presentacion cambio climatico

balairon@inm.es Cambio climático.07 1

Centro de Formación del Profesorado - CEFIRE Castelló ,1 de diciembre 2008

El Cambio climático:Bases científicas y repercusiones

medioambientales

Luis Balairón (*) (*) Director del Programa de Análisis del Cambio Climático

Agencia Estatal de MeteorologíaIPCC - Grupo Expertos Cambio Climático N.Unidas (1989-2003)

balairon@inm.es Cambio climático.07 2

Fuente: Henderson-Sellers

…Cambios climáticos, “cambio climático antropogénico”, calentamiento global....¿son equivalentes? …

balairon@inm.es Cambio climático.07 3

El IPCC (*) se crea en 1988 en el senode Naciones Unidas

Otras fuentes

• Centros de Investigación del CC• Informes nacionales con prestigio• Informes internacionales regionales/UE• Publicaciones científicas reconocidas

Introducción

(*)IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change(Grupo Intergubernamental de expertos sobre Cambio Climático)

balairon@inm.es Cambio climático.07 4

Ahora: el problema es conocer la “respuesta” o reacción del planeta a la perturbación de intensificar el efecto de invernadero

balairon@inm.es Cambio climático.07 5

Efecto de invernadero simplificado

balairon@inm.es Cambio climático.07 6

Temperatura de equilibrio

R2. So.(1-A) = 4R2.Te4

Te = [So(1-A) / 4]1/4 = (S/)1/4

R: radio de la TierraA: albedo = 0,33So: irradiación solar = 1367 w.m-2

S: flujo medio de radiacion absorbida por m2 = 240 w.m-2

: Cte. Stefan-Boltzmann

So

Te = 256 K

= -18ºC

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EL ESTUDIO DEL CAMBIO CLIMÁTICO:evolución de los dos caminos posibles

Estudio de series observadas puntuales

YObtención de datos

Conocimientoy modelización

del Sistema Climático

Simulaciones de cambios climáticos

Detección y atribuciónde los cambios de clima

“observados”

CAMBIO CLIMÁTICO“Si las concentraciones de CO2

equivalente superasen el Doble del nivel preindustrial”

balairon@inm.es Cambio climático.07 8Fuente: IPCC.

Gases de efecto de invernadero con tiempos de residencia largos

balairon@inm.es Cambio climático.07 9

El IPCC se creó en 1988 en N.Unidas (Agencias OMM y UNEP)

Grupo de trabajo ICiencia del clima (consenso de los años 80)

Grupo de trabajo II Impactos (riesgos, vulnerabilidad, adaptabilidad)

Grupo de trabajo IIIEstrategias de respuesta (mitigación, adaptación)

Grupos especiales (task force)Escenarios climáticos Inventarios de emisiones de gases de invernadero Informes especiales para la Convención Marco C.C.

Anexos

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Cambio climático reciente observado

Cambio de la temperatura media global en superficie

Cambio promedio global del nivel del mar

Cubierta de nieve en el

Hemisferio Norte

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Calentamiento mundial del aire en superficie observado en los últimos 150 años

Años más cálidos2005200719982003(Fuente: NASA/GISS)

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Fundamentos: Elementos clave

CAMBIOS CLIMÁTICOS en el pasado El efecto de invernadero El clima del pasado Cambios recientes

Causas de los cambios climáticos El forzamiento radiativo El potencial de calentamiento

ESCENARIOS DE CLIMA FUTURO Intensificación del efecto de invernadero Cambios naturales simultáneos del clima Acción de las realimentaciones (fAeedbacks) rápidas y lentas

Modelización El problema de la “sensibilidad” del clima

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TECNICAS PARA CONOCER EL CLIMA EN EL PASADO

balairon@inm.es Cambio climático.07 14

El clima del pasado: Concentraciones de CO2 y cambios de temperatura desde hace 400.000 años

Fuente: UNEP –IPCC (Petit-Jouzel)

380 ppmv

??Media 1961-90

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Fuete: Labeyrie et al (2003) - Springer. IGBP

