El Efecto Invernadero y los gases que lo producen (GEI)

atmósfera
En publicaciones anteriores hemos hablado sobre el calentamiento global y concluimos que se trata del calentamiento que sufre el planeta debido al aumento en al atmósfera de la concentración de gases de efecto invernadero debido a la actividad humana.

Se habla mucho hoy en día de los gases de efecto invernadero, pero ¿en qué consiste exactamente el efecto invernadero?

La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve a la Tierra y está compuesta principalmente de Nitrógeno,Oxígeno y Argón. Aunque también consta en menor proporción de otros gases como el Vapor de Agua, el Dióxido de Carbono, el Metano, etc. Estos gases confieren a la atmósfera unas propiedades vitales para la vida en la Tierra como la de mantener una temperatura favorable para la vida.

Estos gases que de forma natural forman parte de la composición de la atmósfera se llaman Gases de Efecto Invernadero o GEI. Tienen la propiedad de absorber la radiación de onda larga (infrarrojo) y emitirla de nuevo en todas direcciones produciendo un efecto de “invernadero” sobre la superficie de la Tierra. Si la tierra careciese de atmósfera la temperatura en la Tierra sería de unos 19º C bajo cero de media. Gracias a la atmósfera y al efecto invernadero la temperatura media de la Tierra es de 15 ºC.

Veamos en qué consiste el Efecto Invernadero:

efecto invernaderoFuente: http://cmapspublic2.ihmc.us/rid=1LWR2Z8QH-25J4329-1YVH/efecto%20invernadero.jpg

La temperatura de la Tierra es el resultado de un equilibrio radiativo entre la energía que recibimos del Sol y la energía que se libera al espacio exterior. Una parte de la energía solar que recibimos es directamente reflejada de nuevo hacia el espacio por la atmósfera, pero la mayor parte de la radiación, en concreto la radiación de onda corta (visible), atraviesa la atmósfera y es absorbida por la superficie terrestre calentándola. Parte de la energía absorbida en la superficie terrestre vuelve a irradiarse hacia la atmósfera esta vez en forma de radiación de onda larga (infrarrojo) conocida como energía calorífica o térmica. La temperatura que sentimos es una medida de esta energía calorífica.

Sólo el 10% de la radiación térmica emitida por la Tierra alcanza de nuevo el espacio exterior. El resto es absorbido por las nubes (vapor de agua) y por otros gases de efecto invernadero como el CO2 o el Metano, más tarde estos gases re-emiten radiación de onda larga en todas direcciones, incluyendo de nuevo hacia la tierra, en un ciclo llamado “Efecto Invernadero” y cuyo resultado es el calentamiento de la superficie de la tierra y de la atmósfera. El Efecto Invernadero es un fenómeno natural que da lugar a una temperatura media global  muy superior a la que sentiríamos sin el efecto invernadero.

El problema del calentamiento global surge cuando por acción de la actividad humana aumentamos la concentración de los GEI en la atmósfera incrementando el efecto invernadero y consecuentemente elevando la temperatura del planeta. La siguiente imagen muestra, de forma muy gráfica, dos escenarios: uno con un efecto invernadero natural en equilibrio térmico, y otro con un efecto invernadero incrementado debido al aumento de la concentración de GEI provocando un mayor calentamiento del sistema.

invernadero02

La adición de más gases de efecto invernadero, como el CO2, a la atmósfera, intensifica el efecto invernadero y, por tanto, calienta el clima de la Tierra. El grado de calentamiento depende de varios mecanismos de retroalimentación. Por ejemplo, a medida que aumenta la temperatura debido al aumento de gases de efecto invernadero, aumenta la evaporación de agua en mares y océanos, la concentración de vapor de agua en la atmósfera se incrementa y provoca que se intensifique aún más el efecto invernadero. Esto, a su vez, causa un mayor calentamiento, que trae consigo un incremento adicional del vapor de agua, etc.. en un ciclo de auto-reforzamiento positivo. Igual que este, hay otros mecanismos de retroalimentación positiva como son la fusión de los hielos polares y glaciares, la deforestación, la liberación de reservas de gas natural atrapadas por el hielo, etc.. que agravan aún más el calentamiento global.

¿Cuáles son los principales Gases de Efecto Invernadero?

Existen GEI presentes en la atmósfera de origen natural como el Vapor de Agua, el CO2, el Metano, el Ozono, o el Oxido Nitroso, y otros que son exclusivamente de origen antropogénico (producidos por el hombre) como p. ej. HFC, PFC, SF6 y NF3.

La acción del hombre esta influyendo significativamente sobre las concentraciones de algunos GEI, como el dióxido de carbono (CO2), el Metano, el Oxido Nitroso o los CFC; aunque no así en otros, como el vapor de agua.  El vapor de agua es el gas de efecto invernadero más importante pero el hombre no influye en su concentración ni tenemos control sobre su cantidad en la atmósfera, aunque de forma indirecta ya hemos visto que el aumento del efecto invernadero que producen otros gases resulta también en un incremento del vapor de agua.  

light-919454_1280

De hecho, el aumento de la concentración de GEI se ha convertido en el principal impulsor antropogénico del cambio climático.

