Escenario de cambio climático

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Los escenarios de cambio climático o escenarios socioeconómicos son proyecciones de futuras emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) que utilizan los analistas para evaluar la vulnerabilidad futura al cambio climático. Los científicos crean escenarios y vías para estudiar cualquier ruta a largo plazo y explorar la eficacia de la mitigación y nos ayudan a comprender lo que puede deparar el futuro. Esto nos permitirá visualizar el futuro del sistema del entorno humano. La producción de escenarios requiere estimaciones de los niveles de población futuros, la actividad económica, la estructura de gobierno, los valores sociales y los patrones de cambio tecnológico. Los modelos económicos y energéticos (como los modelos World3 o POLES) se pueden utilizar para analizar y cuantificar los efectos de dichos impulsores.

Los científicos pueden desarrollar escenarios de cambio climático internacionales, regionales y nacionales separados. Estos escenarios están diseñados para ayudar a las partes interesadas a comprender qué tipo de decisiones tendrán efectos significativos en la mitigación o adaptación al cambio climático. La mayoría de los países que desarrollan planes de adaptación o contribuciones determinadas a nivel nacional encargarán estudios de escenarios para comprender mejor las decisiones disponibles para ellos.

Los objetivos internacionales para mitigar el cambio climático a través de procesos internacionales como el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), el Acuerdo de París y el Objetivo de Desarrollo Sostenible 13 ("Tomar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus impactos") se basan en revisiones de estos escenarios. Por ejemplo, el Informe especial sobre el calentamiento global de 1,5 °C se publicó en 2018 para reflejar modelos más actualizados de emisiones, contribuciones determinadas a nivel nacional e impactos del cambio climático que su predecesor, el quinto informe de evaluación del IPCC publicado en 2014 antes el Acuerdo de París.

Escenarios de emisiones

Escenarios de futuros globales

Estos escenarios se pueden considerar como historias de futuros posibles. Permiten la descripción de factores que son difíciles de cuantificar, como la gobernanza, las estructuras sociales y las instituciones. Morita et al. evaluó la literatura sobre escenarios de futuros globales. Encontraron una variedad considerable entre los escenarios, que van desde variantes de desarrollo sostenible hasta el colapso de los sistemas sociales, económicos y ambientales. En la mayoría de los estudios se encontraron las siguientes relaciones:

Morita et al. (2001) señaló que estas relaciones no eran prueba de causalidad.

No se encontraron patrones fuertes en la relación entre la actividad económica y las emisiones de GEI. Se encontró que el crecimiento económico es compatible con el aumento o la disminución de las emisiones de GEI. En el último caso, el crecimiento de las emisiones está mediado por una mayor eficiencia energética, cambios a fuentes de energía no fósiles y/o cambios a una economía posindustrial (basada en servicios).

Factores que afectan el crecimiento de las emisiones

Tendencias de desarrollo

Al producir escenarios, una consideración importante es cómo progresará el desarrollo social y económico en los países en desarrollo. Si, por ejemplo, los países en desarrollo siguieran un camino de desarrollo similar al de los países industrializados actuales, podría conducir a un aumento muy grande de las emisiones. Las emisiones no sólo dependen de la tasa de crecimiento de la economía. Otros factores incluyen los cambios estructurales en el sistema de producción, los patrones tecnológicos en sectores como la energía, la distribución geográfica de los asentamientos humanos y las estructuras urbanas (esto afecta, por ejemplo, a los requisitos de transporte), los patrones de consumo ( p. ej., patrones de vivienda, actividades de ocio, etc.), y patrones de comercioel grado de proteccionismo y la creación de bloques comerciales regionales pueden afectar la disponibilidad de tecnología.

Escenarios de referencia

Un escenario de referencia se utiliza como referencia para la comparación con un escenario alternativo, por ejemplo, un escenario de mitigación. Al evaluar la literatura sobre escenarios de referencia, Fisher et al. , se constató que las proyecciones de las emisiones de CO 2 de referencia cubrían una amplia gama. En los Estados Unidos, las plantas de energía eléctrica emiten alrededor de 2.400 millones de toneladas de dióxido de carbono (CO 2) cada año, o aproximadamente el 40 por ciento de las emisiones totales de la nación. La EPA ha dado los primeros pasos importantes al establecer normas que reducirán la contaminación por carbono de los automóviles y camiones casi a la mitad para 2025 y al proponer normas para limitar la contaminación por carbono de las nuevas centrales eléctricas.