Más alto

NivelMarHoy

Más bajo

Miles de años

Variaciones del nivel del mar en los últimos cuatrocientos mil años

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Climate changes in the last 400.000 years: Air Surface Temperature variations related to 1961-1990

Fuente: UNEP –IPCC (Petit-Jouzel)

Global Average: 1961-90 Insolation (from Milankovitch Theory)

10.000 years: Historical and Prehistorical Times

balairon@inm.es Cambio climático.07 17

PARÁMETROS ORBITALES DE MILANKOVITCH: Justifican la alternancia en el cuaternario de las glaciaciones e

interglaciaciones

(Actualización de Berger, 1987)

EXCENTRICIDAD: 100.000 años

INCLINACIÓN: 40.000 años

PRECESIÓN: 20.000 años

balairon@inm.es Cambio climático.07 18

Atmósfera

Depósitos fósiles Estimados

6.3

62.3

92.3

60

90

3.3

Plantas

SuelosOcéanos

750

500

2.00039.000Aprox.16.000

1.6

Depósitos: 109 Tm CFlujos: 109 Tm C/año

Los océanos y la vegetación terrestre acumulan hasta 4,6 109 Toneladas de C al año

Emisiones c. fósiles

Deforestación

Ciclo del Carbono alterado por la acción humana Causa de la

intensificación del efecto

de invernadero

balairon@inm.es Cambio climático.07 19

Fuente: IPCC / WMO-UNEP

Para estabilizar las concentraciones hay que reducir las emisiones: más cuanto más bajo sea el nivel de estabilización deseado

balairon@inm.es Cambio climático.07 20

Cambios climáticos abruptos: El reciente Dryas

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Fundamentos: Elementos clave

CAMBIOS CLIMÁTICOS en el pasado El efecto de invernadero El clima del pasado Cambios recientes

Causas de los cambios climáticos El forzamiento radiativo El potencial de calentamiento

ESCENARIOS DE CLIMA FUTURO Intensificación del efecto de invernadero Cambios naturales simultáneos del clima Acción de las realimentaciones (fAeedbacks) rápidas y lentas

Modelización El problema de la “sensibilidad” del clima

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Calentamiento H.Norte y enfriamiento subpolar

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IPCC.4AR: Estructura vertical de la evolución de la temperatura

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Otros indicadores del cambio climático más fiables :

El adelgazamiento del mar de hielo Artico

Espesores en 1958-76

Espesores en 1993-97

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OMM.2006: reducción de la extensión de hielos árticos

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IPCC.4AR: Evolución de las anomalías de la extensión de hielos marinos 1979-2005

ÁRTICOS

ANTÁRTICOS

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IPCC.DDC/ Temperatura EuropaDatos reticulares / selección interactiva

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IPCC.DDC/ Temperatura España peninsularDatos reticulares / selección interactiva

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IPCC.DDC/ Precipitación España peninsularDatos reticulares / selección interactiva

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Fuente: IPCC-2001

CalentamientoTOLERABLE

2ºC

450 ppmv

Calentamiento tolerable: Aumento de 2ºC respecto a la media preindustrial No superar 450 ppmv CO

2

balairon@inm.es Cambio climático.07 31

Fundamentos: Elementos clave

CAMBIOS CLIMÁTICOS en el pasado El efecto de invernadero El clima del pasado Cambios recientes

Causas de los cambios climáticos El forzamiento radiativo El potencial de calentamiento

ESCENARIOS DE CLIMA FUTURO Intensificación del efecto de invernadero Cambios naturales simultáneos del clima Acción de las realimentaciones (fAeedbacks) rápidas y lentas

Modelización El problema de la “sensibilidad” del clima

balairon@inm.es Cambio climático.07 32

La Tierra

RADIACION TERRESTRE EMITIDA

(240 W/m2)

RADIACION SOLAR REFLEJADA (100 W/m2)

RADIACION SOLAR RECIBIDA

(340 W/m2)

FORZAMIENTOS radiativos: Alteraciones del balance global de radiación en W/m2 (medido en la tropopausa).En el equilibrio el forzamiento radiativo es cero.

