La disponibilidad nacional de agua podrá disminuir 10% entre los años 2020 y 2030 respecto al año 2000. Baja California y Sonora pasarán a una situación crítica en la presión sobre el recurso agua.

A finales de 2008, 182 países habían ratificado, aprobado o aceptado el Protocolo de Kioto; estos representan el 67.7% de la emisión del GEI de los países desarrollados.

CAMBIO CLIMÁTICO

El cambio climático es uno de los principales problemas ambientales globales en la actualidad, con implicaciones que rebasan al ambiente, ya que sus efectos proyectados podrían tener consecuencias económicas, sociales y políticas importantes. Para comprender este fenómeno es necesario conocer tanto las bases científicas del problema como las causas y posibles efectos que trae consigo.

La atmósfera está constituida de manera natural principalmente por oxígeno y nitrógeno que, en conjunto, representan el 99.03% de la composición de la atmósfera. El argón representa 0.93% del total. Existen además otros gases en concentraciones más bajas –bióxido de carbono (CO₂), vapor de agua, ozono (O₃), metano (CH₄) y óxido nitroso (N₂O)–, que por su capacidad de absorber calor se conocen como gases de efecto invernadero (GEI).

El clima y particularmente la temperatura de la superficie de la Tierra dependen del balance entre la energía solar que recibe el planeta y el calor (radiación infrarroja) que emite. Los GEI dejan pasar la radiación solar a través de la atmósfera casi sin obstáculo, pero absorben la radiación infrarroja que emite la superficie de la Tierra; incluso, estos gases irradian nuevamente una parte de calor hacia ella, produciendo un efecto neto de calentamiento de manera similar al que ocurre en los invernaderos (Figura 5.13; Cuadro D3_R_AIRE02_01). Sin este fenómeno, la temperatura de la Tierra sería en promedio 33°C más fría y muy probablemente la vida no se hubiera desarrollado o sería muy distinta de como la conocemos hoy en día.

El clima es un fenómeno complejo que dista de ser constante pues aunque existen tendencias de largo plazo, también hay variaciones naturales que se manifiestan en intervalos de tiempo variables. Los cambios anuales en el clima (estaciones), así como aquéllos que han ocurrido en periodos más largos son resultado de la variación natural (ver el Recuadro ¿Qué motiva el cambio en el clima?). A lo largo de la historia de la Tierra se han registrado épocas en las que se han presentado periodos de glaciación o de mayores temperaturas. Sin embargo, el cambio en el clima que se experimenta hoy día se atribuye a las actividades humanas.

El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) definió el cambio climático como “…todo cambio en el clima a través del tiempo, ya sea debido a la variabilidad natural o como resultado de actividades humanas” (IPCC, 2007b). A pesar de que existen varios factores que pueden afectar el clima, el IPCC concluyó en su Cuarto Informe de Evaluación de 2007 que el incremento de temperatura promedio observado desde mediados del siglo XX a la fecha se debe muy probablemente⁶ al incremento de las concentraciones de origen antropogénico de gases de efecto invernadero (IPCC, 2007a).

Emisiones antropogénicas de GEI

Los gases de efecto invernadero son emitidos tanto por fuentes naturales como por actividades humanas. Sin embargo, dentro de estas últimas, la fuente más importante es la quema de combustibles fósiles. A partir de la Revolución Industrial, iniciada en el siglo XVIII, se incrementó significativamente la producción de bienes y servicios, lo que generó una mayor demanda y consumo de combustibles fósiles que, al ser incorporados a la atmósfera, ocasionaron el incremento en la concentración de GEI, lo que, de acuerdo con la evidencia científica, promueve el calentamiento global y el cambio climático (IPCC, 2007a).

El CO₂  es el GEI más importante debido a los grandes volúmenes emitidos, a su larga vida en la atmósfera (entre 5 y 200 años), a su forzamiento radiativo⁷ (1.3-1.5 Wm-2) y al notable incremento de su concentración en la atmósfera (35% mayor respecto a la época preindustrial). A este gas se le ha asignado un potencial de calentamiento de 1 y es usado como referencia para establecer el potencial del resto de los GEI (IPCC, 2001; NAS, 2001).

Emisiones mundiales

La emisión de CO₂ se ha incrementado de manera directa con la quema de combustibles fósiles y el cambio de uso del suelo. Durante el periodo 1971-2005, la emisión mundial derivada del consumo y quema de combustibles fósiles aumentó alrededor de 90% (Figura 5.14, IB 1.2-1). México contribuyó, en 2005, con alrededor de 1.4% de las emisiones de GEI a nivel mundial, lo que lo ubica entre los primeros quince países por su volumen de emisión.

