Thursday, February 12, 2015

Intervención Climática - Resumen del Informe sobre Geoingeniería de la Academia Nacional de Ciencias

Traducido por Oscar A. Escobar
Gt - FL USA

Los reportes completos en inglés y el resumen se pueden encontrar en:
Climate Intervention: Carbon Dioxide Removal and Reliable Sequestration and Climate Intervention: Reflecting Sunlight to Cool Earth
Esta traducción también esta en Academia.edu





RESUMEN DE INFORME
ACADEMIA NACIONAL DE CIENCIAS
ACADEMIA NACIONAL DE INGENIERÍA
INSTITUTO DE MEDICINA
CONSEJO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN

Junta sobre las Ciencias Atmosféricas y el Clima, Junta sobre Estudios Oceanográficos


Intervención Climática

Captura de Dióxido de Carbono y Almacenamiento Confiable
Reflejando la Luz Solar Para Enfriar la Tierra


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LA INTERVENCIÓN CLIMÁTICA NO ES SUSTITUTO de las reducciones de las emisiones de dióxido de carbono y los esfuerzos de adaptación dirigidos a reducir las consecuencias negativas del cambio climático. Sin embargo, a la vez que nuestro planeta entra en un período de cambio climático nunca antes experimentado en la historia humana, el interés está creciendo en el potencial de la intervención deliberada en el sistema climático para contrarrestar el cambio climático. Este estudio evalúa los posibles impactos, beneficios y costos de dos clases diferentes de intervención climática propuestas: (I) la remoción/eliminación del dióxido de carbono y (2) la modificación del albedo (reflejando la luz del sol). Las estrategias de eliminación de dióxido de carbono abordan un elemento impulsador-clave del cambio climático, pero se necesita la investigación para evaluar plenamente si alguna de estas tecnologías podría ser apropiada para el despliegue a gran escala. Las estrategias de modificación del albedo podrían enfriar rápidamente la superficie del planeta, pero plantean riesgos ambientales y de otro tipo que no se entienden bien y por lo tanto no deben ser desplegadas a escalas que alteran el clima; se necesita más investigación para determinar si los enfoques de modificación del albedo podrían ser viables en el futuro.
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Hasta la fecha, la mayoría de las investigaciones sobre la lucha contra los efectos del cambio climático se ha centrado en la mitigación del cambio climático mediante la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero o en la adaptación de los sistemas humanos y naturales para que sean más resistentes a los efectos de un clima cambiante. En contraste, la intervención climática—intervención deliberada en el sistema climático para contrarrestar el cambio climático—ha recibido poca atención. A pesar del creciente interés en la intervención climática (también llamada geoingeniería) en los últimos años, hay una falta de información sobre los impactos, beneficios y costos de estas tecnologías. Estos informes proporcionan una evaluación científica para ayudar a informar las discusiones tecnológicas, éticas, jurídicas, económicas y políticas en torno al tema de la intervención climática.


LA INTERVENCIÓN CLIMÁTICA COMO PARTE DE UNA CARTERA DE RESPUESTAS CLIMÁTICAS

Aun si las emisiones de dióxido de carbono de origen humano cesaran hoy, les tomaría miles de años a los procesos naturales para retornar la atmósfera terrestre a los niveles preindustriales de concentraciones de dióxido de carbono. Para estabilizar o reducir las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero, y de este modo evitar los peores impactos del calentamiento, las emisiones globales de gases de efecto invernadero de hoy en día deben reducirse en al menos un 90 por ciento.

No hay sustituto para una reducción dramática de las emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero para mitigar las consecuencias negativas del cambio climático. Aunque las reducciones de emisiones son tecnológicamente factibles, estas han sido difíciles de implementar por razones políticas, económicas y sociales que pueden persistir largamente en el futuro. Los esfuerzos de adaptación al cambio climático están en curso, pero ambos los sistemas humanos y los ecosistemas naturales se enfrentan a retos considerables en la adaptación a los diversos efectos del cambio climático en los próximos años, décadas y siglos.

El albedo es el término técnico para la proporción de luz solar que la superficie y la atmósfera de la Tierra reflejan de vuelta al espacio.


