La Tierra debido a su fuerza de gravedad retiene en su superficie al aire y al agua del mar, y para poner en movimiento al aire y al mar en relación con la superficie del planeta se necesita la energía cuya fuente primaria es el Sol, que emite en todas direcciones un flujo de luz visible o próxima a la radiación visible, en las zonas del ultravioleta y del infrarrojo.
De acuerdo con los planteamientos de Sadi Carnot acerca del funcionamiento de la máquina de vapor, se sabe que la transformación de la energía térmica en energía mecánica no puede ser total. Un motor térmico requiere de una fuente caliente que suministre la energía térmica y una fuente fría que la reciba. Al considerar a la Tierra como un motor térmico, la fuente que suministra la energía térmica es la superficie del suelo calentada por la radiación solar y la fuente fría está localizada en las capas altas de la atmósfera, enfriada continuamente por la pérdida de energía en forma de radiación infrarroja emitida por el suelo caliente hacia el espacio sideral.
La Tierra solamente recibe una pequeña cantidad de la energía emitida por el Sol. La luz solar no se utiliza directamente, sino en forma de calor, por lo tanto, es necesario que la atmósfera transforme la energía térmica de la radiación solar en energía mecánica del viento. La fuente de calor para la atmósfera es la superficie del suelo calentada por la luz solar que luego es emitida como radiación infrarroja hacia el espacio.
El efecto invernadero es uno de los principales factores que provocan el calentamiento global de la Tierra, debido a la acumulación de los llamados gases invernadero CO2 , H2O, O3 , CH4 y CFC´s en la atmósfera. El matemático francés Jean B. J. Fourier planteó que la Tierra es un planeta azul debido a su atmósfera y que sería un planeta negro si careciera de ella y que se congelaría el agua si no tuviera la mezcla de gases que forman su atmósfera. En 1827 comparó la influencia de la atmósfera terrestre con un invernadero y dijo que los gases que forman la atmósfera de la Tierra servían como las paredes de cristal de un invernadero para mantener el calor.
El físico irlandés John Tyndall, en 1859, descubrió que ni el oxígeno ni el nitrógeno producen efecto invernadero, lo cual indica que el 99 % de los componentes de la atmósfera no producen efecto invernadero y que el agua, el bióxido de carbono y el ozono sí lo producen. Tyndall se dio cuenta que el bióxido de carbono absorbe una gran cantidad de energía y que su concentración varía de manera natural debido a diferentes fenómenos, entre los que se encuentra la fijación orgánica que llevan a cabo las plantas (ver fotosíntesis). También que la disminución de la concentración del bióxido de carbono en la atmósfera provocaría el enfriamiento del planeta y que ésta podría ser la explicación de las glaciaciones en la Tierra. Las moléculas de oxígeno, nitrógeno, agua, anhídrido carbónico y del ozono son casi transparentes a la luz solar pero las moléculas de CO2 , H2O, O3 , CH4 y CFC´s son parcialmente opacas a las radiaciones infrarrojas, es decir, que absorben a las radiaciones infrarrojas emitidas por el suelo que ha sido calentado por la luz solar.
Cuando la radiación infrarroja choca con las moléculas de CO2 , H2O, O3 , CH4 y CFC´s es absorbida por ellas. Estas moléculas que vibran, se mueven y emiten energía en forma de rayos invisibles e infrarrojos, provocan el fenómeno conocido como efecto invernadero, que mantiene caliente la atmósfera terrestre . Las radiaciones rebotan entre la mezcla de moléculas que componen a la atmósfera hasta que finalmente escapan al espacio sideral.
El término efecto invernadero aplicado a la Tierra se refiere al posible calentamiento global debido a la acumulación de los gases de invernadero provocada por la actividad humana, principalmente desde la revolución industrial por la quema de combustibles fósiles y la producción de nuevos productos químicos.
El químico sueco Svante A. Arrhenius, en 1896, planteó que la concentración de anhídrido carbónico se está incrementando continuamente debido a la quema de carbón, petróleo y leña, lo cual hace que la temperatura promedio de la Tierra sea cada vez mayor. Señaló que en caso de duplicarse la concentración del anhídrido carbónico de la atmósfera, la temperatura promedio de la Tierra aumentaría entre 5 y 6ºC.
Aunque se conocía el efecto invernadero, durante la primera mitad del siglo XX los investigadores de la Tierra no lo consideraron como un problema de la estabilidad del planeta, ya que antes consideraban que los océanos podían absorber al anhídrido carbónico formando carbonato de calcio (CaCO3) que caería al fondo del mar sin causar ningún daño.
La radiación infrarroja es absorbida en mayor cantidad por el vapor de agua, le sigue el anhídrido carbónico y luego el ozono, pero de estos 3 compuestos químicos es el anhídrido carbónico el que produce mayor efecto invernadero porque el hombre está incrementando su concentración como consecuencia de las actividades que realiza.
Se considera que sin el efecto invernadero producido por el bióxido de carbono natural la temperatura de la Tierra sería de alrededor de 20 ºC bajo cero ( - 20 ºC).