En 2005, cinco países fueron responsables de poco más de la mitad del CO₂ emitido a nivel mundial por consumo y quema de combustibles fósiles (Figura 5.15). En ese año se generaron alrededor de 27 mil millones de toneladas de bióxido de carbono, de las cuales 14 mil 823 (54.6%) provinieron de Estados Unidos, China, Rusia, Japón e India. Destacan los casos de Estados Unidos y China, que fueron responsables de aproximadamente 22 y 19%, respectivamente, de las emisiones totales del planeta en ese año. La contribución de México ha representado entre 0.7 y 1.43% de las emisiones totales (Figuras 5.14 y 5.15). Si se considera la emisión de bióxido de carbono, metano y óxido nitroso, en el contexto regional sobresalen, además de Norteamérica (que en 2002 contribuyó con 26% del total de emitido), el este de Asia (15% del total), Europa occidental (14%) y Medio Oriente (13%; Mapa 5.10).

Si se examinan las emisiones por habitante, se observa que Estados Unidos posee una emisión (19.5 toneladas de CO₂ por persona) casi cinco veces mayor a la emisión per cápita mundial (4.12 toneladas de CO₂ por persona; Figura 5.16). Rusia y Japón poseen emisiones per cápita de poco más del doble que el valor mundial, mientras que China e India tienen valores menores que la emisión per cápita mundial (IEA, 2007; UNFPA, 2005). En el caso de México, la cifra puede variar entre 3.6 y 3.9 toneladas de CO₂ por persona (ubicando a México en el lugar 69 a nivel mundial), dependiendo de la fuente de datos de emisión que se empleé (IEA, 2007; Semarnat, INE, 2006a).

Emisiones nacionales

La primera estimación de las emisiones de gases de efecto invernadero para México se publicó en 1995 con datos de 1990. Los resultados se presentaron ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático en 1997 como parte de la Primera Comunicación Nacional de México ante la Convención. Posteriormente, en la Segunda Comunicación Nacional (2001) se calcularon las emisiones de 1994, 1996 y 1998 con la metodología revisada del IPCC de 1996. En el año 2006 se presentó la Tercera Comunicación Nacional, la cual incluye el inventario nacional recalculado para el periodo 1990-2002. Cabe señalar que debido al cambio de método, las comparaciones entre inventarios no son recomendables, por lo que en este texto haremos referencia sólo a los datos reportados en el último inventario publicado.

De acuerdo con el último Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero (INEGEI), la emisión total de GEI aumentó alrededor de 30% entre 1990 y el año 2002. En el año 2002, las emisiones nacionales de GEI fueron de alrededor de 553 millones de toneladas de CO₂ equivalente⁸ (sin considerar las emisiones por el uso de suelo, cambio de uso de suelo y silvicultura).

En el INEGEI se indica que el sector energético (que incluye el consumo de combustibles fósiles y las emisiones fugitivas⁹) emitió en el 2002 más del 70% (389.5 millones de toneladas de CO₂ equivalente) del total de GEI (Figura 5.17, Cuadro D3_AIRE02_01). Dentro de este sector, el consumo de combustibles fósiles representó la principal fuente de emisiones de GEI en el país, ya que cada año ha contribuido con poco más del 63% de las emisiones totales.

En el 2002, las emisiones derivadas de los desechos (disposición de residuos sólidos en suelo, manejo y tratamiento de aguas residuales e incineración de residuos) contribuyeron con 11.9% del total de GEI (65.6 millones de toneladas de CO₂ equivalente), mientras que los procesos industriales y la agricultura emitieron 9.4 y 8.3% (52.1 y 46.1 millones de toneladas de CO₂ equivalente) respectivamente, del total nacional.

Si el análisis se hace considerando los seis principales GEI contemplados por el Protocolo de Kioto¹⁰  -CO₂ (bióxido de carbono), CH₄ (metano), N₂O (óxido nitroso), HFC (hidrofluorocarbonos), PFC (perfluorocarbonos) y SF6 (hexafluoruro de azufre)-, el CO₂ es el contaminante que se emitió en mayor proporción a nivel nacional (71% del total de GEI emitidos; Figura 5.18, Cuadro D3_AIRE02_01), seguido por el metano, con alrededor del 25% del total.

Alrededor del 88% del CO₂ emitido provino del consumo de combustibles fósiles. El metano se generó principalmente (44%) por la disposición final de residuos sólidos en suelo y el manejo y tratamiento de aguas residuales (Cuadro D3_AIRE02_01), aunque la agricultura y las emisiones fugitivas de combustibles contribuyeron también con cantidades significativas (alrededor de 27% de la emisión total, cada una).

El cálculo de las emisiones de GEI para el periodo 1990-2002, que se reporta en el INEGEI, no incluye las emisiones derivadas del uso de suelo, cambio de uso del suelo y silvicultura (USCUSS). En el INEGEI se reporta una estimación preliminar, para el periodo 1993-2002, de 89.8 millones de toneladas de CO₂ equivalente promedio al año. La estimación incluye como principales fuentes a la combustión y descomposición de biomasa asociada a los procesos de conversión de bosques y superficies de vegetación natural a otros usos. Si se consideran todas las fuentes (incluyendo el USCUSS), el total nacional de GEI emitidos en 2002 ascendería a 643.2 millones de toneladas de CO₂ equivalente y la contribución relativa de la categoría USCUSS representaría 14% del total. Dicha estimación es importante ya que, además de significar un elevado porcentaje de las emisiones, existe evidencia de que el cambio de uso del suelo ha contribuido en el pasado con importantes cantidades de GEI, pues se calcula que los niveles de carbono en el suelo se reducen entre un 50 y 60% después de 50 a 100 años de uso agrícola (Stewart y Robinson, 2000).

