El efecto invernadero Es el fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera terrestre, retienen parte de la energía que la superficie planetaria emite por haber sido calentada por la radiación solar. Sucede en todos los cuerpos planetarios rocosos dotados de atmósfera. Este fenómeno evita que la energía recibida constantemente vuelva inmediatamente al espacio, produciendo a escala planetaria un efecto similar al observado en un invernadero. En el sistema solar, los planetas que presentan efecto invernadero son Venus, la Tierra y Marte. Si no fuera por el efecto invernadero, la vida en la Tierra, tal como la conocemos, no sería posible, ya que la temperatura en la superficie estaría es taría en torno a los !" #$ El efecto invernadero se est% viendo acentuado en la Tierra por la emisión de ciertos gases, como el dió&ido de carbono y el metano, debido a la actividad humana. El efecto invernadero es un fenómeno natural que ha desarrollado nuestro planeta para permitir que e&ista la vida y se llama así precisamente porque la Tierra funciona como un verdadero invernadero. El planeta est% cubierto por una capa de gases llamada atmósfera. Esta capa permite la entrada de algunos rayos solares que calientan la Tierra. Esta, al calentarse, tambi'n emite calor pero esta ve( la atmósfera impide que se escape todo hacia el espacio y lo devuelve a la superficie terrestre. Este mecanismo )que no es nada simple* permite que el planeta tenga una temperatura aceptable para el desarrollo de la vida tal como la conocemos. +Esto quiere decir que sin el efecto invernadero no podríamos vivir Muy probablemente.
¿Por qué se produce? Se podría decir que el efecto invernadero es un fenómeno atmosf'rico natural que permite mantener una temperatura agradable en el planeta, al retener parte de la energía que proviene del sol. El aumento de la concentración de dió&ido de carbono )$-* proveniente del uso de combustibles fósiles ha provocado la intensificación del fenómeno invernadero. /rincipales gases0 1io&ido de carbono2 $-.
¿Cuál es el problema? El efecto invernadero no tiene nada de malo... lo que pasa es que el hombre ha logrado que este mecanismo natural de la Tierra se est' convirtiendo en un problema. 34 muy serio5 6ay algunos gases en la atmósfera atmósfera que evitan que el calor calor de la tierra se escape hacia el espacio y esto hace posible que la temperatura de nuestro planeta no sea demasiado ba7a... porque nos moriríamos de frío.
Estos gases se llaman termoactivos o 8ases de Efecto 9nvernadero )8E9*. :os m%s importantes son... el 1ió&ido de $arbono )$-*, el Metano )$6;*, los <&idos de =itrógeno )=-&*, el Vapor de agua, el -(ono )->* y los $lorofluorocarbonos )$?$s*. $omo puedes ver los $?$ son negativos tanto para la capa de o(ono como para el cambio clim%tico.
Balance energético de la Tierra En la atmósfera el mantenimiento del equilibrio entre la recepción de la radiación solar y la emisión de radiación infrarro7a devuelve al espacio la misma energía que recibe del Sol. Esta acción de equilibrio se llama balance energ'tico de la Tierra y permite mantener la temperatura en un estrecho margen que posibilita la vida. En un período suficientemente largo el sistema clim%tico debe estar en equilibrio@ la radiación solar entrante en la atmósfera est% compensada por la radiación saliente, pues si la radiación entrante fuese mayor que la radiación saliente se produciría un calentamiento y lo contrario produciría un enfriamiento. /or tanto, en equilibrio, la cantidad de radiación solar entrante en la atmósfera debe ser igual a la radiación solar refle7ada saliente m%s la radiación infrarro7a t'rmica saliente. Toda alteración de este balance de radiación, ya sea por causas naturales u originado por el hombre )antropógeno*, es unfor(amiento radiativo y supone un cambio de clima y del tiempo asociado. :os flu7os de energía entrante y saliente interaccionan en el sistema clim%tico ocasionando muchos fenómenos tanto en la atmósfera, como en el oc'ano o en la tierra. Así, la radiación entrante solar se puede dispersar en la atmósfera o ser refle7ada por las nubes. :a superficie terrestre puede refle7ar o absorber la energía solar que le llega. :a energía solar de onda corta se transforma en la Tierra en calor. Esa energía no se disipa@ se encuentra comocalor sensible o calor latente, se puede almacenar durante algBn tiempo, transportarse