¿De qué depende la temperatura de la Tierra?

El clima global de la Tierra depende de su temperatura media. A su vez, esta depende de 2 factores:

* La distancia del Sol, que determina la radiación solar que recibe el planeta.

* La presencia de atmósfera y sus características.

~ La composición atmosférica

El aire seco y limpio está constituido por: nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y del 1% restante, el gas más abundante es el argón y el CO₂ apenas representa el 0,036%. El aire nunca está completamente seco y limpio. Contiene una cantidad de vapor de agua y pequeñas partículas en suspensión, llamadas aerosoles (pueden ser naturales: polvo levantado por el viento, la sal marina, o deberse a actividades humanas: hollín, producido por la quema de bosques).

~ Un invernadero natural

La temperatura de la Tierra sería de -18ºC en ausencia de atmósfera, y a ella debemos que alcance los 15ºC. La diferencia entre ambas se conoce como efecto invernadero natural (comportamiento de la atmósfera terrestre como una cubierta protectora y transparente, que deja pasar la radiación solar pero dificulta la pérdida de calor, incrementando la temperatura del aire).

~ Gases de efecto invernadero

Los más importantes son:

• El vapor de agua: es el principal contribuyente.
• El CO₂: sigue en importancia al vapor de agua. El CO₂ es emitido por los volcanes y por los organismos en su respiración.
• El metano: emitido en los procesos de digestión de los rumiantes, vertederos y en ciénagas.

~ ¿Cómo funciona el efecto invernadero?

La radiación solar que llega a la Tierra sigue varios caminos:

• El 30% es reflejada por la atmósfera o por la superficie terrestre y devuelta al espacio exterior sin que nuestro planeta se caliente, esto se conoce como albedo.
• El 19% es absorbida por las nubes y por otros componentes atmosféricos.
• El 51% restante es absorbida por la superficie terrestre (continentes y océanos) que incrementa así su temperatura.

La superficie devuelve la energía absorbida en forma de radiación infrarroja. Los gases de efecto invernadero absorben la radiación infrarroja, calientan el aire y dificultan la emisión de calor hacia el espacio exterior. Existe un equilibrio entre la energía solar que llega a la Tierra y la energía térmica emitida al espacio exterior. Si no, la temperatura no dejaría de aumentar.

Los climas del pasado

Entender cómo funciona la Tierra, cómo y por qué cambió el clima a lo largo de su historia, es necesario para entender lo que está ocurriendo ahora.

* Cambios en el nivel del mar

Ocurren por:

• ~ Cambios en el ciclo del agua: el ciclo del agua implica su evaporación de los océanos, la formación de nubes de donde precipita y vuelve al mar. La retirada de agua del mar y su acumulación en los continentes en forma de hielo supone un descenso del nivel del mar.
• ~ Dilatación térmica del agua: En los periodos cálidos el nivel del mar sube, porque se funde el hielo acumulado y además porque el agua oceánica se dilata a mayor temperatura.

Hay otros procesos que modifican el nivel del mar:

• La apertura y cierre de océanos, que no están relacionados con el clima y actúan a escala de millones de años.

* ¿Cómo investigar los climas del pasado?

Para descubrir qué climas hubo en el pasado (paleoclima), los científicos buscan registros o huellas de diversa naturaleza. Registros que ayudan a reconstruir los climas del pasado:

• Burbujas de aire atrapadas en el hielo: Es un “aire fósil” que muestra la composición de la atmósfera en el momento en que se produjo la nevada. Así, los científicos comprueban si ha cambiado la proporción de oxígeno o CO₂.
• Restos fósiles: Cada organismo vive en un determinado hábitat, marino o continental, de clima frío o cálido, etc. Ej: Un fósil de mamut lanudo indica que el clima en esa zona era muy frío.