Si se consideran únicamente las emisiones de CO₂, la categoría USCUSS aporta un total de 86.9 millones de toneladas. Estas emisiones son el resultado de un balance entre emisión y captura de CO₂; por un lado se contabilizan las emisiones provenientes de combustión y descomposición de biomasa aérea (64.5 millones de toneladas), suelos minerales y áreas agrícolas (30.4 millones de toneladas), así como bosques manejados (4.9 millones de toneladas); mientras que se descuenta la captura de CO₂ en tierras abandonadas (12.9 millones de toneladas; Figura 5.19; IB 1.2-3; Semarnat, INE, 2006a).

De acuerdo con el INEGEI, entre 1990 y 2002 se incrementaron las emisiones nacionales de casi todos los gases de efecto invernadero, resaltando por su importancia en volumen las de CO₂, que aumentaron 28%. El CH₄ tuvo un incremento de 34% y el N₂O de 16%. En contraste, se redujeron las emisiones de PFC en 42%. Aunque los HFC y el SF6 muestran un gran incremento (alrededor de 10 mil y 541% respectivamente) entre 1990 y 2002, debe considerarse que sus volúmenes emitidos son muy pequeños comparados con los otros gases.

En el contexto mundial, si se examina la generación de CO₂ con referencia al Producto Interno Bruto (PIB) del país, México (con un valor de 0.61 kg de CO₂ por dólar a precio de 2000) ocupó en 2005 el treceavo lugar dentro de los países de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) después de la República Checa, Polonia, Eslovaquia y Hungría, entre otros (OECD, 2007). Dicha intensidad de emisiones fue menor si se compara con la reportada para 2000 y 2002 (0.96 y 0.97 kg de CO₂ por dólar a precio de 1995; OCDE, 2002, 2004), lo que significaría una mayor eficiencia en la producción. De acuerdo con la OCDE, la emisión neta de CO₂ por habitante en México fue de 3.7 toneladas por año en 2005, lo que coloca al país como el segundo más bajo en emisiones de CO₂ per cápita dentro de los países de la OCDE, muy por debajo de la cifra de Luxemburgo, Estados Unidos, Australia y Canadá que reportan 24.83, 19.61, 18.4 y 17 toneladas por año, respectivamente (OECD, 2007). En el contexto latinoamericano, países como Trinidad y Tobago y Venezuela superan a México en los volúmenes de emisiones por habitante (IEA, OECD, 2008).

Existen otros gases de efecto invernadero que, no obstante ser emitidos en mucho menor volumen que el CO₂, contribuyen de manera significativa al calentamiento global, ya que su acción combinada de retención de calor y tiempo de permanencia en la atmósfera hace que sus efectos sean importantes. Por ejemplo, los clorofluorocarbonos (CFC), considerados sustancias que destruyen la capa de ozono estratosférico, pueden permanecer en la atmósfera hasta mil 700 años, mientras que los fluorocarbonos lo pueden hacer por 50 mil años. Los halocarbonos, que incluyen halones y CFC, tienen un forzamiento radiativo de 0.34 Wm-2, que es equivalente al 14% del forzamiento radiativo de todos los GEI mezclados mundialmente (ver el Recuadro ¿Están relacionados el cambio climático y el adelgazamiento de la capa de ozono? en la sección Ozono estratosférico de este capítulo; IPCC, 2001).

Concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera

La acumulación de CO₂ en la atmósfera se debe a que los sumideros naturales (por ejemplo, la vegetación y los cuerpos de agua) no son suficientes para capturar las crecientes emisiones de este gas. Como consecuencia, su concentración en la atmósfera ha aumentado de manera considerable. Debido a que el CO₂ se dispersa fácilmente, las mediciones hechas en cualquier parte del planeta son representativas. El registro histórico más extenso y confiable corresponde a la zona del Mauna Loa en Hawai, por lo que los datos recogidos en este lugar se consideran representativos de la concentración global de este gas (Keeling y Whorf, 2005). La Figura 5.20 (IB 1.2-4) muestra que la concentración atmosférica de CO₂ se mantuvo relativamente constante durante la época preindustrial y se incrementó de manera clara a partir del siglo XVIII, con una aceleración muy marcada durante la segunda mitad del siglo XX. La concentración preindustrial de CO₂ fue de alrededor de 280 partes por millón (ppm) y en el año 2008 alcanzó las 386 ppm, lo que significa un incremento de 38%. De acuerdo con el IPCC, la concentración atmosférica de CO₂ en 2005 excedió por mucho la concentración natural de los últimos 650 mil años (180 a 300 ppm; IPCC, 2007a).

