Download Cambio Global - Centro de Ciencias de Benasque Pedro Pascual

Fronteras del Cambio Global
Xavier Bellés
Carlos M. Duarte
Curso de Verano ciclo “Fronteras de la Ciencia”
Centro de Ciencias de Benasque "Pedro Pascual”, 23-27 Julio 2008
Sesión de Mañana: 9:00 – 13:30 (30 ‘ pausa de café)
Sesión de tarde: 16:00 – 18:00
¿Qué es el Cambio Global?
¿Porqué debe Preocuparnos?
Carlos M. Duarte
IMEDEA (CSIC-UIB)
Mallorca
Cambio Global: Fronteras del Cambio Global
Centro de Ciencias de Benasque "Pedro Pascual”, 21-24 Junio 2008
Número de personas (miles de millones)
Rápido Crecimiento de la Población Humana
Estimas de capacidad de carga
del planeta Tierra
Datos de Pop. Ref. Bureau y de NU
Hoy
Agua
Terreno Agrícol
Alimento
Km3 por millón
Crecimiento de población
X
Aumento en el uso de
Energía per cápita
Aumento en el uso de recursos por
la humanidad
Cambio Global
Cambio Global
Impacto de la actividad humana sobre los
procesos fundamentales que regulan el
funcionamiento del Sistema Tierra y que se
amplifican por interacciones entre ellos (e.g.
Cambio Climático y su impacto sobre otros
procesos).
Contribuyen a este Cambio aquellas actividades
que, aunque ejercidas localmente, tienen
efectos que trascienden el ámbito local o
regional para afectar al funcionamiento global
del Sistema Tierra.
La humanidad ha generado cambios a escala regional en el pasado
Población Humana
(milliones)
Suficiente población como para inducir cambios a
4
10
nivel regional (Mediterráneo)
1000
100
10
1
0.1
10
7
10
6
10
5
10
4
1000
100
10
1
Años antes del presente
Capacidad de carga efectiva: 14.000 millones de habitantes
Cohen (1995)
Uso y transformación del territorio es una fenómeno
temprano en el Mediterráneo
Cambio climático temprano en el
Mediterráneo
• Informaciones de historia: (Herodoto, Polybos, Julius Caesarm Sallust,
Strabo, Livio, Tácito, etc.) relatan un clima húmedo, más lluvioso en verano, y
con exhuberante vegetación en el área N. Africana.
• Informes sobre prácticas y rendimiento agrícola: (Cato el Viejo, Varro,
Columella)
• Informes sobre historia natural (Teophrastos, Plinio el Viejo, Ptolomaeus)
• Evidencia arqueológica (Leptis Magna, Cathago, Thugga, Cuicul, Cyrenaica,
Palmyra, Heliopolis, Puentes y acueductos, etc.).
• Distribución de la población.
1 compilado por Reale & Dirmeyer (2000)
Cambio climático temprano en el
Mediterráneo
• Evidencia de un clima húmedo, asociado a una vegetación exhuberante en la
• Elefantes, acueductos, baños, puentes, etc., done no hay agua en la
cuenca Mediterránea, particularmente el N. De África.
actualidad, información de bosques, un Sahara más pequeño, etc.
• Evidencia de grandes cambios en uso del terreno (deforestación, prácticas
• agrícolas
Crisis Políticas
y abandono
de ciudades.
intensivas,,
etc.) - asociadas
a un aumento de la población - que llevó
a la desertización
Conclusión: Degradación a gran escala del territorio llevó a
cambios climáticos con importantes consecuencias socioeconómicas en la región.
Reale & Shukla (2000)
Antropoceno:
Una nueva era en la historia del Planeta
Tierra en la que una nueva fuerza – la
actividad humana – condiciona el
funcionamiento del Sistema Tierra.
