El efecto invernadero

La ciencia del cambio climático *

La capa más baja de la atmósfera, conocida como troposfera, contiene a los gases que son responsables en gran parte de la temperatura del planeta, y por lo tanto, de crear condiciones aptas para la vida.

El efecto invernadero se presenta al existir una atmósfera capaz de absorber radiación infrarroja por medio de gases tales como el bióxido de carbono (CO2), el vapor de agua, el ozono (O3), el óxido nitroso (N2O), el metano (CH4) y los cloroflurocarbonos (CFCs). Las concentraciones de estos gases en la atmósfera son tan pequeñas que se conocen como gases traza.

La Tierra intercepta radiación básicamente visible, proveniente del sol, que penetra hasta la superficie. La superficie se calienta y a su vez emite radiación de onda larga que es absorbida por los gases de invernadero de la atmósfera, produciendo el calentamiento de ésta (Figura 1). Este proceso es el responsable de que la temperatura de la superficie de la Tierra sea aproximadamente 14ºC más alta de lo que sería si no se produjera este fenómeno.

 

Figura 1. Efecto Invernadero

 

Del aumento en las concentraciones atmosféricas de gases de invernadero se pueden esperar aumentos en la temperatura al haber mayor absorción de radiación infrarroja. Este fenómeno da lugar al Cambio Climático Global.

Se ha detectado que las concentraciones de CO2 se incrementan año con año. Se estima que este aumento se debe principalmente a las emisiones producidas por la quema de combustibles fósiles, que no se equilibran con los sumideros de CO2 (fotosíntesis en la vegetación). Es decir, se emiten del orden de 6000 millones de toneladas de carbono por año (una tonelada de C (carbono) equivale a 3,666 toneladas de CO2), de las cuales alrededor de 3000 millones permanecen y se acumulan en la atmósfera (Figura 2 y Tabla 1).

 

Figura 2. Ciclo del Carbono

 

 

Tabla 1. Gases de Efecto Invernadero

Gas	Principales Fuentes	Concentraciones Preindustriales	Concentraciones hasta 1999	Potencial de calentamiento Atmosférico a) (Años)			Tasas Recientes de Variación de la Concentración (Durante 1980 y 1989)	Vida Atmosférica (años)
				50	100	500
Bióxido de carbono CO2	Quema de combustibles fósiles, producción de cemento, cambios en uso de suelo tropical.	280 ppmv (1)	367 ppmv	1	1	1	3.3 ± 0.1 PgC/año (3)	50 a 200
Metano CH4	Cultivo de arroz bajo agua, rellenos sanitarios, ganadería, combustión de biomasa, producción y consumo de combustibles fósiles.	700 ppbv (2)	1745 ppbv	62	23	7	600 Tg/año (4)	12
Óxido nitroso N2O	Agricultura (pastoreo en regiones tropicales), quema de biomasa, procesos industriales (producción de ácido adípico y ácido nítrico).	275 ppbv	314 ppbv	275	296	156	16.4 TgN/año	114

(1)partes por millón de volumen.
(2) partes por mil millones de volumen.
(3) Petagramos de Carbono por año.
(4) Teragramos por año
a) El potencial de calentamiento atmosférico expresa la importancia relativa de los gases de invernadero con relación al CO2 en un horizonte de tiempo determinado. Esto es así, pues los gases permanecen en la atmósfera tiempos diferentes, por lo que el potencial de calentamiento es función de cuán eficiente es el gas para absorber radiación infrarroja y cuánto tiempo permanece en la atmósfera. Por ejemplo, en un horizonte de tiempo de 20 años, el metano puede retener 62 veces más radiación infrarroja que el CO2.

 

La Figura 3.1 muestra las concentraciones de CO2 en los últimos mil años, registradas en núcleos de hielo (D47, D57, Siple y Polo Sur) y (desde 1958) por los observatorios de Mauna Loa y Hawai. El aumento de las concentraciones de CO2 desde el inicio de la industrialización es evidente y ha seguido de cerca al aumento de las emisiones de este gas procedentes del consumo de combustibles fósiles (véase en el recuadro pequeño el periodo de 1850 en adelante).

Por otra parte, en la figura 3.2 se pueden observar las tasas de crecimiento de los últimos años del decenio de 1980, el descenso que se produjo en los primeros años del decenio de 1990 y el aumento reciente. La curva sin oscilaciones bruscas refleja los mismos datos pero se suprimen todas las variaciones que duran menos de 10 años aproximadamente.

 

Figura 3.1 Concentraciones históricas de CO 2
Figura 3.2

Fuente: Resumen para responsables de políticas y otros resúmenes. Parte del Informe del IPCC para la primera Reunión de la Conferencia de las Partes de la Convención Marco Sobre Cambio Climático.

 

El análisis cuidadoso registros históricos (a partir de 1860) de temperatura y precipitación muestra que a finales del siglo XIX empezó a verificarse un aumento de temperatura tanto en el hemisferio norte como en el hemisferio sur, coincidiendo con el aumento de las concentraciones atmosféricas de CO2 mostradas en la figura 3. Este aumento de temperatura alcanzó un máximo al final de los años 30 (figura 4). En las décadas siguientes la temperatura global descendió ligeramente hasta finales de los setentas para después continuar su tendencia ascendente.

Los datos del clima mundial de los últimos dos decenios indican que la temperatura del aire de la superficie terrestre ha superado los valores máximos de 1930. Esta oleada de calor se extendió en los hemisferios septentrional y meridional y ha resultado en un aumento de la temperatura media global de aproximadamente 0.5ºC desde mediados del siglo pasado.

 

Figura 4. Anomalías climáticas de 1860 a 1994

Fuente:Fuente: Semarnat, Instituto Nacional de Ecología, Dirección General de Investigación sobre la Contaminación Urbana, Regional y Global, México, 2007. http://www.ine.gob.mx/cclimatico/ciencia.html
Fecha de consulta: 28 de mayo de 2008.