Los factores que afectan estas proyecciones de emisiones son:

Proyecciones cuantitativas de emisiones

Se ha elaborado una amplia gama de proyecciones cuantitativas de las emisiones de gases de efecto invernadero. Los escenarios "SRES" son escenarios de emisiones de "línea de base" (es decir, asumen que no se realizan esfuerzos futuros para limitar las emisiones), y se han utilizado con frecuencia en la literatura científica (consulte el Informe especial sobre escenarios de emisiones para obtener detalles). Las #Proyecciones de gases de efecto invernadero resumen las proyecciones hasta 2030, según lo evaluado por Rogner et al. Aquí se presentan otros estudios.

Estudios individuales

En el escenario de referencia de World Energy Outlook 2004, la Agencia Internacional de Energía proyectó las futuras emisiones de CO 2 relacionadas con la energía. Se proyectó que las emisiones aumentarían un 62 % entre los años 2002 y 2030. Esto se encuentra entre las estimaciones del escenario SRES A1 y B2 de +101 % y +55 %, respectivamente. Como parte del Cuarto Informe de Evaluación del IPCC, Sims et al. (2007) compararon varios escenarios de referencia y de mitigación hasta el año 2030. Los escenarios de referencia incluyeron el escenario de referencia de World Energy Outlook 2006 de la IEA.(WEO 2006), SRES A1, SRES B2 y el escenario de referencia ABARE. Los escenarios de mitigación incluyeron la política alternativa WEO 2006, ABARE Global Technology y ABARE Global Technology + CCS. Las emisiones relacionadas con la energía totales proyectadas en 2030 (medidas en GtCO 2 -eq) fueron 40,4 para el escenario de referencia IEA WEO 2006, 58,3 para el escenario de referencia ABARE, 52,6 para el escenario SRES A1 y 37,5 para el escenario SRES B2. Las emisiones para los escenarios de mitigación fueron 34,1 para el escenario de política alternativa de IEA WEO 2006, 51,7 para el escenario ABARE Global Technology y 49,5 para el escenario ABARE Global Technology + CCS.

Garnaut et al. (2008) realizó una proyección de las emisiones de CO 2 de los combustibles fósiles para el período 2005-2030. Su tasa de crecimiento anual proyectada "como de costumbre" fue del 3,1% para este período. Esto se compara con el 2,5 % para el escenario de emisiones SRES A1FI con uso intensivo de combustibles fósiles, el 2,0 % para el escenario de mediana SRES (definido por Garnaut et al. (2008) como la mediana para cada variable y cada década de los cuatro escenarios de marcadores SRES), y 1,6% para el escenario SRES B1. Garnaut et al. (2008) también se refirieron a las proyecciones durante el mismo período de tiempo del: Programa de Ciencias del Cambio Climático de EE. UU. (2,7 % máx. y 2,0 % media), Perspectivas de la economía mundial 2007 del Fondo Monetario Internacional(2,5 %), Energy Modeling Forum (2,4 % máx., 1,7 % media), US Energy Information Administration (2,2 % alta, 1,8 % media y 1,4 % baja), World Energy Outlook 2007 de la IEA (2,1 % alta, 1,8 caso base), y el caso base del modelo Nordhaus (1,3%).

El escenario central de la publicación de la Agencia Internacional de Energía World Energy Outlook 2011 proyecta un aumento continuo en el CO global relacionado con la energía.2emisiones, con emisiones alcanzando 36,4 Gt en el año 2035. Esto es un aumento del 20% en las emisiones en relación con el nivel de 2010.

Informe de síntesis del PNUMA 2011

El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA, 2011) analizó cómo podrían desarrollarse las emisiones mundiales hasta el año 2020 dependiendo de diferentes decisiones políticas. Para producir su informe, el PNUMA (2011) reunió a 55 científicos y expertos de 28 grupos científicos de 15 países.

Las proyecciones, asumiendo que no hay nuevos esfuerzos para reducir las emisiones o basadas en la tendencia hipotética de "negocios como siempre", sugirieron emisiones globales en 2020 de 56 gigatoneladas de CO2-equivalente (Gt CO2-eq), con un rango de 55-59 Gt CO2-eq. Al adoptar una línea de base diferente donde las promesas del Acuerdo de Copenhague se cumplieron en su forma más ambiciosa, la emisión global proyectada para 2020 seguirá alcanzando las 50 gigatoneladas de CO2. Continuando con la tendencia actual, particularmente en el caso de la forma de baja ambición, existe una expectativa de aumento de temperatura de 3 ° Celsius para fines de siglo, lo que se estima traerá graves consecuencias ambientales, económicas y sociales. Por ejemplo, una temperatura del aire más cálida y la evapotranspiración resultante pueden provocar tormentas eléctricas más grandes y un mayor riesgo de inundaciones repentinas.