en varias formas, dando lugar a una gran variedad de tiempo y a fenómenos turbulentos en la atmósfera o en el oc'ano. ?inalmente vuelve a ser emitida a la atmósfera como energía radiante de onda larga. Cn proceso importante del balance de calor es el efecto albedo, por el que algunos ob7etos refle7an m%s energía solar que otros. :os ob7etos de colores claros, como las nubes o las superficies nevadas, refle7an m%s energía, mientras que los ob7etos oscuros absorben m%s energía solar que la que refle7an. -tro e7emplo de estos procesos es la energía solar que actBa en los oc'anos@ la mayor parte se consume en la evaporación del agua de mar, luego esta energía es liberada en la atmósfera cuando el vapor de agua se condensa en lluvia. :a Tierra, como todo cuerpo caliente superior al cero absoluto, emite radiación t'rmica, pero al ser su temperatura mucho menor que la solar, emiteradiación infrarro7a por ser un cuerpo negro. :a radiación emitida depende de la temperatura del cuerpo. En el estudio del =$AD han concluido una oscilación anual media entre !,F #$ en 7ulio y !, #$ en enero compensando los dos hemisferios, que se encuentran en estaciones distintas y la parte
terrestre que es de día con la que es de noche. Esta oscilación de temperatura supone una radiación media anual emitida por la Tierra de >FG H2mI." :a energía infrarro7a emitida por la Tierra es atrapada en su mayor parte en la atmósfera y reenviada de nuevo a la Tierra. Este fenómeno se llama Efecto 9nvernadero y garanti(a las temperaturas templadas del planeta. SegBn el estudio anterior de la =$AD, el Efecto 9nvernadero de la atmósfera hace retornar nuevamente a la Tierra >>> H2mI. 8lobalmente la superficie de la Tierra absorbe energía solar por valor de !G! J2mI y del efecto invernadero de la atmósfera recibe >>> J2mI, lo que suma ;F; J2mI, como la superficie de la Tierra emite )o dicho de otra manera pierde* un total de ;F> J2mI )que se desglosan en !K J2mI de calor sensible, "L J2mI de calor latente de la evaporación del agua y >FG J2mI de energía infrarro7a*, supone una absorción neta de calor de L,F J2mI, que en el tiempo actual est% provocando el calentamiento de la Tierra.!!
Efecto invernadero de varios gases de la atmósfera Es el proceso por el que el aire retiene gran parte de la radiación infrarro7a emitida por la Tierra, lo cual da origen a toda la comple7a serie de fenómenos atmosf'ricos estudiados por la meteorología en detalle y a corto pla(o, así como por la climatología a grandes rasgos y a largo pla(o. Aunque la atmósfera seca est% compuesta pr%cticamente por nitrógeno )K",! *, -&ígeno )L,F * y argón )L,F> *, son gases muy minoritarios en su composición como el dió&ido de carbono )L,L> 0 >L ppm*, el o(ono y otros los que desarrollan esta actividad radiactiva. Adem%s, la atmósfera contiene vapor de agua )! 0 !L.LLL ppm* que tambi'n es un gas radiactivamente activo, siendo con diferencia el gas natural invernadero m%s importante. El dió&ido de carbono ocupa el segundo lugar en importancia. Actualmente el $- presente en la atmósfera est% creciendo de modo no natural por las actividades humanas, principalmente por la combustión de carbón, petróleo y gas natural que est% liberando el carbono almacenado en estos combustibles fósiles. /or tanto es preciso diferenciar entre el efecto invernadero natural del originado por las actividades de los hombres. :os gases invernadero permanecen activos en la atmósfera mucho tiempo, por eso se les denomina de larga permanencia. Eso significa que los gases que se emiten hoy permanecer%n durante muchas generaciones produciendo el efecto invernadero. Así del $- emitido a la atmósfera0 sobre el L tardar% >L aNos en desaparecer, un >L permanecer% varios siglos y el L restante durar% varios millares de aNos. :a concentración de $- atmosf'rico se ha incrementado desde la 'poca preindustrial )aNo !.KL* desde un valor de "L ppm a >KF ppm en LL. Se estima que 2> de las emisiones procedían de la quema de combustibles fósiles )petróleo, gas y carbón* mientras un !2> procede del cambio en la utili(ación del suelo )9ncluida la deforestación*. 1el total emitido
solo el ; permanece en la atmósfera, sobre el >L es absorbido por los oc'anos y el restante pasa a la biosfera terrestre. /or tanto no solo la atmósfera est% aumentando su concentración de $-, tambi'n est% ocurriendo en los oc'anos y en la biosfera.
