Para estudiar la historia completa del clima en la Tierra y determinar si existe eso llamado cambio climático, los científicos utilizan registros de materiales físicos, químicos y biológicos conservados dentro del registro geológico. Los organismos -diatomeas (algas), foraminíferos y corales- pueden servir de estimaciones climáticas al igual que los núcleos de hielo, los anillos de los árboles y los núcleos de sedimentos, que en su conjunto permiten reconstruir la historia del clima cien millones de años hacia atrás y reflejar que lo que estamos vivenciando actualmente no corresponde a la variabilidad natural del clima. 


En el último siglo, la temperatura media global aumentó desde los niveles más fríos hasta los más altos registrados. Los cambios de temperatura más grandes del último millón de años son los ciclos glaciares, durante los cuales la temperatura media global cambió de 4 °C a 7 °C entre las edades de hielo y los períodos interglaciales cálidos. Sin embargo, los datos indican que el calentamiento global al final de la edad de hielo fue un proceso gradual que tardó unos 5.000 años. Es claro que la tasa actual de cambio climático global -relevada por observaciones directas de superficie como por aquellas proveniente de satélites- es mucho más rápida e inusual en el contexto de esos cambios pasados.
 

Una historia de mediciones para entender el cambio climático

Toda vez que un meteorólogo afirma que un día se alcanzó un récord de temperatura en un lugar determinado, o que en otra parte del mundo, la precipitación registrada fue la más alta desde el inicio de las mediciones, se basa en largas series históricas de datos que permiten cotejar la información actual del tiempo presente con ese pasado meteorológico cargado de estadísticas. Las series históricas permiten construir valores medios, normales, anomalías o destacar récords sobre diferentes variables meteorológicas a lo largo de los años. 


En meteorología, esas series históricas se obtienen a partir de los datos de estaciones de observación -algunas de ellas son centenarias y han recolectado datos sobre el estado de la atmósfera de manera ininterrumpida, durante 100 años o más, en el mismo entorno físico, las 24 horas del día, durante los 365 días del año-. Estas estaciones representan un reservorio fundamental y una pieza central para la reconstrucción de la variabilidad climática del planeta. Esto nos permite conocer la historia de nuestro clima en la Tierra.
 

“Cuando una vieja estación de observación se cierra, los científicos pierden una irremplazable pieza del rompecabezas que es el pasado del clima”, afirmó la OMM.

Las estaciones centenarias son fundamentales en la construcción de series históricas de temperatura. La Organización Meteorológica Mundial (OMM) confirmó que el 2016 fue el año más cálido de toda la historia desde que existen registros. Se situó 1,1 °C  por encima de la era preindustrial. Además, ese año, la temperatura superó en 0,83 °C la temperatura media de 14 °C -correspondiente al período de referencia 1961-1990, establecido por la OMM- y en 0,7 °C el récord anterior, alcanzado en 2015. Para poder establecer estas comparaciones, este organismo debe recurrir a los datos sobre el estado de la atmósfera, ya que la ciencia del clima, que interpreta las variaciones de ciertos parámetros en ella, sólo puede estar basada en sólidas mediciones producto de estas observaciones centenarias.
 

“Las Estaciones de Observación Centenarias son un recurso vital para las actuales y futuras generaciones”, manifestó la OMM.

Los especialistas insisten en que es necesario hablar de “sustentabilidad de las mediciones en el largo plazo” e incitan a los países en el mundo a preservar estos reservorios de datos. Algunas de estas estaciones aún conservan, incluso, el mismo instrumental -termómetros, pluviómetros, anemómetros, etcétera- que se usaba para medir hace 100 años. 


Argentina cuenta con 50 estaciones de más de 100 años, cinco de ellas (Malargüe, Ceres, Pilar, La Quiaca y Orcadas) fueron reconocidas recientemente por la OMM como estaciones seculares, por mantenerse funcionando hace más de un siglo y contar con observaciones ininterrumpidas de al menos un parámetro meteorológico. Entre las estaciones argentinas centenarias se destaca el Observatorio Central Buenos Aires, ubicado en Villa Ortúzar, que se encuentra monitoreando el estado del tiempo desde hace 113 años. En este sitio icónico se registró la temperatura máxima más alta de la historia de Buenos Aires - 43 °C - el 29 de enero de 1957 y la mínima absoluta más baja - -5,4 °C- un frío 9 de julio de 1918.