Paul
Crutzen
Génesis 9:1-3
Despues bendijo Dios a Noe y a sus
hijos. Y dijoles: Creced y multiplicaos
y poblad la tierra. Que teman y
tiemblen ante vosotros todos los
animales de la tierra, y todas la aves
del cielo, y todo cuanto se mueve sobre
la tierra: todos los peces del mar estan
sujetos a vuestro poder. Y todo lo que
tiene movimiento y vida os servira de
alimento: . todas las cosas os las
entrego…
¿Cuáles son estos recursos?
Elementos (N, P, Fe)
esenciales para
la vida
Agua
Territorio
y sustancias
sintéticas
Energía
Biodiversidad
Actividad humana
Uso de
Energía
Uso de
Agua
Uso del
territorio
Uso de la
biodiversidad
Uso de los elementos
(nutrientes, metales,
etc.)
Introducción de nuevas
sustancias químicas
Cambios globales
Pérdida de
Biodiversidad
Cambio
Climático
Impactos
Pérdida de servicios
y resilencia
Migraciones,
mortalidad y
conflictos
Agotamiento
recursos
hídricos
Enfermedades
Desertificación
Inseguridad
alimenticia
Aumento del
ultravioleta
Pérdidas
económicas (~20
% PB global)
Deterioro calidad
de aguas y
atmósfera
Deterioro
calidad de
aguas y
atmósfera
Transformación del territorio
Conversión a pastizales y
campos de cultivo
% de la superficie global
Cropland
Pasture
Forest
Other
50
40
30
20
10
0
1700
1750
1800
Territorio domesticado : 6 % en 1700
1850
1900
1950
33 % en 1950, 45 % 2000
(área urbana actual ~ 1-2 % del territorio)
Goldewijk & Battjes (1997)
El exceso de uso de agua está llevando
a la pérdida de ecosistemas acuáticos
Mar de Aral
Asia Central
La deforestación es particularmente rápida
en los trópicos
Fuegos de más de 4 Km2 en
un año en el trópico
Un fuerte incremento en el número de fuegos
10 veces más en 40 años
Pausas y Valluejo (1999)
Deforestación y reducción de la
cobertura vegetal:
• Disminución de la precipitación (e.g. Península
Ibérica).
• Aumento en la frecuencia de tormentas.
• Aumento de la escorrentía.
• Aumento de la erosión de suelos.
• Aumento de las pérdidas de nutrientes.
Desertificación
Superficie degradada desde la II G. Mundial ~ 17 %
6
Erosión de suelos global ~ 24 - 75 10 Toneladas año
-1
Extensión de la desertificación en el Mediterráneo
Aumento global promedio del nivel del mar (19902100) - metros
El aumento del nivel del mar, combinado con el aumento
dla energía de temporales, llevará a inundaciones en la
franja costera. Las áreas costeras bajas (marismas, etc.)
son las más vulnerables.
Incremento en las inundaciones debidas a temporales
Las cotas que se alcanzaban una vez cada
100 años ahora se dan cada 20 años
Zonas de Mayor
Riesgo. Megadeltas
y Grandes Urbes
Asiáticas
Países con bajo relieve e
islas-estado
(particularmente atolones)
El aumento del nivel del
mar y de la energía de los
temporales provocará
erosión costera
Retirada Planificada:
Teniendo en cuanta las predicciones
de aumento del nivel del mar e
inundanciones para el siglo 21
Población global en riesgo
por inundaciones marinas
Protección
Hoy
Retirada
+ 40 cm
Incercia del sistema climático: El nivel del mar es el componente
con más inercia
Impacto económico del aumento
del nivel del mar
Region
USA
EU
East Europe FSU
Japan
Rest of Annex I
Energy Exporters
China India
Rest of the World
Total
2010
-1.048711
-1.431420
-0.401172
-0.428043
-0.038618
-7.260132
-2.648810
-4.153444
-17
2030
-41.9225
-43.8268
-8.73332
-2.39755
3.909041
-134.392
-83.4139
-97.0129
-415
2050
-1609.62
-1277.25
-203.624
150.337
285.1913
-1352.67
-1296.33
-1349.96
-7524
En millones de dólares de 1997
Roson (2003)
La velocidad media, número y frecuencia
de huracanes intensos ha aumentado
Un rápido aumento de los daños causados por
desastres naturales asociados al clima
La destrucción de hábitats acentúa los daños de
catástrofes naturales
La mortalidad causada por el Tsunami de Dic. de 2004 fue mucho
mayor en áreas donde se había destruído la vegetación de manglar
Dos hechos recientes
• Los daños del huracán Katrina en Nueva
Orleans se vieron acrecentados por la
pérdida de marismas y vegetación.
