Detrás de la lucha para abordar el calentamiento global y el cambio climático se encuentra el aumento de los gases de efecto invernadero en nuestra atmósfera. Un gas de efecto invernadero es cualquier compuesto gaseoso en la atmósfera que es capaz de absorber la radiación infrarroja, atrapando y reteniendo el calor en la atmósfera. Al aumentar el calor en la atmósfera, los gases de efecto invernadero son responsables del efecto invernadero, que finalmente conduce al calentamiento global.
Radiación solar y el "efecto invernadero"
El calentamiento global no es un concepto nuevo en la ciencia. Los fundamentos del fenómeno fueron elaborados hace más de un siglo por Svante Arrhenius en 1896. Su artículo, publicado en la Philosophical Magazine y el Journal of Science, fue el primero en cuantificar la contribución del dióxido de carbono a lo que los científicos ahora llaman el "invernadero". efecto."
El efecto invernadero ocurre porque el sol bombardea la Tierra con enormes cantidades de radiación, que golpea la atmósfera de la Tierra en forma de luz visible, además de radiación ultravioleta (UV), infrarroja (IR) y otros tipos de radiación que son invisibles para el ojo humano. Alrededor del 30 por ciento de la radiación que golpea la Tierra se refleja de vuelta al espacio por nubes, hielo y otras superficies reflectantes. El 70 por ciento restante es absorbido por los océanos, la tierra y la atmósfera, según la NASA.
A medida que absorben la radiación y se calientan, los océanos, la tierra y la atmósfera liberan calor en forma de radiación térmica IR, que sale de la atmósfera al espacio. Según la NASA, el equilibrio entre la radiación entrante y saliente mantiene la temperatura promedio general de la Tierra en aproximadamente 59 grados Fahrenheit (15 grados Celsius).
Este intercambio de radiación entrante y saliente que calienta la Tierra se conoce como efecto invernadero porque un invernadero funciona de la misma manera. La radiación UV entrante atraviesa fácilmente las paredes de vidrio de un invernadero y es absorbida por las plantas y las superficies duras del interior. Sin embargo, la radiación IR más débil tiene dificultades para atravesar las paredes de vidrio y queda atrapada dentro, calentando el invernadero.
Cómo los gases de efecto invernadero afectan el calentamiento global
Los gases en la atmósfera que absorben la radiación se conocen como "gases de efecto invernadero" (a veces abreviados como GEI) porque son en gran parte responsables del efecto invernadero. El efecto invernadero, a su vez, es una de las principales causas del calentamiento global. Los gases de efecto invernadero más importantes son el vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O), según la Agencia de Protección Ambiental (EPA). "Si bien el oxígeno (O2) es el segundo gas más abundante en nuestra atmósfera, el O2 no absorbe la radiación infrarroja térmica", dijo Michael Daley, profesor asociado de ciencias ambientales en el Colegio Lasell en Massachusetts.
Si bien algunos sostienen que el calentamiento global es un proceso natural y que siempre ha habido gases de efecto invernadero, la cantidad de gases en la atmósfera se ha disparado en la historia reciente. Antes de la Revolución Industrial, el CO2 atmosférico fluctuaba entre aproximadamente 180 partes por millón (ppm) durante las glaciaciones y 280 ppm durante los períodos cálidos interglaciales. Sin embargo, desde la Revolución Industrial, la cantidad de CO2 ha aumentado 100 veces más rápido que el aumento cuando terminó la última edad de hielo, según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).
Los gases fluorados, es decir, gases a los que se agregó el elemento flúor, incluidos los hidrofluorocarbonos, los perfluorocarbonos y el hexafluoruro de azufre, se crean durante los procesos industriales y también se consideran gases de efecto invernadero. Aunque están presentes en concentraciones muy pequeñas, atrapan el calor de manera muy efectiva, convirtiéndolos en gases de alto "potencial de calentamiento global" (GWP).
Los clorofluorocarbonos (CFC), una vez utilizados como refrigerantes y propulsores de aerosoles hasta que se eliminaron por acuerdo internacional, también son gases de efecto invernadero.
Hay tres factores que afectan el grado en que cualquier gas de efecto invernadero influirá en el calentamiento global, de la siguiente manera:
- Su abundancia en el ambiente.
- Cuánto tiempo permanece en la atmósfera.
- Su potencial de calentamiento global.
El dióxido de carbono tiene un impacto significativo en el calentamiento global, en parte debido a su abundancia en la atmósfera. Según la EPA, en 2016, las emisiones de gases de efecto invernadero de EE. UU. Totalizaron 6.511 millones de toneladas métricas (7.177 millones de toneladas) de equivalentes de dióxido de carbono, lo que equivale al 81 por ciento de todos los gases de efecto invernadero causados por los humanos, un 2,5 por ciento menos que el año anterior. Además, el CO2 permanece en la atmósfera durante miles de años.
