EE. UU.). [148] Otros países con emisiones de rápido crecimiento son Corea del Sur , Irán y Australia (que aparte de los estados del Golfo Pérsico ricos en petróleo, ahora tiene la tasa de emisión per cápita más alta del mundo). Por otro lado, las emisiones anuales per cápita de la UE-15 y EE. UU. Están disminuyendo gradualmente con el tiempo. [148] Emisiones en Rusia yUcrania ha disminuido más rápidamente desde 1990 debido a la reestructuración económica en estos países. [149]

Las estadísticas de energía de las economías de rápido crecimiento son menos precisas que las de los países industrializados. Para las emisiones anuales de China en 2008, la Agencia de Evaluación Ambiental de los Países Bajos estimó un rango de incertidumbre de alrededor del 10%. [148]

La huella de gases de efecto invernadero se refiere a las emisiones resultantes de la creación de productos o servicios. Es más completo que la huella de carbono comúnmente utilizada , que mide solo el dióxido de carbono, uno de los muchos gases de efecto invernadero.

2015 fue el primer año en el que se registró un crecimiento económico global total y una reducción de las emisiones de carbono. [150]

Principales países emisores [ editar ]

Emisiones globales de dióxido de carbono por país en 2015.
Los 40 países principales que emiten todos los gases de efecto invernadero, que muestran tanto los derivados de todas las fuentes, incluidas la limpieza de tierras y la silvicultura, como el componente de CO 2 excluyendo esas fuentes. Se incluyen cifras per cápita. "Datos del Instituto de Recursos Mundiales" .. Tenga en cuenta que Indonesia y Brasil muestran cifras mucho más altas que en los gráficos que simplemente muestran el uso de combustibles fósiles.

Anual [ editar ]

En 2009, los diez principales países emisores anuales representaron alrededor de dos tercios del CO anual relacionado con la energía del mundo.
2
emisiones. [151]


Reproducir medios
La historia C de la civilización humana por PIK

Emisiones integradas [ editar ]

Una forma de atribuir las emisiones de gases de efecto invernadero es medir las emisiones incorporadas (también denominadas "emisiones incorporadas") de los bienes que se consumen. Las emisiones se miden generalmente de acuerdo con la producción, más que con el consumo. [155] Por ejemplo, en el principal tratado internacional sobre cambio climático (la CMNUCC ), los países informan sobre las emisiones producidas dentro de sus fronteras, por ejemplo, las emisiones producidas por la quema de combustibles fósiles. [145] : 179 [156] : 1Según una contabilidad de emisiones basada en la producción, las emisiones incorporadas en los bienes importados se atribuyen al país exportador, más que al importador. Según una contabilidad de emisiones basada en el consumo, las emisiones incorporadas en los bienes importados se atribuyen al país importador, más que al país exportador.

Davis y Caldeira (2010) [156] : 4 encontraron que una proporción sustancial de CO
2
las emisiones se comercializan internacionalmente. El efecto neto del comercio fue exportar las emisiones de China y otros mercados emergentes a los consumidores de EE. UU., Japón y Europa occidental. Sobre la base de los datos de emisiones anuales del año 2004, y sobre la base del consumo per cápita, se encontró que los cinco países emisores principales eran (en t CO
2
por persona, por año): Luxemburgo (34,7), EE. UU. (22,0), Singapur (20,2), Australia (16,7) y Canadá (16,6). [156] : 5 La investigación de Carbon Trust reveló que aproximadamente el 25% de todas las emisiones de CO
2
las emisiones de las actividades humanas "fluyen" (es decir, se importan o exportan) de un país a otro. Se descubrió que las principales economías desarrolladas suelen ser importadores netos de emisiones de carbono incorporadas, con las emisiones de consumo del Reino Unido un 34% más altas que las emisiones de producción, y Alemania (29%), Japón (19%) y los EE. UU. (13%) también importadores netos significativos de Emisiones incorporadas. [157]

Efecto de la política [ editar ]

Los gobiernos han tomado medidas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para mitigar el cambio climático . Las evaluaciones de la eficacia de las políticas han incluido el trabajo del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático , [158] Agencia Internacional de Energía , [159] [160] y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente . [161] Las políticas aplicadas por los gobiernos han incluido [162] [163] [164] objetivos nacionales y regionales para reducir las emisiones, promover la eficiencia energética y apoyar la transición a las energías renovables. como la energía solar como un uso eficaz de la energía renovable porque la energía solar utiliza la energía del sol y no libera contaminantes al aire.

Los países y regiones enumerados en el Anexo I de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) (es decir, la OCDE y las antiguas economías planificadas de la Unión Soviética) deben presentar evaluaciones periódicas a la CMNUCC de las acciones que están tomando para abordar el cambio climático. cambio. [164] : 3 Análisis de la CMNUCC (2011) [164] : 8 sugirió que las políticas y medidas adoptadas por las Partes del anexo I pueden haber producido ahorros de emisiones de 1,5 mil Tg CO2-eq en el año 2010, con la mayor parte de los ahorros realizados en el sector energético . El ahorro de emisiones proyectado de 1,5 mil Tg CO
2
-eq se mide contra una " línea de base " hipotética de las emisiones del Anexo I, es decir, las emisiones proyectadas del Anexo I en ausencia de políticas y medidas. El ahorro total proyectado del Anexo I de 1.5 mil CO
2
-eq no incluye ahorros de emisiones en siete de las Partes del anexo I. [164] : 8

Proyecciones [ editar ]