• La avalanzha de fango que causó más de
2,000 víctimas en Filipinas se deriva de la
deforestación y las intensas lluvias.
La producción de fertilizantes tiene un gran impacto en
el ciclo del N
Fijación de N global (Tg/año)
100
Fijación “natural”
50
0
Fijación N
antropogénica
1920
1940
1960
1980
Tasa de aumento del terreno agrícola (0.24 %/año) < tasa de aumento de la
población,
uso masivo de fertilizantes para aumentar el rendimiento (2.2 %/año
entre 1967-1982)
-1
Uso mundial de fertilizantes (Tg N año )
140
120
predicción
100
80
60
40
20
0
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Galloway et al. (1995)
Contaminación de aguas y acuíferos por N
-2 -1yr )
NO
export (Kg N Km
3
1000
800
600
400
200
0
0
50
100 150
200 250
300
350 400
2
Population density (ind. Km
)
El tratamiento de aguas domésticas sólo cubre
Al 60 % de la población de la OECD
Caraco & Cole (1999)
Impacto global de la actividad humana
(porcentaje de cambio)
100
80
60
40
20
0
Territorio CO2 Agua Fijación Invasión Ext. Pesquerías
transformado
Nitrógeno
Aves agotadas
Uso de
Biocombustibles
Cambio Climático
Disminución de
Emisiones
Atenuación
del Cambio
Climático
Cambio Global
Uso de
Biocombustibles
Energía
Nitrógeno
Agua
Territorio
Disminución de
Emisiones
Aumento de
Emisiones
Atenuación
del Cambio
Climático
Pérdida de
Biodiversidad
Agotamiento
recursos
hídricos
Inseguridad
alimenticia
Migraciones, y
conflictos
Desertificación
Pobreza
Pesticidas
Deterioro calidad
de aguas y
atmósfera
• “Este año serán los coches, no las personas, los
mayores responsables del incremento en consumo
de alimento global…los cereales necesarios para
llenar el tanque de un vehículo todo terreno con
etanol podrían alimentar una persona durante
todo un año”
Aumento de producción de cereales =
20 millons de toneladas de los que 14 se usarán
para producir etanol en los EEUU de América
Lester Brown (2006)
“La producción masiva de biocombustibles
es un crimen contra la humanidad”
Jean Ziegler
Incertidumbres
No es posible asignar con certeza un episodio
concreto al Cambio Climático
LA CONCIDENCIA DE EVENTOS EN EL SENTIDO QUE
PREDICEN LOS MODELOS ATENÚA LA INCERTIDUMBRE
¿Cuánto puede costar el Cambio
Climático?
• Entre un 5 y un 20% del Producto Bruto
Global (Stern Review Group 2006, UN
2007).
¿Cuánto puede costar paliar el
impacto delCambio Climático?
• Entre un 0.3 y un 1% del Producto Bruto
Global (Stern Review Group 2006, UN
2007).
Gestionando el Riesgo
• La gestión de riesgos es parte de nuestra vida
cotidiana. e.g. Estamos dispuestos a pagar un 5%
anual del coste de un vehículo por cubrirnos frente
al riesgo, improbable, de un siniestro total.
