Traducido por Oscar A. Escobar
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#Geoengineering #Climate Issues - Geoingeniería
Enero 6, 2017
RS Policy document 10/09 Issued: September 2009 RS1636 ISBN: 978-0-85403-773-5 © The Royal Society, 2009 Requests to reproduce all or part of this document should be submitted to: The Royal Society Science Policy 6–9 Carlton House Terrace London SW1Y 5AG Tel +44 (0)20 7451 2500 Email science.policy@royalsociety.org Web royalsociety.org Design by Franziska Hinz, Royal Society, London Copyedited and Typeset by Techset Composition Limited
Geoingeniería del clima:
Ciencia, gobernanza e incertidumbre
La Real Sociedad de Londres
Contenido
Prólogo v (Traducido Enero 9, 2017)
Membresía del grupo de trabajo vii (Traducido Enero 9, 2017)
Resumen ix
1 Introducción 1 (Traducido Marzo 30, 2017)
1.1 Antecedentes 1
1.2 Geoingeniería 1
1.3 El sistema climático 1
1.4 Cambio climático y geoingeniería - el contexto político 4
1.5 Conducta del estudio 6
2 Técnicas de eliminación de dióxido de carbono 9
2.1 Introducción 9
2.2 Métodos (CDR por sus siglas en inglés) basados en la tierra 10
2.3 Métodos de los ecosistemas oceánicos 16
2.4 Discusión 19
2.5 Conclusión 21
3 Técnicas de gestión de la radiación solar 23
3.1 Introducción 23
3.2 Características generales de los métodos (SRM por sus siglas en inglés) 23
3.3 Técnicas específicas 24
3.4 Discusión 34
3.5 Conclusión 36
4 Gobernanza 37
4.1 Introducción 37
4.2 Gobernanza, riesgo e incertidumbre 37
4.3 Ética 39
4.4 Marcos internacionales 39
4.5 Gobernanza de la investigación y el desarrollo en geoingeniería 41
4.6 Participación del público y de la sociedad civil 42
4.7 Factores económicos 44
4.8 ¿Opción de último recurso? 44
4.9 Conclusión 45
5 Discusión 47
5.1 Métodos de geoingeniería y sus propiedades 47
5.2 Criterios y métodos de evaluación 47
5.3 Evaluación general 48
5.4 Dimensiones humanas y de gobernanza 50
5.5 Requisitos de investigación 52
5.6 Orientación para los tomadores de decisiones 54
5.7 Conclusión 56
6 Conclusiones y recomendaciones 57
6.1 El futuro de la geoingeniería 57
6.2 Principales características de los métodos de geoingeniería 57
6.3 Evaluación preliminar de los métodos CDR y SRM 58
6.4 Criterios y métodos de evaluación 59
6.5 Actitudes y participación del público 59
6.6 Gobernanza 60
6.7 Investigación y desarrollo en geoingeniería 61
7 Referencias 63
8 Anexos 69
8.1 Criterios de evaluación 69
8.2 Términos de referencia del proyecto 70
8.3 Panel de ética 71
8.4 Convocatoria de propuestas 72
9 Glosario 75
10 Agradecimientos 81
Fuente:
Geoengineering the climate: science, governance and uncertainty [PDF]
Acceso en línea Enero 6, 2017
Otro lugar de acceso:
Imagen de portada del modelo DaisyBall, por Ginger Booth, http://gingerbooth.com, Copyright © Universidad de Yale 1997-2008. La imagen de la portada proviene del modelo Daisyworld desarrollado por el Dr. James Lovelock y el profesor Andrew Watson, ambos miembros de la Real Sociedad de Londres. Este modelo conceptual ilustra el estrecho acoplamiento entre el clima y la biosfera a través de la conexión entre la reflectividad de la superficie y la temperatura. Las margaritas blancas reflejan más y absorben menos radiación solar que las margaritas oscuras, manteniendo así la Tierra más fría. Este es el principio sobre el que se basa la Geoingeniería por el reflejo de la radiación solar. Daisyworld ha sido fundamental para atraer la atención sobre el estrecho vínculo entre el clima de la superficie terrestre y la presencia de organismos vivos. Véase: Watson, A. J. y Lovelock, J.E. (1983). Homeostasis biológica del medio ambiente global: la parábola de Daisyworld. Tellus 35B, 284 - 289.
Cover image from DaisyBall model, by Ginger Booth, http://gingerbooth.com, Copyright © Yale University 1997–2008. The cover image comes from the Daisyworld model developed by Dr. James Lovelock and Professor Andrew Watson, both Fellows of the Royal Society. This conceptual model illustrates the tight coupling between climate and the biosphere through the connection between surface reflectivity and temperature—white daisies reflect more and absorb less solar radiation than do dark daisies thereby keeping the Earth cooler. This is the principle on which Geoengineering by the reflection of solar radiation is based. Daisyworld has been instrumental in drawing attention to the tight link between the Earth’s surface climate and the presence of living organisms. See: Watson, A. J. and Lovelock, J.E. (1983). Biological homeostasis of the global environment: the parable of Daisyworld. Tellus 35B, 284–289.
Sir David Read Profesor emérito de FRS de Ciencias de las Plantas, Universidad de Sheffi, Reino Unido
Prefacio
Lord Rees de Ludlow OM
Presidente de la Real Sociedad de Londres
El aumento continuo de la concentración atmosférica de gases de efecto invernadero, causado principalmente por la quema de combustibles fósiles, está impulsando cambios en el clima de la Tierra. Las consecuencias a largo plazo serán extremadamente amenazadoras, especialmente si las naciones continúan comportándose como hasta ahora en los próximos decenios. La mayoría de las naciones ahora reconocen la necesidad de cambiar hacia una economía baja en emisiones de carbono, y nada debería desviarnos de esa prioridad principal de reducir las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Pero si tales reducciones son demasiado pocas y demasiado tarde, seguramente habrá presión para considerar un «Plan B»: para buscar formas de contrarrestar los efectos climáticos de los las emisiones de gases invernadero por medio de la "geoingeniería".
Ya se han hecho muchas propuestas de geoingeniería, pero el tema está plagado de mucha duda y confusión. Algunos esquemas son manifiestamente exagerados; otros son más creíbles, y están siendo investigados por científicos de prestigio; algunos promovidos con exceso de optimismo. En este informe, la Real Sociedad tiene como objetivo proporcionar una evaluación fidedigna y balanceada de las principales opciones de geoingeniería. El estudio mucho más detallado sería necesario antes de que cualquier método pudiera ser considerado seriamente para su despliegue en la escala internacional requerida. Además, ya está claro que ninguno ofrece una “fórmula mágica", y que algunas opciones son mucho más problemáticas que otras.
Por lo tanto, este informe se ofrece como una clarificación de los aspectos científicos y técnicos de la geoingeniería y como contribución a los debates sobre las políticas climáticas. La Sociedad agradece a todos los miembros del Grupo de Trabajo, y especialmente a John Shepherd, su presidente. También reconocemos los valiosos aportes del grupo de revisions del Consejo y el apoyo experto, durante todo el ejercicio, del equipo de Política Científica de la Real Sociedad.
Membresía del grupo de trabajo
Los miembros del grupo de trabajo que participaron en la elaboración de este informe fueron los siguientes:
Presidente
Profesor John Shepherd Profesorado, Miembro de investigación en Ciencias del Sistema de la Tierra, Universidad de Southampton.
Miembros
Profesor Ken Caldeira Director, Laboratorio Caldeira, Carnegie Institution, USA.
Profesor Peter Cox Profesor de Dinámica del Sistema Climático, Universidad de Exeter, Reino Unido.
Profesor Joanna Haigh Jefe del Departamento de Física, Profesor de Física Atmosférica, Imperial College, Londres, Reino Unido.
Profesor David Keith Presidente de Investigación de Canadá en Energía y Medio Ambiente, Director, ISEEE, Grupo de Sistemas de Energía y Medio Ambiente, Universidad de Calgary, Canadá.
Profesor Brian Launder FREng FRS Profesor de Ingeniería Mecánica, Universidad de Manchester, Reino Unido.