Otros gases, como el óxido nitroso (N₂O) y el metano (CH₄) también han aumentado significativamente su concentración en los últimos años. El CH₄ pasó de 715 partes por mil millones (ppmm) en la era preindustrial a mil 725 ppmm en 2006 (Figura 5.21). La concentración de N₂O pasó de 270 a 319 ppmm en el mismo periodo.

En términos generales, se ha estimado que el CO₂ es responsable de aproximadamente 60% del efecto invernadero acumulado desde el siglo XVIII, el CH₄ de 20%, el N₂O de 6% y los halocarbonos de 14% (IPCC, 2001; PNUMA, 2002). El forzamiento radiativo del CO₂ se incrementó 20% de 1995 a 2005, lo que representa el mayor cambio por década en los últimos 200 años (IPCC, 2007a). De acuerdo con la última evaluación del IPCC, el forzamiento radiativo combinado, debido al incremento de CO₂, CH₄ y N₂O es de 2.30 Wm-2 y su tasa de incremento a lo largo de la era industrial es muy probable que no tenga precedente en los últimos 10 mil años.

Evidencias del cambio climático

Las evidencias de cambios en el clima tanto a escala global como regional incluyen básicamente, incrementos de la temperatura (atmosférica y marina superficial), vapor de agua en la atmósfera y nivel del mar, así como cambios en los patrones de precipitación, vientos y pautas de circulación atmosférica y oceánica (mayor frecuencia, persistencia e intensidad de los fenómenos de El Niño-Oscilación del Sur; Magaña, 1999; NAS, 2001; IPCC, 2007b).

El incremento de temperatura es una de las evidencias más contundentes sobre la existencia del cambio climático. Tan sólo en el periodo 1995-2006 se registraron once de los doce años más cálidos desde 1850. De acuerdo con los registros de temperatura global en los últimos diez años, la variación promedio fue de cerca de 0.5°C por arriba de la media del periodo 1951-1980; siendo 2005 el año en que se registró el mayor incremento (0.62°C), incluso superior a 1998 que había sido el año más caliente (0.57°C) hasta entonces registrado, influenciado por el fenómeno de El Niño de 1997–1998. En 2007, el incremento de temperatura fue de 0.57°C respecto a la media (Figura 5.22; IB 1.2-5). De acuerdo con el IPCC, la tendencia de calentamiento de los últimos 50 años (0.13°C por década) es casi el doble de la tendencia observada en los últimos 100 años. El incremento total de temperatura del periodo 1850-1899 con respecto al periodo 2001-2005 fue de 0.76°C (IPCC, 2007a).

Regionalmente, la evaluación del IPCC señala que el incremento de la temperatura ha sido mayor en el hemisferio norte. La tasa de incremento de la temperatura promedio en el Ártico fue casi del doble que la tasa registrada a nivel global en los últimos 100 años. Por su parte, las regiones terrestres se han calentado más rápido que los océanos, siendo más acelerado en Norteamérica, Europa y Asia (Figura 5.23).

Los registros demuestran que las olas de calor en el mundo aumentaron en frecuencia y duración. En el verano de 2003, Europa occidental y central enfrentaron una intensa ola de calor que mató a 35 mil personas. Ese verano fue el más cálido registrado desde 1780.

Además de los registros instrumentales de temperatura, también existen estimaciones de la temperatura del planeta miles de años atrás. Los paleoclimatólogos han reconstruido el clima del pasado a partir de muestras de hielo conocidas como “testigos de hielo”, que contienen burbujas que atraparon una fracción de la atmósfera de la época en que se formaron. Al analizarlas se puede estimar la temperatura, concentración de oxígeno, CO₂, CH₄ y óxidos de azufre (entre otras variables). Esta información ha permitido establecer, además de una correlación positiva entre la temperatura y la concentración de gases de efecto invernadero (particularmente la de CO₂), que los niveles actuales de las concentraciones, no tienen precedente al menos en el último medio millón de años. Cuando se revisan tanto los registros instrumentales como los datos estimados de temperatura se observa que la Tierra ha pasado por ciclos de temperaturas muy bajas –llamados glaciaciones– y picos en los que la temperatura ha aumentado. Sin embargo, las temperaturas promedio globales de los últimos años están por arriba de cualquiera de los picos de temperatura observados al menos 20 mil años atrás.

Los registros instrumentales desde 1961 indican que la temperatura promedio global de los océanos ha aumentado, detectándose cambios incluso hasta los 3 mil metros de profundidad. Este calentamiento se debe a que los océanos han absorbido alrededor del 80% del calor que se ha adicionado al sistema climático (IPCC, 2007b). Este incremento en la temperatura ocasiona la expansión de los cuerpos de agua marina, lo cual contribuye al aumento del nivel del mar. A pesar de la tendencia mundial de calentamiento, es importante señalar que esto no ha ocurrido en todo el planeta. Por ejemplo, zonas del Atlántico Norte, Pacífico Norte y Pacífico ecuatorial se enfriaron durante los últimos 50 años (IPCC, 2007b), siguiendo un patrón opuesto a la tendencia global de calentamiento.