• El coste de mitigrar los impactos delcambio
climático es aprox. un 5% de los daños posibles.
La probabilidad de que estos daños se manifiesten
es mucho más probable que la de un siniestro
total.
¿Cómo afrontar el Cambio
Global?
• Investigación:
• Mejorar la capacidad predictiva: fenómenos
no lineales.
• Mejorar la capacidad de observación: GEO
• Mejorar nuestra comprensión del
funcionamiento de la Biosfera.
• Desarrollo de nuevas tecnologías: energías
limpias, sistemas más eficientes.
Alarma Social
Noticias en medios
de comunicación
¿Que opina la sociedad?
2007
• 84EUROBARÓMETRO
% de los Europeos se muestran
interesados por el Medio Ambiente y la
Naturaleza.
• 71 % por la investigación médica.
• 70 % por las noticias internacionales.
• 68 % por la economía
• 60 % por la ciencia y la tecnología
¿y la sociedad española?
Encuesta FBBVA
• Nueve de cada diez españoles han oído hablar del
calentamiento global.
• El 86% reconoce que la actividad humana es
¿Como
aprovechar
responsable
del problema. esa disposición?
• Un 82% creen que el calentamiento global es un
problema importante para ellos y sus familias y un
93% piensan que lo será para las generaciones
futuras.
• El 72% de los ciudadanos afirman estar dispuestos
a introducir cambios en su modo de vida para
combatir el calentamiento global.
Acción Necesaria
• Una sociedad con ciudadanos mejor
informados -> una sociedad más
responsible.
• Mitigar el Cambio Global genera
oportunidades.
• Una sociedad más sana, más justa y más
solidaria.
El Papel de los Científicos
Publicaciones
científicas españolas
Científicos
Publicacione
s
especializad
Periodistas
y
as
Agencias de
Divulgadores
prensa
Medios de
comunicaci
ón
Sociedad
Cultura Científica
Científicos
Carencia fundamental de cultura
científica en nuestra sociedad.
Publicaciones
especializadas
Desconexión entre sociedad y
científicos.
Periodistas y
Agencias de prensa
Divulgadores
Medios de
comunicación
Sociedad
Intrusismo: ante la inhibición de
los científicos en el debate
público, y el desconocimiento de
cuáles son las señas de identidad
de la ciencia, el espacio de
comunicación es ocupado por
oráculos, oportunistas y frikis, que
acaban por presentarse ante la
sociedad como científicos
Fraude: la falta de cultura
científica facilita la manipulación
y la confusión
Responsabilidad social de los científicos
La reducción de la distancia entre ciencia y
sociedad es una responsabilidad
compartida
¿Existen oportunidades de negocio?
• ENERGÍA: Energías renovables (e.g. planta energía
mareomotriz en Portugal); Captura de CO2;
Geoingeniería; Sistemas Eficientes (edificios,
transporte, etc.); Mercado de derechos de emisiones
(todas ellas impulsadas por un barril de petróleo
cercano 100 $).
• AGUA: Tecnologías eficientes (e.g. irrigación),
Potabilización, Depuración, Desalinización.
• ALIMENTO: Acuicultura marina, Nuevos cultivos y
prácticas adaptativas.
S
k
y
S
a
i
l
s
T
Disminuye
el consumo un 15M
20%
El próximo buque oceanográfico
español (del IEO) portará este
sistema
Nuevos Negocios
• Asesoramiento Financiero: Climate Change
Capital asociada a Banco de Santander
(entidad financiera especializada en sectores
afectados por el cambio climático).
• Fondos de Inversión “verdes” fueron los
mas rentables del mercado en 2007, con un
16% de rentabilidad.
• Tecnologías eficientes: e.g. Toyota y
vehículos híbridos.
Conocimiento: Valor Estratégico
Contingencias (nuevas tecnologías, conflictos armados, pestes, etc.)
Cambios Sociales (actitudes, valores, demografía, etc.)