Cuadro I. Estrategias Propuestas de Intervención Climática


Este estudio considera dos clases de propuestas de intervención climática:

–Las estrategias de remoción/captura de dióxido de carbono de la atmósfera y almacenamiento de forma confiable.

– Las estrategias de modificación del albedo reducirían la cantidad de luz solar absorbida por la Tierra con el fin de enfriar la superficie del planeta.

A medida que el Comité analizó estrategias específicas de eliminación de dióxido de carbono y de modificación del albedo, se hizo evidente que existen grandes diferencias en las necesidades de investigación, y el alcance de los riesgos ambientales y sociales asociados a las dos clases de enfoques. Esto condujo a la Comisión a separar los temas de intervención climática considerados en este estudio en dos informes separados.


















Por lo tanto, es prudente examinar también otras opciones para contrarrestar los efectos del cambio climático. Las estrategias de intervención climática podrían algún día formar parte de una cartera de estrategias de respuesta al cambio climático, pero actualmente estas tecnologías se encuentran en una fase muy temprana de desarrollo. Quedan muchas preguntas acerca de la posibilidad de consecuencias no deseadas, la eficacia y costos económicos.


Recomendación I: Los esfuerzos para abordar el cambio climático deben seguir centrándose con mayor fortaleza en la mitigación de las emisiones de gases de efecto invernadero en combinación con la adaptación a los impactos del cambio climático debido a que estos enfoques no presentan riesgos mal definidos ni mal cuantificados y están listos con un mayor grado de preparación tecnológica.



LA REMOCIÓN/CAPTURA DE DIÓXIDO DE CARBONO ESTÁ LISTA PARA INCREMENTO EN INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO


Las estrategias de eliminación de dióxido de carbono podrían abordar una de las principales causas del cambio climático, pero son inherentemente lentas y requieren más investigación para llegar a ser eficaces en la reducción de la tasa de calentamiento global.
    

Algunas formas de eliminación de dióxido de carbono conllevan riesgos medioambientales—por ejemplo, la fertilización oceánica con hierro podría causar cambios en la ecología del océano—y requerirían investigación adicional antes de ser consideradas seriamente. Para algunos otros enfoques los riesgos son relativamente bajos y bien-comprendidos.
   

Sin embargo, el costo y la falta de madurez técnica están limitando la implementación, y las tecnologías actuales de captura de dióxido de carbono trabajarían lentamente para reducir las temperaturas globales. Sin tomar en cuenta alguna innovación tecnológica imprevista, las técnicas de eliminación de dióxido de carbono a gran escala puede tener costos comparables o superiores a los de sustitución de los combustibles fósiles de alto carbono con energía baja en carbono, como la energía solar o eólica.


Cuadro 2. Estrategias de Remoción/Captura de Dióxido de Carbono Considerados en Este Estudio 

• Cambios en la gestión y uso del suelo para mejorar los sumideros naturales de carbono, como los bosques y tierras agrícolas • Meteorización acelerada en el océano y la tierra para favorecer los procesos naturales que eliminan el dióxido de carbono de la atmósfera
 

• Bioenergía con captura y secuestro de carbono • Captura directa del aire ambiente y secuestro de dióxido de carbono • Fertilización del océano con hierro para aumentar el crecimiento del fitoplancton y mejorar la asimilación de dióxido de carbono


Si las técnicas de eliminación de dióxido de carbono han de ser ampliamente implementadas a corto plazo, es fundamental embarcar en un programa de investigación para hacer frente a estos desafíos y reducir los obstáculos técnicos al desarrollo de las técnicas que sean eficientes y asequibles.


Recomendación 2: El Comité recomienda la inversión en investigación y desarrollo para mejorar los métodos de remoción de dióxido de carbono y eliminación a escalas que tendrían un impacto global en la reducción del calentamiento por efecto invernadero, en particular, para reducir al mínimo el consumo de energía y materiales, identificar y cuantificar los riesgos, reducir los costos, y desarrollar el almacenamiento confiable y monitoreo.