Son la CAUSA primera de todo Cambio Climático

balairon@inm.es Cambio climático.07 33

Causas del cambio climático

Causas externas: Variaciones en los

parámetros orbitales (cliclos de Milankovitch)

Variaciones en la irradiancia solar (ciclos solares)

Meteoritos (presencia de aerosoles)

Causas internas: Vulcanismo Aerosoles de origen diverso:

Naturales no volcánicos Producidos por la actividad humana

Cambios en la concentración de gases de “efecto invernadero”:

Origen natural Producidos por la actividad humana

Cambios en la superficie terrestre: Desertización - Desertificación Deforestación Cambios de albedo

• Origen natural• Usos del suelo

balairon@inm.es Cambio climático.07 34

Ejemplo de balance anual de forzamientosModelo IMAGE2 (IIASA-Alcamo, Austria)

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Rangos de los forzamientos radiativos actuales Rangos de los forzamientos radiativos actuales acumuladosacumulados

balairon@inm.es Cambio climático.07 36

Forzamientos radiativos de GEI desde el final de la última glaciación (hace 18.000 años)

balairon@inm.es Cambio climático.07 37

Fundamentos: Elementos clave

CAMBIOS CLIMÁTICOS en el pasado El efecto de invernadero El clima del pasado Cambios recientes

Causas de los cambios climáticos El forzamiento radiativo El potencial de calentamiento

ESCENARIOS DE CLIMA FUTURO Intensificación del efecto de invernadero Cambios naturales simultáneos del clima Acción de las realimentaciones (fAeedbacks) rápidas y lentas

Modelización El problema de la “sensibilidad” del clima

balairon@inm.es Cambio climático.07 38

¿Cómo se obtienen los escenarios de clima futuro?

EMISIONES

CONCENTRACIONES

FORZAMIENTOS

CLIMA FUTURO

Demografía

Desarrollo

Energía

Fuente: LBR

Ciclosbiogeoquímicos

Balance planetario de radiación

Modelos del Sistema climático

IMPACTOS

balairon@inm.es Cambio climático.07 39

Incertidumbres en los escenarios de emisiones

LOS ESCENARIOS DEL IPCC HAN SELECCIONADO ALGUNOS DE LOS POSIBLES PARA REDUCIR LA INCERTIDUMBRE

POBLACION Mundial entre 15.000 y 7.000 Millones Habit

ECONOMIA Mundial más con desarrollos bajo criterios diferentes ambientales y de mercado

ENERGIAS primarias y finales gestionadas y obtenidas con diferentes estrategias.

balairon@inm.es Cambio climático.07 40

El sistema humano: Escenarios de población hasta 2100

Nakicenovic et al., 2006 / IPCC

Image 2 de IIASA

balairon@inm.es Cambio climático.07 41

Fuente: IPCC. 2000 y 2001

Emisiones anuales totales de CO2 procedentes de todas las fuentes (energía, industria y cambio en el uso de tierras) entre 1990 y 2100 (en GtC/año)

ESCENARIOS DE EMISIONES de CO2(SRES del IPCC.2000)

balairon@inm.es Cambio climático.07 42

El sistema humano: escenarios de producción de energía

5,5% (2050)

10,5% (2100)

24,4% (2050)

38,8% (2100)

70,2% (2050)

50,7% (2100)B2

30,2% (2050)

52,3% (2100)

69,8% (2050)

47,7% (2100)B1

6,4% (2050)

13,6% (2100)

11,6% (2050)

14,4% (2100)

82,0% (2050)

71,9% (2100)A2

10,2% (2050)

3,7% (2100)

29,9% (2050)

65,5% (2100)

59,9% (2050)

30,7% (2100)A1

NuclearRenovablesCombustibles Fósiles

Escenario

balairon@inm.es Cambio climático.07 43

Factores clave: POBLACIÓN, ECONOMÍA Y ENERGIA

Fuentes: IPCC y CUBASCH,2001

balairon@inm.es Cambio climático.07 44

Forzamientos hasta 2100: El debido al CO2 es la causa principal de cambio climático “previsible”