Causas del efecto invernadero :os gases responsables de este efecto son principalmente el dió&ido de carbono y el metano. Estos gases, 7unto a otros, han e&istido desde los orígenes de la Tierra. /ero su presencia en la atmósfera empe(ó a multiplicarse durante la Devolución 9ndustrial, momento en el que los avances tecnológicos obligaron al uso de combustibles fósiles. A partir de entonces, esta din%mica no ha hecho m%s que incrementarse, alcan(ando un > m%s de dió&ido de carbono que en los niveles preOindustriales. :a dependencia casi total de un modelo energ'tico basado en el carbón, el gas y el petróleo nos est% conduciendo a unas alteraciones en el clima de efectos desastrosos para la vida en el planeta. :as emisiones de gases aumentan en torno al L,; anual y seguir%n haci'ndolo si no modificamos nuestro abastecimiento de energ'tico. El "L de la energía que utili(amos en EspaNa proviene de combustibles fósiles, y casi toda ella es importada. Si seguimos con esta tendencia estaremos alentando una situación insostenible y cambios irreversibles sobre el clima. 1ebemos revisar nuestro modelo energ'tico, apostar por las energías renovables y gestionar me7or nuestros recursos energ'ticos.
Los gases de efecto invernadero principales son Vapor de agua )6-* 1ió&ido de carbono )$-* Metano )$6;* <&ido de nitrógeno )=-* -(ono )->* $lorofluorocarbonos )$?$* El vapor de agua! el m%s abundante y funciona como un gas que actBa en retroalimentación con el clima, a mayor temperatura de la atmósfera, m%s vapor, m%s nubes y m%s precipitaciones. "ió#ido de carbono $C%&'! un componente menor, pero muy importante de la atmósfera. Se libera en procesos naturales como la respiración y en erupciones volc%nicas y a trav's de actividades humanas como la deforestación, cambio en el uso de suelos y la quema de combustibles fósiles. 1esde el inicio de la Devolución 9ndustrial )apro&imadamente !KGL* la concentración de $- ha aumentado en un ;> )para el L!>*. (etano! un gas hidrocarburo que tiene origen natural y resultado de actividades humanas, que incluyen la descomposición de rellenos sanitarios, la agricultura )en especial el cultivo de arro(*, la digestión de rumiantes y el mane7o de desechos de ganado y animales de producción. Es un gas m%s activo que el dió&ido de carbono, aunque menos abundante. )#ido nitroso, gas invernadero muy poderoso que se produce principalmente a trav's del uso de fertili(antes comerciales y org%nicos, la quema de combustibles fósiles, la producción de %cido nítrico y la quema de biomasa.
Los Clorofluorocarbones $C*Cs'! son compuestos sint'ticos de origen industrial que fueron utili(ados en varias aplicaciones, ahora ampliamente regulados en su producción y liberación a la atmósfera para evitar la destrucción de la capa de o(ono. Si bien todos ellos )salvo los $?$* son naturales, en tanto que ya e&istían en la atmósfera antes de la aparición del hombre, desde la Devolución industrial y debido principalmente al uso intensivo de los combustibles fósiles en las actividades industriales y el transporte, se han producido sensibles incrementos en las cantidades deó&ido de nitrógeno y dió&ido de carbono emitidas a la atmósfera, con el agravante de que otras actividades humanas, como la deforestación, han limitado la capacidad regenerativa de la atmósfera para eliminar el dió&ido de carbono, principal responsable del efecto invernadero.
+ases de Efecto ,nvernadero afectados por actividades -umanas "escripción
C%&
C./
0&%
C*C1 22
.*C1 &3
C*/
$oncentración pre industrial
"L ppm
KLL ppb
KL ppb
L
L
;L ppt
$oncentración en !FF"
>G ppm
!.K; ppb
>!; ppb
G" ppt !; ppt
/ermanencia en la atmósfera
de a LL aNos
! aNos
!!; aNos
; aNos
GL aNos
"L ppt PL.LLL aNos
Emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero $+E,' de larga permanencia :as actividades humanas generan emisiones de cuatro 8E9 de larga permanencia0 $-, metano )$6;*, ó&ido nitroso )=-* y halocarbonos )gases que contienen flBor, cloro o bromo*. $ada 8E9 tiene una influencia t'rmica )for(amiento radiactivo* distinta sobre el sistema clim%tico mundial por sus diferentes propiedades radioactivas y períodos de permanencia en la atmósfera. SegBn el 9nforme Stern que estudió el impacto del cambio clim%tico y el calentamiento global en la economía mundial, encargado por el gobierno brit%nico y publicado en LLG, la distribución total mundial de las emisiones de 8E9 por sectores es0 un ; se debe a la generación de electricidad, un !; a la industria, un !; al transporte, un " a los edificios y un m%s a actividades relacionadas con la energía. Todo ello supone unas 2> partes del total y corresponde a las emisiones motivadas por el uso de la energía. Apro&imadamente el !2> restante se distribuye de la siguiente forma0 un !" por el uso del suelo )incluye la deforestación*, un !; por la agricultura y un > por los residuos.
