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Sí. Las actividades humanas han causado el incremento del dióxido de carbono atmosférico (CO2) y demás gases invernadero durante la era industrial. Es más, el incremento observado en las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico (CO2) no revela el alcance real de las emisiones humanas pues solamente muestra el 55% del CO2 liberado por la actividad humana desde 1959. El resto ha sido absorbido por las plantas terrestres y los océanos. En todos los casos, el equilibrio entre las fuentes (emisiones de gas por actividades humanas y las de los sistemas naturales) y los sumideros (la absorción de un gas de la atmósfera por la conversión a un compuesto químico diferente), determina las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero y sus incrementos. La combustión de combustibles fósiles (y una contribución menor de la fabricación del cemento) causa más del 75% de las emisiones antropógenas de CO2. El uso de los suelos (principalmente la deforestación) es responsable del resto. En cuanto al metano, otro gas de efecto invernadero importante, las emisiones generadas por las actividades humanas han excedido las emisiones naturales en los últimos 25 años. Respecto del óxido nitroso, las emisiones generadas por las actividades humanas son iguales a las emisiones naturales a la atmósfera. La mayoría de los gases de larga vida que contienen halógenos (como los Clorofluorocarbonos) son manufacturados por los seres humanos y no estaban en la atmósfera antes de la era industrial. Como promedio, el ozono troposférico actual se ha elevado un 38% desde la era preindustrial y el incremento es causado por las reacciones atmosféricas de los contaminantes de corta vida emitidos por la actividad humana. La concentración de CO2 es ahora 379 partes por millón (ppm) y la de metano es más de 1,774 partes por mil millones (ppb), ambos probablemente con concentraciones mucho mayores que las que han existido en los últimos 650 mil años (durante los cuales el CO2 permaneció entre 180 y 300 ppm y el metano entre 320 y 790 ppb). La tasa de cambio reciente es drástica y sin precedentes; los incrementos del CO2 nunca sobrepasaron los 30 ppm en mil años – sin embargo ahora el CO2 se ha elevado 30 ppm sólo en los últimos 17 años.
Dióxido de carbono
Las emisiones de CO2 (Figura 1a) a partir de la combustión de los combustibles fósiles, con las contribuciones de la fabricación del cemento, son responsables de más del 75% del incremento de la concentración de CO2 atmosférico desde la era preindustrial. El incremento restante proviene de cambios en el uso de los suelos dominados por la deforestación (y la quema de biomasa asociada) con contribuciones de prácticas agrícolas cambiantes. La actividad humana causa todos estos incrementos. El ciclo natural del carbono no logra explicar el incremento observado en la atmósfera de 3,2 a 4,1 GtC yr–1 en la forma de CO2 en los últimos 25 años. (Un GtC es igual a 1015 gramos de carbono, (es decir, mil millones de toneladas).
Los procesos naturales tales como la fotosíntesis, la respiración, la descomposición y el intercambio gaseoso de gas de la superficie conducen a intercambios masivos, en fuentes y sumideros de CO2, entre los suelos y la atmósfera (calculada en ~120 GtC yr–1) y el océano y la atmósfera (calculada en ~90 GtC yr–1; véase Figura7.3). Los sumideros naturales de carbono han producido un insumo neto pequeño de CO2 de unos 3,3 GtC yr–1 en los últimos 15 años, compensando en parte las emisiones antropógenas. Si no fuese por los sumideros naturales que absorben casi la mitad del CO2 producido por los humanos en los últimos 15 años, las concentraciones atmosféricas hubieran crecido de manera más drástica.
