¿En qué consiste el desequilibrio energético de la Tierra y cómo está cambiando?

Hemos redactado este artículo explicativo en colaboración con Phil Duffy, doctor en Ciencias y director científico de Spark Climate Solutions, una organización sin ánimo de lucro de base científica que impulsa el avance en los retos climáticos sin resolver. El Dr. Duffy ha trabajado recientemente en la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca y, anteriormente, fue presidente y director ejecutivo del Woodwell Climate Research Center. El Dr. Duffy habló con Probable Futures el desequilibrio energético de la Tierra y la importancia de investigar este indicador del calentamiento global.

A medida que la energía viaja desde el Sol hasta la superficie terrestre, atraviesa la atmósfera en forma de luz solar, filtrándose a través de las nubes, los contaminantes y los gases, todos los cuales devuelven parte de esa energía al espacio. Una vez que llega a la superficie terrestre, la nieve, el hielo y la tierra también reflejan parte de la luz solar de vuelta al espacio.

Durante milenios, la energía entrante y saliente se mantuvo, en promedio, en un equilibrio casi perfecto: aproximadamente el 30 % de la energía se reflejaba de vuelta al espacio y el 70 % calentaba la Tierra, lo que dio lugar al clima global estable y agradable del Holoceno. Debido a la actividad humana, actualmente entra en la atmósfera más energía de la que se refleja de vuelta al espacio, lo que provoca un desequilibrio energético y da lugar al calentamiento global.

Recientemente, los científicos han descubierto que el desequilibrio energético de la Tierra está aumentando a un ritmo cada vez mayor, lo que indica que el calentamiento futuro podría superar las previsiones. Phil Duffy, doctor en Ciencias y científico jefe de Spark Climate Solutions, considera que esta aceleración nos proporciona una información crucial: «El desequilibrio energético de la Tierra es el motor fundamental del calentamiento global. El hecho de que esté aumentando rápidamente es motivo de preocupación».

El desequilibrio energético de la Tierra es la causa principal del calentamiento global. El hecho de que esté aumentando rápidamente es motivo de preocupación.

¿En qué consiste el desequilibrio energético de la Tierra?

El desequilibrio energético de la Tierra es una medida del intercambio de energía entre la Tierra y el espacio. Cuando este desequilibrio es positivo, significa que se está acumulando un exceso de energía en el sistema climático, lo que provoca un calentamiento. Cuando este desequilibrio es positivo y va en aumento, significa que los mecanismos que provocan el calentamiento se están intensificando con el tiempo. 

Los científicos miden el desequilibrio energético de la Tierra de dos maneras. Para comparar la cantidad de energía que entra y sale de la atmósfera, utilizan instrumentos espaciales cuidadosamente calibrados. Para comparar la energía que se acumula en el sistema climático, utilizan boyas oceánicas que registran las temperaturas tanto en la superficie del océano como por debajo de ella, ya que los océanos absorben la mayor parte del exceso de calor.

¿Qué provoca el desequilibrio energético de la Tierra?

Los cambios en los entornos naturales y en la composición atmosférica de la Tierra pueden influir en la forma en que el planeta retiene o libera calor, lo que afecta al desequilibrio energético del planeta. Desde la industrialización, el principal factor del calentamiento ha sido el efecto invernadero.

La actividad humana ha emitido gases de efecto invernadero a la atmósfera a un ritmo y una escala sin precedentes. Esas emisiones de gases de efecto invernadero se acumulan en la atmósfera como una capa transparente sobre la superficie de la Tierra, permitiendo que entre la luz solar e impidiendo que el calor se escape, lo que provoca el calentamiento del planeta, es decir, el efecto invernadero. 

Además de los gases de efecto invernadero, la actividad humana genera contaminación por partículas mediante la quema de combustibles fósiles y biomasa, como los árboles, los procesos industriales y otras actividades. Estas pequeñas partículas afectan al clima de forma directa, al reflejar la luz solar de vuelta al espacio, y de forma indirecta, al alterar las propiedades reflectantes de las nubes. En conjunto, la contaminación por partículas ha enmascarado casi 0,5 °C del calentamiento provocado por el efecto invernadero. 

El desequilibrio energético de la Tierra está cambiando en la actualidad debido a factores relacionados con estas causas subyacentes del calentamiento. 

¿Cómo está cambiando hoy en día el desequilibrio energético de la Tierra?

En los últimos años, los científicos han observado que la Tierra se está calentando más rápidamente. Por ejemplo, la tasa de calentamiento de los océanos entre 2005 y 2025 fue más del doble que la registrada entre 1960 y 2005. El informe «Estado del clima 2025» de la Organización Meteorológica Mundial señaló el desequilibrio energético de la Tierra como un «nuevo indicador clave» del cambio climático global, ya que alcanzó el valor más alto de calentamiento desde que los científicos comenzaron a realizar mediciones en 1960. El Dr. Duffy destaca la importancia de estos hallazgos y afirma: «Si el calentamiento se está acelerando, como parece ser el caso, eso significa que hay nuevas fuentes de calentamiento, fuentes sobre las que quizá tengamos menos control que sobre las emisiones de gases de efecto invernadero».