Profesor Georgina Mace CBE FRS Directora, Centro NERC de Biología de la Población, División de Biología, Imperial College, Londres, Reino Unido.
Profesor Gordon MacKerron Director, Unidad de Investigación sobre Políticas Científicas y Tecnológicas, Universidad de Sussex, Reino Unido.
Profesor John Pyle FRS 1920 Profesor de Física Química, Universidad de Cambridge, Reino Unido.
Profesor Steve Rayner James Martin Profesor de Ciencia y Civilización, Director del Instituto de Ciencia, Innovación y Sociedad, Universidad de Oxford, Reino Unido.
Profesor Catherine Redgwell Profesor de Derecho Internacional, Universidad de Londres, Reino Unido.
Profesor Andrew Watson FRS Profesor de Ciencias Ambientales, Universidad de East Anglia, Reino Unido.
Equipo de Política Científica de la Real Sociedad
Rachel Garthwaite Asesora Principal de Política, Medio Ambiente, Energía y Cambio Climático.
Richard Heap Asesor Principal de Política.
Andy Parker Asesor de Políticas.
James Wilsdon Director, Centro de Políticas Científicas.
Este informe ha sido revisado por un panel independiente de expertos y también aprobado por el Consejo de la Real Sociedad.
Panel de Revisión
La Real Sociedad agradece la contribución de los revisores. No se pidió al grupo de revisión que aprobara las conclusiones o recomendaciones de este informe, ni vieron el borrador final del informe antes de su publicación.
Dame Jean Thomas DBE, CBE,
FRS, FMedSci (Presidente) Profesor de Bioquímica Macromolecular, Universidad de Cambridge, Reino Unido.
Profesor David Fowler CBE FRS Centro de Ecología e Hidrología, Edimburgo Reino Unido.
Sir John Lawton CBE FRS Presidente, Comisión Real sobre Contaminación Ambiental, Reino Unido.
Profesor John Mitchell OBE FRS Director de Climate Science, Reino Unido Met Offi ce.
Profesor Michael Oppenheimer Profesor de Geociencias Albert G. Milbank y Asuntos Internacionales, Universidad de Princeton, Estados Unidos.
Profesor Susan Owens OBE Profesor de Medio Ambiente y Política, Universidad de Cambridge, Reino Unido.
Sir David Read Profesor emérito de FRS de Ciencias de las Plantas, Universidad de Sheffi, Reino Unido
The Royal Society Geoengineering the Climate I September 2009 I vii
(Página viii, en blanco)
Resumen
Contexto
El cambio climático está ocurriendo. Sus impactos y costos serán enormes, serios y desiguales. Los impactos pueden ser reducidos con la adaptación, y moderados con la mitigación, especialmente mediante la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Sin embargo, los esfuerzos mundiales para reducir las emisiones todavía no han sido lo suficientemente exitosos como para dar la confianza de que se logren las reducciones necesarias para evitar el cambio climático. Se espera que las metas de reducción de emisiones post 2012, estimularán una mayor acción a través de mecanismos más efectivos, pero existe un riesgo grave de que las medidas de mitigación no sean introducidas a tiempo, a pesar del hecho de que las tecnologías requeridas no solamente ya están disponibles y sino que también son asequibles.
Es probable que el calentamiento global supere los 2°C este siglo a menos de que las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero se recorten por lo menos a un 50% de los niveles de 1990 para el año 2050, y aún más a partir de entonces. No existe un escenario creíble de emisiones bajo el cual la media global de la temperatura alcanzaría el pico y comience a disminuir para el 2100.
A menos que los esfuerzos futuros para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero sean mucho más exitosos de lo que han sido hasta ahora, podría ser que se requiera tomar una acción adicional si fuera necesario enfriar la Tierra este siglo.
Tal acción podría envolver a la geoingeniería, que se define como la intervención deliberada a gran escala en el sistema climático de la Tierra, con el fin de moderar el calentamiento global.
Mensajes principales
El método de moderación más seguro y predecible para moderar el cambio climático es tomar medidas tempranas y efectivas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Ningún método de geoingeniería puede proporcionar una solución o alternativa fácil al problema del cambio climático.
Sin embargo, los métodos de geoingeniería podrían en el futuro ser útiles para aumentar los esfuerzos en curso para mitigar cambio climático mediante la reducción de las emisiones, por lo que deberían ser objeto de investigación y análisis más detallados.
La geoingeniería del clima de la Tierra es muy probable que sea técnicamente posible. Sin embargo, la tecnología para hacerlo apenas está formada, y hay grandes incertidumbres con respecto a su eficacia, costos e impactos ambientales.
Los métodos que actúan rápidamente al reflejar la luz del sol pueden probar ineficaces para compensar los cambios en los patrones de lluvia y tormentas, pero los modelos climáticos actuales no son lo suficientemente exactos como para proporcionar una evaluación fiable de estos a nivel regional.
Los métodos que actúan eliminando los gases de efecto invernadero de la atmósfera envuelven menos incertidumbres y riesgos, pero tendría un efecto mucho más lento en la reducción de la temperatura. Estos métodos podrían eventualmente hacer un importante contribución a la mitigación del cambio climático.
La aceptabilidad de la geoingeniería será determinada tanto por las cuestiones sociales, jurídicas y políticas como por los factores científicos y técnicos. Existen cuestiones serias y complejas de gobernanza que deben ser resueltas si algun dia la geoingeniería ha de convertirse en método aceptable para moderar el cambio climático.
Sería altamente desafortunado que los métodos de geoingeniería que implican actividades o efectos que van más allá de fronteras nacionales (aparte de la simple remoción de gases de efecto invernadero de la atmósfera), se desplegarán antes de que existan los mecanismos apropiados de gobernanza.
Recomendaciones principales:
• Las Partes en la CMNUCC deben hacer mayores esfuerzos para mitigar y adaptarse al cambio climático, y en particular en acordar la reducción de las emisiones mundiales de al menos el 50% respecto de los niveles de 1990 para el 2050 y mayor después. Nada de lo que se sabe sobre la geoingeniería ofrece alguna razón para disminuir estos esfuerzos;
• Aún más investigación y desarrollo de la opciones de geoingeniería debería llevarse a cabo para investigar si los métodos de bajo riesgo pueden ponerse a disposición si se vuelve necesario reducir la tasa de calentamiento este siglo. Esto debería incluir observaciones apropiadas, el desarrollo y uso de modelos climáticos, y experimentos planeados y ejecutados cuidadosamente.
Métodos de Geoingeniería
Los métodos de geoingeniería pueden ser divididos en dos Clases básicas:
1) Técnicas de Remoción de Dióxido de Carbono (CDR por sus siglas en inglés) que remueven el CO2 de la atmósfera;
2) Técnicas de Gestión de la Radiación Solar (SRM por sus siglas en inglés) que reflejan un pequeño porcentaje de la luz y el calor del sol de vuelta al espacio.
Ambos métodos, la Remoción del Dióxido de Carbono y la Gestión de la Radiación Solar tienen como último objetivo reducir las temperaturas globales, pero hay grandes diferencias en sus modos de acción, los plazos sobre los cuales son efectivos, los efectos de temperatura y otras consecuencias, así que por lo general es mejor considerarlos separadamente.
Las técnicas de Remoción de Dióxido de Carbono están dirigidas a la causa-raíz del cambio climático al remover los gases de efecto invernadero de la atmósfera.
Las técnicas de Gestión de la Radiación Solar tratan de compensar los efectos del incremento en la concentración de gases de efecto invernadero al hacer que la tierra absorba menos radiación solar.
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Los métodos de Remoción de Dióxido de Carbono revisados en este estudio incluyen:
• La gestión del uso de la tierra para proteger o mejorar los sumideros de carbono;
• El uso de la biomasa para el secuestro de carbono, así también como una fuente de energía neutral en carbono;
• La mejora de los procesos naturales de meteorización para remover el CO2 de la atmósfera;
• Ingeniería de Captura Directa del CO2 del aire ambiente;
• La mejora de la captación oceánica de CO2, por ejemplo, mediante la fertilización de los océanos con nutrientes naturalmente escasos, o por el aumento de los procesos de afloramiento.
