El canvi climàtic

Observa l'esquema de l'efecte d'hivernacle. Explica què representa cada fletxa numerada (1, 2 i 3), per què l'efecte d'hivernacle natural és imprescindible per a la vida a la Terra i en què consisteix la seva alteració per causa humana.

Esmenta tres gasos d'efecte d'hivernacle, indica la font principal de cadascun i assenyala quin d'ells contribueix més a l'escalfament actual i per què.

Diferencia temps meteorològic i clima, i explica per què una setmana de fred intens a l'hivern no contradiu la tendència a l'escalfament global, recolzant-te en la diferència entre una dada puntual i una mitjana a llarg termini.

Esmenta dues evidències del canvi climàtic observades a Espanya (retrocés de les glaceres pirinenques, avançament de les floracions, augment de les onades de calor, pujada del nivell del mar al litoral) i explica en què consisteix cadascuna.

Descriu dues conseqüències del canvi climàtic ja observables en els ecosistemes de la península Ibèrica i explica el mecanisme físic o biològic que les produeix.

Relaciona el cicle del carboni amb l'augment de $\text{CO}_2$ atmosfèric des de la Revolució Industrial, anomenant els dos processos humans que més contribueixen a aquest augment.

La concentració de $\text{CO}_2$ atmosfèric ha passat d'unes $280\ \text{ppm}$ a l'època preindustrial a unes $420\ \text{ppm}$ en l'actualitat. Calcula l'augment percentual i discuteix què hauria passat amb els ecosistemes si aquest augment s'hagués produït en segles en lloc de menys de dos.

En un debat sobre canvi climàtic, una persona afirma: «El clima sempre ha canviat per causes naturals. A més, com que l'aigua càlida reté menys gas dissolt, l'augment contemporani del $\text{CO}_2$ atmosfèric és una conseqüència de l'escalfament natural dels oceans i no de les activitats humanes».\na) Compara la velocitat de l'escalfament actual amb la de les transicions climàtiques del passat geològic (com les desglaciacions quaternàries) i dedueix per què la rapidesa del canvi modern descarta els cicles orbitals de Milankovitch com a causa principal.\nb) Utilitza l'equilibri del sistema carbonatat marí i les dades d'acidificació oceànica (descens continuat del pH marí) per refutar la idea que el $\text{CO}_2$ procedeix de la desgasificació oceànica.\nc) Explica com l'observació d'un escalfament de la troposfera acoblat a un refredament de l'estratosfera permet descartar que el canvi estigui causat per un augment de l'activitat solar i confirma el paper de l'efecte d'hivernacle.

Explica què és l'albedo d'una superfície, quines superfícies terrestres tenen albedo alt i quines baix, i per què la fusió del gel marí de l'Àrtic redueix l'albedo mitjà del planeta.

El nivell del mar puja per dues causes principals: l'expansió tèrmica de l'aigua en escalfar-se i l'aportació d'aigua de les glaceres i mantells de gel continentals. Explica tots dos mecanismes i raona, amb el principi d'Arquimedes, per què la fusió del gel marí flotant gairebé no contribueix a la pujada.

Imagina que l'escalfament global sobrepassa el llindar de $+1{,}5\ \text{°C}$, desencadenant processos accelerats a les altes latituds boreals.\na) Modela mitjançant un diagrama de flux de causes i efectes la interacció entre la fusió estival del gel marí àrtic i el balanç radiatiu oceànic. Preveu l'impacte d'aquest bucle sobre l'absorció de calor de l'aigua i la formació de gel en els hiverns successius.\nb) A les turberes i sòls de permafrost en desgel es formen llacunes termocàrstiques. Raona en quines condicions biogeoquímiques la descomposició de la matèria orgànica alliberarà predominantment $\text{CH}_4$ en comptes de $\text{CO}_2$, i justifica, en funció de la capacitat de forçament radiatiu relatiu d'ambdós gasos, per què això agreuja el forçament a curt termini.\nc) A partir d'ambdós mecanismes, justifica què és un «punt de no retorn» (tipping point) i argumenta per què, un cop sobrepassat, el cessament total de les emissions antròpiques podria no ser suficient per aturar l'escalfament.

Diferencia les estratègies de mitigació i d'adaptació enfront del canvi climàtic i posa dos exemples concrets de cadascuna, indicant a quina escala (local, nacional o global) s'apliquen.

Molts països s'han compromès a la «neutralitat de carboni» per al 2050. Explica què significa arribar a emissions netes zero, quin paper juguen en el balanç les absorcions per embornals i per què no equival a deixar d'emetre per complet.

Per tenir un $50\ \%$ de probabilitats de limitar l'escalfament a $1{,}5\ \text{°C}$, el pressupost de carboni romanent mundial s'estima en unes $250\ \text{Gt}$ de $\text{CO}_2$. Actualment, la humanitat emet aproximadament $40\ \text{Gt}$ anuals.\na) Demostra matemàticament que, si les emissions mundials es reduïssin de manera lineal a partir d'avui fins a assolir el zero net, el temps disponible per arribar a la neutralitat sense esgotar el pressupost de $250\ \text{Gt}$ seria de només $12{,}5$ anys (enfront dels $6{,}25$ anys si es mantinguessin constants). Dedueix la implicació d'aquest desfasament temporal per a les polítiques de mitigació immediata.\nb) Explica per què l'escalfament acumulat depèn de les emissions històriques acumulades i no del flux d'emissió anual, deduint per què estabilitzar les emissions en un valor constant no frena la pujada de les temperatures.\nc) Molts escenaris de mitigació preveuen un «sobreimpuls» (overshoot), assumint que superarem el pressupost i després refredarem el planeta mitjançant tecnologies d'absorció de $\text{CO}_2$. Avalua críticament dos riscos biofísics o ecològics de fiar l'estabilitat climàtica a aquestes tecnologies.