Figura I.  En la Bioenergía con Captura de Carbono y Almacenamiento (BECCS [por sus siglas en inglés] mostrado a la izquierda), cosechas como el maíz o la planta ‘switchgrass’ absorben el dióxido de carbono de la atmosfera al crecer. Las cosechas pueden ser quemadas en plantas de energía para producir electricidad, y el dióxido de carbono generado es capturado y almacenado bajo tierra.  En la Captura Directa del Aire Ambiente y Almacenamiento (DACS [por sus siglas en ingles], mostrado a la derecha), el dióxido de carbono puede ser removido de la atmosfera al pasar a través de estructuras que filtran el aire y es almacenado bajo tierra. Las flechas negras representan los flujos del carbono (como combustible o como dióxido de carbono); las flechas intermitentes indican emisiones residuales de dióxido de carbono.
Imagen adaptada del reporte original.



LA MODIFICACIÓN DEL ALBEDO PLANTEA RIESGOS POCO CONOCIDOS


Los datos teóricos y observacionales indican que la modificación del albedo tiene el potencial para compensar algunas de las consecuencias del calentamiento global en pocos años y con un costo directo relativamente bajo. Sin embargo, la implementación de técnicas de modificación del albedo a escalas climáticas importantes traería una serie de riesgos ambientales, sociales, jurídicos, económicos, éticos y políticos.
    

Los efectos secundarios observados a partir de las erupciones volcánicas—una fuente natural de aerosoles que reflejan la luz solar—proporcionan algunos indicios de los riesgos ambientales asociados con la modificación del albedo. Estos incluyen disminuciones en la capa de ozono estratosférico y cambios en la cantidad y patrones de precipitación.
    

Además, la modificación del albedo no contrarresta los efectos de las concentraciones elevadas de dióxido de carbono en la atmósfera, como la acidificación del océano. Sin reducciones en los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, la cantidad de modificación del albedo requerida para compensar el efecto invernadero seguiría en aumento por milenios, generando mayores riesgos de consecuencias negativas si se termina por cualquier razón.
    

Muchos de los procesos más relevantes para la modificación del albedo—tales como los que controlan la formación de nubes y aerosoles—están entre los componentes más difíciles del sistema climático para modelar y controlar. Hoy en día las capacidades de observación carecen de capacidad suficiente para controlar los efectos ambientales de un despliegue de modificación de albedo sobre las condiciones del tiempo, el clima, o el sistema de la Tierra más ampliamente.
    

Dadas las enormes incertidumbres asociadas con la modificación del albedo, el nivel actual de comprensión del sistema climático y las alternativas disponibles para retardar o revertir la acumulación de gases de efecto invernadero, la Comisión en este momento no recomienda el despliegue de la modificación del albedo que altere el clima.


Recomendación 3: La modificación del albedo a escalas suficientes como para alterar el clima no debe ser desplegada en este momento.



SE NECESITA MÁS INVESTIGACIÓN SOBRE LA MODIFICACIÓN DEL ALBEDO


Hasta ahora, ha habido poca investigación sobre las estrategias de modificación del albedo. Sin embargo, es cada vez más claro que se necesita más investigación para determinar si la modificación del albedo podría ser una respuesta viable al cambio climático en el futuro. Por ejemplo, la presión política o social para desplegar la modificación del albedo podría surgir en el caso de una emergencia climática, como el calentamiento global que cause pérdidas masivas de cosechas. En otro escenario hipotético, una sola nación, una gran empresa, o un grupo de individuos con los medios suficientes podrían potencialmente desplegar una modificación del albedo sin coordinación internacional, estimulando la necesidad de detectar, cuantificar y comprender las consecuencias de este acto. También se necesita investigación sobre los impactos sociales, éticos, políticos y económicos de la modificación del albedo.
    

Gran parte de la investigación requerida en la modificación del albedo coincide con la investigación básica necesaria para una mejor comprensión del sistema climático y el cambio climático causado por el hombre. Particularmente, la investigación sobre las nubes y los aerosoles permitiría el avance en la investigación del clima al mismo tiempo que contribuye a la comprensión de la modificación del albedo.
  

También puede ser necesaria la investigación que es específica para aprender acerca de la modificación del albedo, por ejemplo, para comprender mejor los mecanismos para la distribución de los materiales que forman aerosoles en la estratosfera. Este trabajo tiene poca probabilidad de ser apoyado sin un programa de investigación centrado en la intervención climática.  Los temas de investigación específicas a la modificación del albedo se deben identificar, priorizar, y asignar a las agencias federales pertinentes para su posible apoyo dentro de los programas ya existentes o ampliados.