Sin embargo, el metano es aproximadamente 21 veces más eficiente en la absorción de radiación que el CO2, lo que le otorga una calificación de GWP más alta, aunque permanece en la atmósfera solo unos 10 años, según la EPA.
Fuentes de gases de efecto invernadero.
Algunos gases de efecto invernadero, como el metano, se producen a través de prácticas agrícolas, incluido el estiércol de ganado. Otros, como el CO2, resultan en gran medida de procesos naturales como la respiración y de la quema de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas.
La segunda causa de la liberación de CO2 es la deforestación, según una investigación publicada por la Universidad de Duke. Cuando los árboles se matan para producir bienes o calor, liberan el carbono que normalmente se almacena para la fotosíntesis. Este proceso libera casi mil millones de toneladas de carbono a la atmósfera por año, según la Evaluación de los recursos forestales mundiales de 2010.
Según la EPA, la silvicultura y otras prácticas de uso de la tierra pueden compensar algunas de estas emisiones de gases de efecto invernadero.
"La replantación ayuda a reducir la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera a medida que los árboles en crecimiento secuestran dióxido de carbono a través de la fotosíntesis", dijo Daley a Live Science. "Sin embargo, los bosques no pueden secuestrar todo el dióxido de carbono que estamos emitiendo a la atmósfera a través de la quema de combustibles fósiles, y todavía es necesaria una reducción en las emisiones de combustibles fósiles para evitar la acumulación en la atmósfera".
A nivel mundial, la producción de gases de efecto invernadero es motivo de grave preocupación. Desde el momento en que comenzó la Revolución Industrial hasta el año 2009, los niveles atmosféricos de CO2 han aumentado casi un 38 por ciento y los niveles de metano han aumentado un enorme 148 por ciento, según la NASA, y la mayor parte de ese aumento ha sido en los últimos 50 años. Debido al calentamiento global, 2016 fue el año más cálido registrado, y con 2018 en camino de ser el cuarto más cálido, 20 de los años más calurosos registrados han llegado después de 1998, según la Organización Meteorológica Mundial.
"El calentamiento que observamos afecta la circulación atmosférica, lo que afecta los patrones de lluvia a nivel mundial", dijo Josef Werne, profesor asociado en el Departamento de Geología y Ciencias Planetarias de la Universidad de Pittsburgh. "Esto generará grandes cambios ambientales y desafíos para las personas de todo el mundo".
El futuro de nuestro planeta
Si las tendencias actuales continúan, los científicos, los funcionarios del gobierno y un número creciente de ciudadanos temen que los peores efectos del calentamiento global: clima extremo, aumento del nivel del mar, extinciones de plantas y animales, acidificación de los océanos, cambios importantes en el clima y agitación social sin precedentes. inevitable.
En respuesta a los problemas causados por el calentamiento global por gases de efecto invernadero, el gobierno de EE. UU. Creó un plan de acción climática en 2013. Y en abril de 2016, representantes de 73 países firmaron el Acuerdo de París, un pacto internacional para combatir el cambio climático al invertir en un desarrollo sostenible. , futuro bajo en carbono, según la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). Estados Unidos se incluyó entre los países que acordaron el acuerdo en 2016, pero comenzaron los procedimientos para retirarse del Acuerdo de París en junio de 2017.
Según la EPA, las emisiones de gases de efecto invernadero fueron un 12 por ciento más bajas en 2016 que en 2005, en parte debido a la gran disminución en la combustión de combustibles fósiles como resultado del cambio al gas natural del carbón. Las condiciones más cálidas del invierno durante esos años también redujeron la necesidad de que muchas casas y negocios subieran la temperatura.
Los investigadores de todo el mundo continúan trabajando para encontrar formas de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar sus efectos. Una posible solución que los científicos están examinando es extraer el dióxido de carbono de la atmósfera y enterrarlo bajo tierra indefinidamente, dijo Dina Leech, profesora asociada de ciencias biológicas y ambientales en la Universidad de Longwood en Virginia.
"Lo que podemos hacer es minimizar la cantidad de carbono que ponemos allí y, como resultado, minimizar el cambio de temperatura", dijo Leech. "Sin embargo, la ventana de acción se está cerrando rápidamente".
Recursos adicionales:
- EPA - Cambio climático: información básica
- NASA: cambio climático global
- National Geographic - Hito climático: el nivel de CO2 de la Tierra supera las 400 ppm
Este artículo fue actualizado el 3 de enero de 2019 por la colaboradora de Live Science Rachel Ross.
