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¿Por qué se calienta nuestro planeta?




¿Por qué se calienta nuestro planeta? - Monografias.com

¿Por qué se calienta nuestro planeta?

La Tierra (Nuestro amado y único Planeta) se está calentando, y se manifiesta en el cambio climático. Esto lo vemos a diario todos nosotros en las noticias, pero sabemos las causas y consecuencias de este fenómeno, creo que no. Según los especialistas, las causas de este calentamiento son variadas, y la gran mayoría tienen que ver con la actividad humana.

La Tierra, como todo cuerpo caliente, superior al cero absoluto, emite radiación térmica, pero al ser su temperatura mucho menor que la solar, emite radiación infrarroja por ser un cuerpo negro. La radiación emitida depende de la temperatura del cuerpo. En el estudio del NCAR ( National Center for Atmospheric Research) han concluido una oscilación anual media entre 15.9°C en Julio y 12.2°C 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 396 W/m2.

La energía infrarroja 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 Invernadero y garantiza las temperaturas templadas del planeta. Según el estudio anterior de la NCAR, el Efecto Invernadero de la atmósfera hace retornar nuevamente a la Tierra 333 W/m2.

Globalmente la superficie de la Tierra absorbe energía solar por valor de 161 w/m2 y del Efecto Invernadero de la Atmósfera recibe 333 w/m2, lo que suma 494 w/m2, como la superficie de la Tierra emite (o dicho de otra manera pierde) un total de 493 w/m2 (que se desglosan en 17 w/m2 de calor sensible, 80 w/m2 de calor latente de la evaporación del agua y 396 w/m2 de energía infrarroja), supone una absorción neta de calor de 0,9 w/m2, que en el tiempo actual está provocando el calentamiento de la Tierra.

La atmósfera de Nuestro Planeta es una trampa, sí, una trampa de calor, donde la energía que proviene del Sol en forma de radiación, tanto visible como invisible, se transforma en calor y no puede escapar completamente al espacio. A esta cantidad de calor atrapada en la atmósfera y a la temperatura que ésta alcanza se le conoce como Efecto Invernadero.

El nombre invernadero proviene de las construcciones acristaladas utilizadas en las altas latitudes durante el invierno para atrapar el calor del Sol. Consiste en la combinación del carácter selectivo de la fibra de vidrio para dejar pasar la luz visible y reflejar la radiación infrarroja, y la propiedad de los cuerpos de emitir radiación en dependencia de su temperatura superficial. Cuando en un invernadero o construcción acristalada, incide la luz solar, ésta trae energía también en forma de calor y se produce el calentamiento de las superficies iluminadas en el interior. Sin bien el Sol tiene temperatura muy alta (~1,36 × 107 K) y por eso emite luz en el rango visible, los cuerpos que se calientan dentro del invernadero están a temperaturas en que la radiación que emiten es invisible, están en el rango del infrarrojo, por lo que no puede atravesar el vidrio sino que se refleja internamente; es decir queda atrapada y calienta las superficies de los cuerpos en que incide, con lo que va aumentando la temperatura en el interior de esta macabra trampa.

El invernadero construido por nosotros los humanos no es el único que existe; también la atmósfera de los planetas, en dependencia de su composición se puede comportar como una especie de invernadero al reflejar o dispersar la radiación infrarroja emitida desde su superficie, o desde el exterior. Por ejemplo: el planeta Venus tiene un efecto invernadero muy marcado, este hace que su atmósfera alcance temperaturas superiores a los 290 grados Celsius, mayores que las de Mercurio (~240 grados Celsius) que no tiene atmósfera y está cerca del Sol; mientras que Marte al poseer una atmósfera muy tenue apenas manifiesta el efecto invernadero y las temperaturas en su superficie son muy bajas.

En la Tierra, gracias a la composición y comportamiento complejos de su atmósfera, creada por los procesos geológicos, biológicos y meteorológicos, el efecto invernadero ha permitido la aparición de una trampa del calor del Sol que permite la circulación atmosférica y de los mares, el ciclo del agua y un intervalo variable de temperaturas en el que la vida en todo el planeta ha encontrado, a lo largo del tiempo, condiciones favorables para su desarrollo y equilibrio, tanto a escalas locales como para toda la Biosfera(.Conjunto de los medios donde se desarrollan los seres vivos).

Con el comienzo de la Revolución Industrial en Inglaterra (segunda mitad del siglo XVIII), la actividad fabril ha desprendido un calor adicional al fenómeno ya mencionado, por lo que se ha calentado la atmósfera y han aumentado considerablemente las temperaturas cercana a dichas instalaciones; así apareció por el solo hecho de asfaltar las calles la llamada isla de calor, que consiste en un aumento de la temperatura superficial al disminuir las áreas verdes, fenómeno presente dondequiera que el ser humano ha hecho alguna construcción. También contribuyen a la isla de calor la emisión de calor de las instalaciones industriales, viviendas, edificios de todo tipo y los vehículos de transporte.