Otras proyecciones consideraron el efecto sobre las emisiones de las políticas presentadas por las Partes de la CMNUCC para abordar el cambio climático. Suponiendo que los esfuerzos más estrictos para limitar las emisiones conduzcan a emisiones globales proyectadas en 2020 de entre 49-52 Gt CO2-eq, con una estimación mediana de 51 Gt CO2-eq. Suponiendo que los esfuerzos menos estrictos para limitar las emisiones conduzcan a emisiones globales proyectadas en 2020 de entre 53-57 Gt CO2-eq, con una estimación mediana de 55 Gt CO2-eq.

Proyecciones nacionales de (cambio) climático

Las proyecciones climáticas nacionales (cambio) (también denominadas "escenarios climáticos nacionales" o "evaluaciones climáticas nacionales") son proyecciones climáticas regionales especializadas, típicamente producidas para y por países individuales. Lo que distingue a las proyecciones climáticas nacionales de otras proyecciones climáticas es que están firmadas oficialmente por el gobierno nacional, por lo que constituyen la base nacional pertinente para la planificación de la adaptación. Las proyecciones climáticas son comúnmente producidas durante varios años por los servicios meteorológicos nacionales de los países o las instituciones académicas que trabajan en el cambio climático.

Normalmente distribuidas como un solo producto, las proyecciones climáticas condensan información de múltiples modelos climáticos, utilizando múltiples vías de emisión de gases de efecto invernadero (p. ej., vías de concentración representativas) para caracterizar futuros climáticos diferentes pero coherentes. Dicho producto destaca cambios climáticos plausibles mediante el uso de narraciones, gráficos, mapas y quizás datos sin procesar. Las proyecciones climáticas a menudo están disponibles públicamente para los responsables de la formulación de políticas, los responsables de la toma de decisiones públicas y privadas, así como para los investigadores, a fin de realizar más estudios de impacto climático, evaluaciones de riesgos e investigaciones sobre la adaptación al cambio climático. Las proyecciones se actualizan cada pocos años para incorporar nuevos conocimientos científicos y modelos climáticos mejorados.

Objetivos

Las proyecciones climáticas nacionales ilustran cambios plausibles en el clima de un país en el futuro. Mediante el uso de múltiples escenarios de emisión, estas proyecciones resaltan el impacto que tienen los diferentes esfuerzos globales de mitigación en las variables, incluidas la temperatura, la precipitación y las horas de sol. Los científicos del clima recomiendan encarecidamente el uso de múltiples escenarios de emisión para garantizar que las decisiones sean sólidas ante una variedad de cambios climáticos. Las proyecciones climáticas nacionales forman la base de los planes nacionales de adaptación y resiliencia climática, que se informan a la CMNUCC y se utilizan en las evaluaciones del IPCC.

Diseño

Para explorar una amplia gama de resultados climáticos plausibles y aumentar la confianza en las proyecciones, las proyecciones nacionales de cambio climático a menudo se generan a partir de múltiples modelos de circulación general (GCM). Dichos conjuntos climáticos pueden tomar la forma de conjuntos de física perturbada (PPE), conjuntos de modelos múltiples (MME) o conjuntos de condiciones iniciales (ICE).Como la resolución espacial de los GCM subyacentes suele ser bastante baja, las proyecciones a menudo se reducen, ya sea dinámicamente utilizando modelos climáticos regionales (RCM) o estadísticamente. Algunas proyecciones incluyen datos de áreas que son más grandes que las fronteras nacionales, por ejemplo, para evaluar más completamente las áreas de captación de ríos transfronterizos. Algunos países también han producido proyecciones más localizadas para áreas administrativas más pequeñas, por ejemplo, Estados en los Estados Unidos y Länder en Alemania.

