Al escuchar las palabras "gas de efecto invernadero, "La mayoría de la gente piensa inmediatamente en el dióxido de carbono. De hecho, este es el gas de efecto invernadero que actualmente está produciendo el mayor impacto en el rápido cambio climático de la Tierra. Pero está lejos de ser el único que deja su huella, y para mitigar el cambio climático es importante poder comparar los efectos de los distintos gases que contribuyen al calentamiento del planeta.

Pero eso no es fácil de hacer.

Los gases de efecto invernadero varían no solo en sus fuentes y en las medidas necesarias para controlarlos, sino también en la intensidad con la que atrapan el calor solar, cuánto duran una vez que están en la atmósfera, y cómo reaccionan con otros gases y finalmente se eliminan del aire. Las diferencias hacen que sea imposible hacer exactamente lo que los investigadores y los legisladores quieren hacer:crear un factor de conversión simple que permita comparaciones exactas entre ellos.

Echemos un vistazo al caso más extremo:los clorofluorocarbonos (CFC). Comparado con el dióxido de carbono, Los CFC pueden producir más de 10, 000 veces más calentamiento, libra por libra, una vez que están en el aire. Afortunadamente, Los CFC fueron prohibidos por un acuerdo internacional llamado Protocolo de Montreal en 1987, no por su dramático potencial de calentamiento, aunque esa fue una razón secundaria reconocida en ese momento, pero debido a que se descubrió que eran la causa principal de la destrucción cada vez mayor de la capa de ozono de la Tierra, que protege al planeta de peligrosos, Niveles cancerígenos de radiación ultravioleta.

Fuera de la imagen

Los CFC "serían ahora un actor importante" en la contribución al calentamiento global si no se hubieran eliminado gradualmente. dice Susan Solomon, la profesora Ellen Swallow Richards de Química Atmosférica y Ciencia del Clima en el MIT. Por ahora, si todavía se estaban utilizando al mismo ritmo que antes de la eliminación, Los CFC contribuirían aproximadamente a un tercio del efecto invernadero de la Tierra que el dióxido de carbono, que sigue siendo, con mucho, el mayor contribuyente, ella dice.

Para comparacion, ella dice, el Protocolo de Kioto (ahora reemplazado por el Acuerdo de París de 2015), que pidió una serie de medidas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo, produjo una reducción total de aproximadamente 2 gigatoneladas de emisiones de "carbono equivalente" por año, mientras que la eliminación de los CFC ya ha eliminado cinco veces más:unas 10 gigatoneladas de gas equivalente de carbono por año.

Hoy dia, el segundo productor de efectos de invernadero causados ​​por el hombre es el metano, el componente principal del gas natural. Cuando se lanzó inicialmente, el metano es aproximadamente 100 veces más potente que el dióxido de carbono, pero su vida en la atmósfera es mucho más corta, alrededor de una década, a diferencia del tiempo de residencia de siglos del dióxido de carbono. Cuando se promedia durante un período de 20 años, la "equivalencia de gases de efecto invernadero" del metano es aproximadamente 72 veces mayor que la del dióxido de carbono, pero cuando se mira en una escala de tiempo de 100 años, esa equivalencia se reduce a solo 25 veces.

El metano proviene de múltiples fuentes, algunos de los cuales son relativamente difíciles de medir. Por ejemplo, fuga de pozos de gas natural, instalaciones de almacenamiento, y los sistemas de distribución son una fuente importante. Pero debido a que dichas fugas son muy variables y dependen de factores como los métodos de construcción de pozos y los sistemas de mantenimiento de la infraestructura, que en algunos casos son información patentada, ha habido una gran controversia sobre el alcance de dichas fugas. Otras fuentes, como las emisiones relacionadas con los humedales, deforestación, y ganado, son difíciles de medir con precisión.

Contabilización de la dinámica

Jessika Trancik, el Profesor Asociado de Desarrollo de Carrera de Atlantic Richfield en Estudios de Energía en el Instituto de Datos del MIT, Sistemas y sociedad, dice que debido a la dinámica muy diferente del metano en la atmósfera en comparación con el dióxido de carbono, Puede resultar engañoso confiar en las comparaciones convencionales de un solo factor que se utilizan con frecuencia. En lugar de, Ella y sus colaboradores sugirieron en un documento de investigación de 2014, y ampliaron aún más la idea en 2016, que se debe usar una medida de los efectos relativos de diferentes gases basada en objetivos específicos de mitigación del clima. por ejemplo, cuando el horizonte temporal para la comparación se basa en un objetivo de estabilización específico.