Cambio Climático
Incertidumbre
Agotamiento de Recursos Naturales
Sector Financiero (Créditos hipotecarios
y Seguros)
Infraestructuras Civiles
Estrategias Agrícolas
Estrategias
Corporativas
Mercado de Valores
Presente
2020
2040
(e.g. vino, madera, aceite)
2060
2080
2100
Conclusiones
• El Cambio Global es consecuencia del crecimiento de la
población humana combinado con el aumento en el usso de
recursos per cápita.
• El Énfasis en el Cambio Climático, olvidando sus
interacciones con otros componentes del Cambio Global,
puede hacernos tomar decisiones con importantes
consecuencias negativas.
• Hemos de confrontar el Cambio Global mediante una
combinación de investigación, actuaciones políticas,
cooperación internacional y educación/concienciación.
Conclusión: “Nuestros resultados sugieren
que la preocupación actual sobre el impacto
de la actividad humana sobre el clima es
¿Cómo informar al público sobre
infundado.”
la credibilidad de la información
científica?
Malthus predijo que la población
humana llegaría en breve a un
máximo porque aumenta
geométricamente mientras que la
producción de alimento aumenta
de forma linear
Se equivocó…
Thomas Malthus
An Essay on the Principle of Population (1798)
La producción
de alimento ha
de aumentar
para alimentar 3
mil millones de
personas más en
los próximos 50
años
El Cambio Climático
disminuirá la producción
agrícola en los trópicos
Water Services
Ona tercera parte de la
población humana sufre
déficit de agua
El Cambio
Global
disminuirá
los recursos
hídricos en
los páises en
zonas áridas
y semi-áridas
La población en esta
situación se duplicará en
los próximos 30 años
¿Se volverá a equivocar Malthus?
• Desafíos: Agua, Energía limpia y Alimento:
• ¿Estará en el Océano el Futuro de la
Humanidad?
Agua
• El Océano es un inagotable reservorio de agua.
• Las tecnologías de desalinización están
mejorando y extendiéndose en cantidad a la vez
que reducen sus costes.
• Una fracción de la población ya importante
satisface sus necesidades de agua del océano
Energía
• Las mareas y el oleaje son fuentes de energía aún por
eplotar. El océano, que ocupa las 3/4 partes de la
superficie del planeta es un reservorio aún por
explotar de energías limpias.
• Se están desarrollando ya plantas eólicas marinas que
generan la energía necesaria para desalinizar el agua,
generando incluso excedentes de energía.
Alimento
• La producción de alimento en el océano
(acuicultura) es el único sector de producción
de alimento que no consume agua dulce.
• La acuilcultura es el área del sector de
alimentación con el crecimiento más rápido.
• El consumo per capita de alimento de origen
marino ha aumentado globalmente en un 50 %
en las últimas 4 décadas
Limitaciones de la Acuicultura
(1) Los aportes de energía no es luz solar sino en forma de
plantas y animales;
(2) El pescado es vulnerable a infecciones (virales, hongos,
etc.);
(3) La alimentación, uso de antibióticos y las heces generan
contaminación y deterioro de la calidad del agua y los
ecosistemas;
(4) Los ecosistemas marinos se dañan localmente (praderas
submarinas) o se erradican (e.g. mangroves);
(5) Los stocks de peces de acuicultura pueden contaminar
genéticamente a los stocks salvajes (e.g. Salmón) o generar
episodios invasivos (e.g. Chile).
Conclusiones
• El Cambio Global es consecuencia del crecimiento de la
población humana combinado con el aumento en el usso de
recursos per cápita.
• El Cambio Climático no es un problema del futuro,
estamos inmersos en él.
• Hemos de confrontar el Cambio Global mediante una
combinación de investigación, actuaciones políticas,
cooperación internacional y educación/concienciación.
• El futuro de la humanidad podría encontrarse en el océano:
¿cuál será nuestro próximo techo?