Las técnicas de gestión de radiación solar modifican directamente el balance radiativo de la Tierra, y tomaría sólo unos cuantos años para tener un efecto sobre el clima una vez
desplegadas. No tratan la causa-raíz del cambio climático (el aumento de los niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera) sino porque actúan rápidamente, podrían ser útiles en una emergencia, por ejemplo para evitar un 'punto de inflexión' climático. Los métodos considerados en este estudio incluyen:
• Aumentar la reflectividad de la superficie del planeta, abrillantando las estructuras humanas (pintandolas de blanco, por ejemplo), la siembra de cultivos con una alta reflectividad, o cubriendo los desiertos con material de reflectivo;
• Mejora de la reflectividad de las nubes marinas;
• Imitar los efectos de las erupciones volcánicas inyectando aerosoles de sulfato en la parte baja de la estratosfera;
• Colocar escudos o deflectores en el espacio para reducir cantidad de energía solar que llega a la Tierra.
Recomendación principal:
• Las evaluaciones de los métodos de geoingeniería deben tomar en cuenta las grandes diferencias entre las dos clases principales de métodos; i.e. los métodos de Remoción de Dióxido de Carbono que eliminan el CO2 de la atmósfera y los métodos de Gestión de la Radiación Solar que modifica el albedo (la reflectividad) del planeta.
Evaluación de los métodos de geoingeniería
Ninguno de los métodos de geoingeniería evaluados ofrece una solución inmediata al problema del cambio climático, o reduce la necesidad de reducciones continuas de las emisiones.
En la mayoría de aspectos, los métodos de Remoción de Dióxido de Carbono serían preferibles a los métodos de Gestión de Radiación Solar porque devuelven eficazmente el sistema climático más cerca a su estado natural, por lo que implica menos incertidumbres y riesgo. De los métodos de Remoción de Dióxido de Carbono evaluados, ninguno ha demostrado que haya sido efectivo a un costo accesible, con efectos secundarios aceptables. Además, la remoción de CO2 de la atmósfera sólo funciona muy lentamente para reducir las temperaturas globales (durante muchas décadas). Si se pueden implementar métodos seguros y de bajo costo en la escala apropiada podrían hacer una contribución importante para reducir las concentraciones de CO2 y proporcionar un complemento útil a la reducción de las emisiones convencionales. Es posible que incluso pudieran permitir reducciones de las concentraciones atmosféricas de CO2 (emisiones negativas) y, por tanto, abordar el problema de la acidificación del océano.
Los métodos de Remoción de Dióxido de Carbono que eliminan el CO2 de la atmósfera sin alterar los sistemas naturales, y sin cambios a gran escala en los requerimientos del uso de la tierra, como la captura de CO2 del aire y, posiblemente también el la meteorización mejorada, es probable que tengan menos efectos secundarios. Las técnicas que secuestran el carbono pero que tienen implicaciones en el uso de la tierra (como el biochar y la meteorización mejorada basada en el suelo) podrían ser contribuyentes útiles a pequeña escala, aunque las circunstancias en las que son económicamente viables y socialmente y ecológicamente sostenibles todavía tienen que ser determinadas. La medida en que los métodos que significan la manipulación a gran escala de los sistemas de la Tierra (como la fertilización oceánica), puedan secuestrar el carbono de forma asequible y confiable sin efectos secundarios inaceptables, todavía no está clara.
En comparación con los métodos de Remoción de Dióxido de Carbono, las técnicas de la Gestión de la Radiación Solar se espera que sean relativamente baratas y llevaría sólo unos pocos años part tener un efecto sobre el clima una vez desplegadas. Sin embargo, existen considerables incertidumbres sobre sus consecuencias y riesgos adicionales. Es posible que con el tiempo, asumiendo que estas incertidumbres y riesgos puedan reducirse, los métodos de Gestión de la Radiación Solar puedan ser usados para aumentar la mitigación convencional. Sin embargo, la adopción de métodos de Gestión de la Radiación Solar crearía balance artificial, aproximado, y potencialmente delicado entre las concentraciones de gases de efecto invernadero y la reducción de la radiación solar, que tendría que ser mantenida, potencialmente durante muchos siglos. Es dudoso que ese equilibrio sea realmente sostenible por largos períodos de tiempo, especialmente si se permite que los gases de efecto invernadero continúen o incluso incrementen. La implementación de cualquier método de la Gestión de la Radiación Solar introduciría riesgos adicionales y por lo tanto sólo debe llevarse a cabo por un período limitado y en paralelo con la mitigación convencional y/o los métodos de Remoción de dióxido de Carbono.
El clima alcanzado por métodos de la Gestión de Radiación Solar, especialmente los que tienen impactos regionales variables, sólo se aproximarán a los de menor calentamiento de efecto iinvernadero, particularmente para las variables críticas distintas a la temperatura (como la precipitación), que son muy sensibles a las diferencias regionales tal como los sistemas meteorológicos, la velocidad de los vientos y las corrientes oceánicas. Tales efectos medioambientales no deseados deben ser cuidadosamente evaluados utilizando modelos climáticos mejorados así como los mejores disponibles ahora. Sin embargo, a razón de que las técnicas de la Gestión de la Radiación Solar solamente ofrecen la opción para limitar o reducir rápidamente las temperaturas globales, también deberían ser objeto de más investigaciones científicas para mejorar el conocimiento en caso de que tales intervenciones sean urgentes y necesarias. Es necesario saber mucho más sobre sus efectos
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climáticos y medioambientales y las consecuencias sociales (tanto intencionales como no intencionales) antes de que sean consideradas para experimentos a gran escala o despliegue.
De los métodos de la Gestión de Radiación Solar considerados, los aerosoles estratosféricos son actualmente los más prometedores porque sus efectos se distribuirían más uniformemente que los métodos locales de Gestión de Radiación Solar, ellos podrían ser mucho más fáciles de implementar que los métodos basados en el espacio, y entrarían en vigor (Dentro de un año o dos del despliegue). Sin embargo, incertidumbres significativas y riesgos potenciales son asociados con este enfoque y la investigación sobre los métodos de distribución y despliegue, la eficacia, los impactos en el ozono estratosférico y las nubes troposféricas de gran altitud, así como el modelaje de sus impactos en todos los aspectos del clima (Incluyendo patrones de precipitación y monzones).
Sería arriesgado embarcarse en la aplicación de cualquier método de Gestión de la Radiación Solar a gran escala, el cual pueda no ser sostenible a largo plazo y el que no haría nada para el problema de la acidificación del océano, sin una estrategia de salida clara y creíble.
Recomendaciones principales:
• Los métodos de geoingeniería de ambos tipos se deben considerar sólo como parte de un conjunto más amplio de opciones para abordar el cambio climático. Los métodos de Remoción del Dióxido de Carbono deberían considerarse preferibles a los métodos de la Gestión de la Radiación Solar como forma de aumentar la acción continua de mitigación a largo plazo. Sin embargo los métodos de la Gestión de la Radiación Solar pueden proveer un respaldo potencialmente útil a corto plazo para la mitigación en caso de que se necesiten reducciones rápidas de las temperaturas mundiales;
• Los métodos de Remoción de Dióxido de Carbono que han demostrado ser seguros, eficaces, sostenibles y asequibles deberían utilizarse junto con los métodos de mitigación tan pronto como puedan hacerse disponibles;
• Los métodos de Gestión de la Radiación Solar no deben aplicarse a menos de que sea necesario limitar o reducir rápidamente las temperaturas medias globales. Debido a las Incertidumbres sobre los efectos secundarios y la sostenibilidad sólo deben aplicarse durante un período de tiempo limitado, y acompañados de programas agresivos de mitigación convencional y / o Remoción del Dióxido de Carbono para que su uso pueda ser interrumpido en a su debido tiempo.
Necesidades futuras para la geoingeniería
Si la geoingeniería llega a desempeñar un papel en el futuro, y que sea posible aplicarla de manera responsable y eficaz, entonces se necesita un trabajo coordinado y colaborativo para mejorar el conocimiento, desarrollar mecanismos de gobernanza y acordar procesos de toma de decisiones.
