Definición. El efecto invernadero
Los «gases de efecto invernadero» son cruciales para mantener nuestro planeta a una temperatura adecuada para la vida. Sin el efecto invernadero natural, el calor emitido por la Tierra simplemente pasaría hacia fuera de la superficie terrestre al espacio y la Tierra tendría una temperatura media de unos -20°C.
El efecto invernadero: una parte de la radiación infrarroja del Sol atraviesa la atmósfera, pero la mayor parte es absorbida y reemitida en todas las direcciones por las moléculas de los gases de efecto invernadero y las nubes. El efecto de esto es calentar la superficie de la Tierra y la atmósfera inferior.
Un gas de efecto invernadero se llama así porque absorbe la radiación infrarroja del Sol en forma de calor, que circula por la atmósfera y acaba perdiéndose en el espacio. Los gases de efecto invernadero también aumentan la velocidad a la que la atmósfera puede absorber la radiación de onda corta del Sol, pero esto tiene un efecto mucho más débil en las temperaturas globales.
El CO2 liberado por la quema de combustibles fósiles se acumula como una manta aislante alrededor de la Tierra, atrapando más calor del Sol en nuestra atmósfera. Las acciones llevadas a cabo por los seres humanos se denominan acciones antropogénicas; la liberación antropogénica de CO2 contribuye al actual efecto invernadero potenciado.
Efecto invernadero, un calentamiento de la superficie de la Tierra y de la troposfera (la capa más baja de la atmósfera) causado por la presencia de vapor de agua, dióxido de carbono, metano y algunos otros gases en el aire. De esos gases, conocidos como gases de efecto invernadero, el vapor de agua es el que tiene el mayor efecto.
El origen del término efecto invernadero no está claro. A veces se atribuye al matemático francés Joseph Fourier el mérito de ser la primera persona que acuñó el término efecto invernadero, basándose en su conclusión de 1824 de que la atmósfera de la Tierra funcionaba de forma similar a una «caja caliente«, es decir, un heliotermómetro (una caja de madera aislada cuya tapa era de cristal transparente) desarrollado por el físico suizo Horace Bénédict de Saussure, que impedía que el aire frío se mezclara con el aire caliente. Sin embargo, Fourier no utilizó el término «efecto invernadero» ni atribuyó a los gases atmosféricos el mantenimiento del calor en la Tierra.
Al físico y fisicoquímico sueco Svante Arrhenius se le atribuye el origen del término en 1896, con la publicación del primer modelo climático plausible que explicaba cómo los gases de la atmósfera terrestre atrapan el calor. Arrhenius se refirió por primera vez a esta «teoría de la casa caliente» de la atmósfera -que se conocería posteriormente como efecto invernadero- en su obra Worlds in the Making (1903).
¿Qué gases causan el efecto invernadero?
La contribución de un gas de efecto invernadero al «efecto invernadero» depende de la cantidad de calor que absorbe, de la cantidad que irradia y de la cantidad que hay en la atmósfera.
En orden descendente, los gases que más contribuyen al efecto invernadero de la Tierra son:
- El vapor de agua (H2O)
- Dióxido de carbono (CO2)
- Óxido nitroso (N2O)
- Metano (CH4)
- El ozono (O3)
En términos de la cantidad de calor que estos gases pueden absorber y re-radiar (conocido como su potencial de calentamiento global o GWP), el CH4 es 23 veces más efectivo y el N2O es 296 veces más efectivo que el CO2. Sin embargo, hay mucho más CO2 en la atmósfera terrestre que CH4 o N2O.
No todo el gas de efecto invernadero que emitimos a la atmósfera permanece allí indefinidamente. Por ejemplo, la cantidad de CO2 en la atmósfera y la cantidad de CO2 disuelta en las aguas superficiales de los océanos permanecen en equilibrio, porque el aire y el agua se mezclan bien en la superficie del mar. Cuando añadimos más CO2 a la atmósfera, una parte se disuelve en los océanos.
Gases antropogénicos de efecto invernadero
Desde el inicio de la Revolución Industrial, a mediados del siglo XVIII, las actividades humanas han aumentado considerablemente las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera. En consecuencia, las concentraciones atmosféricas medidas de CO2 son muchas veces superiores a los niveles preindustriales.
La quema de combustibles fósiles
Los niveles de dióxido de carbono son sustancialmente más altos ahora que en cualquier momento de los últimos 750.000 años. La quema de combustibles fósiles ha elevado los niveles de CO2 de una concentración atmosférica de aproximadamente 280 partes por millón (ppm) en la época preindustrial a más de 410 ppm en 2021. Esto supone un aumento del 40% desde el inicio de la Revolución Industrial.
Las concentraciones de CO2 están aumentando a un ritmo de unas 2-3 ppm/año y se espera que superen las 900 ppm a finales del siglo XXI.
Si esto continúa, junto con el aumento de las emisiones de CH4 y otros gases de efecto invernadero, para el año 2.100 la temperatura media de la superficie del planeta podría haber aumentado hasta 4,8°C en comparación con los niveles preindustriales. Por ello, algunos científicos sugieren objetivos para limitar las concentraciones y mantener el cambio de temperatura por debajo de +2ºC.
Esto incluiría recortes sustanciales en las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero para mediados del siglo XXI mediante cambios a gran escala en los sistemas energéticos y en el uso del suelo.
En 2020, la quema de carbón, gas natural y petróleo para obtener electricidad y calor fue la mayor fuente de emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial (25%). En comparación, en 2020, el 14% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero procedían de los combustibles fósiles quemados para el transporte por carretera, ferroviario, aéreo y marítimo.
Agricultura, silvicultura y otros usos del suelo
La agricultura, la deforestación y otros cambios en el uso de la tierra representan una cuarta parte de las emisiones netas de gases de efecto invernadero antropogénicos.