El incremento en la concentración atmosférica de CO2 es causado por las actividades humanas, como ya se conoce, porque el carácter del CO2, en particular la proporción de sus átomos de carbono de pesado a ligero, ha cambiado de una forma que puede atribuírsele a la adición de carbono procedente de los combustibles fósiles. Además, la proporción oxígeno/nitrógeno en la atmósfera ha disminuido al incrementar el CO2, tal como se esperaba, porque el oxígeno se agota cuando se queman combustibles fósiles. Una forma pesada de carbono, el isótopo carbono-13, abunda menos en la vegetación y en los combustibles fósiles formados de plantas pasadas y es más abundante en carbono en los océanos, y en las emisiones volcánicas o geotérmicas. La cantidad relativa del isótopo carbono-13 en la atmósfera disminuye; ello demuestra que el carbono añadido proviene de los combustibles fósiles y de la vegetación. El carbono presenta además un isótopo radiactivo poco común, el carbono-14, presente en el CO2 atmosférico pero ausente en los combustibles fósiles. Antes de la realización de pruebas atmosféricas para las armas nucleares, las disminuciones en la cantidad relativa de carbono-14 mostraron que se estaba agregando carbono de combustible fósil a la atmósfera.
Gases con contenido de halógenos
Las actividades humanas son las responsables del grueso de las concentraciones de gases de larga vida con contenido de halógenos. Antes de la industrialización, había pocos gases naturales con contenido de halógenos, por ejemplo bromuro de metilo y el cloruro de metilo. El desarrollo de nuevas técnicas para la síntesis química trajo como resultado la proliferación de gases químicamente fabricados con contenido de halógeno, durante los últimos 50 años del siglo XX. En la Figura 1b, se muestran emisiones antropógenas de gases claves con contenido de halógenos. El período de vida atmosférico varía entre 45 y 100 años para los Clorofluorocarbonos (CFC) que se muestran, de 1 a 18 años para los hidroclorofluorocarbonos (HCFC), y de 1 a 270 años para los hidrofluorocarbonos (HFC). Los perfluorocarbonos (PFC, no mostrados) persisten en la atmósfera durante miles de años. Las concentraciones de diversos gases importantes que contienen halógenos, incluidos los CFC, se estabilizan o decrecen en la actualidad, en la superficie de la Tierra como resultado del Protocolo de Montreal sobre Sustancias que Agotan la Capa de Ozono y sus Enmiendas. Las concentraciones de HCFC, cuya producción debe eliminarse por fases hasta el año 2030 y los gases HFC y PFC, mencionados en el Protocolo de Kioto, aumentan en la actualidad.
PF 7.1, Figura 1. Desglose de aportes realizados a los cambios en las concentraciones de gases de efecto invernadero basado en la información de los capítulos 4 y 7. Desde (a) hasta (d), las fuentes antropógenas se muestran en naranja mientas que las fuentes naturales y los sumideros se muestran en verde. En (e) el ozono troposférico antropógeno se muestra en naranja mientras que las cantidades de ozono natural están en verde. In (e), (a) Fuentes y sumideros de CO2 (GtC). Cada año se libera CO2a la atmósfera a partir de las actividades humanas incluida la combustión de combustibles fósiles y el cambio en el uso de los suelos. Sólo del 57% al 60% del CO2 emitido por actividades humanas permanece en la atmósfera. Cierta parte se disuelve en el océano y otra se incorpora a las plantas. Los flujos relacionados con los suelos reflejan el decenio de 1990; el combustible fósil, los flujos del cemento y el insumo neto del océano son para el período del 2000 al 2005. Todos los valores e incertidumbres provienen de la Tabla 7.1.
(b) Emisiones mundiales de CFC y otros compuestos con contenido de halógeno para 1990 (naranja claro) y para 2002 (naranja oscuro) Estos productos químicos son antropógenos. En este caso, los ‘HCFC incluyen HCFC-22, -141b y-142b, mientras que los ‘HFC’ incluyen el HFC-23, -125, -134a y -152a. Un Gg = 109 g (1,000 toneladas). La mayoría de los datos provienen de informes que aparecen en el Capítulo 2 .
(c) Fuentes y sumideros de CH4 de 1983 a 2004. Fuentes antropógenas de CH4 incluyen la producción de energía, vertederos, animales rumiantes (por ej., ganado y ovejas), agricultura arrocera y la quema de biomasa. Un Tg = 1012 g (1 millón de ton). Valores e incertidumbres son las medias y las desviaciones estándares para CH4 de los valores agregados correspondientes de la Tabla 7.6.