Recomendación principal:
• Para asegurar que los métodos de la geoingeniería puedan ser adecuadamente evaluados, y aplicados de manera responsable en caso de que surja la necesidad, se recomiendan tres trabajos prioritarios:
a. La investigación y desarrollo tecnológico de los métodos más prometedores identificados en este informe;
b. Actividades de colaboración internacional para explorar y evaluar la factibilidad, los beneficios, impactos ambientales, riesgos y oportunidades que presenta la geoingeniería, y las cuestiones de gobernanza asociadas;
c. El desarrollo y la aplicación de marcos de gobernanza para guiar ambos la investigación y desarrollo a corto plazo, y el posible despliegue a largo plazo, incluyendo el comienzo de la participación de las partes interesadas y un proceso de diálogo público.
Gobernanza
Los mecanismos internacionales más aplicables a los métodos de la geoingeniería y sus impactos no han sido desarrollados con el propósito de regular la geoingeniería, y para algunos métodos todavía no hay mecanismos establecidos.
Los mayores retos para el despliegue exitoso de la geoingeniería pueden ser los aspectos sociales, éticos, cuestiones políticas relacionadas con la gobernanza, en lugar de las cientifiicas y técnicas. Para algunos métodos, como la captura desde el aire ambiental, los mecanismos nacionales preexistentes posiblemente serán suficientes, para otros, como la fertilización de hierro del océano, los mecanismos internacionales existentes pueden ser pertinentes, pero requieren cierta modificación. Sin embargo, habrá algunos métodos, particularmente aquellos que requieren actividades transfronterizas o que tengan efectos transfronterizos, por ejemplo, los aerosoles estratosféricos o los espejos basados en el espacio exterior, que pueden requerir nuevos mecanismos internacionales.
Los mecanismos apropiados de gobernanza para el despliegue deben establecerse antes de que los métodos de Remoción de Dióxido de Carbono o los métodos de Gestión de Radiación Solar se necesiten en la práctica. Esto requerirá un análisis de si los mecanismos internacionales, regionales y nacionales existentes son apropiados para la gestión de la geoingeniería, y el inicio de un diálogo internacional en el que participen las comunidades científicas, políticas, comerciales y no gubernamentales locales.
Sería altamente indeseable para los métodos de geoingeniería que impliquen actividades o efectos (aparte de la simple eliminación de los gases de efecto invernadero de la atmósfera)
que van más allá de las fronteras nacionales sean sujeto de investigación o despliegue a gran escala antes de que existan los mecanismos apropiados de gobernanza. Es esencial que los desafíos de gobernabilidad planteados por la geoingeniería y los procesos de políticas sean establecidos como una prioridad.
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Recomendación principal:
• Los desafíos de gobernabilidad planteados por la geoingeniería deberían ser explorados con más detalle por una entidad internacional como la Comisión de las Naciones Unidas para el Desarrollo Sustentable y establecer procesos para el desarrollo de mecanismos para resolverlos.
Investigación y desarrollo
Se requiere un marco de gobernanza para dirigir el desarrollo de la actividad de investigación en forma sostenible y responsable para garantizar que la tecnología pueda aplicarse si se llega a necesitar. Códigos de prácticas para la comunidad científica, y un proceso para el diseño e implementación de un marco formal de gobernanza se deben iniciar. La actividad de investigación debe ser tan abierta, coherente y tan coordinada internacionalmente como sea posible y los experimentos transfronterizos deben estar sujetos a alguna forma de gobernanza internacional, preferiblemente basada en estructuras internacionales existentes.
Todavía es poca la investigación que se ha llevado a cabo en la mayoría de los los métodos de geoingeniería considerados y no han habido programas mayores dirigidos a la investigación sobre el tema. Los principales requerimientos de investigación y desarrollo al corto plazo son para los estudios grandemente mejorados de modelado y experimentos a pequeña / mediana escala (por ejemplo, experimentos de laboratorio y ensayos de campo). Se necesita inversión en el desarrollo de modelos mejorados del sistema terrestre y del clima para facilitar una mejor evaluación de los Impactos de los métodos de geoingeniería en el clima y los patrones climáticos (incluyendo precipitaciones y tormentas) así como de impactos más amplios sobre los procesos ambientales. Mucha más investigación sobre la factibilidad, eficacia, costo, los impactos sociales y ambientales y posibles consecuencias se requiere para comprender los beneficios y los inconvenientes, antes de que estos métodos puedan ser evaluados adecuadamente. Los impactos sociales y ambientales de la mayoría de los métodos de la geoingeniería aún no han sido evaluados adecuadamente, y es probable que todos los métodos tengan consecuencias no deseadas. Esto debe ser explorado vigorosamente y evaluado cuidadosamente.
Recomendaciones principales:
• La Real Sociedad de Londres en colaboración con organizaciones científicas internacionales deben desarrollar un código de práctica para la investigación en geoingeniería y proporcionar recomendaciones a la comunidad científica internacional para un marco voluntario de gobernanza de la investigación. Esto debería proporcionar orientación y transparencia para la investigación en geoingeniería y es aplicable a los investigadores que trabajan en los sectores público, privado y comercial. Debe incluir:
a. Consideración de que tipos y escalas de investigación requieren regulación incluyendo validación y monitoreo;
b. El establecimiento de un criterio de minimis de regulación de la investigación;
c. Orientación sobre la evaluación de métodos, incluyendo criterios pertinentes y análisis del ciclo de vida y contabilidad del carbono / clima.
• Las organizaciones científicas internacionales pertinentes deben coordinar un programa internacional de investigación sobre los métodos de la geoingeniería con el objetivo de proveer una base de pruebas adecuada con la cual evaluar su viabilidad técnica y los riesgos, y reducir la incertidumbres dentro de diez años.
• Los departamentos gubernamentales relevantes del Reino Unido (DECC1 y DEFRA2) en asociación con los Consejos de Investigación del Reino Unido (BBSRC3, ESRC4, EPSRC5 y NERC6) deberían Financiar juntos un programa de investigación de geoingeniería de 10 años a un nivel del orden de £10 millones de Libras Esterlinas por año. Esto debería contribuir activamente al programa internacional mencionado anteriormente y estar estrechamente vinculado a los programas de investigación.
La aceptabilidad del público a la geoingeniería
Las actitudes del público hacia la geoingeniería y la participación en el desarrollo de métodos individuales propuestos, tendrá un impacto crítico en su futuro.
La percepción de los riesgos involucrados, los niveles de confianza en aquellos que llevan a cabo la investigación o implementación, así como la transparencia de las acciones, propósitos e intereses, determinará la viabilidad política de la geoingeniería.
Si la geoingeniería llega a desempeñar un papel en la reducción del cambio climático se requerirá un programa activo e internacional de diálogo del público y de la sociedad civil para identificar y abordar las preocupaciones sobre potenciales problemas ambientales, impactos sociales y económicos y consecuencias no deseadas.
Recomendación clave:
La Real Sociedad de Londres, en colaboración con otros organismos apropiados, debe iniciar un proceso de diálogo y participación para explorar las actitudes del público y de la sociedad civil, preocupaciones e incertidumbres sobre la geoingeniería como respuesta al cambio climático.
____________________________________________________________________________
1 Departamento de Energía y Cambio Climático.
2 Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales.
3 Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas.
4 Consejo de Investigación Económica y Social.
5 Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas.
6 Consejo de Investigación del Medio Natural.
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podrían ser descartadas prematuramente, y la propuestas peligrosas podrían ser promovidas con entusiasmo. Los encargados de formular políticas necesitan asesoramiento bien informado y fidedigno basado en la ciencia sólida. Con la creciente preocupación de que propuestas de geoingeniería han sido promovidas por algunos como una posible "solución" al problema del cambio climático, de que se estaban realizando experimentos, en algunos casos potencialmente en contravención de leyes nacionales o internacionales, y que la inversión activa en el desarrollo y prueba de nuevas tecnologías está ocurriendo, la Sociedad Real de Londres decidió emprender una revisión científica independiente sobre el tema.