Debido a que la intensidad de los huracanes está influenciada por la temperatura de los océanos, el número de huracanes intensos ha aumentado desde 1970. A nivel global, el número de huracanes de categoría 1¹¹  ha sido relativamente constante, pero cuando se considera como porcentaje del total de huracanes registrados esta cifra muestra una clara disminución. En contraste, los huracanes de las categorías más fuertes (4 y 5) prácticamente duplicaron su número y proporción durante la década pasada (Webster et al., 2005; Figura 5.24).

El aumento del nivel medio del mar es consistente con las consecuencias previstas en un escenario de calentamiento global. El promedio mundial de incremento del nivel del mar fue, en el periodo 1961-2003, de 1.8 mm por año (con un rango de 1.3 a 2.3 mm; Tabla 5.2). Pero en el periodo 1993-2003, la tasa promedio de incremento alcanzó los 3.1 mm (2.4 a 3.8 mm) por año. La Tabla 5.2 muestra las contribuciones al incremento del nivel medio del mar asociadas al deshielo de los casquetes polares, los glaciares y las placas de hielo de Groenlandia y Antártica. El incremento total del nivel medio del mar para el siglo XX se ha estimado en 17 cm (12 a 22; IPCC, 2007a). Tal vez este incremento parezca mínimo, pero si se considera que existen numerosas ciudades ubicadas en zonas costeras bajas e incluso por debajo del nivel del mar (como es el caso de Ámsterdam, en Holanda que está en promedio a 4 metros por debajo del nivel del mar) aun pequeños cambios en el nivel del mar pueden tener efectos importantes.

Durante el siglo XX, los glaciares y casquetes polares experimentaron una amplia pérdida de masa y contribuyeron al aumento del nivel del mar. La cobertura de los glaciares montañosos y la nieve ha disminuido en ambos hemisferios: el área máxima cubierta por terreno congelado estacionalmente ha disminuido cerca de 7% en el hemisferio norte desde 1900. Por su parte, datos provenientes de satélites muestran que la extensión del hielo marino ártico ha disminuido desde 1978 en 2.7% (con un rango de 2.1 a 3.3%) por década.

En el continente antártico, en el año 2002 se fracturó la plataforma Larsen B, con lo que se desprendió y deshizo una superficie de hielo de 3 mil 240 kilómetros cuadrados (Figura 5.25). Los deshielos también han afectado zonas altas de montañas y volcanes. Por ejemplo, los glaciares de los Alpes suizos perdieron un tercio de su superficie y al menos la mitad de su masa en el periodo 1850-1980. Se ha calculado que de seguir esa tendencia, para el 2050, el 75% de los glaciares de los Alpes desaparecerá (EEA, 2004). En México, los glaciares del Iztaccíhuatl sufrieron reducciones de hasta el 40% entre 1960 y 1983. El Pico de Orizaba y el Popocatépetl muestran una tendencia similar, aunque en este último la reducción se aceleró por su actividad volcánica. Si se mantienen las tasas actuales de reducción de los glaciares mexicanos, es posible que desaparezcan por completo en menos de 30 años (Delgado, 2007).

También la temperatura en la superficie de la capa del permafrost¹²  del Ártico ha aumentado (hasta 3°C) desde la década de los ochenta. Los cambios en las condiciones del permafrost pueden afectar la escorrentía de los ríos, el suministro de agua, el intercambio de carbono, la estabilidad del paisaje y la infraestructura de caminos (IPCC, 2007b).

En lo que se refiere a la alteración del ciclo hidrológico, la humedad específica superficial aumentó en estrecha relación con el incremento de las temperaturas terrestres y oceánicas. La columna de vapor de agua total aumentó en los océanos mundiales 1.2% por década entre 1988 y 2004. El vapor de agua atmosférico adicional implica un aumento en la disponibilidad de humedad para las precipitaciones en algunas zonas del mundo. Por ejemplo, se ha observado un incremento significativo de las precipitaciones en zonas orientales de América del Norte y América del Sur, Europa septentrional y en Asia septentrional y central. Es probable¹³  que las precipitaciones intensas hayan aumentado en muchas regiones de la Tierra a partir del año 1950, incluso en las regiones donde se redujo la cantidad total de precipitación. Se han registrado también sequías más intensas y prolongadas, principalmente en los trópicos y subtrópicos a partir de 1970 (IPCC, 2007a). En México en las últimas décadas se aprecia una tendencia a una mayor precipitación, principalmente en los estados del norte, mientras que en los estados en los que las lluvias dependen de lo que ocurre en el Pacífico (por ejemplo, Jalisco y Oaxaca) la tendencia parece ser en sentido opuesto.

Efectos del cambio climático sobre la biodiversidad

El desarrollo socioeconómico de la sociedad está inevitablemente ligado a la provisión de los servicios ambientales de los ecosistemas y, a fin de cuentas, a la biodiversidad que los constituye. No obstante, el balance entre la provisión de los servicios ambientales, el mantenimiento de la biodiversidad y los ecosistemas, así como el bienestar y desarrollo de la sociedad, depende a su vez de otros componentes ambientales dinámicos no menos importantes, como son los ciclos biogeoquímicos y el clima (Figura 5.26). En este sentido, la compleja red de interacciones que los vincula trae como consecuencia que la alteración y/o pérdida de alguno producirá consecuencias, con frecuencia difíciles de predecir, sobre los demás elementos.

La acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera, resultado de la intensa actividad humana de los últimos 250 años –principalmente por la quema de combustibles fósiles, la agricultura y el cambio de uso del suelo-, ha traído consigo, como se ha mencionado en las secciones anteriores, alteraciones importantes en el clima global, las cuales no han pasado inadvertidas para la biodiversidad. Esto resulta obvio si se toma en cuenta que el clima es uno de los principales factores que determinan globalmente los patrones de vegetación, estructura, composición florística y faunística y la productividad primaria. Al efecto del cambio climático sobre los ecosistemas deben sumarse aquéllos previamente derivados de los cambios de uso del suelo, de la urbanización y de la sobreexplotación de los recursos naturales, entre otros factores.

Durante la última década se han acumulado una cantidad importante de estudios que demuestran los efectos del cambio climático global sobre la biodiversidad y los ecosistemas (ver por ejemplo, IPCC, 2001). A nivel de los ecosistemas, los cambios regionales del clima han ocasionado principalmente: i) la modificación de su distribución (bosques boreales que migran hacia el norte en latitudes altas del hemisferio), ii) el reemplazo por ecosistemas distintos (humedales por bosques de coníferas en Alaska), iii) la degradación (como la de los arrecifes de coral en todo el mundo por el incremento de la temperatura marina) y iv) la modificación de su composición de especies (como se ha observado en bosques, comunidades alpinas y arrecifes de coral, entre otras). A lo anterior deben sumarse los efectos que el incremento de la frecuencia de eventos meteorológicos extremos (e.g. huracanes, sequías, inundaciones, granizos y rachas de vientos), y la presencia de plagas y enfermedades han tenido en la estructura, composición y dinámica de muchos ecosistemas a lo largo del mundo.

Si se estudian los efectos a nivel de las especies, las evidencias indican alteraciones en la fenología y los patrones morfológicos, fisiológicos y conductuales de un número significativo de especies. Con respecto a la fenología, se han observado cambios en los tiempos de reproducción (vistos ya sea como la floración en las plantas, la puesta de huevos o el inicio del cortejo en los animales), en la migración o en el desacoplamiento de los ciclos de vida de depredadores y presas. Morfológicamente, se han observado alteraciones en los patrones de crecimiento en reptiles (The Royal Society, 2007).

Las consecuencias de las afectaciones a la biodiversidad por el cambio climático podrían ser muy significativas ambientalmente y tener graves impactos sobre el bienestar humano. Según la última evaluación del IPCC, si el incremento de la temperatura excede en el futuro entre 1.5 y 2.3°C, tan sólo entre el 20 y 30% de las especies de plantas y animales que han sido monitoreadas y para las que existen datos de largo plazo, podrían estar en riesgo de extinción (IPCC, 2007b; Parmesan y Yohe, 2003). La extinción de especies de algunos grupos como los anfibios, ya se asocia al cambio climático global (ver en el capítulo de Biodiversidad el Recuadro Crisis global de los anfibios). Debe tenerse en mente que la pérdida de especies no significa sólo reducir numéricamente la biodiversidad de una región o país, sino también comprometer la capacidad de los ecosistemas para proveer de todos los servicios ambientales con que benefician y sostienen a las sociedades humanas. Para conocer cómo el cambio climático afecta directamente a la sociedad, se recomienda leer el Recuadro Impactos sociales del cambio climático.

El clima del futuro y sus consecuencias

Impactos futuros globales

La gran cantidad de factores que intervienen para determinar el clima de un lugar traen consigo cierto grado de incertidumbre en las extrapolaciones obtenidas de las tendencias registradas en el pasado para predecir el clima del futuro. Las proyecciones sobre el clima se realizan por medio de modelos numéricos complejos que predicen la respuesta ante diferentes escenarios como, por ejemplo, diferentes volúmenes de emisiones de CO₂ o cambios en la dinámica de absorción por parte de la vegetación y los océanos. A pesar de la incertidumbre asociada, los escenarios más conservadores predicen serias consecuencias sobre aspectos tan importantes para el bienestar social como la salud humana, los ecosistemas y la disponibilidad de los recursos hídricos, lo que ha provocado que a nivel mundial se tomen acciones decididas para evitar que las actividades humanas alteren más el clima del planeta.

De acuerdo con el IPCC, la concentración de CO₂ en el año 2100 podría ser de entre 540 y 970 partes por millón (ppm), muy superiores a las 280 ppm registradas en el periodo 1000-1750. Como consecuencia, se prevé que el aumento de la temperatura media superficial del planeta sea de entre 1.8 y 4°C para fines de este siglo. Si se considera la incertidumbre asociada a los distintos escenarios de emisiones modelados, la temperatura podría variar de 1.1 a 6.4°C. Dicho calentamiento será diferencial, es decir, será mayor sobre la superficie y en latitudes más boreales y menor sobre el océano Antártico y el norte del océano Atlántico. El incremento de temperatura en los próximos veinte años se prevé de 0.2°C por década.