(d) Fuentes y sumideros de N2O. Las fuentes antropógenas de N2O incluyen la transformación de nitrógeno fertilizante en N2O y sus emisiones posteriores de los suelos agrícolas, la quema de biomasa, el ganado y algunas actividades industriales como la fabricación del nylon. Los valores de las fuentes y las incertidumbres son los puntos medios y los límites de rango de la Tabla 7.7. Las pérdidas de N2O son del Capítulo 7.4.
(e) El ozono troposférico en el siglo XIX y principios del XX y del 1990 al 2000. El incremento en la formación de ozono troposférico es antropógeno, resultante de las reacciones químicas atmosféricas de contaminantes emitidos por la quema de combustibles fósiles o biocombustibles. El valor preindustrial y el rango de incertidumbre son de la Tabla 4.9 del tercer informe de evaluación del IPCC), calculado a partir de observaciones reconstruidas. El total presente y su rango de incertidumbre son el promedio y los resultados de la desviación estándar de modelos citados en la Tabla 7.9 de este informe, excluido los de Tercer Informe de Evaluación.
Metano
Las fuentes de metano (CH4) para la atmósfera generadas por actividades humanas exceden las fuentes naturales de CH4 (Figura 1c). Entre 1960 y 1999, las concentraciones crecieron a un promedio de al menos seis veces mayor que en cualquier otro período de 40 años de los dos milenios previos a 1800, a pesar de un crecimiento de casi cero desde 1980. La principal fuente natural de CH4 para la atmósfera son los humedales. Las fuentes naturales adicionales incluyen las termitas, los océanos, la vegetación y los hidratos de CH4. Entre las actividades humanas que producen CH4 se incluyen la producción de energía a partir del carbón y del gas natural, la eliminación de desperdicios, la crianza de animales rumiantes por ejemplo, ganado y ovejas), la agricultura del arroz y la quema de biomasa. Una vez que se emite, el CH4 permanece en la atmósfera durante unos 8,4 años, antes de su eliminación, principalmente a través de la oxidación química en la troposfera. Los sumideros menores CH4 incluyen el insumo por parte de los suelos y la destrucción, con el paso del tiempo, en la estratosfera.
Oxido Nitroso
Las fuentes antropógenas de óxido nitroso (N2O) a la atmósfera son aproximadamente iguales a las fuentes de N2O de los sistemas naturales (Figura 1d). Entre 1960 y 1999, las concentraciones de N2O crecieron a una velocidad dos veces mayor que cualquier período de 40 años respecto de los dos milenios anteriores a 1800. Entre las fuentes naturales del N2O están los océanos, la oxidación química del amoníaco en la atmósfera y los suelos. Los suelos tropicales son una fuente especialmente importante de N2O para la atmósfera. Entre las actividades humanas que emiten N2O se incluyen la transformación de fertilizantes de nitrógeno a N2O y las emisiones posteriores de los suelos agrícolas, la quema de biomasa, la cría de animales y ciertas actividades industriales como la fabricación del nylon. Una vez emitido, el N2O permanece en la atmósfera durante unos 114 años, antes de su absorción, mayormente mediante su destrucción en la estratosfera.
Ozono troposférico
El ozono troposférico es producido por las reacciones fotoquímicas en la atmósfera, que involucran productos químicos precursores tales como el monóxido de carbono, CH4, compuestos orgánicos volátiles y óxidos de nitrógeno. Estos productos químicos son emitidos mediante un proceso biológico natural y por actividades humanas, incluido el cambio en el uso de los suelos y la combustión de combustible. Debido a que el ozono troposférico tiene una vida breve, pues dura solo unos días o semanas en la atmósfera, sus distribuciones son muy variables y se corresponden con la abundancia de sus compuestos precursores como el vapor de agua y la luz solar. Las concentraciones de ozono troposférico son significativamente superiores en el aire de urbanos, en las zonas urbanas a sotavento, y las regiones de quema de la biomasa. El incremento del 38% (20–50%) en el ozono troposférico desde la era preindustrial es antropógeno (Figura 1e). Es muy probable que el incremento de los forzamientos radiativos combinados de CO2, CH4 y N2O fue al menos seis veces más rápidos entre 1960 y 1999 que durante cualquier período de 40 años durante los dos milenios antes de 1800.