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se proporcionan para cada método en los capítulos 2 y 3. Las calificaciones asignadas se explican en la Sección 5.3.
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1. Introducción
1.1 Antecedentes
La geoingeniería, o la manipulación deliberada a gran escala del medio ambiente planetario para contrarrestar el cambio climático antropogénico, ha sido sugerida como una nueva herramienta para abordar el cambio climático. Los esfuerzos para abordar el cambio climático se han concentrado principalmente en la mitigación, la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y, más recientemente, en abordar los impactos del cambio climático--la adaptación.
Sin embargo, el consenso político internacional sobre la necesidad de reducir las emisiones ha sido muy lento, y todavía no hay un acuerdo sobre las reducciones de emisiones necesarias más allá del 2012. Como resultado las emisiones mundiales han continuado aumentando aproximadamente un 3% al año (Raupach et al., 2007), un ritmo más rápido que el proyectado por el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) (IPCC, 2001)7 incluso bajo el escenario de mayor intensidad de combustibles fósiles (A1FI8) en el que el aumento de la temperatura media global es de unos 4°C (2,4 a 6,4°C) para el 2100 (Rahmstorf et al., 2007).
La comunidad científica ahora se preocupa cada vez más de que las emisiones no se reducirán al ritmo y magnitud necesarias para mantener el aumento de la temperatura media a menos de 2°C (por encima de los niveles preindustriales) para el 2100. Las preocupaciones por la falta de progreso de los los procesos políticos han conducido a un creciente interés por los enfoques de geoingeniería. Este informe de La Real Sociedad presenta una evaluación científica independiente de la gama de los métodos propuestos con el fin de proporcionar una una visión objetiva de si la geoingeniería podría, y si debería desempeñar un papel en la lucha contra el cambio climático, y bajo qué condiciones.
1.2 Geoingeniería
Las propuestas de la geoingeniería son dirigidas a intervenir en el sistema climático modificando deliberadamente el balance de la energía de la Tierra para reducir los aumentos de temperatura y eventualmente estabilizar la temperatura a un nivel inferior al que de otra forma se alcanzaría (Véase la figura 1.1). Los métodos propuestos son diversos y varían mucho en términos de su características y posibles consecuencias. En este informe se han clasificado en dos grupos principales:
i. Métodos de remoción del dióxido de carbono (CDR por sus siglas en inglés): que reducen los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera, permitiendo que escape más fácilmente el calor saliente de onda larga (infrarrojo térmico);
o:
ii. Los métodos de gestión de la radiación solar (SRM por sus siglas en inglés): los que reducen la radiación solar entrante de onda de onda corta (ultravioleta y la visible) neta recibida, al desviar la luz del sol, o aumentando la reflectividad (albedo) de la la atmósfera, las nubes o la superficie de la Tierra.
Se debe notar que aunque teóricamente también sería posible para los métodos de la geoingeniería eliminar gases de efecto invernadero distintos al CO2 de la atmósfera (por ejemplo, metano (CH4), Óxido nitroso (N2O)), la mayoría, sino es que todos los métodos propuestos hasta ahora se concentran en el CO2 que es de larga vida, y está presente en una concentración relativamente alta, por lo que este es el enfoque de este informe. Las medidas de mitigación para reducir las emisiones de estos gases de efecto invernadero distintos del CO2 son por supuesto todavía extremadamente importantes, pero no son consideradas como geoingeniería y por lo tanto no se han considerado.
El objetivo de los métodos de CDR es remover el CO2 de la atmósfera con:
- El mejoramiento de la captación y el almacenamiento por medio de los sistemas biológicos terrestres;
- El mejoramiento de la captación y el almacenamiento por medio de los sistemas biológicos del océano; o
- El uso de sistemas de ingeniería (físicos, químicos, bioquímicos).
Los métodos de SRM pueden ser:
- Basados en las superficie (modificación del albedo terrestre o del oceano)
- Basados en la troposfera (métodos de modificación de las nubes, etc.);
- Basados en la atmósfera superior (la tropopausa y por encima,
es decir, la estratosfera, mesosfera)
- Basados en el espacio.
1.3 El sistema climático
Para comprender los principios de la geoingeniería y los métodos por los que la gama de intervenciones tiene efecto es necesario comprender el sistema climático. Una evaluación detallada de la ciencia del cambio climático ha sido proporcionada en el Informe del cuarto grupo de trabajo de evaluación del IPCC (AR4) (IPCC 2007a). Aquí, se proporcionan breves descripciones del sistema climático y de los factores que conducen al cambio climático.
La mayoría de las propuestas de geoingeniería tienen como objetivo ya sea reducir la concentración de CO2 en la atmósfera (técnicas CDR, Capítulo 2), o evitar un poco que la Tierra absorba la radiación solar, ya sea reflejandola hacia el espacio antes de que llegue al planeta, o aumentando la reflectividad de la superficie o atmósfera de la Tierra (Técnicas SRM, capítulo 3). Estas técnicas de geoingeniería trabajarían manipulando el balance energético de la Tierra: el equilibrio entre la radiación entrante del sol (principalmente la luz ultravioleta de onda corta y la luz visible) que actúa para calentar la Tierra, y
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7 Debido a la crisis económica, las emisiones del 2008 y 2009 serán Inferiores que las más pesimistas del Informe Especial del IPCC sobre los Escenarios de Emisiones (SRES). Sin embargo, esta reducción de emisiones sólo se deben al descenso del crecimiento del PIB. Factores subyacentes, como las tasas despliegue de fuentes de energía neutras en carbono y la mejora en la eficiencia siguen siendo peor que incluso lo más pesimista del IPCC.
8 El escenario de A1FI se basa en un mundo futuro de muy rápido crecimiento económico, una población mundial que alcanza su punto máximo a mediados del siglo y va en descenso de allí en adelante, y la rápida introducción de tecnologías nuevas y más eficientes (pero intensivas en el uso de combustibles fósiles) (IPCC, 2000a).
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Figura 1.1. Esquema que muestra el presupuesto medio global de energía de la atmósfera terrestre. Amarillo indica la radiación solar; rojo indica la radiación de calor y verde indica la transferencia de calor por evaporación / condensación de vapor de agua y otros procesos de la superficie. El ancho de la flecha indica la magnitud del flujo de la radiación y los números indican los valores promedio. En la parte superior de la atmósfera la radiación solar neta absorbida es equilibrada por el calor emitido al espacio.
Adaptado de Kiehl & Trenberth (1997).
la radiación infrarroja térmica saliente (de onda larga) lo que actúa para enfriarla. Es este equilibrio el que fundamentalmente controla la temperatura de la Tierra, y el que impulsa y mantiene el sistema climático (Figura 1.1).
Estas corrientes de radiación no llegan ni salen de la superficie de la Tierra sin obstáculos. Aproximadamente un tercio de la radiación en promedio es reflejada por las nubes y por las capas de hielo y las superficies brillantes. Esta reflectividad de la Tierra es referida como su albedo (ver Sección 3.2). La mayoría de la radiación pasa a través de la atmósfera para alcanzar la superficie, donde un poco es reflejada y la mayoría es absorbida, así calentando la superficie. Un poco de la radiación emitida por la superficie de la Tierra es absorbida por los gases de efecto invernadero en la atmósfera (principalmente vapor de agua natural y CO2) y también por las nubes, reduciendo la cantidad de radiación de calor que escapa al espacio, y así también calentando la atmósfera y la superficie de la Tierra. Sólo alrededor del 60% de la radiación térmica emitida por la superficie sale de la atmósfera eventualmente, en promedio, después de la repetida absorción y re-emisión en la atmósfera.
La radiación térmica saliente aumenta fuertemente conforme la temperatura de la superficie aumenta mientras que la radiación solar entrante no lo hace. Esto crea una fuerte retroalimentación negativa, porque las temperaturas de la superficie y la atmósfera incrementan hasta que la radiación saliente y la entrante se equilibran, y luego se estabilizan. El flujo de energía solar a la distancia de la Tierra al Sol, la 'constante solar', es aproximadamente 1,368 W/m2 lo que da un valor de 342 W/m2 cuando se promedia sobre todo el globo (véase el recuadro 1.1).
