Efecto invernadero

Todos los cuerpos, por el hecho de estar a una cierta temperatura superior al cero absoluto, emiten una determinada cantidad de radiación electromagnética (véase cuerpo negro). Este fenómeno, por tratarse de emisión o absorción de radiación electromagnética, se produce incluso a través del vacío.

El Sol es el responsable de toda la energía que alcanza la superficie de la Tierra. El Sol emite radiación que se puede considerar de onda corta y que prácticamente traspasa la atmósfera casi sin problemas. La Tierra intercepta una energía del Sol que en la parte superior de la atmósfera vale 1366 W/m 2 ; (ver Constante solar). Sin embargo sólo intercepta energía la sección de la Tierra que mira al Sol mientras que la emite toda la superficie terrestre, así que hay que dividir la constante solar entre 4 lo que nos lleva a 342 W/m2 . El albedo es la fracción de energía que se pierde en el espacio y para la Tierra es 0,313 así que se pierden en el espacio 0,313*342=107 W/m2 . Por lo que quedan 342-107=235 W/m2 que es la energía que penetra en la atmósfera.


La Tierra, como todo cuerpo caliente, emite radiación, pero al ser su temperatura mucho menor que la solar, emite radiación infrarroja de una longitud de onda, mucho más larga que la incidente y que interacciona con los gases de efecto invernadero de la atmósfera. Más del 75% del calor capturado por la atmósfera, puede atribuirse a la acción de los gases de efecto invernadero. Sin embargo, no toda esta radiación vuelve al espacio, ya que alrededor de un 90% es absorbida por la atmósfera, provocando un fenómeno similar al que mantiene la temperatura cálida en el interior de un invernadero. La atmósfera transfiere la energía recibida tanto hacia el espacio (37,5%) como hacia la superficie de la Tierra (62,5%). Ello representa 324 W/m 2 , casi la misma cantidad de energía que la proviniente del Sol, aún sin albedo. De este modo, el equilibrio térmico se establece a una temperatura superior a la que se obtendría sin este efecto. La importancia de los efectos de absorción y emisión de radiación en la atmósfera son fundamentales para el desarrollo de la vida tal y como se conoce. De hecho, si no existiera este efecto la temperatura media de la Tierra sería de unos -22 ºC y gracias al efecto invernadero es de unos 14ºC.

En zonas de la Tierra cuya atmósfera tiene poca proporción de gases de efecto invernadero (especialmente de vapor de agua), como en los grandes desiertos, las fluctuaciones de temperatura entre el día (absorción de radiación solar) y la noche (emisión hacia el cielo nocturno) son muy grandes. Desde hace unos años el hombre está produciendo un aumento de los gases de efecto invernadero con lo que la atmósfera retiene más calor y devuelve a la Tierra aún más energía causando un desequilibrio del balance radiativo y un calentamiento global.

Esta figura es una, representación esquemática simplificada de los flujos de energía entre el espacio, la atmósfera de la Tierra, y la superficie de la Tierra, y muestra cómo estos flujos se combinan para mantener caliente la superficie del planeta creando el efecto invernadero. Si 235 W/m 2 fuera el calor total recibido en la superficie, entonces, la temperatura de equilibrio de la superficie de la Tierra sería de -22 °C(Lashof 1989). En cambio, la atmósfera de la Tierra recicla el calor que viene de la superficie y entrega unos 324 W/m 2 adicionales que elevan la temperatura media de la superficie a aproximadamente +14 °C. Este proceso que recicla la energía en la atmósfera para calentar la superficie de la Tierra es conocido como el efecto invernadero y es una parte esencial del clima de la Tierra. Bajo condiciones de equilibrio la cantidad total de energía que entra en el sistema por la radiación solar se equilibrará exactamente con la cantidad de energía radiada al espacio, permitiendo a la Tierra mantener una temperatura media constante con el tiempo.

Gases que intervienen en el proceso del efecto invernadero

(Fuente:Wikipedia)

 

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