Efecto Invernadero

Efecto Invernadero

Efecto invernadero

El efecto invernadero es un proceso en el que la radiación térmica emitida por la superficie planetaria es absorbida por los gases de efecto invernadero (GEI) atmosféricos y es reirradiada en todas las direcciones. Ya que parte de esta radiación es devuelta hacia la superficie y la atmósfera inferior, resulta en un incremento de la temperatura superficial media respecto a lo que habría en ausencia de los GEI.

La radiación solar en frecuencias de la luz visible pasa en su mayor parte a través de la atmósfera para calentar la superficie planetaria y luego ésta emite esta energía en frecuencias menores de radiación térmica infrarroja. Esta última es absorbida por los GEI, los que a su vez reirradian mucha de esta energía a la superficie y atmósfera inferior. Este mecanismo recibe su nombre debido a su analogía al efecto de la radiación solar que pasa a través de un vidrio y calienta un invernadero, pero la manera en que atrapa calor es fundamentalmente diferente a como funciona un invernadero al reducir las corrientes de aire, aislando el aire caliente dentro de la habitación y con ello no se pierde el calor por convección.

Si un cuerpo negro ideal estuviese a la misma distancia del Sol que la Tierra, tendría una temperatura de cerca de 5,3 °C. Sin embargo, dado que nuestro planeta refleja un 30 % de la radiación entrante,5 6 la temperatura efectiva de este planeta hipotético (la temperatura de un cuerpo negro que reflejara la misma cantidad de radiación de la Tierra) sería cercana a −18 °C.7 8 La temperatura superficial de este planeta negro es 33 °C inferiores a la temperatura superficial real de la Tierra (de unos 14 °C).9 El mecanismo que produce esta diferencia entre la temperatura superficial efectiva y la real es debido a la atmósfera y es conocido como efecto invernadero.

El efecto invernadero natural de la Tierra hace posible la vida como la conocemos. Sin embargo, las actividades humanas, principalmente la quema de combustibles fósiles y la deforestación, han intensificado el fenómeno natural, causando un calentamiento global

Efecto invernadero de varios gases de la atmósfera

Es el proceso por el que el aire retiene gran parte de la radiación infrarroja emitida por la Tierra, lo cual da origen a toda la compleja serie de fenómenos atmosféricos estudiados por la meteorología en detalle y a corto plazo, así como por la climatología a grandes rasgos y a largo plazo.

Aunque la atmósfera seca está compuesta prácticamente por nitrógeno (78,1 %), oxígeno (20,9 %) y argón (0,93 %), son gases muy minoritarios en su composición como el dióxido de carbono (0,035 %: 350 ppm), el ozono y otros que desarrollan esta actividad radiativa. Además, la atmósfera contiene vapor de agua (1 %: 10 000 ppm) que también es un gas radiativamente activo, siendo con diferencia el gas natural invernadero más importante. El dióxido de carbono ocupa el segundo lugar en importancia

El efecto invernadero es esencial para la vida del planeta: sin CO2 ni vapor de agua (sin el efecto invernadero) la temperatura media de la Tierra sería unos 33 °C menos, del orden de 18 °C bajo cero, lo que haría inviable la vida.

Actualmente el CO2 presente en la atmósfera está creciendo de modo no natural por las actividades humanas, principalmente por la combustión de carbón, petróleo y gas natural que está liberando el carbono almacenado en estos combustibles fósiles. Por tanto es preciso diferenciar entre el efecto invernadero natural del originado por las actividades humanas (o antropogénico).

La población se ha multiplicado y la tecnología ha alcanzado una enorme y sofisticada producción de forma que se está presionando muchas partes del medio ambiente terrestre siendo la atmósfera la zona más vulnerable de todas por su delgadez. Dado el reducido espesor atmosférico la alteración de algunos componentes moleculares básicos que también se encuentran en pequeña proporción supone un cambio significativo. En concreto, la variación de la concentración de CO2, el más importante de los gases invernadero de la atmósfera, clasificado en este caso con referencia a las aportaciones por actividades humanas.

Los 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 permanecerán durante muchas generaciones produciendo el efecto invernadero.

 Así del CO2 emitido a la atmósfera: sobre el 50 % tardará 30 años en desaparecer, un 30 % permanecerá varios siglos y el 20 % restante durará varios millares de años.

La concentración de CO2 atmosférico se ha incrementado desde la época preindustrial (año 1.750) desde un valor de 280 ppm a 379 ppm en 2005. Se estima que 2/3 de las emisiones procedían de la quema de combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón) mientras un 1/3 procede del cambio en la utilización del suelo (Incluida la deforestación). Del total emitido solo el 45 % permanece en la atmósfera, sobre el 30 % es absorbido por los océanos y el restante 25 % pasa a la biosfera terrestre. Por tanto no solo la atmósfera está aumentando su concentración de CO2, también está ocurriendo en los océanos y en la biosfera.