Varios países han producido sus proyecciones climáticas nacionales con retroalimentación y/o interacción con las partes interesadas. Dichos esfuerzos de participación han ayudado a adaptar la información climática a las necesidades de las partes interesadas, incluida la provisión de indicadores climáticos específicos del sector, como los días de calentamiento por grados. En el pasado, los formatos de participación incluían encuestas, entrevistas, presentaciones, talleres y casos de uso. Si bien tales interacciones ayudaron no solo a mejorar la usabilidad de la información climática, también fomentaron debates sobre cómo usar la información climática en proyectos de adaptación. Curiosamente, una comparación de las proyecciones climáticas británica, holandesa y suiza reveló distintas preferencias nacionales en la forma en que se involucraron las partes interesadas, así como también en cómo se condensaron y comunicaron los resultados del modelo climático.

Ejemplos

Más de 30 países han informado proyecciones/escenarios climáticos nacionales en sus Comunicaciones Nacionales más recientes a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. Muchos gobiernos europeos también han financiado portales nacionales de información sobre el cambio climático.

Para los países que carecen de recursos adecuados para desarrollar sus propias proyecciones de cambio climático, organizaciones como el PNUD o la FAO han patrocinado el desarrollo de proyecciones y programas nacionales de adaptación (NAPA).

Aplicaciones

Las proyecciones climáticas nacionales se utilizan ampliamente para predecir los impactos del cambio climático en una amplia gama de sectores económicos y también para informar los estudios y decisiones de adaptación al cambio climático. Algunos ejemplos incluyen:

Comparaciones

Se ha llevado a cabo una comparación detallada entre algunas proyecciones climáticas nacionales.

Escenarios globales a largo plazo

En 2021, los investigadores descubrieron que proyectar los efectos de las emisiones de gases de efecto invernadero solo hasta 2100, como se practica ampliamente en la investigación y la formulación de políticas, es un modelo de escenarios de cambio climático RCP miopes y sus efectos hasta 2500.

Proyecciones de idoneidad de los cultivos para 2100 y 2500 en el escenario de emisiones moderadas a altas de RCP6.0

Anomalías de la temperatura media global del aire cerca de la superficie y del aumento del nivel del mar termoestérico en relación con la media de 2000-2019 para los escenarios RCP

Número medio de meses por año en los que el estrés por calor supera los 38 °C (escala UTCI) en climas presentes (2020) y futuros

Ser capaz de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero requerirá muchas transiciones importantes: incluida la reducción masiva de combustibles fósiles, la producción y distribución de fuentes de energía de bajas emisiones, el cambio a otros proveedores de energía y, quizás lo más importante, la conservación de la energía y ser más eficiente con ella.. Si los combustibles fósiles continúan quemándose y ventándose al medio ambiente, las emisiones de GEI serán muy difíciles de reducir.

Escenarios de mitigación

Los escenarios de mitigación del cambio climático son futuros posibles en los que el calentamiento global se reduce mediante acciones deliberadas, como un cambio integral a fuentes de energía distintas de los combustibles fósiles. Son acciones que minimizan las emisiones para que las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera se estabilicen en niveles que restrinjan las consecuencias adversas del cambio climático. Usando estos escenarios, el examen de los impactos de diferentes precios del carbono en una economía se habilita en el marco de diferentes niveles de aspiraciones globales.

Un escenario típico de mitigación se construye seleccionando un objetivo a largo plazo, como una concentración atmosférica deseada de dióxido de carbono (CO 2), y luego ajustando las acciones al objetivo, por ejemplo, poniendo un tope a las emisiones globales y nacionales netas de gases de invernadero.

Un aumento de la temperatura global de más de 2 °C se ha convertido en la definición mayoritaria de lo que constituiría un cambio climático intolerablemente peligroso con esfuerzos para limitar el aumento de la temperatura a 1,5 °C por encima de los niveles preindustriales según el Acuerdo de París. Algunos científicos del clima son cada vez más de la opinión de que el objetivo debería ser una restauración completa de la condición preindustrial de la atmósfera, sobre la base de que una desviación demasiado prolongada de esas condiciones producirá cambios irreversibles.