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De esto, más del 30% es reflejado de nuevo al espacio lo que deja 235 W/m2 entrando en la atmósfera y absorbido por la sistema climático. En equilibrio, un flujo igual de 235 W/m2
de radiación infrarroja sale de la Tierra. Este es un equilibrio delicado. Si cualquiera de las corrientes de radiación es perturbada al 1% (es decir, 2,35 W/m2) la temperatura de la superficie cambiará aproximadamente 1,8°C (rango 1,2 a 2,7°C, IPCC 2007a).
Aumentos en las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero
(Por ejemplo, CO2, CH4, N2O, ozono del suelo (O3) y Clorofluorocarburos (CFC)) debido a las actividades humanas como la quema de combustibles fósiles, la deforestación y la conversión de la tierra para la agricultura, han alterado este delicado equilibrio ya que los gases restringen la emisión de la radiación de calor al espacio un poco más de lo habitual. Para restablecer este desequilibrio, la atmósfera se ha calentado, y está emitiendo más calor (onda larga), y este calentamiento continuará mientras el sistema evoluciona para acercarse a un nuevo equilibrio.
El ciclo mundial del carbono desempeña un papel importante mediando las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera (Figura 1.2) y así Influencia la velocidad a la que se puede restablecer el equilibrio.
El carbono se intercambia naturalmente entre la tierra, los océanos, y la atmósfera, y las grandes cantidades se almacenan en 'sumideros' en la tierra y en los océanos. Cada año de 60 a 90 Gt de carbono son absorbidos de la atmósfera por la vegetación tanto de la superficie terrestre como de la superficie oceánica y una cantidad igual se libera a la atmósfera. Con mucho, la mayor reserva de carbono en este sistema está en el fondo del océano, donde existe predominantemente como iones de bicarbonato. La siguiente reserva más grande es el carbono encerrado en la vegetación y los suelos. Sólo una pequeña cantidad es almacenada en la biota marina. Sin embargo, la biología marina tiene una influencia en las concentraciones atmosféricas de CO2 porque media un flujo de carbono hacia el océano profundo lo que es responsable del enriquecimiento del contenido de carbono del mar profundo, desde la superficie de los océanos y de la atmósfera, «la bomba biológica» (véase el capítulo 2). Antes de la revolución industrial, estos flujos estaban equilibrados estrechamente, con un pequeño flujo neto de una fracción de un GtC/año de la atmósfera hacia la tierra y de los océanos hacia la atmósfera. Hoy hay un flujo de aproximadamente 2 GtC/año de la atmósfera a ambos la tierra y el océano y éstos compensan parcialmente los flujos de los combustibles fósil y los cambios en el uso de la tierra que liberan CO2 a la atmósfera. En los océanos, la absorción de este aumento en el CO2 atmosférico (véase el gráfico 1.2) ha conducido a un declive en el pH promedio de las aguas superficiales oceánicas en 0,1 unidades desde la revolución industrial. Esta acidificación del océano continuará aumentando en el futuro, junto con al aumento de los niveles de CO2 (Royal Society 2005), como se analiza en la Sección 2.4.
La temperatura del planeta está determinada por el equilibrio en la parte superior de la atmósfera entre la radiación solar absorbida y la radiación de onda larga emitida al espacio.
Cualquier desequilibrio en estos flujos energéticos constituye un «forzamiento radiativo» que, en última instancia, provoca un ajuste de la temperatura media global hasta que se restablezca el equilibrio.
Figura 1.2. Representación del ciclo global del carbono, donde los números y flechas en negro representan el reservorio y la magnitud del flujo en el estado estable preindustrial, mientras que los de color rojo representan adiciones debido a la actividad humana (en unidades de GtC
y GtC/año respectivamente, correspondientes al período 1990-1999). Reproducido con permiso de Sarmiento JL & Gruber N (2002). Sinks for anthropogenic carbon. Physics Today 55(8): 30–36. Copyright 2002. American Institute of Physics.
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Por ejemplo, las actividades humanas desde la era preindustrial se ha estimado que han producido un forzamiento radiativo neto de +1,6 W/m2. Cerca de la mitad de este forzamiento radiativo ha sido equilibrado por el calentamiento global de 0,8°C hasta la fecha, pero una cantidad similar de calentamiento adicional ocurriría incluso si el CO2 y otros gases de efecto invernadero fueran estabilizados inmediatamente a los niveles actuales (lo que no es posible). Esta defase en la respuesta de la temperatura media global es principalmente debido a la gran capacidad calorífica de los océanos, los que sólo se calientan lentamente. Una duplicación de la concentración de CO2 desde su valor preindustrial a 550 ppm daría un forzamiento radiativo de aproximadamente 4 W/m2 y una estimación de equilibrio de calentamiento global de alrededor de 3°C (Rango 2,0 a 4,5°C) (IPCC 2007a).
1.4 El cambio climático y la geoingeniería: el Contexto político
La geoingeniería no es una idea nueva. Se ha reconocido como una posibilidad desde los primeros estudios del cambio climático. La modificación del clima data por lo menos de la década de 1830 cuando las propuestas del meteorólogo estadounidense James
Pollard Espy para estimular la lluvia mediante la quema controlada de los bosques lo llevó a ser festejado como el "Rey de la Tormenta". Más recientemente el Proyecto Stormfury de los Estados Unidos buscó durante dos décadas modificar la trayectoria de los huracanes sembrandolos con yoduro de plata. Las propuestas de geoingeniería para la modificación del clima, específicamente diseñadas para contrarrestar el efecto invernadero, datan al menos desde 1965 cuando se emitió un informe Del Consejo Asesor Científico del Presidente de los Estados Unidos. Estudios preliminares fueron realizados a través de los años setenta a los noventa (Budyko 1977, 1982, Marchetti 1977, Academia de Ciencias 1992), y la geoingeniería fue más recientemente discutida durante un taller convocado Por el Centro Tyndall y el Instituto Cambridge-MIT en el 2004. Para una revisión detallada de la historia de la geoingeniería véase Keith (2000). Sin embargo, en los años 80 y los años 90 el énfasis de las discusiones de la política del cambio climático se centraron en la mitigación, principalmente por los esfuerzos a nivel de las Naciones Unidas para construir un consenso sobre la necesidad de controles de emisiones.
La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) compromete a los estados contratantes a estabilizar las concentraciones de gases de efecto invernadero a niveles que no causarían una "interferencia antropogénica peligrosa" en el sistema climático (Mann 2009). El Protocolo de Kioto de la CMNUCC (1997) establece un marco para el control y reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero a través de las metas de emisiones y mecanismos flexibles como el comercio de derechos de emisión.
Aunque la cantidad de calentamiento global que corresponde a una «Interferencia antropogénica peligrosa» no ha sido formalmente decidida, existe un amplio consenso de que 2°C por encima del nivel preindustrial es un una cifra de trabajo razonable, y esto ha sido formalmente adoptado por la Unión Europea como límite superior y más recientemente por el grupo de naciones del G8 (G8 2009). Conforme a estudios recientes (Allen et al., 2009; Meinshausen et al. 2009; Vaughan et al. 2009) incluso los escenarios en los que se reducen las emisiones globales de CO2 y otros gases de efecto invernadero alrededor del 50% para el 2050 sólo dan una posibilidad del 50:50 a que el calentamiento se mantendrá a menos de 2°C para el 2100. Además, no existe un escenario realista bajo el cual sería posible reducir las emisiones de gases de efecto invernadero suficientemente como para conducir a un pico y el subsequente declive de las temperaturas globales este siglo (debido a defases en el sistema climático).