CO2

Forcing CO2para 2050

Resto

Modelo IMAGE2 (IIASA-Alcamo, Austria)Balance anual de forzamientos

Forzamientos en 1970

balairon@inm.es Cambio climático.07 45

El Clima del siglo XXI: “Cadena” de Escenarios hasta 2100:

Fuente: IPCC-2001 y 2007

Forzamientos:Con aerosoles

balairon@inm.es Cambio climático.07 46

Cambios de la temperatura en superficie y del nivel del mar para 2090-99 (4ºInforme IPCC, 2007)

4ºInforme Evaluación IPCC.07

balairon@inm.es Cambio climático.07 47

Fuente: IPCC.97

Sistema climático e incertidumbres

Sistema climático:Atmósfera U Hidrosfera U Criosfera U Biosfera U Litosfera

balairon@inm.es Cambio climático.07 48

Ejemplo de forzamientos utilizados en el modelo GISS (NASA)

2007

balairon@inm.es Cambio climático.07 49

Simulación con forzamientos reales hasta 2003 y con escenarios futuros hasta 2200 - Modelo GISS (NASA)

2007

Hansen et al, 2007

balairon@inm.es Cambio climático.07 50

Comparación entre observaciones y simulaciones de cambios de precipitación y temperatura en el H.Norte

Fuente: DDC-IPCCObservado y simulado

Cambio de la Temperatura Cambio de la precipitación

Simulado

(Escenarios con Gases EI + Aerosoles / 9 experimentos DDC-IPCC)

balairon@inm.es Cambio climático.07 51

Atribución del CC Las causas naturales

explican gran parte del comportamiento real del clima hasta 1960

Los cambios observados en los últimos 50 años son inexplicables con factores naturales

Y son consistentes con los simulados al considerar contribuciones humanas y naturales a los “forzamientos radiativos” (forcing)

All forcing

Solar+volcanic

4ºInforme Evaluación IPCC.07

Observations

balairon@inm.es Cambio climático.07 52

Cambios de la temperatura en superficie: Según continentes y mundiales

T observadas

T simuladas con factores humanos y naturales

T simuladas sólo con factores naturales

4ºInforme Evaluación IPCC.07

balairon@inm.es Cambio climático.07 534ºInforme Evaluación IPCC.07

balairon@inm.es Cambio climático.07 54

Cambios de temperatura y de precipitación en 2071 respecto a 1990, según el IPCC.2001

Cambios medio de las precipitaciones anuales (l/m2)

balairon@inm.es Cambio climático.07 55

El marco de los impactos: informe Stern

balairon@inm.es Cambio climático.07 564ºInforme Evaluación IPCC.07

¿SON «suficientemente» BUENOS LOS MODELOS?

balairon@inm.es Cambio climático.07 57

Precipitación 2090-2099 respecto a 1980.1999 (AR4-IPCC)

balairon@inm.es Cambio climático.07 58

Escenarios climáticos para España Peninsular e Insular (MºMA, 2007)

Cambios en las temperaturas máxima y mínima y en la precipitación (a partir de regionalizaciones realizadas con modelos y con técnicas estadísticas(Análogos FIC y SDSM_INM).

balairon@inm.es Cambio climático.07 59

Fundamentos: Elementos clave

CAMBIOS CLIMÁTICOS en el pasado El efecto invernadero El clima del pasado Cambios recientes

Causas de los cambios climáticos El forzamiento radiativo El potencial de calentamiento

ESCENARIOS DE CLIMA FUTURO Intensificación del efecto de invernadero Cambios naturales simultáneos del clima Acción de las realimentaciones (fAeedbacks) rápidas y lentas