Calentamiento global 4 cambio climático producido por los +ases de Efecto ,nvernadero El cambio clim%tico est% cambiando el planeta y los humanos contribuimos diariamente a incrementarlo. En los Bltimos !LL aNos la temperatura media global del planeta ha aumentado L,K #$, siendo desde !FK el incremento de temperatura por d'cada de unos L,! #$. En lo que resta de siglo, segBn el 9/$$, la temperatura media mundial aumentar% en O> #$. Este aumento de temperatura supondr% para el planeta el mayor cambio clim%tico en los Bltimos !L.LLL aNos y ser% difícil para las personas y los ecosistemas adaptarse a este cambio brusco. En los ;LL.LLL aNos anteriores, segBn conocemos por los registros de nBcleos de hielo, los cambios de temperatura se produ7eron principalmente por cambios de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. En el tiempo actual, los cambios de temperatura se est%n originando por los cambios en el dió&ido de carbono de la atmósfera. En los Bltimos !LL aNos, las concentraciones atmosf'ricas de $- han aumentado en un >L debido a la combustión antropog'nica de los combustibles fósiles. El aumento constante del $- atmosf'rico ha sido el responsable de la mayor parte del calentamiento. Este calentamiento no puede ser e&plicado por causas naturales0 las mediciones de los sat'lites no muestran variaciones de entidad en la energía procedente del Sol en los Bltimos >L aNos@ las tres grandes erupciones volc%nicas producidas en !FG>, !F" y !FF! han generado aerosoles que refle7aban la energía solar, lo cual produ7o cortos periodos de enfriamiento. En la Tierra a partir del aNo !FL se dispararon las emisiones debidas a la combustión de combustibles fósiles, tanto las de petróleo como las de carbón y gas natural. El calentamiento atmosf'rico actual es inevitable, estando producido por las emisiones de gases invernadero pasadas y actuales. !L aNos de industriali(ación y de emisiones han modificado el clima y continuar% repercutiendo en el mismo durante varios cientos de aNos, aun en la hipótesis de que se redu7eran las emisiones de gases de efecto invernadero y se estabili(ara su concentración en la atmósfera.
Consecuencias del efecto invernadero :as consecuencias del cambio clim%tico provocado por las emisiones de 8E9 se estudian en modelos de proyecciones reali(ados por varios institutos meteorológicos. Algunas de las consecuencias recopiladas por el 9/$$ son las siguientes0
1eforestación, 1eserti(ación, 9nundaciones, 6uracanes, tifones, Sequía, ?usión de los casquetes polares En los pró&imos veinte aNos las proyecciones seNalan un calentamiento de L, #$ por decenio. :as proyecciones muestran la contracción de la superficie de hielos y de nieve. En algunas proyecciones los hielos de la región %rtica pr%cticamente desaparecer%n a
finales del presente siglo. Esta contracción del manto de hielo producir% un aumento del nivel del mar de hasta ;QG m. 6abr% impactos en los ecosistemas de tundra, bosques boreales y regiones montaNosas por su sensibilidad al incremento de temperatura@ en los ecosistemas de tipo Mediterr%neo por la disminución de lluvias@ en aquellos bosques pluviales tropicales donde se redu(ca la precipitación@ en los ecosistemas costeros como manglares y marismas por diversos factores. 1isminuir%n los recursos hídricos de regiones secas de latitudes medias y en los trópicos secos debido a las menores precipitaciones de lluvia y la disminución de la evapotranspiración, y tambi'n en %reas surtidas por la nieve y el deshielo. Se ver% afectada la agricultura en latitudes medias, debido a la disminución de agua. :a emisión de carbono antropógeno desde !KL est% acidificando el oc'ano, cuyo p6 ha disminuido L,!. :as proyecciones estiman una reducción del p6 del oc'ano entre L,!; y L,> en este siglo. Esta acidificación progresiva de los oc'anos tendr% efectos negativos sobre los organismos marinos que producen capara(ón.
