Cambio climático - Efecto invernadero

La calidad del aire
Experiencia 1
Cambio climático - Efecto invernadero
Objetivo:
Explicar por qué la atmósfera de la Tierra actúa como
un invernadero
Espacio donde se lleva a cabo:
Aula
Temporización:
60 minutos
Organización del grupo:
Individual
Material
que llega al nivel del mar suele ser: radiación
infrarroja un 49%, luz visible un 42% y
radiación ultravioleta un 9%.
Imagen del balance energético de la Tierra en
la parte inferior de esta ficha.
Radiación reflejada y absorbida por la
Tierra: el albedo de la Tierra, es decir, su
capacidad de reflejar la energía, es de
alrededor de un 0,3. Esto significa que
alrededor de un 30% de lo que se recibe es
devuelto al espacio por la reflexión de la
Tierra. El 70% de la energía que llega es
absorbida.
Los diferentes gases y otros componentes de
la atmósfera no absorben de igual forma los
distintos tipos de radiaciones. Algunos gases,
como el oxígeno y el nitrógeno son
transparentes a casi todas las radiaciones,
mientras que otros como el vapor de agua,
dióxido de carbono, metano y óxidos de
nitrógeno son transparentes a las radiaciones
de corta longitud de onda (ultravioletas y
visibles), mientras que absorben las
radiaciones largas (infrarrojas). Esta
diferencia es decisiva en la producción del
efecto invernadero.
Desarrollo
Energía radiante del Sol. Constante solar: la
mayor parte de la energía que llega a nuestro
planeta procede del Sol. Viene en forma de
radiación electromagnética. El flujo de energía
solar que llega al exterior de la atmósfera se
conoce como la constante solar. Antes de
atravesar la atmósfera, la energía que llega a
la parte alta de la atmósfera es una mezcla de
radiaciones de longitudes de onda (λ) entre
200 y 4.000 nm. Se distingue entre radiación
ultravioleta, luz visible y radiación infrarroja.
En la superficie de la Tierra: la atmósfera
absorbe parte de la radiación solar. Casi toda
la radiación ultravioleta y gran parte de la
infrarroja son absorbidas por el ozono y otros
gases en la parte alta de la atmósfera. El
vapor de agua y otros componentes
atmosféricos absorben en mayor o menor
medida la luz visible e infrarroja. La energía
107
Radiación solar reflejada
107 Wm-2
235
Radiación solar entrante
342 Wm-2
342
Reflejada por las
nubes, aerosoles y
la atmósfera
77
40
Ventana atmosférica
Emitida por la
atmósfera
165
67
24
30
Gases de efecto
invernadero
Absorbida por
la atmósfera
Calor latente
78
350
Reflejada por
la superficie
30
168
Absorbida por
la superficie
Radiación saliente
de onda larga
235 Wm-2
40
324
Radiación
re-absorvida
78
24
Térmica Evapotranspiración
390
Radiación
superficial
324
Absorbida por
la superficie
La calidad del aire
Experiencia 1
Cambio climático - Efecto invernadero
Reflexionemos
„ ¿Cuáles son los gases que se llaman gases de efecto invernadero?
„ Discute cuál es su consecuencia y cómo influye sobre la temperatura media terrestre que existe
actualmente en la Tierra.
„ ¿Cuáles son las razones por las que las actividades humanas están forzando un cambio
climático?
„ Señalar en la gráfica adjunta los gases de efecto invernadero emitidos en las actividades
humanas y sus correspondientes longitudes de onda, cuya concentración ha aumentado en los
últimos 140 años, y que están forzando el efecto invernadero “natural”.
Espectro de absorción de los gases de efecto invernadero en la atmósfera de la Tierra
1
Metano
CH4
0
1
Óxido nitroso
N4O
Absorbencia
0
1
Oxígeno, O2
Ozono, O3
0
1
Dióxido
de carbono
CO2
0
1
Vapor
de agua
H2O
0
1
Atmósfera
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,6
0,8
1
0,5
2
3
Longitud de onda (micras)
J.N.Howard, 1959: Proc. I.R.E. 47, 1459; y R.M.Goody
y G.D.Robinson, 1951: Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 77, 153
4
5
6
8
10
20
30