Según un informe de las Naciones Unidas, la ganadería es responsable de cerca del 14,5% de esta cifra. Las principales fuentes de emisiones son
- La producción y el procesamiento de piensos (45%)
- La producción de gases de efecto invernadero durante la digestión de las vacas (39%)
- La descomposición del estiércol (10%)
El resto es atribuible a la transformación y el transporte de productos animales.
El aumento de las concentraciones de CH4 en la atmósfera también se debe a los cambios en el uso de la tierra y de los humedales, a las pérdidas en las tuberías y a las emisiones en los vertederos. El uso de fertilizantes también puede provocar mayores concentraciones de N2O.
Se estima que la agricultura y la industria de la madera es el principal impulsor de alrededor del 80% de la deforestación en todo el mundo. Fuente: Pixabay.
Fabricación de cemento
La fabricación de cemento aporta CO2 a la atmósfera cuando se calienta el carbonato de calcio, produciendo cal y CO2.
Las estimaciones varían, pero es ampliamente aceptado que la industria del cemento produce entre el cinco y el ocho por ciento de las emisiones antropogénicas de CO2 a nivel mundial, de las cuales el 50% se produce a partir del proceso químico en sí y el 40% por la quema de combustible para alimentar ese proceso.
La cantidad de CO2 emitida por la industria del cemento es de más de 900 kg de CO2 por cada 1000 kg de cemento producido.
Aerosoles
Los aerosoles son pequeñas partículas suspendidas en la atmósfera que se producen cuando quemamos combustibles fósiles.
Otras fuentes antropogénicas de aerosoles son la contaminación de automóviles y fábricas, los clorofluorocarbonos (CFC) utilizados en los sistemas de refrigeración y los CFC y halones utilizados en los sistemas de extinción de incendios y en los procesos de fabricación.
Los aerosoles también pueden producirse de forma natural a partir de una serie de procesos naturales, como los incendios forestales, los volcanes y el isopreno emitido por las plantas.
Sabemos que los gases de efecto invernadero proporcionan un efecto de calentamiento a la superficie de la Tierra, pero la contaminación por aerosoles en la atmósfera puede contrarrestar este efecto de calentamiento. Por ejemplo, los aerosoles de sulfato procedentes de la combustión de combustibles fósiles ejercen una influencia refrigerante al reducir la cantidad de luz solar que llega a la Tierra.
Los aerosoles también tienen un impacto perjudicial en la salud humana y afectan a otras partes del sistema climático, como las precipitaciones.
El cambio climático: ¿Realidad o ficción?
¿Qué está causando que los océanos se vuelvan más ácidos? ¿Tienen las plantas y los animales alternativas a la migración ante el cambio climático?
Distingamos la realidad de la ficción a continuación…
La atmósfera permite que la mayor parte de la luz visible del Sol la atraviese y llegue a la superficie de la Tierra. Cuando la superficie de la Tierra se calienta con la luz solar, irradia parte de esta energía hacia el espacio en forma de radiación infrarroja. Esta radiación, a diferencia de la luz visible, tiende a ser absorbida por los gases de efecto invernadero de la atmósfera, aumentando su temperatura. A su vez, la atmósfera calentada irradia la radiación infrarroja hacia la superficie de la Tierra. (A pesar de su nombre, el efecto invernadero es diferente del calentamiento en un invernadero, donde los cristales transmiten la luz solar visible pero mantienen el calor dentro del edificio al atrapar el aire caliente).
Como hemos mencionado antes, sin el calentamiento provocado por el efecto invernadero, la temperatura media de la superficie de la Tierra sería sólo de unos -18 °C a -20 ºC (0 °F).
Por ejemplo, en otro planeta del Sistema Solar, en Venus, la altísima concentración de dióxido de carbono en la atmósfera provoca un efecto invernadero extremo que da lugar a temperaturas superficiales de hasta 450 °C (840 °F).
Aunque el efecto invernadero es un fenómeno que se produce de forma natural, es posible que el efecto se intensifique por la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera como resultado de la actividad humana.
Desde el comienzo de la Revolución Industrial hasta finales del siglo XX, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera aumentó aproximadamente un 30% y la cantidad de metano se duplicó con creces.
Varios científicos han predicho que el aumento del dióxido de carbono atmosférico y de otros gases de efecto invernadero relacionado con la actividad humana podría provocar, a finales del siglo XXI, un aumento de la temperatura media mundial de entre 3 y 4 °C (entre 5,4 y 7,2 °F) con respecto a la media de 1986-2005.
Este calentamiento global podría alterar los climas de la Tierra y, por tanto, producir nuevos patrones y extremos de sequía y precipitaciones, y posiblemente perturbar la producción de alimentos en ciertas regiones.
¿Qué reduce el efecto invernadero en la Tierra?
Al igual que un invernadero de cristal, ¡el invernadero de la Tierra también está lleno de vegetación! Las plantas pueden ayudar a equilibrar el efecto invernadero en la Tierra. Todas las plantas, desde los árboles gigantes hasta el diminuto fitoplancton del océano, absorben dióxido de carbono y emiten oxígeno.
El océano también absorbe gran parte del exceso de dióxido de carbono del aire. Por desgracia, el aumento de dióxido de carbono en el océano cambia el agua, haciéndola más ácida. Esto se llama acidificación del océano.
Un agua más ácida puede ser perjudicial para muchas criaturas del océano, como ciertos mariscos y corales. El calentamiento de los océanos, debido al exceso de gases de efecto invernadero en la atmósfera, también puede ser perjudicial para estos organismos. Las aguas más cálidas son una de las principales causas de la decoloración del coral.
Última revisión – Noviembre 2021
