Cambio Climatico

La respuesta climática al cambio de la cubierta forestal depende de los diferentes biomas y de dónde se produce, y todavía hay muchas incertidumbres en cuanto al acoplamiento entre el cambio de los bosques y la atmósfera. Por otro lado, el cambio forestal también puede impactar en el sistema climático a través de varios procesos como (1) la emisión de gases de efecto invernadero, que causan un desequilibrio en el presupuesto energético de la Tierra en la parte superior de la atmósfera, (2) la alteración del albedo (la proporción de radiación solar que la superficie de la Tierra refleja de vuelta al espacio), que influye en la cantidad de calor transferido de los ecosistemas a la atmósfera, (3) la alteración de la evapotranspiración (ET; es decir, evaporación de la superficie de la Tierra más la de las hojas), que enfría la superficie de la Tierra y proporciona humedad para formar nubes e impulsar la mezcla atmosférica, 4) alteración de la radiación de onda larga, que depende de la temperatura de la superficie de la Tierra y de la nubosidad, 5) cambios en la producción de aerosoles (pequeñas partículas que dispersan y absorben la luz), y 6) cambios en la rugosidad de la superficie de la Tierra, que determina la fuerza de acoplamiento entre la atmósfera y la superficie y, por lo tanto, la eficiencia del intercambio de agua y energía. El primer proceso suele denominarse efecto biogeoquímico y el resto son efectos biogeofísicos (Liang & Wang, 2020).

El equilibrio de energía es el equilibrio entre la radiación solar entrante, la proporción de esta radiación solar entrante que se refleja (albedo), y la transferencia de la radiación absorbida a la atmósfera como calor sensible (calentando el aire cercano a la superficie), ET (enfriando la superficie), y la radiación de onda larga. El equilibrio hídrico entre el ecosistema y la atmósfera es la diferencia entre las entradas de precipitaciones y el agua a través de la ET; el agua restante sale del ecosistema en forma de escorrentía. Cada uno de estos intercambios ecosistémico-atmósfera influye en el clima de la Tierra. Tanto la ET como el calor sensible enfrían la superficie, pero el enfriamiento de la superficie es más pronunciado cuando predomina la ET. Otras interacciones con el sistema climático están influenciadas por los ecosistemas (pero no se muestran en este diagrama), que incluyen los efectos de las partículas, CH4, N2O, el ozono y la reflectancia de las nubes (Liang & Wang, 2020).

Los bosques pueden secuestrar C, pero esto lleva a otros importantes cambios biogeofísicos. Los bosques a menudo tienen albedos de superficie más bajos que los de los ecosistemas que reemplazan, y así absorben más la radiación solar. También pueden afectar a otras propiedades biogeofísicas de la superficie, incluida la rugosidad de la superficie, que influye en el intercambio de energía y masa entre la superficie terrestre y la atmósfera. Los bosques tienen un mayor flujo de calor que los ecosistemas no forestales, como resultado de su mayor rugosidad superficial. Los bosques tropicales tienen grandes flujos de calor latentes que dan lugar al desarrollo de nubes, que reflejan la radiación solar de vuelta al espacio.  Los bosques y los árboles deben ser reconocidos como reguladores principales dentro de los ciclos del agua, la energía y el carbono (Liang & Wang, 2020).

En la Amazonia, la sustitución del bosque por pastos ha dado lugar a un aumento del albedo de aproximadamente 0,13 a aproximadamente 0,18 y a una disminución de la radiación neta de aproximadamente el 11% en la superficie. Un gran número de estudios de observación y modelización han sugerido que la deforestación causa dos cambios principales en el equilibrio energético e hídrico de la cuenca del Amazonas, a saber en primer lugar, al repartir la radiación neta que absorbe la superficie terrestre cambia, con una disminución del flujo de calor latente y un aumento del flujo de calor sensible, principalmente porque la deforestación hace que haya menos vegetación disponible para transpirar el agua a la atmósfera, y en segundo lugar, al sustituir la selva tropical oscura (albedo bajo) por pastizales o cultivos más reflectantes (albedo alto) se produce una disminución de la radiación solar absorbida por la superficie terrestre (Liang & Wang, 2020).

El aire sobre las zonas deforestadas se calienta más rápidamente y tiende a elevarse y a extraer el aire húmedo del bosque circundante, creando las llamadas brisas de la vegetación. Esto disminuye la lluvia sobre el bosque mientras que aumenta la nubosidad, las lluvias y las tormentas sobre los pastos. La deforestación heterogénea a grandes escalas (cientos a miles de km2) provoca cambios de circulación más complejos, con supresión de las lluvias sobre los claros del núcleo, particularmente al principio y al final de la estación húmeda, y sin cambios o aumento de las lluvias sobre grandes parches de bosque remanente. Estos cambios también afectan a la disponibilidad de agua y luz y a la absorción de C por los bosques restantes, pero estos efectos no han sido todavía bien cuantificados (Liang & Wang, 2020).