El Secretario General de la OMM, Petteri Taalas anunció que “Estas observaciones de largo plazo que se extienden hacia el siglo XVIII, son altamente valiosas para conocer cuál ha sido la variabilidad natural del clima. Son la columna vertebral de los pronósticos meteorológicos, de la meteorología y de la ciencia del clima. Es muy importante que cuidemos la sustentabilidad de estas mediciones en el largo plazo.”

Mirar la Tierra desde el espacio

La precipitación, la temperatura, el nivel del mar y la extensión de superficie de hielo, son algunas de las principales variables que observan los especialistas para saber si el clima está cambiando en la Tierra. Algunas de ellas fueron monitoreadas por técnicas convencionales como las observaciones de superficie durante más de 100 años. Más tarde, a fines del siglo XIX, se utilizaron los primeros globo sondas, una técnica que permitía y aún permite medir humedad, temperatura y viento en altura. Pero en la década de 1980, explotó la tecnología satelital y muchas variables, como la extensión de hielo, se empezaron a monitorear de esa manera. La tecnología satelital permitió recopilar datos sobre las “Variables Climáticas Esenciales” (VCE) allí donde no había estaciones de medición, en muchas áreas remotas y especialmente en las vastas áreas oceánicas que no estaban siendo monitoreadas.
 

La respuesta europea de monitoreo del cambio climático

Para responder a la necesidad de datos satelitales de calidad climática, la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés),  lanzó la “Iniciativa de Cambio Climático”. El objetivo es aprovechar todo el potencial de los archivos globales de observación de la Tierra a largo plazo que la ESA, junto con sus estados miembros, ha establecido en los últimos 30 años “como una contribución significativa y oportuna a las bases de datos de las VCE requeridas por la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático".
 

“Las misiones satelitales en relación al cambio climático entregan datos con cobertura regular, uniforme y global, y evaluaciones confiables de tendencias a lo largo del tiempo para variables específicas. También observan las regiones remotas que están muestreadas  de forma deficiente por las redes convencionales. Las misiones satelitales actuales están construyendo un archivo a largo plazo de datos esenciales para la planificación y la política local e internacional.” Afirman desde la ESA.

La “Iniciativa de Cambio Climático” de la ESA explota los registros mundiales de VCE a largo plazo tales como las concentraciones de gases de efecto invernadero -el dióxido de carbono o el metano-, la extensión y el espesor del hielo marino, la temperatura y salinidad de la superficie del mar, entre otras variables. Muchas de estas variables constituyen indicadores primarios del cambio climático, es decir que establecen una relación determinante con este. Otras más exóticas y difíciles de medir, como el color del océano, la humedad del suelo, la cobertura de la tierra, la velocidad del viento sobre la superficie oceánica, son indicadores secundarios que, sin embargo, pueden ayudar a entender mejor las variaciones del clima. 
 

El aporte de la NASA y la NOAA

La Administración Nacional de la Aeronáutica y el Espacio (NASA) junto a la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) de los Estados Unidos, hace más de tres décadas que realizan el monitoreo satelital de la atmósfera y el cambio climático en la Tierra. Alrededor de los años 70, la NASA se convirtió en un socio predilecto de agencias como la NOAA para monitorear la actividad solar, el aumento en el nivel del mar, la temperatura de la atmósfera y los océanos, el estado de la capa de ozono, la polución en el aire y los cambios en el mar y en la superficie de hielo terrestre. 