*** ¿Qué diferencia hay entre tiempo y clima?

El tiempo meteorológico puede cambiar en apenas segundos y viene definido por un conjunto de variables atmosféricas (temperatura, humedad, viento, precipitaciones, etc.). El clima es más estable y recoge los valores estadísticos medios durante centenares de años. Si en un lugar llueve muy poco su clima será árido, con independencia de que haya algún día con abundantes lluvias.

Claves para comprender

Descubrir el pasado para predecir el futuro

Existen documentos y relatos de sucesos ocurridos hace algunos siglos o miles de años. Pero no de hace millones de años, por lo que los geólogos utilizan las rocas para reconstruir la historia de nuestro planeta y su clima, gracias a las huellas de los procesos geológicos ocurridos. Estos procesos dejan huellas gracias a:

• Los materiales que originan: Una erupción volcánica dejará cenizas o coladas, una inundación dejará lodos, etc.
• Las formas que generan: Un glaciar excava un valle en forma de U, y un río en forma de V, etc.

¿Por qué cambia el clima?

Según el origen de las causas, se diferencian entre causas externas y causas internas.

* Causas externas o astronómicas

Son causas ajenas al sistema climático interno de la Tierra. Modifican la radiación solar recibida.

• ~ Cambios en la actividad solar: Por ejemplo, por las manchas solares.
• ~ Cambios en la órbita terrestre: La órbita terrestre cambia gradualmente de una forma casi circular a otra más elíptica y viceversa. El ciclo dura unos 100.000 años.
• ~ Impactos de meteoritos: Un meteorito al colisionar con la Tierra origina una nube de polvo que permanece largo tiempo en suspensión. Si es grande, la nube puede impedir que la radiación solar alcance el suelo.

* Causas internas

Determinan qué se hace con la radiación recibida.

• ~ Cambios en el albedo: El valor medio del albedo de la Tierra alcanza el 30%, pero varía de unas superficies a otras. La nieve tiene un albedo muy alto; el suelo tiene menor albedo que la nieve pero mayor que el océano.
• ~ Cambios en la composición atmosférica: La composición atmosférica puede modificarse por una actividad volcánica (introduce en el aire mucho CO₂), por organismos que incrementan o disminuyen el CO₂ y O₂. También por la quema de combustibles (aumentan el CO₂), etc. La cantidad de aerosoles puede modificarse, por ejemplo, debido a una erupción volcánica. El efecto de los aerosoles es doble y contradictorio:
  • dificultan la llegada de la radiación solar (efecto refrigerante) y
  • absorben la radiación infrarroja (efecto invernadero).
• ~ Cambios en las corrientes marinas: A las zonas cercanas al Ecuador llega más radiación solar que a las próximas a los polos, lo que genera grandes diferencias de temperatura. Las corrientes marinas y los vientos, contribuyen a reducir esas diferencias. La circulación termohalina es una corriente oceánica causada por diferencias de temperatura y densidad de las aguas. Conecta todos los océanos y constituye una gran cinta transportadora de calor.

*** La Tierra estuvo helada durante más de 300 millones de años

Hace 950 m.a. la Tierra comenzó a enfriarse, así se mantuvo hasta hace 580 m.a. Los científicos tienen dificultades para explicar las causas. Las hipótesis más aceptadas:

• Un Sol, aún joven, que emitía una radiación energética inferior a la actual.
• Un aumento de albedo, debido a que la mayoría de los continentes se habían desplazado a una zona que recibe mayor radiación solar.
• Una disminución del efecto invernadero gracias a la proliferación de cianobacterias fotosintéticas que retiraron CO₂ atmosférico. La Tierra se convirtió en una bola de nieve, lo que se conoce como hipótesis de la snowball.

El alarmante aumento de los gases de efecto invernadero

La mayoría de los gases de efecto invernadero, como el CO₂ o el metano, se originan de forma natural. A partir de 1750, con la revolución industrial, estos gases han aumentado y actualmente de manera alarmante. Actividades que generan mayor aumento de gases de efecto invernadero:

~ La quema de combustibles fósiles

La quema de petróleo, gas y carbón para la obtención de energía eléctrica, en el transporte, etc.