Las principales fuentes de calor son las plantas generadoras de electricidad mediante procesos térmicos como: las termoeléctricas de combustibles fósiles y las nucleares.

Mientras que el Sol alterna sus aportes de luz y calor con el paso de los días y las noches, el calor desprendido por la actividad energética humana es constante y ocurre a baja temperatura, es decir, se corresponde con el infrarrojo que es incapaz de abandonar nuestra atmósfera, y que aumenta cada vez más en dependencia de las exigencias de la sociedad en donde se viva. Hasta aquí he comentado brevemente que existe una trampa de calor atmosférica natural y que existen dos fuentes principales de calor:

  • El Sol.

  • La actividad industrial y energética de la sociedad.

Las actividades de la sociedad moderna para la obtención de energía y realizar trabajo se basan en el aprovechamiento de las fuentes de energía existentes, y se estimulan por la actividad económica que permite ganar cada vez más dinero u obtener posiciones de fuerza geopolíticas; esto ha provocado con el transcurso del tiempo que la mayor generación de energía resida no en la que se recibe del Sol o de los procesos naturales como el viento y el agua, sino en la que se obtiene a partir de la generación térmica, ya sea de base Fósil o nuclear.

Las fuentes renovables de energía y las nuevas tecnologías que las aprovechan emplean la energía que proviene del Sol, y al utilizarlas en la generación de electricidad o como fuerza de trabajo directa, facilitan procesos de transformación que no permiten el calentamiento global. Así, la energía que calienta el agua en los colectores solares no calienta el entorno, y evita que se consuma electricidad fósil para calentarla. Los elementos de sombra en las construcciones actuales facilitan la ventilación y evitan el gasto innecesario de energía, la iluminación natural también evita el consumo de electricidad fósil para alumbrarnos; el uso de la electricidad fotovoltaica desvía la energía que se iba a transformar en calor, convirtiéndola en una energía eléctrica que podemos llamar "fresca" y sustituye a la "caliente" proveniente de combustibles fósiles y nucleares. Cuando se utiliza la biomasa (materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía) como combustible tiene sobre el fósil la ventaja de que no aumenta la cantidad de CO2 (dióxido de carbono) en la atmósfera, pues el carbono que se emite es el que se fijó por fotosíntesis en las plantas para crear la biomasa durante su vida, y no durante millones de años atrás como en el caso de los hidrocarburos.

Los combustibles fósiles y nucleares constituyen, además, una fuente adicional de emisión de calor y de sustancias que aumentan el efecto invernadero en la atmósfera, los llamados gases de efecto invernadero (GEI):

  • El dióxido de carbono es el gas insignia entre los GEI y todas las referencias de las emisiones se hacen comparándolas con él. Cuando el dióxido de carbono está disuelto en la atmósfera contribuye a la dispersión del calor y evita que se escape al espacio.

  • Metano (CH4 ).

  • Óxidos de nitrógeno (NOx).

  • Óxidos de azufre (SOx).

  • Vapor de agua que muchas veces no se identifica como GEI porque no es contaminante en el sentido tóxico, aunque sí lo es en el sentido térmico.

  • Clorofluorocarbonos (CFCl3).

  • Ozono (O3).

Fue alrededor de 1975-1980 cuando los científicos comenzaron a tener suficientes evidencias del efecto que los GEI estaban ocasionando al clima. Disponían de herramientas, conocimientos y técnicas suficientes para iniciar el estudio en profundidad del complejo sistema climático: satélites para observar la Tierra, redes mundiales de toma de temperaturas, vientos, precipitaciones y corrientes, así como ordenadores de gran potencia para desarrollar modelos climáticos. Entonces los científicos vislumbraron un posible cambio climático de dramáticas consecuencias. La opinión pública comenzó a conocer el problema alertada por los grupos ecologistas, los gobiernos se plantearon el problema e iniciaron acuerdos internacionales empujados por los resultados cada vez más inquietantes que los científicos iban desarrollando.

Esto ha llevado a una interpretación errónea de la contribución que hace la energía nuclear al calentamiento global. Las plantas nucleares de generación eléctrica transforman como promedio 74% de la energía total en calor( en cuanto a la energía "perdida" no utilizada) que es disipado al medio a través del agua de enfriamiento, el vapor de agua, la radiación infrarroja y la conducción al terreno; sin embargo como nominalmente no emiten los GEI convencionales, con excepción del vapor de agua, se afirma que no contribuye con el calentamiento global y se proponen como una de las soluciones energéticas para el futuro próximo, y además como la única limpia, lo que evidencia que detrás de estas aseveraciones están los intereses económicos y geopolíticos.