Gases de efecto invernadero

Los denominados gases de efecto invernadero o gases invernadero, responsables del efecto descrito, son:

Vapor de agua (H2O)

Dióxido de carbono (CO2)

Metano (CH4)

Óxido de nitrógeno (N2O)

Ozono (O3)

Clorofluorocarbonos (CFC)

Si bien todos ellos (salvo los CFC) son naturales, en tanto que ya existían en la atmósfera antes de la aparición del hombre, desde la Revolución 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 de óxido de nitrógeno y dióxido 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 dióxido de carbono, principal responsable del efecto invernadero.

Gases de Efecto invernadero afectados por actividades humanas

Descripción CO2 CH4 N2O CFC-11 HFC-23 CF4

Concentración pre industrial 280 ppm 700 ppb 270 ppb 0 0 40 ppt

Concentración en 1998 365 ppm 1.745 ppb 314 ppb 268 ppt 14 ppt 80 ppt

Permanencia en la atmósfera de 5 a 200 años 12 años 114 años 45 años 260 años <50 000 años

Fuente: ICCP, Clima 2001, La base científica, Resumen técnico del Informe del Grupo de Trabajo I, p. 3823

Emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero (GEI) de larga permanencia

Las actividades humanas generan emisiones de cuatro GEI de larga permanencia: CO2, metano (CH4), óxido nitroso (N2O) y halocarbonos (gases que contienen flúor, cloro o bromo).

Cada GEI tiene una influencia térmica (forzamiento radiativo) distinta sobre el sistema climático mundial por sus diferentes propiedades radioactivas y períodos de permanencia en la atmósfera. Tales influencias se homogeneizan en una métrica común tomando como base el forzamiento radiativo por CO2 (emisiones de CO2-equivalente). Homogeneizados todos los valores, el CO2 es con mucha diferencia el gas invernadero antropógeno de larga permanencia más importante, representando en 2004 el 77 % de las emisiones totales de GEI antropógenos. Pero el problema no solo es la magnitud sino también las tasas de crecimiento. Entre 1970 y 2004, las emisiones anuales de CO2 aumentaron un 80 %. Además en los últimos años el incremento anual se ha disparado: en el reciente periodo 1995–2004, la tasa de crecimiento de las emisiones de CO2-eq fue de (0,92 Gt CO 2?-eq anuales), más del doble del periodo anterior 1970–1994 (0,43 Gt CO 2-eq anuales).

Ya se ha señalado que la concentración de CO2 en la atmósfera ha pasado de un valor de 280 ppm en la época preindustrial a 379 ppm en 2005. El CH4 en la atmósfera ha cambiado de los 715 ppmm en 1750 (periodo preindustrial) hasta 1732 ppmm en 1990, alcanzando en 2005 las 1774 ppmm. La concentración mundial de N2O en la atmósfera pasó de 270 ppmm en 1750 a 319 ppmm en 2005. Los halocarbonos prácticamente no existían en la época preindustrial y las concentraciones actuales se deben a la actividad humana.

Según el Informe Stern que estudió el impacto del cambio climático y el calentamiento global en la economía mundial, encargado por el gobierno británico y publicado en 2006, la distribución total mundial de las emisiones de GEI por sectores es: un 24 % se debe a la generación de electricidad, un 14 % a la industria, un 14 % al transporte, un 8 % a los edificios y un 5 % más a actividades relacionadas con la energía. Todo ello supone unas 2/3 partes del total y corresponde a las emisiones motivadas por el uso de la energía. Aproximadamente el 1/3 restante se distribuye de la siguiente forma: un 18 % por el uso del suelo (incluye la deforestación), un 14 % por la agricultura y un 3 % por los residuos.

Entre 1970 y 2004, las mejoras tecnológicas han frenado las emisiones de CO2 por unidad de energía suministrada. Sin embargo el crecimiento mundial de los ingresos (77 %) y el crecimiento mundial de la población (69 %), han originado nuevas formas de consumo y un incremento de consumidores de energía. Esta es la causa del aumento de las emisiones de CO2 en el sector de la energía.

También el Informe Stern señala que desde el año 1850, Estados Unidos y Europa han generado el 70 % de las emisiones

totales de CO2.

Emisiones de CO2 en el mundo procedentes de combustibles fósiles (1990–2007)

Descripción 1990 1995 2000 2005 2007 % Cambio 90–07

CO2 en millones de toneladas 20.980 21.810 23.497 27.147 28.962 38,0 %

Población mundial en millones 5.259 5.675 6.072 6.382 6.535 25,7 %

CO2 per cápita en toneladas 3,99 3,84 3,87 4,20 4,38 9,8 %

Fuente: Agencia Internacional de la Energía

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