Los modelos climáticos indican generalmente que la estabilización del CO2 atmosférico a unas 450 ppm sería necesaria para evitar el calentamiento superior a 2°C (Allen et al., 2009).9 Sin embargo, esto requeriría una transformación revolucionaria de la los sistemas de producción y consumo de energía, y aunque todavía es físicamente posible reducir las emisiones en la magnitud requerida para mediados del siglo (Anderson et al. 2006; Ekins & Skea 2009; Royal Society 2009) hay poca evidencia que sugiere que se está produciendo tal transformación. Las concentraciones atmosféricas ya son de 380 ppm de CO2 y siguen aumentando constantemente, y parece cada vez más probable que las concentraciones superen los 500 ppm a mediados de siglo y pueden acercarse a 1000 ppm para el 2100.
Adicionalmente, sigue habiendo incertidumbre sobre parámetros críticos como la sensibilidad climática (IPCC 2007a; Allen et al. 2009) y la existencia, y probable ubicación de, posibles umbrales o «puntos de inflexión» en el clima (Lenton et al., 2008). Algunos impactos climáticos pueden ocurrir antes de lo previsto (por ejemplo, la mínima de la baja de hielo Ártico marino de verano 2007 y 2008), de los cuales se desconocen las causas, y las consecuencias son muy inciertas. Existe el potencial para la retroalimentación positiva (debido a la liberación de CH4 y/o la reducción del albedo como resultado de menos hielo marino), los que son creíbles pero aún no cuantificados totalmente. Según Hansen et al. (2008), el efecto de retroalimentaciones positivas a largo plazo (debido al ciclo del carbono y los efectos de la extensión/albedo de la capa de hielo) conduciría a un mayor nivel de sensibilidad climática en escalas de tiempo milenarias. Esta significa que los niveles de CO2 pueden necesitar ser reducidos en el futuro, a alrededor de 350 ppm, en lugar de la estabilización a 450 ppm.
Preocupaciones por el lento avance en el logro de reducciones de emisiones e incertidumbres sobre la sensibilidad climática y los puntos de inflexión climática han llevado a miembros de las comunidades científicas y políticas a sugerir que la geoingeniería puede ofrecer una solución alternativa al cambio climático. En respuesta, se ha expresado preocupaciones de que las propuestas de geoingeniería podrían reducir el frágil apoyo político y público para la mitigación y desvíen los recursos de la adaptación (esto es a veces se denomina como «el argumento del riesgo moral», véase el capítulo 4), acarrean potenciales riesgos ambientales significativos, y grandes incertidumbres en términos de efectividad y factibilidad. Además, la amplia gama de propuestas presentan una variedad
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9 Estas cifras son para el CO2 solamente. Los efectos de ambos, los gases de efecto invernadero que no son CO2 y los aerosoles troposféricos también necesitan ser considerados. En la actualidad y en el pasado reciente estos efectos adicionales se han cancelado unos a otros, pero pueden no hacerlo en el futuro.
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Recuadro 1.2 Evaluación de propuestas de geoingeniería utilizando modelos numéricos del sistema climático
____________________________________________________________________________Actualmente se utiliza una serie de modelos climáticos para evaluar el sistema climático y su perturbación por las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero.
Si el impacto de una técnica particular de geoingeniería en el clima ha de ser evaluada adecuadamente, se deben emplear esos mismos o similares modelos climáticos. Por lo tanto, es esencial comprender los puntos fuertes y las debilidades de tales modelos y el papel para el cual cada tipo en particular es más adecuado.
Los modelos de circulación general de atmósfera-océano (AOGCMs por sus siglas en inglés) han sido ampliamente utilizados en las proyecciones del cambio climático en el futuro dados los escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero. Los AOGCM se basan en leyes físicas (Las leyes del movimiento de Newton, de la conservación de energía, etc.). Basado en estas leyes, un modelo informático de la atmósfera puede utilizarse para calcular el estado del sistema climático (temperatura, vientos, vapor de agua, etc.) para toda la atmósfera y el océano como una función de tiempo. Típicamente, la atmósfera y el océano están representados por número de cajas; su resolución espacial dependerá de la potencia computacional disponible. Las resoluciones atmosféricas horizontales típicas son de de 2° x 2°; los procesos atmosféricos importantes con escalas típicas menores que esto deben ser representados ("Parametrizados") empíricamente, lo que introduce un grado de aproximación e incertidumbre.
En los últimos 20 años se han realizado considerables avances en la modelización del clima durante, incluyendo la progresión desde los modelos simples de circulación general atmosférica (GCM por sus siglas en inglés) a los AOGCM (por sus siglas en inglés) y la adición progresiva de un rango más amplio de procesos (por ejemplo, retroalimentación de aerosol, química atmosférica, procesos criosféricos, etc.), así también como la capacidad de modelar con mayor resolución espacial a medida que va aumentando la potencia computacional. En el IPCC AR4 se concluye que hay «considerable confianza» de que los AOGCM “proporcionan estimaciones cuantitativas confiables del cambio climático futuro, particularmente a grandes escalas y continentales" (Randall et al., 2007). La confianza en estas estimaciones es mayor para algunas variables climáticas (por ejemplo, la temperatura) que para otros (por ejemplo, la precipitación). Esta confianza se basa en un gran esfuerzo internacional para comparar y evaluar modelos climáticos, incluyendo un estudio detallado del cambio climático reciente. Los modelos captan bien los registros de temperatura global cuando se incluyen los forzamientos antropogénicos y los naturales. También reproducen algo de la variabilidad climática durante el siglo pasado, así como el impacto de perturbaciones, por ejemplo, la erupción del Monte Pinatubo. Existe menos confianza en la capacidad de la actual generación de AOGCM para abordar los cambios a escala regional, y superar la brecha espacial desde escalas globales/continentales a escalas regionales es un gran desafío de la investigación.
Es importante reconocer que estas son limitaciones de modelaje que pueden limitar la confianza en su uso para evaluar algunas técnicas de geoingeniería (Presentación: Palmer), y será necesario utilizar modelos que son muy adecuados para evaluar los procesos afectados por la técnica considerada. Por ejemplo, el tratamiento de los procesos de formación de las nubes y retroalimentación es un problema perdurable el modelado climático y es destacado en el IPCC AR4 (IPCC 2007a) como una deficiencia importante. Esto es de preocupación general para la evaluación de cualquier técnica de geoingeniería, pero sería una incertidumbre particularmente relevante para aquellos métodos que, por ejemplo, intentan modificar la ocurrencia y la opacidad de las nubes, tales como las nubes marinas de bajo nivel.
Los ciclos de carbono terrestre y marino juegan un papel importante en los procesos climáticos para las escalas decenales y de mayor duración. Los tratamientos detallados de la dinámica del ciclo del carbono (incluyendo los suelos, la vegetación y la biosfera marina) no fueron rutinariamente incorporados en todas las simulaciones AOGCM utilizadas en el AR4, aunque estos procesos están ahora representados en muchos GCM y en los modelos del sistema terrestre. Estos incluyen una gama más amplia de procesos que los AOGCM estándar y son
generalmente adaptados para simular las escalas de tiempo más largas sobre las cuales los procesos del ciclo del carbón llegan a ser muy importantes. Sin embargo, dada la actual potencia computacional, para incluir estos procesos adicionales y retroalimentación estos modelos por lo general tienen que comprometer la representación del modelo en algún área, tal como por una reducción a la resolución espacial o el uso de parametrizaciones. Tales Modelos del Sistema Terrestre de complejidad intermedia (EMIC por su siglas en inglés) son excelentes herramientas para simulaciones a largo plazo y para explorar la sensibilidad del modelo y los procesos de retroalimentación, pero actualmente son menos adecuados para las proyecciones cuantitativas espacialmente detalladas del próximo siglo más o menos.
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de cuestiones sociales, éticas y jurídicas, que sólo ahora comienzan a ser identificadas.