Las selvas tropicales intactas parecen ser resistentes a la variación climática natural, pero la aceleración del desarrollo a nivel mundial y en los trópicos en los últimos 50-60 años ha ejercido una presión cada vez mayor sobre esta capacidad. El cambio climático mundial, resultante en gran medida de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero, ha aumentado las temperaturas en los trópicos en alrededor de 0,7-0,8 C desde 1950. Probablemente también ha cambiado las pautas de las precipitaciones, pero la gran variación entre años en los trópicos hace que esto sea difícil de detectar con alguna certeza. Hasta ahora, los impactos de estos cambios no han sido claros, excepto en las montañas tropicales, donde las plantas, las aves y los insectos se han desplazado hacia arriba en respuesta al aumento de las temperaturas (Corlett,2017).

Las actividades humanas también han cambiado los climas a escala local y regional en los trópicos. Cuando grandes extensiones continuas de selva tropical son fragmentadas por cultivos o pastos, los parches de bosque que quedan tienden a secarse y se vuelven susceptibles a los incendios que se inician en las zonas abiertas. Incluso si no se tala el bosque, la tala selectiva - la recolección de árboles para la madera - abre el dosel y aumenta el riesgo de incendios. Además, los árboles de la selva tropical, con su mayor superficie foliar y sus raíces más profundas, transpiran más agua que los cultivos, los pastos o el suelo desnudo, enfriando y humidificando la atmósfera, por lo que cuando se tala el bosque, el clima regional se vuelve más cálido y seco. El resultado combinado de estos impactos, junto con la ampliación del uso del fuego como instrumento para la tala de bosques y la ordenación de las tierras, ha sido un enorme aumento de la frecuencia y la extensión de los incendios en las regiones de bosques tropicales, en particular en los años secos que se producen a intervalos irregulares. A su vez, estos incendios provocan episodios de neblina regional que son peligrosos para la salud humana y la aviación y pueden suprimir aún más las precipitaciones (Corlett,2017).

Las predicciones sobre el cambio climático futuro dependen de complejos modelos mundiales, impulsados por supuestos sobre cómo cambiarán en el futuro las emisiones de gases de efecto invernadero y otros factores climáticos. Estos modelos predicen un calentamiento adicional de 1-2 C en los trópicos para 2050 y de 2-5 C para 2100, dependiendo de las suposiciones. Las mayores incertidumbres se refieren a la trayectoria futura de las emisiones de gases de efecto invernadero, ya que en ella influirán factores socioeconómicos, el cambio tecnológico y la voluntad política. Las negociaciones mundiales en curso sobre la reducción de las emisiones tienen por objeto mantener el calentamiento por debajo de 2 C, pero para lograrlo será necesario reducirlo en mayor medida de lo que parece probable en la actualidad. Incluso con las suposiciones más optimistas, se prevé que las temperaturas tropicales para el 2100 serán las más cálidas que hayan tenido durante varios millones de años. Las predicciones sobre las precipitaciones tropicales varían considerablemente entre los modelos, pero la pauta general es un aumento moderado de las precipitaciones en la mayoría de las zonas, pero no en todas. Las predicciones de los extremos climáticos varían aún más, pero algunos modelos admiten un aumento de la frecuencia de las sequías graves y una intensificación de los ciclones (Corlett,2017).

Aunque las predicciones sobre el aumento de las temperaturas en los trópicos son científicamente sólidas, y los únicos desacuerdos se refieren a la tasa de calentamiento, los posibles impactos de este calentamiento en los bosques tropicales todavía no se conocen bien. En un extremo se encuentran las sugerencias de que el aumento de las temperaturas conducirá a un drástico "desgaste biótico de las tierras bajas", con especies que mueren o retroceden en pendiente ascendente a medida que se superan sus tolerancias de temperatura, mientras que otros sugieren que la mayoría de las especies serán capaces de ajustarse a un aumento moderado de la temperatura, por lo que habrá pocos cambios en general. Este ajuste podría producirse por aclimatación (ajuste fisiológico o de comportamiento durante la vida de un organismo individual) o adaptación (cambio genético como resultado de la selección natural a lo largo de varias generaciones). Desafortunadamente, ninguno de estos procesos es bien comprendido en la actualidad para los organismos de los bosques tropicales, por lo que todavía no es posible reducir el rango de futuros posibles. Además, el aumento de las temperaturas irá acompañado de un aumento de la frecuencia e intensidad de los eventos de calor extremo, y éstos pueden tener un impacto muy diferente del aumento de la temperatura media (Corlett,2017).