Es probable que la temperatura aumentará más en las latitudes norteñas, lo que traerá consigo que a finales del siglo XXI, el hielo marino del Ártico prácticamente desaparezca durante el verano. Las proyecciones a nivel global, indican que para fines del siglo XXI, como consecuencia del derretimiento del hielo, el nivel medio del mar se elevará entre 18 y 59 centímetros, aunque con importantes variaciones regionales (IPCC, 2007a). Se prevé que el derretimiento de la placa de hielo de Groenlandia continué contribuyendo con la elevación del nivel del mar, por lo menos hasta el año 2100 (IPCC, 2007a).

También es probable que los ciclones tropicales sean más intensos, con mayor cantidad de lluvia y velocidad del viento y que las ondas de calor sean más frecuentes. Las precipitaciones se incrementarán muy probablemente en latitudes altas, mientras que en regiones subtropicales disminuirán hasta en un 20% hacia el año 2100 (IPCC, 2007a).

Entre los posibles impactos del cambio climático sobre la biodiversidad se ha planteado, por ejemplo, la reducción e incluso la pérdida de poblaciones y ecosistemas; mayores tasas de blanqueamiento en los arrecifes de coral; la reducción o expansión de las áreas de distribución de diversas especies de invertebrados, peces, insectos, aves y plantas; el adelanto de la floración en muchas especies de plantas y el anticipo en la llegada y reproducción de aves migratorias.

En la cuestión social se ha proyectado, que puede ocurrir un incremento del número de muertes de personas en el mundo por efecto de las ondas cálidas y que enfermedades como el paludismo y el dengue se conviertan en un problema de salud pública mundial, ya que el área de distribución de sus organismos vectores podría extenderse (IPCC, 2001; NAS, 2001; Townsend et al., 2002; CBD, 2003; Smith et al., 2003).

Impactos futuros en México

En México también se han construido posibles escenarios de cambio climático. De acuerdo con la Tercera Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, se prevé que la temperatura promedio de México sea entre 2 y 4°C más elevada alrededor del año 2080 (este incremento incluso podría registrarse desde el 2050) y que la región norte sea la que registre los mayores incrementos. Como consecuencia del aumento de temperatura también se espera un mayor número de incendios forestales (Semarnat, INE, 2006c). En el Caribe, Golfo de México y Pacífico mexicano, la temperatura superficial del mar podría aumentar entre 1 y 2°C, incrementando la probabilidad de que los ciclones tropicales alcancen categorías mayores en la escala Saffir-Simpson.

En lo que se refiere a las lluvias, el grado de incertidumbre de las proyecciones es del mismo orden de magnitud que los cambios proyectados. Algunos modelos advierten ligeros aumentos de precipitación, mientras que otros han proyectado disminuciones drásticas. No obstante, la mayoría de ellos prevén que en invierno se reduzcan las precipitaciones hasta 15% en regiones del centro de México, y 5% en la zona del Golfo. También se prevén retrasos en el inicio de las lluvias, con una prolongación de la temporada hacia los meses de otoño, para gran parte del país (Semarnat, INE, 2006c).

Se espera que el número de tormentas severas aumente, pero que también se puedan producir periodos de sequía más extremos y prolongados. Considerando lo anterior y las proyecciones de las variables socioeconómicas (por ejemplo, población, producto interno bruto, agricultura, etcétera) que determinan la intensidad de uso de los recursos hídricos, se prevé que la disponibilidad de agua entre los años 2020 y 2030 pueda reducirse 10% respecto a sus valores del año 2000. En este escenario tanto Baja California como Sonora pasarán a una situación crítica en la presión sobre el recurso agua (Mapa 5.11).

Respecto a los ecosistemas, las proyecciones a nivel nacional indican que se afectará severamente la distribución de los pastizales, matorrales xerófilos y los bosques de encino, ya que entre 53 y 62% de la superficie de estas comunidades vegetales estará expuesta a condiciones climáticas distintas a las actuales (Semarnat, INE, 2006c).

Los escenarios del clima para el 2020 señalan reducciones moderadas en la aptitud para el cultivo de maíz de temporal e incrementos en la superficie no apta para este cultivo de hasta 4.2%. La Canícula -temporada del año en que el calor es más fuerte- llegará sin agua con mayor frecuencia y con ello los efectos en cultivos de temporal serán negativos (Semarnat, INE, 2006c).

En el país existen diversas zonas costeras que pueden ser afectadas si el nivel del mar continúa aumentando (Mapa 5.12; Semarnat, 2007). De acuerdo con Magaña y Gay (2002), en México existen cerca de 20 millones de habitantes asentados en lugares de alto riesgo de inundación, lo que los hace especialmente vulnerables a las variaciones climáticas y eventos extremos como los huracanes.