Cuadro 3.  Las estrategias de Modificación del Albedo consideradas en este estudio 

• Los aerosoles estratosféricos que ayudan a reflejar la luz solar de vuelta al espacio. 

• Abrillantar las nubes marinas para mejorar la reflexión de la luz solar.


Los experimentos de campo a pequeña escala con emisiones controladas pueden, en algunos casos, ayudar a reducir las incertidumbres de los modelos, validar teorías, y verificar simulaciones de modelos en diferentes condiciones.  Tales experimentos—los que pueden incluir la inyección de gases o partículas en la atmósfera, seguidos por observaciones—deberían ser conducidos a la menor escala que sea práctica, diseñados de manera que no representen ningún riesgo significativo, y planificados dependiendo al proceso deliberativo que se indica en la Recomendación 6.


Recomendación 4: El Comité recomienda que sea desarrollado e implementado un programa de investigación de la modificación del albedo que haga hincapié en la investigación que tenga beneficios múltiples que también fomente ambas la comprensión básica del sistema climático y sus dimensiones humanas.


Recomendación 5: El Comité recomienda que los Estados Unidos mejore su capacidad para detectar y medir los cambios en el forzamiento radiativo y cambios asociados en el clima.


CONSIDERACIONES DE GOBERNANZA



La investigación sobre la modificación del albedo no es abordada específicamente por ningunas leyes o reglamentos federales más allá  de aquellas que se aplican ampliamente a la investigación científica y su impacto en la seguridad de los trabajadores, el medio ambiente y el bienestar humano y animal. Sin embargo, la planificación de cualquier despliegue de modificación del albedo traería consideraciones legales, éticas, sociales, políticas y económicas únicas.


Figura 2. Estelas de barco—las áreas brillantes de nubes producidas por las partículas de aerosol en los gases de escape de los buques—-son un ejemplo de modificación del albedo similar a la producida por el abrillantamiento de nubes marinas deliberado. Esta imagen satelital muestra estelas de barcos producidos por los buques de carga comerciales de la costa de California. Fuente: Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, NASA / GSFC

Las conversaciones abiertas sobre la gobernanza de la investigación en la modificación del albedo pueden contribuir a aumentar la confianza de la sociedad civil en la investigación en esta área. Si nueva gobernanza es necesaria, debe desarrollarse en un proceso de deliberación con la participación de un amplio conjunto de partes interesadas. Si un programa ampliado de investigación sobre la modificación del albedo incluye experimentos de emisiones-controladas, debe ser acompañada por suficiente gobernanza para definir la escala de experimento en la que comienza la supervisión.


Recomendación 6: El Comité recomienda el inicio de un proceso de deliberación serio para examinar:


(a) Qué tipos de gobernanza de la investigación, más allá de los que ya existen, pueden ser necesarios para la investigación de la modificación albedo;



(b) Los tipos de investigación que requerirían tal gobernanza, lo que podría basarse en la magnitud de su repercusión prevista en el forzamiento radiativo, su potencial de efectos perjudiciales directos e indirectos, y otras consideraciones.


Propuestas para Remover el Dióxido de Carbono
Propuestas para la Modificación del Albedo
…abordan la causa del cambio climático inducido por el ser humano (altas concentraciones atmosféricas de GEI).
…no abordan la causa del cambio climático inducido por el ser humano (altas concentraciones atmosféricas de GEI).
...no introducen nuevos riesgos globales.
…introducen nuevos riesgos globales.
…al momento son caros (comparables al costo de la reducción de emisiones).
…son baratos para desplegar (relativo al costo de reducción de emisiones)
…pueden producir efectos climáticos modestos en unas décadas.
…pueden producir efectos climáticos sustanciales en unos años.
…provocan menos y menores problemas con respecto a la gobernanza global.
…provocan problemas difíciles con respecto a la gobernanza global.
…serán juzgadas mayormente sobre cuestiones relacionadas a los costes.
…serán juzgadas mayormente sobre sobre cuestiones relacionadas al riesgo.
…podrían ser implementadas incrementalmente con efectos limitados mientras la sociedad se torna más seria para reducir las concentraciones de GEI o desacelerar su crecimiento.
…pueden ser implementadas repentinamente, con impactos de largo alcance antes de que haya suficiente investigación disponible para entender sus riesgos relativos a la inacción.
…requiere la cooperación de los mayores emisores de carbono para tener efectos significativos.
…podría hacerse unilateralmente.
…para los escenarios futuros de emisiones, la terminación abrupta tendría consecuencias limitadas.
…para los escenarios futuros de emisiones, la terminación abrupta produciría consecuencias significativas.