El aumento relativamente constante del calentamiento que experimentó la Tierra entre 1960 y 2006 se debió casi en su totalidad al efecto invernadero. Sin embargo, en la actualidad, además del efecto invernadero, hay dos factores que también están agravando el desequilibrio energético de la Tierra y provocando la aceleración que observan los científicos hoy en día: la reducción de la contaminación por partículas y los bucles de retroalimentación.

Si el calentamiento se está acelerando, como parece ser el caso, eso significa que hay nuevas fuentes de calentamiento, fuentes sobre las que quizá tengamos menos control que sobre las emisiones de gases de efecto invernadero.

Reducción de la contaminación por partículas

La contaminación por partículas permanece en la atmósfera, reflejando la luz solar y contribuyendo a la formación de nubes. Dado que las partículas pueden tener un efecto refrigerante sobre la Tierra, uno de los factores que está provocando la actual aceleración del calentamiento es la reducción de la contaminación —como el hollín y el smog— derivada de la actividad industrial. Al haber menos partículas en la atmósfera, llega más luz solar a la superficie terrestre. 

Bucles de retroalimentación

El calentamiento global provocado por las emisiones de gases de efecto invernadero ha puesto en marcha, en algunos de los sistemas de la Tierra, mecanismos que responden al calentamiento generando un calentamiento aún mayor, lo que se conoce como retroalimentaciones o bucles de retroalimentación. Estos bucles de retroalimentación están provocando ciclos de calentamiento que se aceleran a sí mismos dentro del sistema climático de la Tierra. 

Hay varios mecanismos de retroalimentación clave que probablemente estén contribuyendo a la reciente aceleración del calentamiento: 

• Disminución de la capa de hielo (pérdida de albedo). El albedo describe la capacidad de las diferentes superficies de la Tierra para reflejar la luz solar. A medida que aumentan las temperaturas, el hielo marino y los glaciares se derriten y el permafrost se descongela, lo que reduce la capa de albedo reflectante que normalmente enfría el planeta. Debido a la creciente pérdida de albedo, se refleja menos luz solar y los océanos absorben más calor, lo que provoca un calentamiento general y un mayor deshielo.
• Aumento del vapor de agua. El aire cálido retiene más humedad, y ese vapor de agua adicional en la atmósfera puede actuar como un gas de efecto invernadero, reteniendo el calor y provocando un mayor calentamiento.
• Menos nubosidad baja. A medida que la Tierra se calienta, las nubes sufren cambios que pueden influir en el calentamiento. Parece ser que el aumento de las temperaturas terrestres y oceánicas reduce la nubosidad baja, que normalmente impide que la luz solar llegue a la superficie terrestre, al tiempo que aumenta la nubosidad alta, que retiene el calor.
• Emisiones de gases de efecto invernadero provocadas por el calentamiento. El aumento de las temperaturas está provocando que procesos naturales como el deshielo del permafrost, la actividad microbiana en los humedales y los incendios forestales emitan gases de efecto invernadero. Los científicos consideran que estas emisiones provocadas por el calentamiento son uno de los principales factores que contribuyen al rápido aumento reciente de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

Lo que nos dice el desequilibrio energético de la Tierra sobre el futuro

Debemos dar prioridad de forma urgente a la investigación sobre el desequilibrio energético de la Tierra. Cuanto mejor comprendamos cómo está cambiando este desequilibrio, mejor preparados estaremos para hacer frente al calentamiento global en el futuro.

El desequilibrio energético de la Tierra nos da una idea de la inercia del calentamiento del planeta. Mientras que los grados de calentamiento nos indican cuánto se ha calentado ya el planeta, en comparación con los promedios preindustriales, el desequilibrio energético de la Tierra nos da pistas sobre cómo podría calentarse en el futuro. 

El Dr. Duffy aboga por que se investiguen más a fondo los cambios que está experimentando el calentamiento global y afirma: «Debemos dar prioridad de forma urgente a la investigación sobre el desequilibrio energético de la Tierra. Cuanto mejor comprendamos cómo está cambiando este desequilibrio, mejor preparados estaremos para gestionar el calentamiento en el futuro». Comprender el papel de los bucles de retroalimentación en el calentamiento de la Tierra puede ayudarnos a prepararnos para un futuro más cálido y menos estable, en el que, además de controlar las emisiones de gases de efecto invernadero, tendremos que gestionar los sistemas de la Tierra.