Modelización El problema de la “sensibilidad” del clima

balairon@inm.es Cambio climático.07 60

Propagación de la incertidumbre

balairon@inm.es Cambio climático.07 61

RIESGOS DE IMPACTOS CLIMÁTICOS

Fuente: IPCC.2001

Superior

balairon@inm.es Cambio climático.07 62

Tendencias recientes y estimadas hasta 2100 (IPCC 2007-4AR.wg1)

balairon@inm.es Cambio climático.07 63

Impactos integrados: Informe Stern

balairon@inm.es Cambio climático.07 64

Cambio en rendimiento de cosechas

Cambio en % en los rendimientos promedios de cultivos bajo escenarios de cambio climático, tomando en cuenta los efectos del CO

2... Los cultivos considerados son: Trigo, maíz y arroz. Los cambios que se

muestran son promedios nacionales y regionales basados en componentes económicos de un “Basic Linked System”.

Jackson Institute, University College London /Goddard Institute for Space Studies /International Insitute for Applied Systems Analysis

balairon@inm.es Cambio climático.07 65

4º Informe de evaluación IPCC.2007 y evaluación de Impactos en la cuenca Mediterránea

Aumento de sequías Disminución de recursos hídricos Pérdidas severas de biodiversidad Aumento de incendios forestales Reducción del turismo de verano Menor superficie de labranza Aumento de la demanda

energética en verano Reducción del potencial

hidroeléctrico Aumento de pérdidas de estuarios

y deltas Aumento de la salinidad y

eutrofización de las aguas costeras

Incertid.alta Incertid.alta M.Alta prob Adaptabilidad baja M.Alta prob Adaptabiliidad alta Incert.Muy alta Incert.alta Adaptabilidad alta Alta prob y estabilización

Adaptabilidad alta Baja probabilidad a corto plazo

Similar actual M.Alta prob

Adapt.costosa y dificil M.Alta probabilidad

Adapt.costosa y dificil

balairon@inm.es Cambio climático.07 66

Fuente:

Proyecto LINK (East-Anglia &Hadley Centre / Hulme&Vinner)Hadley Centre

La evaluación local de los impactos exige escenarios con una resolución muy alta, para muchas variables

Relaciones entre escalas espaciales

balairon@inm.es Cambio climático.07 67

Conclusiones científicas - 1

Los cambios climáticos se inician cuando existen forzamientos radiativos importantes y acumulativos.

El sistema climático modifica el cambio inicial y determina la respuesta climática final del sistema a los forzamientos (sensibilidad climática del sistema a los forzamientos).

Actualmente el forzamiento radiativo antropogénico debido al aumento de GEI, es varias veces superior al resto de los forzamientos causantes de cambio climático observado.

Los escenarios climáticos dependen en primera instancia de los escenarios de emisiones, establecidos a partir de hipótesis de evolución muncial de población, energía y desarrollo económico.

Los escenarios actuales SRES.2000 se agrupan en cuatro familias y seis grupos: A1FI, A1B, A1T, A2, B1 y B2

La respuesta de la temperatura en superficie para los escenarios SRES en el 4º Informe del IPCC (2007), varía entre 1,8ºC y 4,0ºÇ (mejor estimación)

balairon@inm.es Cambio climático.07 68

Los escenarios regionales de temperatura presentan una alta fiabilidad

Los escenarios regionales de precipitación son excesivamente modelo-dependientes

En cualquier caso es muy probable que aumente la evaporación y se reduzca la reserva hídrica

Se consolida la hipótesis de crecimiento de la variabilidad=> fenómenos extremos cambiantes

Conclusiones científicas - 2

balairon@inm.es Cambio climático.07 69

Los escenarios de emisiones considerados en cambio climático, dependen de LA ENERGÍA, LA POBLACIÓN Y EL DESARROLLO ECONÓMICA El factor más integrador y clave de los tres es LA ENERGÍA, y es el que posibilita las estrategias de mitigación o reducción de emisiones más eficientes

El objetivo “técnico” de los acuerdos internacionales es “estabilizar las concentraciones” de GEI en niveles de seguridad climática

Lo que quivale a “reducir las emisiones” durante las próximas décadas

Se consideran “tolerables” los calentamientos inferiores al umbral de unos 2ºC (0,2ºC / década) La incertidumbre en el coste de estos impactos es asumible