Como la geoingeniería es un área de política relativamente nueva, No existen marcos reglamentarios establecidos dirigidos específicamente para controlar las actividades de geoingeniería y consecuentemente existe el riesgo de que algunos métodos puedan ser desplegados por naciones individuales, corporaciones o incluso uno o más Individuos ricos sin una regulación adecuada o acuerdo internacional. Mientras que es probable que algunos de los mecanismos nacionales, regionales e internacionales existentes puedan aplicarse ya sea a las actividades mismas, o a los impactos de la geoingeniería, aún no se han analizado o examinado con este propósito en mente. Recientemente, esto ha se ha convertido en un problema en cuanto organizaciones han demostrado interés en el potencial de las intervenciones como la fertilización oceánica para capturar carbono y calificar para créditos de carbono a través de la certificación bajo el Mecanismo de Desarrollo Limpio Del Protocolo de Kyoto. La participación comercial en experimentos de fertilización oceánica han provocado una rápida y vocal respuesta de la comunidad política y científica internacional y de organizaciones no gubernamentales medioambientales (ONG por sus siglas en inglés).
Dado el mal estado actual del entendimiento sobre la ciencia de la geoingeniería, las técnicas potencialmente útiles
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podrían ser descartadas prematuramente, y la propuestas peligrosas podrían ser promovidas con entusiasmo. Los encargados de formular políticas necesitan asesoramiento bien informado y fidedigno basado en la ciencia sólida. Con la creciente preocupación de que propuestas de geoingeniería han sido promovidas por algunos como una posible "solución" al problema del cambio climático, de que se estaban realizando experimentos, en algunos casos potencialmente en contravención de leyes nacionales o internacionales, y que la inversión activa en el desarrollo y prueba de nuevas tecnologías está ocurriendo, la Sociedad Real de Londres decidió emprender una revisión científica independiente sobre el tema.
1.5 Conducta del estudio
La Sociedad Real de Londres estableció un grupo de expertos internacionales en el 2008 presidido por el Profesor John Shepherd FRS. El objetivo del proyecto era proporcionar una evaluación equilibrada de una serie de propuestas de geoingeniería para ayudar a los responsables de políticas decidir si, y si en caso, cuándo y cuáles métodos deberían ser investigados y desplegados. Los Términos de referencia se pueden encontrar en el anexo 8.2. El contenido de este informe ha sido sometido a revisión externa por pares y avalada por el Consejo de la Sociedad Real de Londres.
Una convocatoria de presentaciones por académicos, responsables políticos, industrialistas y otras partes interesadas se emitió en marzo del 2008 (véase el anexo 8.4 la lista de presentaciones).
La evidencia escrita recibida está disponible en la Royal Society (excepto cuando se haya requerido confidencialidad).
El informe se basa, en la medida que ha sido posible, en literatura revisada por pares, utilizando fuentes adicionales cuando fuera necesario y apropiado. El contenido de las comunicaciones recibidas fueron consideradas y se han utilizado en la preparación del presente informe, cuando ha sido lo apropiado. Se sostuvieron cuatro grupos de interés público junto con una pequeña encuesta de opinión en mayo del 2009, y expertos seleccionados también fueron invitados a participar en un taller sobre la ética de la geoingeniería en mayo del 2009 (Véase el capítulo 4 y el anexo 8.3).
El alcance del estudio incluye, en principio, cualquier método para la geoingeniería del clima, definidos como propuestas con la intención de moderar el cambio climático mediante la
intervención a gran-escala en el funcionamiento del sistema climático natural. Cualquier método considerado factible y razonablemente eficaz por el grupo de trabajo, fue incluido en el estudio (véase la nota del anexo 8.2).
Propuestas de actividades de ingeniería a gran escala, que no implican una intervención deliberada en el clima y por lo tanto no se consideran normalmente como geoingeniería, no se consideraron en detalle. Algunas de estas ya han sido bien cubiertas en la literatura revisada por pares. Estas incluyen:
- el desarrollo (y el despliegue a gran escala) de fuentes de energía de bajo carbono (Royal Society (2008), Ekins & Skea (2009); German Advisory Council on Climate Change (WGBU 2009); Royal Society (2009));
- lo métodos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, tales como la captura y almacenamiento de carbono CAC (CCS por sus siglas en inglés) desplegado en el punto de emisión (IPCC (2005));
- la aforestación convencional y la deforestación evitada (IPCC (2000b), Royal Society (2001)).
El objetivo de este informe es considerar lo que se conoce y lo que no se sabe sobre los efectos esperados, ventajas y las desventajas de los métodos de geoingeniería propuestos. Todas las propuestas consideradas se encuentran en el esbozo/concepto inicial y las estimaciones de costos y los impactos medioambientales son muy provisionales. Sin embargo, una evaluación inicial es posible utilizando criterios desarrollados para el reporte pero basados en el trabajo de Lenton & Vaughan (2009) (Presentación: Lenton y Vaughan).
Como se ha explicado anteriormente, a efectos de la presente evaluación los métodos evaluados se han clasificado dependiendo si su objetivo es eliminar el CO2 de la atmósfera (CDR por sus siglas en inglés), o para modificar el albedo planetario o la disminución de la radiación solar de onda corta recibida (SRM por sus siglas en inglés).
Existe una serie de criterios mediante los cuales las propuestas geoingeniería deben evaluarse; estos pueden ser agrupados en forma amplia en criterios técnicos y criterios sociales. En
los capítulos 2 y 3 se introducen y discuten las características de las dos clases , así como su viabilidad y eficacia son evaluadas en la medida de lo posible contra cuatro criterios técnicos. Estos son compuestos de varios criterios relacionados, y (excepto para los costos) se definen de manera que una evaluación positiva implica características deseables.
- Eficacia: incluyendo la confianza en la base científica y tecnológica, la viabilidad tecnológica y la magnitud, escala espacial y la uniformidad del efecto alcanzable.
- Oportunidad: incluyendo el estado de preparación para la implementación (y la medida en que cualquier experimento y/o modelado necesarios se hayan completado), y la velocidad con que el efecto deseado (sobre el cambio climático) ocurriría.
- Seguridad: incluyendo la previsibilidad y verificabilidad de los efectos previstos, la ausencia de efectos predecibles o efectos no deseados secundarios adversos e impactos medioambientales (especialmente efectos sobre sistemas biológicos imprevisibles), y bajo potencial de que las cosas salgan mal en gran escala.
- Costo: tanto de despliegue como de operación, para el efecto deseado (es decir, para los métodos CDR, el coste por GtC y Para los métodos SRM, costo por W/m2) evaluados sobre escalas de tiempo en siglos (más tarde también expresado como su inversa, es decir, asequibilidad). En la práctica, la información disponible sobre los costos es extremadamente provisional e incompleta, y sólo las estimaciones de orden de magnitud son posibles.
Sobre la base de estos criterios, los costos probables, los impactos y las posibles consecuencias involuntarias son identificadas y evaluadas en la medida que es posible, como para informar la investigación y prioridades políticas. Tablas de evaluación resumida
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se proporcionan para cada método en los capítulos 2 y 3. Las calificaciones asignadas se explican en la Sección 5.3.
Otro criterio muy importante es el reversibilidad política y técnica de cada propuesta; es decir, la capacidad para suspender un método y terminar sus efectos (incluyendo cualquier impacto negativo no-deseado) al poco tiempo, si fuera necesario hacerlo. Todos los métodos considerados aquí tienen la posibilidad de ser técnicamente reversibles dentro de una década o dos, por lo que este criterio no ayuda a discriminar entre ellos. Sin embargo, podrían también haber razones no técnicas (tales como los intereses creados por los flujos de ingresos) que pueden reducir la reversibilidad en la práctica (véase Sección 4.2), y esto también debe ser considerado.
También existen criterios no-tecnológicos mediante los cuales tales propuestas deberían ser evaluadas. Estos incluyen cuestiones como las actitudes del público, la aceptabilidad social, factibilidad y legalidad, las que pueden cambiar con el tiempo. Una exploración preliminar de estas cuestiones y sus Importancia para determinar la aceptabilidad de las actividades de investigación y despliegue de geoingeniería, se proporciona en los capítulos 4 y 5.
En el capítulo 5, las ventajas y desventajas relativas de las tecnologías más factibles son identificadas. No se intenta identificar un método único en general preferido de geoingeniería. Sin embargo, se ha aplicado un sistema de calificación semicuantitativa basado en función de los criterios definidos para facilitar la identificación de métodos que merecen mayor atención.
Las conclusiones y recomendaciones derivadas de este análisis se presentan en el Capítulo 6.
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