La forma habitual de comparar los gases de efecto invernadero es mediante un único factor de conversión, llamado el potencial de calentamiento global, que utiliza un horizonte de tiempo elegido arbitrariamente de 100 años. Para el metano, esto generalmente se da como un factor de 25 (es decir, el metano es 25 veces más potente que el dióxido de carbono). Pero Trancik sugiere que es más significativo utilizar "métricas inspiradas en objetivos, "que incorporan los diferentes tiempos de residencia de diferentes gases en un lapso de tiempo que depende de cuándo ocurren las emisiones en relación con un objetivo de mitigación:un impacto climático instantáneo (ICI) y un impacto climático acumulativo (CCI). Ella dice que cuánto peso dar los diferentes factores "se reduce a cuánto le importa la tasa de cambio a corto plazo, en contraposición al estado de equilibrio "en el que finalmente se asentará el clima, que puede no alcanzarse en siglos.

La investigación de Salomón ha demostrado recientemente que algunos de los efectos de los gases de efecto invernadero pueden persistir durante siglos, incluso después de que los gases que inicialmente desencadenaron esos cambios ya no se emiten en absoluto. Específicamente, la expansión del agua a medida que se calienta, combinado con el derretimiento del hielo polar y glaciar, puede conducir a un aumento significativo del nivel del mar que duraría siglos incluso si se detuvieran por completo todas las nuevas emisiones de gases de efecto invernadero. Esto se debe a que estos gases permanecerán en la atmósfera y seguirán atrapando el calor mucho después de que se eliminen sus fuentes, un hecho que a veces se pasa por alto en las discusiones sobre la mitigación del cambio climático. Si todas las emisiones de dióxido de carbono se eliminaran para 2050, Solomon y sus coautores encontraron, hasta la mitad de las emisiones seguirían estando en el aire 750 años después, y sigue calentando el planeta.

"No hay duda de que el dióxido de carbono es el mayor contribuyente al cambio climático causado por el hombre, "Trancik dice, "Así que ese es el gran enfoque de los esfuerzos de mitigación. Pero hay una serie de otros que también son importantes. Estas emisiones que no son de dióxido de carbono a menudo provienen de algún tipo de fuga en el sistema de suministro, a diferencia de las emisiones directas de dióxido de carbono que resultan de la combustión de combustibles fósiles que contienen carbono. Hay oportunidades para limpiar estos sistemas para reducir las fugas, aunque no siempre es fácil ".

También, ella dice, "Hay un desafío en comprender la vida atmosférica de todos estos gases de efecto invernadero y cómo cambia el forzamiento radiativo a medida que cambia la concentración. Hay efectos interactivos que cambian las eficiencias radiativas de todos estos gases".

Los gases no son los únicos que contribuyen al efecto invernadero:carbono negro, también conocido como hollín, así como alguna otra materia particulada también puede desempeñar un papel. Pero tales materiales tienen tiempos de residencia aún más cortos, normalmente solo días o semanas, ya que tienden a desaparecer del aire con la siguiente lluvia.

Lo que nos lleva al mayor gas de efecto invernadero de todos:el vapor de agua. No hay duda de que el vapor de agua es responsable de un mayor calentamiento por efecto invernadero que cualquier otro componente atmosférico. Pero el comportamiento del vapor de agua depende del clima, por lo que no es un impulsor del cambio climático, sino más bien una retroalimentación amplificadora, ya que el ciclo del agua es una parte constante de la circulación atmosférica. A medida que el aire se vuelve más cálido puede contener más vapor de agua, por lo que un clima cálido conduce a más vapor en el aire, proporcionando un efecto de retroalimentación y potencialmente conduciendo a cambios dramáticos en los patrones de lluvia. Pero, el vapor de agua solo permanece hasta la próxima lluvia. "El vapor de agua es un esclavo del sistema climático, no es un maestro, "Dice Salomón.

Entonces, cuando se trata de cambiar el clima del planeta, el dióxido de carbono es realmente el factor número uno, y lo será en el futuro previsible, incluso si todas las emisiones se detuvieran ahora mismo. Gran parte del dióxido de carbono emitido durante el último siglo seguirá estando allí durante siglos en el futuro, y seguirá calentando el planeta y provocando un aumento del nivel del mar. "Parte de nuestro dióxido de carbono seguirá estando allí en 1, 000 años, "Dice Salomón. Así que para todos los propósitos prácticos, ella dice, en una escala de tiempo humana, El dióxido de carbono emitido al aire conduce a "la irreversibilidad del calentamiento inducido por el dióxido de carbono".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.