~ La deforestación

La vegetación, gracias a la fotosíntesis, retira de la atmósfera grandes cantidades de CO₂. Entonces la reducción de la vegetación tendrá como consecuencia un incremento de CO₂.

~ Ciertas actividades agrícolas y ganaderas

El ganado emite gran cantidad de metano generado en la fermentación intestinal. También ciertos cultivos (arroz). El resto del efecto invernadero se debe a gases como: el ozono (O₃), el óxido nitroso (N₂O) y otros antropogénicos, como los clorofluorocarburos o CFC. El vapor de agua es el gas que más influye en el efecto invernadero natural. Su incremento ha sido mucho menos que la del CO₂. El principal causante del calentamiento global es el incremento de los gases de efecto invernadero de origen antropogénico, es decir, por la actividad humana. El gas que más ha impulsado el calentamiento global del último siglo es el dióxido de carbono.

* Un reparto desigual

Todas las personas emitimos CO₂ a la atmósfera; cuando respiramos, encendemos la calefacción, conectamos el televisor, el coche. Si se suman todas las emisiones de CO₂ que se realizan en un país y se divide por el número de habitantes, se obtiene CO₂ emitido per cápita. En los países en desarrollo esta cifra es mucho menor que la de los países desarrollados. Sin embargo, también en los países desarrollados existen diferencias: USA triplica la media europea.

*** ¿Cuánto CO2 emite tu coche?

Los vehículos de mayor cilindrada, más pesados o más potentes generan más emisiones.

*** ¿Es el CO2 culpable?

Las burbujas de aire atrapadas en el hielo de la Antártida y Groenlandia muestran que en los últimos años no ha dejado de aumentar la concentración de CO₂.

*** Claves para comprender

¿De dónde viene y a dónde va el CO₂?

Los seres vivos están integrados por compuestos inorgánicos (agua y sales minerales) y compuestos orgánicos (glúcidos, proteínas…). Todos los compuestos orgánicos contienen C. El C lo incorporan las plantas con el CO₂ que toman del aire para originar los compuestos orgánicos que integran su cuerpo. Así se inicia el ciclo del carbono. El ciclo del C describe el intercambio de este elemento entre los 4 reservorios naturales: atmósfera, hidrosfera, biosfera y litosfera.

¿A dónde nos lleva el cambio climático?

El sistema climático es complejo y depende de muchas variables, por lo que resulta difícil determinar qué va a ocurrir. Los científicos utilizan modelos (es una representación simplificada de la realidad) para hacer pronósticos. Los modelos climáticos son programas informáticos en los que los científicos introducen las principales variables que intervienen en el clima (radiación solar, albedo…). Se pueden utilizar para predecir qué ocurrirá si se incrementa, por ejemplo, el CO₂ de la atmósfera. El modelo es válido si se introducen datos del pasado y se comprueba que predicen con suficiente acierto la situación actual.

* ¿Qué prevén los modelos climáticos?

Pronostican una acentuación de los efectos ya ocurridos del cambio climático. Tomando como punto de partida los efectos ya constatados del cambio climático, los modelos pronostican una acentuación de esos impactos, así:

• ~ La temperatura media global de la Tierra se habrá incrementado a finales del siglo XXI entre 1,4 y 6ºC.
• ~ El nivel del mar al final del siglo estará entre 20 y 80 cm por encima del actual. Muchas zonas costeras quedarán inundadas.
• ~ Los fenómenos meteorológicos extremos se acentuarán. Serán más frecuentes e intensos los huracanes, inundaciones, sequías y olas de calor.
• ~ Efectos ambientales: pérdida de biodiversidad, desaparición de ecosistemas vulnerables,…
• ~ Efectos en la salud, especialmente en países no desarrollados. Enfermedades tropicales como el paludismo podrían extenderse a zonas de clima templado.