Se ha elaborado una amplia gama de proyecciones de emisiones futuras. [165] Rogner y col. (2007) [166] evaluó la literatura científica sobre proyecciones de gases de efecto invernadero. Rogner y col. (2007) [167] concluyó que, a menos que las políticas energéticas cambien sustancialmente, el mundo seguirá dependiendo de los combustibles fósiles hasta 2025-2030. Las proyecciones sugieren que más del 80% de la energía mundial provendrá de combustibles fósiles. Esta conclusión se basó en "mucha evidencia" y "alto acuerdo" en la literatura. [167] CO anual proyectado relacionado con la energía
2
las emisiones en 2030 fueron entre un 40% y un 110% más altas que en 2000, y dos tercios del aumento se originaron en los países en desarrollo. [167] Las emisiones anuales per cápita proyectadas en las regiones de los países desarrollados se mantuvieron sustancialmente más bajas (2,8 a 5,1 toneladas de CO
2
) que los de las regiones de países desarrollados (9,6-15,1 toneladas de CO
2
). [168] Las proyecciones mostraron sistemáticamente un aumento de las emisiones mundiales anuales de gases de "Kioto" , [169] medidas en CO2-equivalente ) del 25 al 90% para 2030, en comparación con 2000. [167]

CO relativo
2
emisión de varios combustibles
[ editar ]

Un litro de gasolina, cuando se utiliza como combustible, produce 2,32 kg (aproximadamente 1300 litros o 1,3 metros cúbicos) de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero. Un galón estadounidense produce 19,4 libras (1291,5 galones o 172,65 pies cúbicos). [170] [171] [172]

Emisiones de gases de efecto invernadero del ciclo de vida de las fuentes de energía [ editar ]

Un informe del IPCC de 2011 incluyó una revisión de la literatura del ciclo de vida total de numerosas fuentes de energía CO
2
emisiones. A continuación se muestran los CO
2
valores de emisión que cayeron en el percentil 50 de todos los estudios encuestados. [174]

Eliminación de la atmósfera [ editar ]

Procesos naturales [ editar ]

Los gases de efecto invernadero pueden eliminarse de la atmósfera mediante varios procesos, como consecuencia de:

  • un cambio físico (la condensación y la precipitación eliminan el vapor de agua de la atmósfera).
  • una reacción química dentro de la atmósfera. Por ejemplo, el metano se oxida por reacción con el radical hidroxilo de origen natural , OH · y se degrada a CO
    2
    y vapor de agua ( CO
    2
    de la oxidación del metano no se incluye en el potencial de calentamiento global del metano ). Otras reacciones químicas incluyen la química en solución y en fase sólida que se produce en aerosoles atmosféricos.
  • un intercambio físico entre la atmósfera y los demás componentes del planeta. Un ejemplo es la mezcla de gases atmosféricos en los océanos.
  • un cambio químico en la interfaz entre la atmósfera y los otros componentes del planeta. Este es el caso del CO
    2
    , Que se reduce por la fotosíntesis de las plantas, y que, después de disolver en los océanos, reacciona para formar ácido carbónico y bicarbonato y carbonato de iones (véase la acidificación del océano ).
  • un cambio fotoquímico . Los halocarbonos se disocian por la luz ultravioleta liberando Cl · y F · como radicales libres en la estratosfera con efectos nocivos sobre el ozono (los halocarbonos son generalmente demasiado estables para desaparecer por reacción química en la atmósfera).

Emisiones negativas [ editar ]

Varias tecnologías eliminan las emisiones de gases de efecto invernadero de la atmósfera. Los más analizados son los que eliminan el dióxido de carbono de la atmósfera, ya sea a formaciones geológicas como la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono y captura de aire de dióxido de carbono , [175] o al suelo como en el caso del biocarbón . [175] El IPCC ha señalado que muchos modelos de escenarios climáticos a largo plazo requieren emisiones negativas provocadas por el hombre a gran escala para evitar un cambio climático grave. [176]

Historia de la investigación científica [ editar ]

A finales del siglo XIX, los científicos descubrieron experimentalmente que N
2
y O
2
no absorben la radiación infrarroja (llamada, en ese momento, "radiación oscura"), mientras que el agua (tanto como vapor verdadero como condensada en forma de gotitas microscópicas suspendidas en las nubes) y CO
2
y otras moléculas gaseosas poliatómicas absorben radiación infrarroja. [177] [178] A principios del siglo XX, los investigadores se dieron cuenta de que los gases de efecto invernadero en la atmósfera aumentaban la temperatura general de la Tierra de lo que sería sin ellos. A finales del siglo XX, se desarrolló un consenso científico de que las concentraciones crecientes de gases de efecto invernadero en la atmósfera provocan un aumento sustancial de las temperaturas globales y cambios en otras partes del sistema climático, [179] con consecuencias para el medio ambiente y la salud humana .

Ver también [ editar ]

  • Atribución del cambio climático reciente
  • Cap and Trade
  • Contabilidad de carbono
  • Crédito de carbono
  • Informes de emisiones de carbono
  • Neutralidad de carbono
  • Compensación de carbono
  • Impuesto sobre el carbono
  • Deforestación y cambio climático
  • Estándar de emisión
  • Impacto ambiental de la aviación
  • Deuda de invernadero
  • Economía de hidrógeno
  • Sistema de observación de carbono integrado
  • Lista de países por producción de electricidad a partir de fuentes renovables
  • Lista de acuerdos ambientales internacionales
  • Economía baja en carbono
  • Contaminación del aire por fuentes móviles
  • Acuerdo de Paris
  • Perfluorotributilamina
  • Propiedades físicas de los gases de efecto invernadero
  • Medición de sostenibilidad
  • Principales contribuyentes a las emisiones de gases de efecto invernadero
  • Disolventes exentos de COV
  • Gestión de residuos
  • Consumo energético mundial
  • Vehículo de cero emisiones

Referencias [ editar ]

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