Los sucesos acontecidos en 2011en la central japonesa de Fukushima han provocado pánico por tratarse de una central en área de catástrofe (terremoto). Pero no se analiza que sin ocurrir el terremoto, ya la instalación representaba un gran peligro para el entorno. Cuando en los primeros días de la catástrofe la central ya no generaba electricidad el principal problema era enfriarla, es decir, eliminar el calor que emitía aunque no estuviera generando electricidad. Además si se funde la masa del reactor es imposible enfriarlo hasta que no se agote todo el combustible, y eso, como en el caso del desastre de Chernóbil (acontecido en dicha ciudad de Ucrania el 26 de abril de 1986, ha sido el accidente nuclear más grave de la historia, siendo el único que ha alcanzado la categoría de nivel 7 en la escala INES) puede durar miles de años.

La década más calurosa del pasado siglo XX fue, con diferencia, la de los años noventa. Los que niegan que haya calentamiento encuentran culpable que muchos gráficos empleados para mostrar el calentamiento empiecen en 1970, cuando comienza a subir de nuevo la temperatura después de 36 años de un ligero descenso. Señalan que durante los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial se incrementó mucho la emisión de los gases de efecto invernadero, y afirman, falsamente, que en la época predominó entre los especialistas la alarma por un posible oscurecimiento global o enfriamiento global a finales del siglo XX. La interpretación actual, dentro del emergente consenso científico sobre el cambio climático, del enfriamiento relativo de mediados de siglo, lo atribuye al aumento en las emisiones de aerosoles claros, que amplifican el albedo, determinando un forzamiento negativo. Su reducción siguió a la sustitución de combustibles y tecnologías por otros que emiten menos de estos aerosoles, en parte por las medidas de lucha contra la contaminación urbana e industrial y la lluvia ácida en los países desarrollados, de manera que el aumento en la emisión global de aerosoles se ha frenado.

En los últimos 20.000 años el suceso más importante fue el final de la Edad de Hielo , hace aproximadamente 12.000 años. Desde entonces, la temperatura ha permanecido relativamente estable, aunque con varias fluctuaciones como, por ejemplo, el Pequeña Edad del Hielo (o Período de Enfriamiento Medieval). Según el IPCC, durante el siglo XX la temperatura promedio de la atmósfera se incrementó entre 0,4 y 0,8 °C.

Las temperaturas en la troposfera inferior se han incrementado entre 0,08 y 0,22 °C por decenio desde 1979 (Lean y Rind, 2008). El aumento de la temperatura no sigue una ley lineal, sino que presenta fluctuaciones debidas a la variabilidad natural, siendo la más notable de ellas el fenómeno de El Niño. Durante el mismo periodo las temperaturas en la superficie terrestre muestran un incremento de aproximadamente 0,15 °C por decenio,

El desarrollo del conocimiento de los GEI y del cambio climático ha seguido un largo camino de evolución científica que se resume a continuación:

  • En 1824 Joseph Fourier consideró que la Tierra se mantenía templada porque la atmósfera retiene el calor como si estuviera bajo un cristal. El fue el primero en emplear la analogía del invernadero.

  • En 1859 John Tyndall descubrió que el CO2, el metano y el vapor de agua bloquean la radiación infrarroja.

  • Svante Arrhenius, Premio Nobel de Química, en 1896 calculó como el CO2 intercepta en la atmósfera la radiación infrarroja y concluyó que la duplicación de la cantidad de este gas en la atmósfera subiría la temperatura media del planeta entre 5-6ºC. También determinó que en un planeta más caliente habría mayor evaporación del agua del océano que incrementaría la concentración de vapor de agua en la atmósfera que a su vez bloquearía más energía infrarroja aumentando el efecto invernadero. Por contra también vio que habría más nubes y que por el efecto albedo reflejarían más rayos solares lo que enfriaría el planeta. Estas retroalimentaciones, aún hoy con las potentes herramientas de procesamiento, son difíciles de manejar.

  • Guy Stewart identificó en 1938 que el incremento del 10% del CO2 en la atmósfera, observado desde 1890 a 1938 (años de revolución industrial basada en la combustión del carbón) podría estar relacionado con la tendencia al calentamiento observado en el mismo período.

  • En 1958 Charles Keeling empezó a medir de forma precisa las concentraciones de CO2 en la atmósfera. Gracias a los nuevos instrumentos de medida en solo dos años tomó suficientes medidas que mostraban el aumento continuado del CO2 en el aire. En 1960 presentó la curva Keeling.

  • El primer modelo estadístico de evolución del clima fue desarrollado en 1970 por Klauss Hasselmannn del Instituto Max Planck .

Muchas organizaciones públicas, organizaciones privadas, gobiernos y personas individuales están preocupados por que el calentamiento global pueda producir daños globales en el medio ambiente y la agricultura.