Los científicos están de acuerdo en que el anhídrido carbónico interviene en el efecto invernadero y que su concentración está aumentando (ver gráfica) , pero no están de acuerdo en dos aspectos cruciales del efecto invernadero: 1) si ya ha comenzado el calentamiento de la Tierra y 2) cuánto se incrementará el calentamiento global (ver calentamiento global).
efecto invernadero y el calentamiento global
EL CALENTAMIENTO GLOBAL: Un informe presentado ayer por el primer ministro británico, Tony Blair, advierte que el calentamiento global puede costar al mundo más que la Primera o la Segunda Guerra Mundial, o disparar una crisis equivalente a la Gran Depresión de 1930. El documento estima que el costo de no hacer nada será de 7 billones de dólares.
El trabajo de 700 páginas fue encargado por el secretario del Tesoro, Gordon Brown, y dirigido por el economista Nicholas Stern, ex jefe del Banco Mundial. Las principales organizaciones ambientalistas, como el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF) y Greenpeace, expresaron su aprobación. Las consecuencias catastróficas que se plantean —en caso de no actuar masivamente con urgencia— ya han sido anticipadas a principios de los 80 por los científicos. El valor del informe es político: proviene de un país industrializado, y pone el acento en los beneficios económicos de reducir los impactos del cambio climático.
| Efecto Invernadero | | Calentamiento Global |
| Es el calentamiento natural de la Tierra. Los gases del efecto invernadero retienen parte del calor del Sol y mantienen una temperatura apta para la vida. | Es el incremento en la temperatura promedio de la atmósfera. Se debe a la emisión de gases de efecto invernadero por actividades del hombre |
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| 1-La energía solar atraviesa la atmósfera. Parte de ella es absorbida por la superficie y otra es reflejada | 1-La quema de combustibles, la deforestación, la ganadería, etc. incrementan la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmosfera |
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| 2-Una parte de la radiación reflejada es retenida por los gases de efecto invernadero | 2-La atmósfera modificada retiene más calor. Así se daña el equilibrio natural y aumenta la temperatura de la Tierra |
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| 3... Otra parte vuelve al espacio | |
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| El Ozono: es uno de los gases de efecto invernadero, y por lo tanto, en condiciones normales retiene parte de la radiación reflejada | El Ozono: El debilitamiento de su capa permite llegar rayos ultravioleta, nocivos para los seres humanos |
“Lo que sí puede ser nuevo es la cuantificación del perjuicio —comentó a Clarín el director de Asuntos Ambientales de la Cancillería, Raúl Estrada Oyuela—. Blair tenía un compromiso muy claro con esta posición. A veces pareció un poco morigerado mientras presidía el Grupo de los Ocho. Más
Según el documento, los beneficios para la economía mundial de las medidas para limitar significativamente las emisiones de C02 (anhídrido carbonic0) podrían llegar a 2,5 billones de dólares al año. A su vez, el mercado de tecnologías limpias representaría un valor anual de unos 500.000 millones de dólares, y quizá mucho más para el 2050, si se toman las medidas necesarias.
próximo a concluir su gobierno, lo plantea más abiertamente”.
En caso contrario, el aumento de las temperaturas en 3” o 4” durante este siglo elevaría el nivel de los mares. El número de refugiados víctimas de las sequías o de inundaciones podría llegar a unos 200 millones de personas. Las costas del sudeste asiático y las pequeñas islas del Caribe y del Pacífico tendrían que ser protegidas del mar. Incluso grandes ciudades como Tokio, Londres, Nueva York y El Cairo sufrirían el riesgo de anegamientos.
En el cambio climático se provee un aumento del 5% al 10% en la velocidad de los vientos en los huracanes, lo cual, unido al incremento en las temperaturas de los mares, duplicará los daños por catástrofes en países como los Estados Unidos. Según el informe de Stern, para mediados de siglo serán frecuentes las olas de calor como la que azotó a Europa hace tres años, en la que se calcula murieron 35.000 personas y que significó pérdidas agrícolas por 15.000 millones de dólares. “Los países pobres sufrirán el impacto antes y de manera más dura —señaló el economista—. Lo correcto es que los países ricos paguen un poco más”.
El derretimiento de los glaciares elevará primero el riesgo de inundaciones y posteriormente reducirá las existencias de agua potable, lo que supondrá una amenaza para la sexta parte de la población mundial. Además, con el aumento de 2” en las temperaturas medias podría desaparecer entre un 15% y un 40% de las especies.
Blair escribió en el diario The Sun que “es el informe más importante sobre el futuro que he recibido desde que soy primer ministro”. “La pieza final del rompecabezas —agregó— es convencer a cada líder político, incluidos los de Estados Unidos, China e India, que esto debe ser la prioridad de nuestra agenda”.
“Es un llamado de atención importante a pocos días de la reunión de Nairobi”, destacó Estrada Oyuela. El lunes próximo comienza en esa ciudad una nueva ronda de la Convención por el Cambio Climático, donde se buscará consensuar las medidas a tomar después de 2012, cuando venza el Protocolo de Kyoto. El tratado obliga a 35 países desarrollados a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, para esa fecha, en un promedio de 5,2% por debajo de los niveles de 1990.
Pese a las evidencias, el primer ministro de Australia, John Howard, reiteró ayer que su país no suscribirá el Protocolo. La otra nación industrializada que no lo firmó es Estados Unidos, si bien nueve estados han tomado medidas para reducir las emisiones. Como contracara, el ex vicepresidente estadounidense Al Gore fue contratado por el gobierno británico como asesor en la lucha contra el cambio climático. Gore es autor de un documental reciente sobre el tema, Una verdad incómoda.
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