El interés en el cambio climático cobró importancia recién a fines del siglo pasado, sin embargo en el siglo XIX ya habían aparecido los primeros estudios que daban indicios de que este fenómeno existía. Por esos años, varios científicos estaban interesados en buscar evidencia y comprobar la existencia de las eras de hielo en el pasado y se encontraron con las bases sobre las que hoy se asienta la teoría del cambio climático.
El primer científico que resaltó la importancia del rol de la atmósfera fue Joseph Fourier en 1824 cuando encontró que la temperatura de la Tierra sería mucho menor de lo que es si la atmósfera no estuviese presente. Este efecto de mantener el calor por parte de la atmósfera y los gases que la componen se conoce como efecto invernadero natural. Uno de esos gases es el dióxido de carbono (CO2), que en la naturaleza puede ser generado por incendios forestales o erupciones volcánicas, de origen natural, o por actividades humanas como la quema de combustibles fósiles (derivados del petróleo, carbón y gas natural) de origen antropogénico.
La temperatura de la Tierra sería mucho menor de lo que es si la atmósfera no estuviese presente. Este efecto de mantener el calor por parte de la atmósfera y los gases que la componen se conoce como efecto invernadero natural.
Algunas décadas más tarde, el científico sueco, Svante Arrhenius, realizó estudios acerca del CO2 presente en la atmósfera y encontró que este gas contribuía al mencionado efecto invernadero. También descubrió, mediante cálculos, que un aumento del doble del CO2 podría aumentar la temperatura de la Tierra en 5 o 6 °C, y que una disminución a la mitad de este gas podría producir un descenso de la temperatura de la Tierra en 4 o 5 °C. Ya se sabía que el desarrollo industrial generaba CO2 y Arrhenius estimó que esta emisión eventualmente podría llevar a un calentamiento global, pero también estimó, basado en la tasa de emisiones de este gas de finales de 1800, que todo este proceso llevaría unos 3 mil años aproximadamente.
En el año 1938, G. S. Callendar recopiló las mediciones de temperatura y CO2 desde el siglo XIX en adelante y halló un calentamiento de la atmósfera junto con un aumento de la concentración de dicho gas del 10 % en los últimos 100 años. Coincidió con Arrhenius en que un aumento en la concentración de CO2 podría venir acompañado de un aumento de la temperatura, lo cual en esa época no parecía una mala perspectiva, ya que evitaría la ocurrencia de una nueva era de hielo en el futuro. Tiempo más tarde, en 1955, Gilbert Plass publicó un artículo científico en el cual presentaba experimentos con cálculos computacionales por primera vez para el balance de CO2: su objetivo era saber qué sucedía con la temperatura de la Tierra si variaba la concentración de este gas. Sus resultados reafirmaron lo que sus colegas habían sugerido previamente. El mundo académico, no obstante, no puso demasiada atención en estos hallazgos, ya que se dudaba, por un lado, de la calidad de las observaciones utilizadas y, por otro, aún no era claro el rol de otros gases de origen natural presentes en la atmósfera, como, por ejemplo, el vapor de agua. Luego se encontró que si bien el vapor de agua es el principal responsable natural del efecto invernadero, sólo el 8 CO2 juega un rol de “control”: si el CO2 aumenta, potencia el efecto del vapor de agua y, contrariamente, si descendiera reduciría el efecto del vapor de agua.
Por otra parte, hacia finales de los años 50, Hans Suess y Roger Revelle estudiaron la absorción del CO2 por parte de los océanos, encontrando que la tasa de absorción era inferior a la tasa de emisión por el hombre, con lo cual gran parte del CO2 emitido quedaría en la atmósfera. Unos años más tarde, Charles Keeling instaló instrumentos para medir el CO2 atmosférico de forma operativa en Mauna Loa, Hawai, mediciones que siguen vigentes hasta la fecha y que constituyeron el primer registro del aumento casi ininterrumpido del CO2 (ver Figura). Gracias a estos resultados, en 1966 la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, por primera vez, realizó una advertencia pública acerca del peligro que representaban los niveles de emisión de CO2. Sin embargo, aún había muchos detractores de esta teoría, muchos no creían que el aumento de la temperatura global respondiera al aumento de CO2 y no fue hasta la aparición de los modelos numéricos de simulación del clima que el tema se empezó a tomar con mayor seriedad.