* Un impacto desigual

Los impactos del cambio climático afectan de forma diversa a diferentes lugares, principalmente por dos razones:

1. No todos los lugares son igualmente vulnerables a un determinado cambio. Por ejemplo, el incremento del nivel del mar afectará más a las zonas costeras.
2. No en todos los lugares los cambios serán de la misma magnitud. Aunque se prevé un incremento de las precipitaciones en el planeta, su reparto será desigual, de manera que en algunos lugares, disminuirán las lluvias. En Europa se consideran vulnerables el área mediterránea, zonas costeras, los humedales y las zonas montañosas.

*** ¿Qué hace difícil la predicción del cambio climático?

Las causas más importantes son:

• Complejidad del sistema climático, en este sistema intervienen muchas variables que interactúan entre sí.
• Conocimiento insuficiente. Aún hay procesos que no se conocen suficientemente bien.
• Diversidad de escenarios de emisiones. No puede saberse si seremos sensatos y reduciremos el consumo o continuaremos como si nada ocurriese, esperando que lo arreglen la ciencia y la tecnología. En el IPCC se han manejado 4 familias de escenarios que incluyen combinaciones de cambios demográficos, desarrollo económico y social y adelantos tecnológicos, en los que se atribuye a cada uno magnitudes posibles.

¿Qué podemos hacer?

Formuladas por los científicos del IPCC:

• ~ La necesidad de adoptar medidas cuanto antes para atajar el cambio climático. Medidas que reduzcan la emisión de gases de efecto invernadero y ayuden a retirar parte de lo emitido. Cada día que pase agrava la situación.
• ~ El sistema climático presenta inercias. Pasa cierto tiempo desde que cambia alguna de las causas hasta que se ven las consecuencias. (aunque se redujesen hoy las emisiones de gases de efecto invernadero, algunas consecuencias se mantendrán durante décadas, incluso centenares de años).
• ~ El cambio climático afecta a todo el planeta y todos debemos intervenir. Es una tarea de todos. Ningún país puede resolverlo por sí solo, todos deben colaborar. Los países desarrollados tienen mayor responsabilidad.

* Medidas para atajar el cambio climático

En 1997 se firmó un acuerdo: el protocolo de Kyoto, para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de los países industrializados que entró en vigor en 2005. La Unión Europea ha puesto algunas medidas en marcha:

• Incrementar el uso de energías renovables (solar, eólica…).
• Mejorar la eficiencia de los automóviles para que reduzcan sus emisiones a la atmósfera.
• Mejorar la eficiencia energética de los electrodomésticos.
• Fomentar la eficiencia energética en edificios. Un mejor aislamiento puede reducir un 80% los gastos de calefacción.
• Impulsar la investigación científica y el desarrollo tecnológico (objetivos uso energía renovables…).
• Proteger y mejorar los sumideros naturales de gases de efecto invernadero (son lugares, procesos o mecanismos que retiran de la atmósfera un gas de efecto invernadero). Los principales son: la vegetación (fotosíntesis) y el océano.
• Investigar y experimentar tecnologías que actúen como sumideros artificiales de CO₂ (almacenamiento en el fondo oceánico…).

* ¿Qué puedes hacer tú?

La Unión Europea nos recomienda reciclar, caminar, apagar.

• Recicla vidrio, papel, cartón…
• Compra productos que utilicen poco envase.
• Usa bolsas reciclables.
• Camina o monta en bici.
• Utiliza el transporte público.
• Apaga la luz cuando no haga falta, utiliza bombillas de bajo consumo.
• No dejar el televisor, el ordenador,… en stand-by (espera).
• Baja la calefacción en invierno.

*** Sumideros antropogénicos de gases de efecto invernadero

Son tecnologías que retiran los gases de efecto invernadero antes de que sean emitidos a la atmósfera, almacenándolos.