por Scott Denning
Probablemente recuerde que los maestros de ciencias de su escuela primaria explicaron que la energía no se puede crear ni destruir. Esa es una propiedad fundamental del universo.
Sin embargo, la energía se puede transformar. Cuando los rayos del sol llegan a la Tierra, se transforman en movimientos aleatorios de moléculas que se sienten como calor. Al mismo tiempo, la Tierra y la atmósfera están enviando radiación al espacio. El equilibrio entre la energía entrante y saliente se conoce como “presupuesto energético” de la Tierra.
Nuestro clima está determinado por estos flujos de energía. Cuando la cantidad de energía que entra es mayor que la energía que sale, el planeta se calienta.
Eso puede suceder de varias maneras, como cuando el hielo marino que normalmente refleja la radiación solar hacia el espacio desaparece y el océano oscuro absorbe esa energía. También ocurre cuando los gases de efecto invernadero se acumulan en la atmósfera y atrapan parte de la energía que de otro modo se habría irradiado.
Los científicos como yo hemos estado midiendo el presupuesto energético de la Tierra desde la década de 1980 utilizando instrumentos en satélites, en el aire y los océanos, y en tierra. Escuchará más sobre esas mediciones y el presupuesto energético de la Tierra cuando se publique el informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático de las Naciones Unidas el 9 de agosto.
Aquí hay una mirada más cercana a cómo fluye la energía y qué nos dice el presupuesto de energía sobre cómo y por qué el planeta se está calentando.
Equilibrio de la energía del sol
Prácticamente toda la energía del sistema climático de la Tierra proviene del Sol. Solo una pequeña fracción se conduce hacia arriba desde el interior de la Tierra .
En promedio, el planeta recibe 340,4 vatios de luz solar por metro cuadrado . Todo el sol cae durante el día, y los números son mucho más altos al mediodía local.
De esos 340,4 vatios por metro cuadrado:
- Las nubes, el polvo, la nieve y la superficie de la Tierra reflejan 99,9 vatios hacia el espacio.
- Los 240,5 vatios restantes son absorbidos, aproximadamente una cuarta parte por la atmósfera y el resto por la superficie del planeta. Esta radiación se transforma en energía térmica dentro del sistema terrestre. Casi toda esta energía absorbida se corresponde con la energía emitida de regreso al espacio. Un residuo minúsculo (0,6 vatios por metro cuadrado) se acumula como calentamiento global. Puede que no parezca mucho, pero suma.
La atmósfera absorbe mucha energía y la emite como radiación tanto al espacio como a la superficie del planeta. De hecho, la superficie de la Tierra recibe casi el doble de radiación de la atmósfera que de la luz solar directa. Esto se debe principalmente a que el sol calienta la superficie solo durante el día, mientras que la atmósfera cálida está allí las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
En conjunto, la energía que llega a la superficie de la Tierra desde el Sol y desde la atmósfera es de unos 504 vatios por metro cuadrado. La superficie de la Tierra emite alrededor del 79% de esa cantidad. La energía superficial restante se destina a evaporar el agua y calentar el aire, los océanos y la tierra.
El minúsculo residuo entre la luz solar entrante y el infrarrojo saliente se debe a la acumulación de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono en el aire. Estos gases son transparentes a la luz solar pero opacos a los rayos infrarrojos ; absorben y emiten muchos rayos infrarrojos hacia abajo.
La temperatura de la superficie de la Tierra debe aumentar en respuesta hasta que se restablezca el equilibrio entre la radiación entrante y saliente.https://www.youtube.com/embed/U2CPwWgY_G4?wmode=transparent&start=0Otro vistazo al presupuesto energético de la Tierra. Crédito: Academia de Ciencias de California
¿Qué significa esto para las temperaturas globales?
Duplicar el dióxido de carbono agregaría 3.7 vatios de calor a cada metro cuadrado de la Tierra. Imagínese luces nocturnas incandescentes anticuadas espaciadas cada 3 pies en todo el mundo, dejándolas encendidas para siempre.
Al ritmo actual de emisiones, los niveles de gases de efecto invernadero se duplicarían con respecto a los niveles preindustriales a mediados de siglo.
Los científicos del clima calculan que agregar tanto calor al mundo calentaría el clima de la Tierra en aproximadamente 5 grados Fahrenheit (3 C) . Para prevenir esto, sería necesario reemplazar la combustión de combustibles fósiles, la principal fuente de emisiones de gases de efecto invernadero, por otras formas de energía.
El presupuesto de energía de la Tierra está en el centro de la próxima evaluación climática del IPCC , escrita por cientos de científicos que revisan las últimas investigaciones. Con el conocimiento de lo que está cambiando, todos pueden tomar mejores decisiones para preservar el clima tal como lo conocemos.