Un modelo numérico del clima es un software de computación capaz de resolver las ecuaciones físicas que rigen los movimientos de la atmósfera en tiempos en los que un humano no podría. A fines de los años 60, se crearon los primeros modelos numéricos climáticos desarrollados por el ruso Mijaíl Budyko, por un lado, y por el estadounidense William Sellers, por otro. Si bien trabajaron por separado, ambos llegaron a las mismas conclusiones: las emisiones de CO2 antropogénicas podían llevar a un cambio climático. En los años subsiguientes, gracias al gran salto de la tecnología, fueron apareciendo modelos numéricos cada vez más sofisticados y con mejor representación de la física de la atmósfera. Si bien a esta altura había cada vez más científicos apoyando estos resultados con preocupación, gran parte de la comunidad científica aún no adhería a la teoría del cambio climático ya que consideraban a los modelos numéricos demasiado simples, incapaces de representar correctamente a la atmósfera y, por lo tanto, al clima.
Muchos no creían que el aumento de la temperatura global respondiera al aumento de CO2 y no fue hasta la aparición de los modelos numéricos de simulación del clima que el tema se empezó a tomar con mayor seriedad.
No fue hasta la creación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), en el año 1988, que se comenzó a tomar conciencia de la problemática de manera global. La aparición del IPCC le dio otra trascendencia al tema y éste pasó a ser una preocupación de toda la sociedad. Según los reportes de este panel, los impactos que un aumento de temperatura puede generar no son nada alentadores: derretimiento de superficies de hielo y, consecuentemente, aumento del nivel del mar, mayor frecuencia de eventos meteorológicos más intensos y, por lo tanto, mayores inundaciones y daños, modificación del hábitat tanto de los seres humanos como de la fauna, incluyendo la extinción de algunas especies, entre otros. Según el último dato de temperatura media global de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) el año 2018 resultó 0,8 °C más caliente respecto del promedio del período 1951-1980. Por otro lado las emisiones de CO2 se encuentran en un valor de 411,75 ppm (partes por millón), casi 100 ppm más que cuando Keeling comenzó con sus mediciones en 1958. Teniendo en cuenta las observaciones actuales y lo que predicen los modelos climáticos, el aumento de temperatura por el efecto de las emisiones antropogénicas no es muy lejano a lo que había sugerido Arrhenius hace más de un siglo: con la diferencia importante de que esto se prevé que ocurrirá en los próximos 100 años, esto es, 2900 años menos de los que él había estimado.
Forzantes del clima: ¿cuándo es natural y cuándo es antropogénico?
Los investigadores que comenzaron a documentar las primeras evidencias del cambio climático sospechaban que el clima, tal como lo conocían, no había sido siempre el mismo, sino que había sido completamente diferente unos cuantos milenios atrás. Con los años, se fue descubriendo que tenían razón, en particular se encontraron indicios de que habían existido períodos glaciales e interglaciales, cambios en los que el hombre no había tenido ninguna injerencia. Hoy también se sabe que los cambios en el clima pueden ser provocados por forzantes naturales externos del clima, es decir sin la intervención humana, como por ejemplo, por la variación de la órbita terrestre alrededor del Sol o por procesos geológicos que modifican la geografía global (separación de continentes, surgimiento o hundimiento de cordilleras), entre otros. Sin embargo, los cambios en el clima global que pueden desprenderse de estos factores suelen ser muy lentos, se dan dentro de la escala de miles de años. Esto no coincide con el cambio observado en los últimos 150 años y por ello la teoría del cambio climático los descarta como factores responsables del actual calentamiento global. La evidencia recolectada durante este último siglo y medio indicaría que el factor antropogénico está íntimamente relacionado con el calentamiento observado. De acuerdo a simulaciones hechas con modelos numéricos climáticos, el aumento de la temperatura media global provocado por este aporte extra de CO2 es mucho más rápido que si hubiese sido provocado solo por el CO2 natural.