Cuñas de estabilización

Una cuña de estabilización (o simplemente "cuña") es una acción que reduce gradualmente las emisiones proyectadas. El nombre se deriva de la forma triangular de la brecha entre las trayectorias de emisiones reducidas y no reducidas cuando se grafica a lo largo del tiempo. Por ejemplo, una reducción en la demanda de electricidad debido a una mayor eficiencia significa que se necesita generar menos electricidad y, por lo tanto, se deben producir menos emisiones. El término se origina en el Juego de cuña de estabilización. Como unidad de referencia, una cuña de estabilización equivale a los siguientes ejemplos de iniciativas de mitigación: despliegue de doscientos mil aerogeneradores de 10 MW; detener por completo la deforestación y la plantación de 300 millones de hectáreas de árboles; el aumento de la eficiencia energética media de todos los edificios del mundo en un 25 por ciento;o la instalación de instalaciones de captura y almacenamiento de carbono en 800 grandes centrales eléctricas de carbón. Pacala y Socolow propusieron en su trabajo, Stabilization Wedges, que se requieren siete cuñas para 2050, con las tecnologías actuales, para tener un impacto significativo en la mitigación del cambio climático. Sin embargo, hay fuentes que estiman la necesidad de 14 cuñas porque la propuesta de Pacala y Socolow solo estabilizaría las emisiones de dióxido de carbono en los niveles actuales pero no la concentración atmosférica, que está aumentando en más de 2 ppm/año. En 2011, Socolow revisó su estimación anterior a nueve.

Niveles objetivo de CO 2

Las contribuciones al cambio climático, ya sea que enfríen o calienten la Tierra, a menudo se describen en términos de forzamiento radiativo o desequilibrio que introducen en el presupuesto energético del planeta. Ahora y en el futuro, se cree que el dióxido de carbono antropogénico es el principal componente de este forzamiento, y la contribución de otros componentes a menudo se cuantifica en términos de "partes por millón de dióxido de carbono equivalente" (ppm CO 2 e), o el incremento/decremento en las concentraciones de dióxido de carbono que crearía un forzamiento radiativo de la misma magnitud.

450ppm

Los escenarios AZULES en la publicación Energy Technology Perspectives de la IEA de 2008 describen caminos hacia una concentración de largo alcance de 450 ppm. Joseph Romm ha esbozado cómo lograr este objetivo mediante la aplicación de 14 cuñas.

World Energy Outlook 2008, mencionado anteriormente, también describe un "Escenario de política 450", en el que las inversiones adicionales en energía para 2030 ascienden a $ 9,3 billones por encima del Escenario de referencia. El escenario también presenta, después de 2020, la participación de las principales economías como China e India en un esquema global de límites máximos y comercio que opera inicialmente en los países de la OCDE y la Unión Europea. Además, el escenario menos conservador de 450 ppm exige un amplio despliegue de emisiones negativas, es decir, la eliminación de CO 2 de la atmósfera. Según la Agencia Internacional de Energía (AIE) y la OCDE, "lograr objetivos de concentración más bajos (450 ppm) depende significativamente del uso de BECCS".

550ppm

Este es el objetivo defendido (como límite superior) en el Informe Stern. Como aproximadamente una duplicación de los niveles de CO 2 en relación con la época preindustrial, implica un aumento de la temperatura de unos tres grados, según las estimaciones convencionales de la sensibilidad climática. Pacala y Socolow enumeran 15 "cuñas", de las cuales 7 combinadas deberían ser suficientes para mantener los niveles de CO 2 por debajo de 550 ppm.

El informe World Energy Outlook de la Agencia Internacional de la Energía para 2008 describe un "Escenario de referencia" para el futuro energético del mundo "que supone que no hay nuevas políticas gubernamentales más allá de las ya adoptadas a mediados de 2008", y luego un "Escenario de políticas 550" en el que las políticas adicionales se adoptan, una mezcla de "sistemas de cap-and-trade, acuerdos sectoriales y medidas nacionales". En el Escenario de Referencia, entre 2006 y 2030 el mundo invierte $26,3 billones en infraestructura de suministro de energía; en el escenario de política 550, se gastan $4,1 billones adicionales en este período, principalmente en aumentos de eficiencia que generan ahorros en costos de combustible de más de $7 billones.

Otros gases de efecto invernadero

Las concentraciones de gases de efecto invernadero se agregan en términos de dióxido de carbono equivalente. Algunos escenarios de mitigación de gases múltiples han sido modelados por Meinshausen et al.

Como un enfoque a corto plazo

En un artículo de 2000, Hansen argumentó que el aumento de 0,75 °C en la temperatura global promedio durante los últimos 100 años ha sido impulsado principalmente por gases de efecto invernadero distintos del dióxido de carbono, ya que el calentamiento debido al CO 2 había sido compensado por el enfriamiento debido a los aerosoles, lo que implica la viabilidad de una estrategia inicialmente basada en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero distintos del CO 2 y de carbono negro, centrándose únicamente en el CO 2 a largo plazo.

Esto también fue argumentado por Veerabhadran Ramanathan y Jessica Seddon Wallack en el Foreign Affairs de septiembre/octubre de 2009.