20 de abril de 2013

The Walking Earth

"Los bosques están antes de las civilizaciones. Los desiertos detrás." François-René de Chateaubriand

En contraste con los aproximadamente 4500 millones de años de edad de nuestro planeta, podríamos considerar que los seres humanos son una de las nuevas especies de seres vivos aparecidas. Sin embargo, el impacto generado como consecuencia tanto de nuestro crecimiento poblacional como de la industrialización de los últimos 150 años, ha empezado a influir sobre el clima y el medio ambiente.

Aunque existen algunas controversias acerca de las causas del calentamiento global, hay un consenso mayoritario en la comunidad científica internacional sobre la influencia antropogénica. Consideran que una continuación de las actividades humanas a la escala actual dará como resultado un calentamiento adicional del planeta en los próximos años.

La combustión de los combustibles fósiles y la deforestación se combinan para producir un incremento de los niveles atmosféricos de dióxido de carbono CO2, que unido a las emisiones de metano CH4 producidas en trabajos agrícolas entre otras actividades humanas, y a otros productos gaseosos de la industria como el óxido nitroso NOx, los clorofluocarbornos CFCs y el ozono O3han promovido un calentamiento de la Tierra, debido a un proceso conocido comúnmente como "efecto invernadero".

Efecto invernadero y Calentamiento global.
El IPCC (Panel Intergubernamental del Cambio Climático) en los estudios referidos al Holoceno, etapa que comprende los últimos 11600 años desde el final de la última glaciación, informa que se aprecian evidencias de la existencia en la actualidad de las temperaturas medias anuales más cálidas del período.

Temperaturas medias últimos 2000 años según varios autores. Fuente:wikipedia

Desde que existen registros de temperatura, se ha venido apreciando un incremento del promedio mundial. A partir del año 1900, los niveles de los océanos han subido, los glaciares terrestres están retrocediendo, las capas de hielo polares se están reduciendo y la profundidad del permafrost ha disminuido.

File:Puncak Jaya glaciers 1850-2003 evolution map-fr.gif
Disminución del glaciar Puncak Jaya (Indonesia) 1850-2003. Fuente:wikipedia

Para apreciar el desarrollo por el cual el planeta se está calentando, se ha de entender el mecanismo por el que se mantiene la temperatura terrestre. Si la Tierra simplemente absorbiese la radiación solar, su temperatura estaría continuamente aumentando. Pero la Tierra también radia energía al espacio exterior. Este  proceso de absorción y radiación crea una condición de equilibrio denominada balance energético terrestre.

Los rayos solares se propagan a través del espacio en forma de ondas electromagnéticas de energía. Este fenómeno físico conocido como radiación solar, es el responsable de que nuestro planeta reciba un aporte continuo de energía de aproximadamente 1367 W/m2, que es el valor de la constante solar. Para calcular la cantidad media de energía solar que llega a nuestro planeta por metro cuadrado de superficie, hay que multiplicar la anterior por toda el área del círculo del planeta y dividirlo por toda la superficie de la Tierra lo que da un valor de 342 W/m2, que es lo que se suele llamar constante solar media. Pero no toda la radiación que llega a la Tierra sobrepasa las capas altas de la atmósfera. Debido a los procesos que sufren los rayos cuando entran en contacto con los diferentes gases que componen la atmósfera, una tercera parte de la energía solar interceptada por la Tierra vuelve al espacio exterior, mientras que el resto llega hasta la superfície terrestre. La radiación penetrante es absorbida por el suelo y los océanos calentando la superfície, y posteriormente remitida en forma de radiación infrarroja. Los gases que principalmente forman la atmósfera, el oxígeno y el nitrógeno, son atravesados libremente, mientras que las proporciones de otros gases como vapor de agua, metano, ozono y dióxido de carbono actúan como una capa protectora, permitiendo que no se produzcan cambios extremos de temperatura. 

Balance energético terrestre
Balance energético de la Tierra.Fuente: IPCC

Los gases más importantes para la absorción de la radiación térmica son el vapor de agua y el CO2. Estos gases permiten sostener la temperatura terrestre en unos niveles adecuados para mantener la mayoría de las formas de vida existentes. Si no existieran estos gases, la radiación solar penetraría y volvería al espacio libremente, siendo en ese caso la temperatura media de unos -18ºC.

