Breve historia del Cambio Climático.
Parte 1. Identificando al CO₂ como causante.

Explicación sencilla pero rigurosa de cómo se llegó a conocer que las emisiones de CO₂ causarían un Calentamiento Global.
Acompáñame en este recorrido de más de 100 años de ciencia

Hemos oído tantas veces que el CO₂ es el causante del calentamiento global que nos puede parecer evidente. Sin embargo, llegar a esa seguridad no fue una tarea fácil ni rápida. Veamos los hitos más destacados:

Durante la década de 1820, J. Fourier desarrolló el análisis teórico de la transmisión de calor. Aplicando su teoría a la Tierra, dedujo que un objeto de su tamaño y a la misma distancia del Sol debería tener una temperatura muy inferior a la observada en la superficie terrestre.

Fourier escribió textualmente: “La temperatura [de la Tierra] puede aumentar por la interposición de la atmósfera, ya que el calor en forma de luz encuentra menos resistencia para entrar en el aire que para hacer el camino de vuelta tras convertirse en calor no luminoso”.

Fourier también expuso otras teorías y ninguna fue determinante en las hipótesis actuales. Sin embargo, sus consideraciones acerca de que la atmósfera podría actuar como aislante son reconocidas como el germen de la teoría del Efecto Invernadero.

Explicación gráfica:

-Espera, Eloy. Has dicho "explicación sencilla" y ya me he perdido.
-OK, simplifiquemos: la radiación solar que atraviesa la atmósfera lo hace en forma de luz visible, pero al salir se emite como radiación infrarroja (“no luminosa” según Fourier), que tiene mayor longitud de onda

Un gas de efecto invernadero es aquél que no interacciona con la luz visible pero absorbe radiación infrarroja. A nivel muy básico podemos compararlo con un colador que deja pasar radiación visible (pequeña) pero no infrarroja (grande).
Expertos en física, perdonad la analogía.

Los cálculos actuales indican que el efecto invernadero es responsable de que la temperatura media de la Tierra sea de 15ºC en vez de -19ºC (sí, ¡negativo!), como sería lo esperable de un cuerpo negro situado a la misma distancia del Sol.
¡Gracias, efecto invernadero!

En 1856 Eunice Newton Foote dio la primera idea de que el CO₂ era un gas de efecto invernadero. Llenó tres campanas de vidrio con vapor de agua, CO₂ y aire respectivamente, y comparó cuánto se calentaban al exponerlas al sol. Encontró el mayor efecto con el CO₂.

Eunice Foote expuso que “una atmósfera con más CO₂ daría como resultado una mayor temperatura”.
Foote luchó por la igualdad de la mujer en el s. XIX, pero no pudo exponer su trabajo por ser mujer y permaneció en el olvido hasta 2011.
Por suerte hoy sí podemos reconocérselo.

Tan solo 3 años después, John Tyndall publicó trabajos detallados sobre la absorción de gases en el infrarrojo.
Hasta donde sabemos, Tyndall no conocía los datos de Foote y fue considerado el padre del efecto invernadero y la ciencia del cambio climático durante 150 años. ¡Ya no!

Pasado un tiempo, en 1896 Svante Arrhenius estudiaba las glaciaciones y correlacionó la concentración de CO₂ atmosférico y la temperatura media de la Tierra con una expresión todavía vigente. Predijo un incremento de 4-5ºC si se duplicaba la cantidad de CO₂ en la atmósfera.

El cálculo de Arrhenius es sorprendentemente similar a los actuales, con dos matices:
Arrhenius estimó que se tardarían 3.000 años en duplicar la concentración atmosférica de CO₂, pero en solo 100 años el aumento ha sido ya del 50%. Seguramente no contaba con estas emisiones:

Arrhenius también pensó que un aumento de la temperatura del planeta sería beneficioso para el ser humano, los cultivos, etc.
Hoy sabemos que se equivocaba, pero poniéndonos en su lugar (un sueco interesado en periodos glaciares) quién no querría algo más de calor…

En 1898, Knut Ångström observa que el CO₂ y el vapor de agua tienen bandas de absorción solapadas. Además, se confunde al afirmar que a mayor concentración de CO₂ no hay más absorción de radiación infrarroja (efecto de saturación).

Detalles del error: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2007/06/a-saturated-gassy-argument-part-ii/

Sabiendo que en la atmósfera hay mucho más vapor de agua que CO₂ y confundiéndose al creer en la saturación en la absorción en el infrarrojo del CO₂, Ångström critica duramente las conclusiones de Arrhenius. Parte de la comunidad científica le cree, retrasando años el avance.

Todavía hay quien niega el efecto del CO₂ en la temperatura global esgrimiendo el argumento de la saturación en la absorción del CO₂.
Si los veis, llamadlos carcas, porque se basan en un experimento desafortunado, cuestionado en 1901 y refutado en 1938:
http://www.realclimate.org/images/MWRAngstromComment.pdf

Pero este error también tuvo una parte positiva. El experimento de J. Koch y K. Ångström dejaba patente que incluso en concentraciones muy bajas, como las existentes en la atmósfera, el CO₂ absorbe fuertemente energía del espectro infrarrojo.

En 1938 Guy Stewart Callendar recopiló medidas de temperatura y de concentración de CO₂ desde el s. XIX. Se dio cuenta de que había una correlación y calculó que la temperatura había aumentado 0,5ºC en los últimos 50 años. Os suena a Arrhenius, ¿verdad?

Efectivamente, Callendar retomó y amplió el trabajo de Arhenius, pero no le creyeron.
Con el tiempo, se vio que sus cálculos eran correctos y se llamó Efecto Callendar al calentamiento global antropogénico, es decir, debido al ser humano y a sus emisiones de CO₂. ¡Eureka!

El concepto de calentamiento global antropogénico había llegado para quedarse, pero aún faltaba mucho por investigar sobre su magnitud, efectos, proyecciones a futuro, etc.
Lo veremos en el siguiente capítulo...

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