Los gases de efecto invernadero (GEI) son gases traza en la atmósfera que absorben y emiten radiación de onda larga.  Son químicamente estables y perduran en la atmósfera durante períodos de tiempo que se extienden desde una década hasta varios siglos, si no más, de forma que sus emisiones tienen una influencia a largo plazo sobre el clima.

El Protocolo de Kioto establece objetivos legalmente vinculantes para los países desarrollados a fin de que estos reduzcan sus emisiones de GEI. Fue aprobado en 1997 y entró en vigor en 2005.

 La siguiente tabla muestra los siete gases de efecto invernadero más importantes regulados por el Protocolo de Kioto.

21_Principales GEI

Cada uno de estos gases tiene una capacidad diferente de atrapar el calor en la atmósfera, también denominado “potencial de calentamiento global” (PMC).  El CO2 es el gas con el que se comparan todos los demás en términos de Potencial de Calentamiento Mundial, se le da el valor 1. Así, el Metano por ejemplo, tiene un potencial de calentamiento global 25 veces superior al CO2, aunque su concentración en la atmósfera es menor.

El CO2

El Dióxido de carbono es el GEI más abundante dentro de las emisiones de origen antropogénico (76%) y por ello es también el más importante y del que más se habla.  Procede casi en su totalidad de la quema de combustibles fósiles (como el petróleo, el carbon o el gas natural), y de la deforestación. EmisionesGEI

emisiones por sectoresGEI

Desde 1850 la concentración de CO2 en la atmósfera ha aumentado un 40%.  Los niveles de CO2 en la atmósfera han aumentado de manera constante durante los últimos 200 años, desde la revolución Industrial, cuando se empezaron a utilizar los combustibles fósiles. Se cree que la concentración actual de CO2 es la mayor registrada en los últimos 800.000 años.

Incremento de CO2 desde el 85Aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera desde el año 1985.

En el próximo post os explicaremos cómo se relaciona la concentración de CO2 con la temperatura, no os lo perdáis.

 

Fuentes:
– https://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/es/faq-1-3.html
– “Efecto invernadero”  www.monografías.com
http://cmapspublic2.ihmc.us/rid=1LWR2YTWK-SFPXXJ-1YTQ/Cobertura%20terrestre%20y%20ENOS%20(El%20Ni%C3%B1o%20Oscilaci%C3%B3n%20Sur)

– http://www.grida.no/publications/default/6580.aspx
– “Contaminación atmosférica”. http://www.monografías.com
– http://www.astromia.com/fotostierra/fotosatmosfera.htm

 

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Acerca de Katie D. Young

Estudió Oceanografía en la Universidad de Vigo, enfocando su interés durante sus estudios en todo lo relacionado con el cambio climático. Tras graduarse hizo un curso de las Naciones Unidas sobre cambio climático y creo el blog Con Ciencia Climática donde es la autora de todos sus posts. Su objetivo es dar a conocer la problemática del cambio climático y el calentamiento global, y acercarlo a todos con explicaciones sencillas.
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3 respuestas a El Efecto Invernadero y los gases que lo producen (GEI)

  1. Me parece una muy buena explicación del Efecto Invernadero que todos deberíamos conocer para hacer algo por la salud del planeta y por ende de la nuestra.

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  2. Ian Diez dijo:

    Estoy completamente de acuerdo con esta explicacion. Tener una base cientifica siempre ayuda a entender el motivo y las consecuencias, y estos temas pasan de ser topicos a ser hechos contstatables. Lo que no me ha quedado del todo claro es el tema de las ondas largas y las ondas cortas. Entiendo por onda corta la longitud de onda de la luz aul por ejemplo con respecto a la luz roja que es mas larga, significa esto que la tierra refleja solo las ondas largas?

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  3. Hola Ian, gracias por tu comentario.
    En respuesta a tu pregunta te diré que la Tierra no refleja las ondas largas, las emite. La radiación que recibimos del sol se conoce también como radiación electromagnética y se puede descomponer en un espectro de radiación formado por distintas longitudes de onda; desde las más cortas como los rayos X o Gamma a las más largas como las ondas de radio. De todo el espectro electromagnético que recibimos del sol, hay muchas longitudes de onda que no llegan a la superficie terrestre porque son filtradas por la atmósfera y las nubes, que actúan como un escudo protector. La energía que llega a la superficie en mayor cantidad es la energía de onda corta del rango visible (aunque también llegan rayos ultravioleta e infrarrojos), que atraviesa sin problemas el escudo de la atmósfera, y gracias a la cual existe la vida en la Tierra. La Tierra absorbe esta energía y el resultado es que se calienta y libera parte de la energía recibida en forma de energía calorífica que es energía de onda larga del rango infrarrojo. Por tanto la Tierra transforma la energía visible que absorbe en energía infrarroja o calorífica. La Tierra no puede emitir luz por lo que solo emite energía térmica. Las plantas son otro ejemplo de transformación de la energía ya que convierten la energía visible que reciben en energía química a través de la fotosíntesis.
    Espero haber aclarado tus dudas. Te dejo un par de links para que puedas profundizar en el tema:
    https://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagn%C3%A9tico
    http://10ejemplos.com/10-ejemplos-de-transformacion-de-energia

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