Figura 3. Resumen de las diferencias generales entre las propuestas de eliminación de dióxido de carbono y la propuesta de modificación del albedo. Las declaraciones individuales pueden no ser ciertas para algunas propuestas dentro de cada categoría
 

CONCLUSIÓN

El cambio climático es un desafío global, y abordarlo exigirá una carpeta de respuestas con diferentes grados de riesgo y eficacia. No hay sustituto para una dramática reducción en las emisiones de gases de efecto invernadero para mitigar las consecuencias negativas del cambio climático, junto con la adaptación de los sistemas humanos y naturales para que sean más resistentes a los cambios de clima. Sin embargo, si la sociedad decide en última instancia, intervenir en el clima de la Tierra, el Comité recomienda con la mayor vehemencia que tales acciones sean informadas por un conjunto mucho más sustantivo de investigación científica— abarcando las ciencias climáticas y económicas, políticas, éticas, y otras dimensiones—que lo que se encuentra disponible en la actualidad.



El Comité sobre la Geoingenieria:


Committee on Geoengineering Climate: Technical Evaluation and Discussion of Impacts: Marcia K. McNutt (Chair), Science,
Washington, DC; Waleed Abdalati, University of Colorado, Boulder; Ken Caldeira, Carnegie Institution for Science, Stanford,
CA; Scott C. Doney, Woods Hole Oceanographic Institution, MA; Paul G. Falkowski, Rutgers, The State University of New Jersey;
Steve Fetter, University of Maryland, College Park; James R. Fleming, Colby College, Waterville, ME; Steven P. Hamburg,
Environmental Defense Fund, Boston, MA; M. Granger Morgan, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA; Joyce E. Penner,
University of Michigan, Ann Arbor; Raymond T. Pierrehumbert, University of Chicago, Illinois; Philip J. Rasch, Pacific
Northwest National Laboratory, Richland, WA; Lynn M. Russell, Scripps Institution of Oceanography, La Jolla, CA; John T.
Snow, University of Oklahoma, Norman; David W. Titley, Pennsylvania State University, University Park; Jennifer Wilcox,
Stanford University, CA; Edward Dunlea (Senior Program Officer), Claudia Mengelt (Senior Program Officer), Katherine
Thomas (Program Officer), Amanda Purcell (Research Associate), Shelly Freeland (Senior Program Assistant), Rob Greenway
(Program Associate), National Research Council
The National Academies appointed the above committee of experts to address the specific task requested by the National
Academy of Sciences, U.S. intelligence community, National Aeronautics and Space Administration, National Oceanic and
Atmospheric Administration, and U.S. Department of Energy. The members volunteered their time for this activity; their report
is peer-reviewed and the final product signed off by both the committee members and the National Academies. This report brief
was prepared by the National Research Council based on the committee’s report. For more information, contact the Board on
Atmospheric Sciences and Climate at 202-334-3512 or visit http://dels.nas.edu/basc. Copies of Climate Intervention: Carbon
Dioxide Removal and Reliable Sequestration and Climate Intervention: Reflecting Sunlight to Cool Earth are available from the
National Academies Press, 500 Fifth Street, NW, Washington, DC 20001; (800) 624-6242; www.nap.edu.


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 We acknowledge the use of Rapid Response imagery from the Land, Atmosphere Near real-time Capability for EOS (LANCE) system operated by the NASA/GSFC/Earth Science Data and Information System (ESDIS) with funding provided by NASA/HQ

Titulo actualizado Aug. 19, 2015
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