Medidas para frenar y enfrentar el cambio climático

Como respuesta a esta problemática mundial surgió, en 1992, la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (UNFCCC, por sus siglas en inglés), cuyo objetivo es lograr la estabilización de las concentraciones de GEI en la atmósfera a un nivel que minimice las interferencias antropogénicas en el sistema climático. México firmó y ratificó este acuerdo en 1992 y 1993, respectivamente (Semarnap, INE, 1999; UNEP, 2002).

Como instrumento de la UNFCCC surgió, en 1997, el Protocolo de Kioto, que estableció como obligación para los países desarrollados y las economías en transición (pertenecientes al Anexo I) la reducción en 5% de sus emisiones de GEI –tomando como base sus emisiones de 1990– para el periodo comprendido entre 2008 y 2012. Para los países en desarrollo, el Protocolo, no estableció metas cuantificables de reducción de emisiones de GEI, pero sí existen compromisos particulares, entre ellos la elaboración de inventarios nacionales de emisiones de GEI y de comunicaciones nacionales, así como estudios de mitigación y adaptación al cambio climático. México firmó este protocolo en 1998 y lo ratificó en el 2000 como país No Anexo I (países en desarrollo; Semarnap, INE, 1999).

A octubre de 2008, 182 países habían ratificado, aprobado o aceptado el Protocolo de Kioto que en conjunto representan el 63.7% de la emisión total de gases de efecto invernadero de los países desarrollados o con economías en transición (UNFCCC, 2008). Algunos de los países que más GEI emiten a la atmósfera se han negado a ratificar el Protocolo de Kioto, entre ellos Estados Unidos, responsable de aproximadamente el 22% de las emisiones globales de CO₂. Cabe destacar que a pesar de que el Protocolo surgió en 1997, no fue sino hasta el año 2005 que entró en vigor, ya que se requería que fuera aceptado por un grupo de países Anexo I que en conjunto hubieran emitido el 55% de los GEI de 1990. Esta cifra se alcanzó a finales de 2004, cuando Rusia, responsable del 17.4% de las emisiones totales de los países Anexo I (a nivel mundial contribuye con el 6%), ratificó su adhesión al Protocolo.

En el marco de estos acuerdos internacionales, México ha impulsado distintas medidas de mitigación y adaptación al cambio climático. El país se ha destacado a nivel internacional por su participación activa para enfrentar este problema, lo que lo sitúa como la cuarta nación que más esfuerzos dedica para combatir el cambio climático. Un breve resumen de las medidas tomadas por México se presenta en la Tabla 5.3.

Ante el escenario que se presenta es evidente la necesidad de que los gobiernos tomen medidas para reducir sus emisiones de GEI y se preparen con estrategias de adaptación y mitigación al cambio climático. Se estima que los riesgos y los costos de los mayores impactos del cambo climático podrían reducirse significativamente si la humanidad logra estabilizar las concentraciones de GEI en la atmósfera entre 450 y 550 ppm de CO₂ equivalente (CO₂e). De no ser así, si la concentración supera las 550 ppm de CO₂e, los riesgos y los costos podrían incrementarse de manera exponencial. Para lograr dicha estabilización, se requiere que para el 2050 se reduzcan las emisiones globales entre 20 y 70% respecto a los niveles actuales (Stern, 2007).

De acuerdo con el Informe Stern (Stern review: the economics of climate change), si no actuamos el costo total por los impactos del cambio climático podría ser equivalente al menos al 5% anual del PIB global, ahora y para siempre. Es importante destacar que si se consideran los riesgos y los costos de escenarios menos optimistas de cambio climático el costo estimado asciende a más de 20% del PIB global. En contraste, si se toman medidas para reducir las emisiones globales de GEI, el costo podría ser de alrededor del 1% anual del PIB global (Stern, 2007). Ante este escenario, México prepara su propio Estudio sobre las Implicaciones Económicas del Cambio Climático, el cual permitirá evaluar la magnitud de los efectos económicos del cambio climático sobre los diferentes sectores.

Notas

⁶De acuerdo con el IPCC “muy probablemente” corresponde a una probabilidad mayor a 90%.

⁷Índice del peso del factor (en este caso el CO₂) como mecanismo potencial de cambio climático. Se refiere al cambio en el flujo neto de energía radiativa hacia la superficie de la Tierra como resultado de cambios internos en la composición de la atmósfera, o cambios en el aporte externo de energía solar. Un forzamiento radiativo positivo contribuye a calentar la superficie terrestre, mientras que uno negativo favorece su enfriamiento.

⁸CO₂ equivalente: concentración de bióxido de carbono que podría causar el mismo grado de forzamiento radiativo que una mezcla determinada de bióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero.

⁹Aquellas emisiones que se generan en las actividades antes, durante y después del minado del carbón, así como las registradas en la producción, transmisión, almacenamiento y distribución de petróleo y gas natural.

¹⁰Convenio internacional que busca reducir las emisiones de GEI.

¹¹La escala Saffir–Simpson clasifica a los huracanes de acuerdo con la intensidad del viento; las categorías van de 1 a 5.

¹²Permafrost: capa del suelo permanentemente congelado en las regiones muy frías.

¹³De acuerdo con el IPCC probable se refiere a una probabilidad mayor a 66%.