Esto es materia de una controversia considerable, con los grupos ecologistas, políticos y económicos favorables exagerando los daños posibles y los contrarios cuestionando los modelos climáticos y las consecuencias del calentamiento global —subvencionando ambos a los científicos para que también lo hagan—.

Debido a los efectos potenciales en la salud humana y en la economía, y a su impacto en el ambiente, el calentamiento global es motivo de gran preocupación. Ciertos fenómenos, como la disminución de los glaciares, la elevación del nivel de los mares y los cambios meteorológicos se han considerado consecuencias del calentamiento global que pueden influir en las actividades humanas y en los ecosistemas. Algunas especies pueden ser forzadas a emigrar de sus hábitats para evitar su extinción debido a las condiciones cambiantes, mientras otras especies pueden extinguirse.

Otro motivo de gran preocupación para algunos es la elevación del nivel de los mares. Los niveles de los mares se están elevando entre 1 y 2 centímetros por decenio, a la vez que se agudizan los fenómenos climáticos extremos, y algunas naciones isleñas del Océano Pacífico, como Tuvalu, ya están trabajando en los detalles de una eventual evacuación. El calentamiento global da lugar a elevaciones del nivel marino debido a que el agua de los mares se expande cuando se calienta, además de que se produce un aumento de la cantidad de agua líquida procedente de la reducción de los glaciares de montaña y se teme un decrecimiento de los casquetes glaciares. En palabras del TAR del IPCC:

Se prevé que el nivel medio global del mar se elevará entre 9 y 99 cm entre 1990 y 2100. [...] y en caso de que todo el hielo de la Antártida se derritiera, el nivel del mar aumentaría 125 m.

Conforme el clima se haga más cálido la evaporación se incrementará. Esto causaría un aumento de las precipitaciones lluviosas y más erosión. El IPCC pronostica un aumento de las precipitaciones en las regiones frías (latitudes altas) y en ciertas regiones tropicales lluviosas, a la vez que una reducción en las zonas secas de latitudes medias y tropicales, como la cuenca mediterránea o el nordeste brasileño. Es decir, un clima más extremo con la precipitación repartida de forma más desigual.

El calentamiento global tendría otros efectos menos evidentes. La corriente del Atlántico norte, por ejemplo, se debe a los cambios de temperatura. Parece ser que, conforme el clima se hace más cálido, esta corriente está disminuyendo, y esto quiere decir que áreas como Escandinavia y Gran Bretaña, que son calentadas por esta corriente, podrían presentar un clima más frío, en lugar del calentamiento general global.

Hoy se teme que el calentamiento global sea capaz de desencadenar cambios bruscos de temperatura, incluso a la baja. La corriente del Atlántico Norte data de la época del deshielo de la última glaciación (hace 14.000 años). Hace 11.000 años esa corriente sufrió una interrupción que duró 1.000 años. Esto provocó el miniperíodo glacial conocido como Dryas reciente —el nombre de una flor silvestre alpina, Dryas octopetala— que duró 900 años en el noroeste de Norteamérica y el norte de Europa.

El calentamiento global modificaría la distribución de la fauna y floras del planeta. Ello supondría la expansión de enfermedades de las que algunos de esos animales son portadores. Tal es el caso de la malaria, el dengue o la fiebre amarilla, cuyos vectores son ciertas especies de mosquitos que habitan principalmente en zonas tropicales.

El calentamiento global también podría tener efectos positivos, ya que las mayores temperaturas y mayores concentraciones de CO2 pueden mejorar la productividad de los ecosistemas. Los datos aportados por satélites muestran que la productividad del Hemisferio Norte se ha incrementado desde 1982. Por otro lado, un incremento en la cantidad total de la biomasa producida no es necesariamente bueno, ya que puede disminuir la biodiversidad aunque florezcan un pequeño número de especies. De forma similar, desde el punto de vista de la economía humana, un incremento en la biomasa total pero un descenso en las cosechas podría ser una desventaja. Además, los modelos del IPCC predicen que mayores concentraciones de CO2 podrían favorecer la flora hasta cierto punto, ya que en muchas regiones los factores limitantes son el agua y los nutrientes, no la temperatura o el CO2 Tras ese punto, incluso aunque los efectos invernadero y del calentamiento continuasen, podría no haber ningún incremento del crecimiento.

Otro posible punto de discusión es la influencia de los efectos del calentamiento global en el equilibrio económico humano norte-sur. Por ejemplo, si provocaría una mayor desertización de los países áridos y semiáridos y un clima más benigno en los países fríos, o bien si el efecto fuera diferente.

Finalmente, una pregunta: ¿Por qué si el calor es un factor importante en el calentamiento global no se hace un inventario de las fuentes de emisión calor y se proyectan campañas para el uso de tecnologías más frescas?

 

 

Autor:

Jorge Alberto Vilches Sanchez

 


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