Los niveles actuales de CO2 atmosférico están siendo influidos por la combustión de combustibles fósiles y por el resultado neto de acumulación o destrucción de biomasa forestal. Las primeras evidencias del rápido, continuo y permanente aumento de dióxido de carbono en la atmósfera fueron a partir de las mediciones realizadas en el Observatorio de Mauna Loa, Hawaii, que se pueden ver en el siguiente gráfico. La fluctuaciones correspondientes al ciclo anual se deben a las variaciones estacionales de los niveles totales de actividad fotosintética de las plantas.

Concentración CO2 Observatorio Mauna Loa (Hawaii). Fuente:wikipedia

Las emisiones de dióxido de carbono son una consecuencia directa del proceso de conversión de energía, que es la oxidación del carbono de los combustibles. La combustión de los hidrocarburos como el petróleo y los gases naturales, crean también vapor de agua por la oxidación del hidrógeno de estos combustibles.

File:Global Carbon Emission by Type es.png
Emisiones de carbono debidas a combustión de combustible fósil. Fuente: wikipedia

A pesar de la consecución de mejores rendimientos en la obtención de energía y el empleo de fuentes alternativas, se preven concentraciones de CO2 atmosférico cercanas a las 500 ppm hacia la mitad del siglo XXI.

Aunque su presencia es inferior, otros gases como el metano, ozono, óxido nitroso y clorofluocarbonos, también absorben radiación térmica de longitud de onda larga. La concentración de metano CH4 en la atmósfera es menor del 1% que la del CO2, pero cada molécula de metano es 20 veces más efectiva en la absorción de calor radiante. Además, su concentración ha estado aumentando duplicándose en los últimos 250 años.

El ozono O3 se forma como resultado de procesos fotoquímicos en los que intervienen fundamentalmente la luz solar, el metano, el monóxido de carbono y los óxidos de nitrógeno. La concentración de ozono en la troposfera ha aumentado en un 10%, independientemente de la decreciente concentración del mismo en la estratosfera sobre los polos.

En el caso de los óxidos nitrosos el aumento es debido principalmente al empleo de fertilizantes de base nitrogenada, a la deforestación y a la destrucción por el fuego de la biomasa, todo ello consecuencias del cultivo de nuevas tierras.

Los clorofluocarbonos CFCs no están presentes de forma natural en la atmósfera. Estos compuestos se fabrican para su empleo como disolventes, refrigerantes y elementos impulsores en los sprays. Actúan como el CO2 atrapando energía radiante, además de destruir el ozono estratosférico. Gracias a acuerdos internacionales, la fabricación de estos productos se está restringiendo, no obstante su concentración combinada decrece a un ritmo muy lento debido a su larga vida media.

File:Gases de efecto invernadero.es.png
Gases de efecto invernadero. Fuente:wikipedia
El efecto neto de un calentamiento global sobre una región en particular resulta incierto de predecir. Pero globalmente se podría esperar que las precipitaciones cambiaran drásticamente y que aumentara el nivel de los océanos debido a la dilatación térmica de sus aguas por calentamiento y por fusión parcial del hielo de los polos, amenazando a las tierras próximas a las costas de bajo nivel, donde viven una gran parte de la población mundial. Alguno de estos efectos se están produciendo actualmente.

Que la temperatura global media ha aumentado en el último siglo es una evidencia. Podríamos incluso considerar, tal y como afirman otras corrientes de opinión, si las causas de este aumento se debe exclusivamente al efecto de los llamados gases invernadero. Sin embargo, de lo que no se puede dudar es de que el aumento creciente y comprobado de la concentración de estos gases, conducirá o ampliará en cierto momento un calentamiento global. Y en el aumento de estas concentraciones, no podemos pensar que nuestra actual actividad carece de efecto.

En un escenario de controversia, esperar a dar nuestras respuestas a este problema hasta que los análisis sean concluyentes, si es que no lo son, sólo servirá para que los daños producidos sean más pronunciados y difíciles de controlar, por  no considerarlo imposible en el caso de actuar tarde.

¿Debemos jugarnos nuestra existencia por el simple hecho de no estar seguros de si las emisiones antropogénicas son las que provocan un aumento del efecto invernadero?. Podría resumir la respuesta en la siguiente cita del poeta persa Saadi; "Pensar que un enemigo débil no puede hacernos daño es como creer que una chispa no puede incendiar un bosque."




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