No fue hasta la década del 60 que se supo que el clima podría cambiar en escalas temporales humanas, es decir de siglos, años a décadas, y no de manera tan espaciada y lenta como se creía. Esta evidencia contribuyó al creciente interés por la investigación del clima en la Tierra. En aquel entonces, la humanidad se empezó a preguntar si este aumento de gases de efecto invernadero calentaría el clima en la Tierra. Entonces, a comienzos de la década de 1980, la NASA junto a la NOAA comenzaron a planear un sistema de observación aplicado al cambio global (“global change”) articulando el esfuerzo de varias agencias en iniciativas como el Programa de Investigación del Cambio Climático. Hasta la actualidad, la NASA desarrolló 17 misiones espaciales de recopilación de datos climáticos y ejecuta programas para obtener y convertir datos de los satélites del Departamento de Defensa y la NOAA.  


La NOAA, por su parte, tiene una extensa tradición en el monitoreo del clima. Es una agencia encargada de numerosas bases de datos que permiten tener un registro histórico y en tiempo real de las variables climáticas principales, lo que es utilizado por organismos como el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) para elaborar sus informes. Además, su Centro de Predicciones Climáticas, encargado del monitoreo y predicción del clima, es una institución de referencia mundial.


Los últimos 150 años de mediciones de estaciones convencionales combinadas con más de 30 años de datos satelitales sobre las más diversas variables climáticas esenciales ayudaron al IPCC a llegar a la conclusión de que “es sumamente probable que más de la mitad del aumento observado en la temperatura media global en superficie en el período 1951 a 2010, haya sido causado por la combinación del incremento de las concentraciones de gases de efecto invernadero y otros forzamientos antropógenos.”

 

¿El mundo se está calentando?

 
El aumento de la temperatura sobre los continentes se corresponde estrechamente con la tendencia de calentamiento observada en los océanos. El aumento de las temperaturas del aire sobre áreas oceánicas, medido a bordo de barcos, coincide con el aumento de las temperaturas de la superficie del mar. La atmósfera y el océano son cuerpos fluidos, por lo que es de esperarse que el calentamiento en la superficie se vea reflejado en la atmósfera inferior y más abajo, en las capas superficiales de los mares y océanos. Las observaciones confirman que este es el caso, los análisis de las mediciones realizadas por los radiosondas y los satélites meteorológicos muestran, de manera constante, el calentamiento de la troposfera, la capa activa de la atmósfera. Más del 90 % del exceso de energía absorbida por el sistema climático desde, por lo menos, la década de 1970, se ha almacenado en los océanos, como se puede ver en los registros mundiales de contenido de calor del océano, que datan de los años cincuenta. A medida que los océanos se calientan, el agua se expande. Esta expansión es uno de los principales impulsores del aumento observado en los niveles del mar durante el siglo pasado. El derretimiento de los glaciares y las capas de hielo también contribuyen a esto, al igual que los cambios en el almacenamiento y aprovechamiento del agua en la tierra. 


Un mundo más cálido también es un mundo más húmedo, porque el aire más caliente puede contener más vapor de agua. Los análisis globales muestran que la humedad específica, que mide la cantidad de vapor de agua en la atmósfera, ha aumentado tanto sobre la tierra como sobre los océanos. Las partes congeladas del planeta, conocidas como criósfera, afectan y son afectadas por los cambios locales en la temperatura. La cantidad de hielo contenida en los glaciares a nivel mundial ha disminuido anualmente durante más de 20 años. Por otro lado, se han observado pérdidas sustanciales en el hielo marino del Ártico desde el inicio de los registros satelitales, en particular al momento de la extensión mínima, que se produce en septiembre al final de la temporada anual de deshielo. Así mismo el aumento del hielo marino antártico ha sido menor.


Cualquier análisis individual puede no ser convincente, pero el análisis de estos indicadores diferentes y los resultados alcanzados con métodos diversos, han llevado a muchos grupos de investigación independientes a la misma conclusión. Desde la profundidad de los océanos a la parte superior de la troposfera, la evidencia del calentamiento del aire y los océanos, del hielo que se derrite y los mares crecientes apunta inequívocamente a una cosa: el mundo se ha calentado desde fines del siglo XIX.