El riesgo de calentamientos intensos (0,3ºC a 0,4ºC/década) incluye CAMBIOS ABRUPTOS irreversibles a corto plazo y que afectan a “interruptores” esenciales del Clima

El criterio de “evitar cambios climáticos abruptos”, debería prevalecer en los procesos actuales de toma de decisión

Conclusiones sobre políticas

balairon@inm.es Cambio climático.07 70

Queremos evitar que se produzca un cambio climático futuro por exceso de concentraciones de los gases de invernadero que emitimos globalmente como especie humana

Este cambio puede ser evitado parcial o totalmente según sea nuestro comportamiento en energía, desarrollo y demografía en todo el mundo.

El cambio climático constituye un RIESGO global alto: ALTA probabilidad y EFECTOS COSTOSOS en pérdidas de vidas y bienes

Las incertidumbres acerca de cómo-cuándo-dónde será el cambio, son del órden de décadas y no anulan la alta certidumbre sobre el cambio mismo.

La evaluación de IMPACTOS es aún poco fiable en cuanto a las evaluaciones de probabilidad y de coste-beneficio de las actuaciones tempranas. Las discrepancias en esta materia reflejan las ideas “políticas” de nuestra sociedad

La “adaptación preventiva” es un objetivo que involucra a todos, reduce el riesgo final y es útil para la adaptación al clima presente, con independencia de que existan o no cambios de clima: reduce el impacto final, sea cual sea este y mejora los riesgos climáticos actuales.

La “mitigación de emisiones”, en último instancia, tiene como objetivo reducir las probabilidades de los impactos y contribuye a armonizar las polítcas de energía y desarrollo mundiales

Sugerencias para el debate …

balairon@inm.es Cambio climático.07 71

Convención Marco C.Climático http://unfccc.int/

Interg.Panel on Cl.Change-IPCC http://www.ipcc.ch

Agencia Internacional de la Energíahttp://www.iea.org/

Referencias

balairon@inm.es

¡ Gracias por su atención !

balairon@inm.es Cambio climático.07 72

Cambio climático / 2007

Luis Balairón (*)(*) Jefe del Servicio Variabilidad y Predicción del Clima – INM

IPCC - Grupo Expertos Cambio Climático N.Unidas (1989-2003)

ANEXOS DEBATE

balairon@inm.es Cambio climático.07 734ºInforme Evaluación IPCC.07

Lenguaje para acotar las incertidumbres

balairon@inm.es Cambio climático.07 744ºInforme Evaluación IPCC.07

Lenguaje para acotar las incertidumbres

balairon@inm.es Cambio climático.07 75

Lenguaje para acotar las incertidumbres

balairon@inm.es Cambio climático.07 76

El Potencial de calentamiento mundial(GWP: Global Warming Potential)

es utilizado habitualmente para comparar la capacidad de calentamiento de cada gas de efecto de invernadero en relación al CO2.Los GWP proporcionan una medida simple del efecto radiativo relativo

de las emisiones de los distintos gases de invernadero mediante la fórmula adjunta :

a: forzamiento específico del gas ic: concentración en el año n del gas i

balairon@inm.es Cambio climático.07 77

POTENCIALES DE CALENTAMIENTO MUNDIALA 100 AÑOS: Capacidades, de las moléculas de cada GEI en relación con el CO2, de absorber radiación saliente (IPCC-2001):

CO2 1 CH4 23 N2O 296 HFC-familia 12-12000 CnFm 5700-11900 SF6 22200

balairon@inm.es Cambio climático.07 78

Contribución al calentamiento global: según sectores y gases

balairon@inm.es Cambio climático.07 79

balairon@inm.es Cambio climático.07 80

balairon@inm.es Cambio climático.07 81

25 usa

20 euro

20 asia v.des

18 afric+amCS

12 Fed.Rusia

5 indus.Pac.As.

balairon@inm.es Cambio climático.07 82

España en 1990: Inventarios de emisiones

balairon@inm.es Cambio climático.07 83

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