Si hay una cosa en la que todas las partes del debate climático pueden estar de acuerdo, esa es que el clima ha cambiado naturalmente en el pasado. Mucho antes de los tiempos industriales, el planeta pasó por muchos periodos cálidos y fríos. Esto ha llevado a algunos a concluir que si las temperaturas cambiaron naturalmente en el pasado, mucho antes de los todoterrenos y las TVs de plasma, la naturaleza debe ser la causa del calentamiento global actual. Esta conclusión es lo contrario de lo que la ciencia publicada y revisada ha hallado.

Nuestro clima está gobernado por el siguiente principio: cuando añades más calor a nuestro clima, las temperaturas globales suben. Y, a la inversa, cuando el clima pierde calor, las temperaturas descienden. Pongamos que el planeta está en un desequilibrio energético positivo. Está entrando más energía de la que es re-radiada al espacio exterior. Esto se conoce como forzamiento radiativo; el cambio en el flujo neto de energía en lo alto de la atmósfera. Cuando la Tiera experimenta un forzamiento radiativo positivo, nuestro clima acumula calor y las temperaturas globales suben (no monótonamente, por supuesto, la variabilidad interna  añadirá ruido a la señal). 

¿Cuánto cambia la temperatura para un forzamiento radiativo determinado? Esto viene dado por la sensibilidad del clima del planeta. Cuanto más sensible sea nuesro clima, mayor será el cambio de temperatura. La manera más habitual de describir la sensibilidad climática es el cambio en la temperatura global si se duplica el CO2. ¿Qué significa esto? La cantidad de energía absorbida por el CO2 puede calcularse utilizando códigos de transferencia radiativa capa por capa. Estos resultados han sido confirmados experimentalmente por mediciones en superficie y por satélites. El forzamiento radiativo derivado de duplicar el CO2 es 3,7 Wm^-2 (IPCC IE4 Sección 2.3.1).

Así que cuando hablamos sobre sensibilidad climática a la duplicación del CO2, estamos hablando del cambio en las temperaturas globales derivado de un forzamiento radiativo de 3,7 Wm^-2. Este forzamiento no tiene que venir necesariamente de duplicar el CO2. Puede venir de cualquier factor que produzca un desequilibrio energético.

¿Cuánto se calienta si se duplica el CO2? Si viviésemos en un clima sin retroefectos (feedbacks, también llamados realimentaciones o retroalimentaciones), las temperaturas globales subirían 1,2°C (Lorius 1990). Sin embargo, nuestro clima tiene retroefectos (feedbacks), tanto positivos como negatios. El retroefecto (feedback) positivo más fuerte es el vapor de agua. A medida que la temperatura aumenta, también lo hace la cantidad de vapor de agua en la atmósfera. Sin embargo, el vapor de agua es un gas de efecto invernadero que produce más calentamiento que a su vez produce más vapor de agua y así sucesivamente. También hay retroefectos (feedbacks) negativos (más vapor de agua en el aire puede producir más nubes que reflejan la luz solar entrante, resultando en un efecto de enfriamiento).

¿Cuál es el retroefecto (feedback) neto? La sensibilidad del clima puede calcularse a partir de observaciones empíricas. Uno necesita encontrar un período en el que tengamos registros de temperatura y mediciones de los diversos forzamientos que produjeron el cambio del clima. Una vez que tienes los cambios de temperatura y forzamiento radiativo, puede calcularse la sensibilidad climática. La Figura 1 muestra un resumen de los estudios con revisión por pares (peer reviewed) que han determinado la sensibilidad del clima a partir de períodos pasados (Knutti y Hegerl 2008).

Figura 1: Distribuciones y rangos de sensibilidad del clima a partir de diferentes líneas de evidencia. El círculo indica el valor más probable. Las líneas gruesas en color indican valor muy probable (más del 90 % de probabilidad). Las líneas estrechas en color indican valores probables (más de 66% de probabilidad). Las lineas punteadas indican que no hay una restricción robusta sobre el límite superior. El rango probable del IPCC (2 a 4.5°C) y el valor más probable (3°C) se indican mediante la franja vertical de color gris y la línea negra vertical, respectivamente.

Ha habido muchas estimaciones de la sensibilidad climática basadas en el registro instrumental (los últimos 150 años). Varios estudios utilizaron el calentamiento observado en superficie y en el océano durante el siglo XX y una estimación del forzamiento radiativo. Diversos métodos han sido empleados - modelos de complejidad simple o intermedia, modelos estadísticos o cálculos de balance energético. Los datos de satélite para el balance radiativo también han sido analizados para inferir la sensibilidad climática.

Algunos análisis recientes utilizaron el forzamiento y la respuesta bien observados a grandes erupciones volcánicas durante el siglo XX. Unos pocos estudios examinaron reconstrucciones paleoclimáticas del último milenio o del período hace unos 12.000 años cuando el planeta salió de una glaciación global (Último Máximo Glacial).

¿Qué podemos concluir de esto? Tenemos un número de estudios independientes cubriendo un rango de periodos, estudiando diferentes aspectos del clima y empleando varios métodos de análisis. Todos ellos arrojan un rango en líneas generales consistente de sensibilidad climática con un valor más probale de 3°C para la duplicación del CO2.

La combinación de evidencias indica que el retroefecto neto al forzamiento radiativo es significativamente positivo. No hay ninguna linea de evidencia creíble que arroje una sensibilidad muy alta o muy baja como mejor estimación.

El CO2 ha causado una acumulación de calor en nuestro clima. El forzamiento radiativo del CO2 se conoce con un alto grado de entendimiento y está confirmado con observaciones empíricas. La respuesta del clima a esta acumulación de calor se determina por la sensibilidad climática.

Irónicamente, cuando los escépticos citan el cambio del clima en el pasado, están de hecho invocando evidencias de la sensibilidad climática y del retroefecto neto positivo. Una mayor sensibilidad climática significa una mayor respuesta del clima al forzamiento del CO2. El cambio del clima en el pasado en realidad proporciona evidencias de que los humanos pueden afectar al clima en la actualidad.