Formación

Formación
La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve la Tierra. Comenzó a formarse hace aproximadamente 4600
millones de años, paralelamente al nacimiento de la Tierra. La mayor parte de la atmósfera primitiva
acabarÃ−a difundiéndose en el espacio con el tiempo, pero las rocas del planeta fueron liberando nuevos
gases y vapor de agua, los cuales fueron sustituyendo a la atmósfera original.
La Tierra en un principio fue una masa incandescente cuya superficie tardó relativamente poco en enfriarse.
A partir de este momento, parte de la atmósfera se licuó, y se crearon asÃ− los mares y los océanos. La
composición quÃ−mica de la atmósfera y los océanos era muy diferente de la actual. En sus comienzos
la composición atmosférica constaba de vapor de agua, una gran cantidad de dióxido de carbono (CO2),
pequeñas cantidades de hidrógeno (H2) y monóxido de carbono (CO), y nitrógeno (N2). Además,
carecÃ−a oxÃ−geno (O2) y de capa de ozono (O2) y soportaba una intensa actividad eléctrica. Estas
condiciones fomentaron la formación en las aguas de compuestos quÃ−micos cada vez más complejos y
variados, compuestos orgánicos que darÃ−an lugar a la aparición de las primeras formas de vida.
La actividad fotosintética de los seres vivos introdujo oxÃ−geno y ozono (hace unos 2500 o 2000 millones
de años), y aumentó los niveles de nitrógeno y disminuyó los de dióxido de carbono, y finalmente,
hace unos 1000 millones de años, la atmósfera llegó a tener una composición similar a la actual.
Aún ahora los seres vivos siguen desempeñando un papel fundamental en la regulación de los niveles de
distintos gases atmosféricos. Las plantas y otros organismos fotosintéticos toman CO2 del aire y
devuelven O2, mientras que la respiración de los animales y la quema de bosques o combustibles realiza el
efecto contrario: retira O2 y devuelve CO2 a la atmósfera.
Composición.
Los gases fundamentales que forman la atmósfera son:Â
Â
Â
% (en vol)
Nitrógeno
78.084
OxÃ−geno
20.946
Argón
0.934
CO2
0.033
En la atmósfera también encontramos vapor de agua y ozono (O3) abundante, y distintos óxidos de
nitrógeno, azufre, etc.
También encontramos partÃ−culas de polvo en suspensión, como por ejemplo partÃ−culas inorgánicas,
pequeños organismos (o restos de ellos), NaCl del mar, etc. Muchas veces estas partÃ−culas pueden servir
de núcleos de condensación en la formación de nieblas muy contaminantes (como el smog, que veremos
más adelante).
ÂÂ
Materiales sólidos en la atmósfera (PartÃ−culas/cm3)
Alta mar
Alta montaña (más de 2000 m)
Colinas (hasta 1000 m)
1000
1000
6000
1
Campos cultivados
Ciudad pequeña
Gran ciudad
10 000
35 000
150 000
 Los volcanes y la actividad humana son responsables de la emisión a la atmósfera de la mayor parte de
estas partÃ−culas, que junto con los gases contaminantes, tienen una gran influencia en los cambios
climáticos y en el funcionamiento de los ecosistemas.
Figura 3-1 > Cúpula de polvo sobre una ciudad
Los componentes de la atmósfera se encuentran en mucha mayor concentración en las zonas cercanas a
la superficie, comprimidos por la atracción de la gravedad, y a medida que aumenta la altura, la densidad de
la atmósfera disminuye con gran rapidez. En los 5,5 kilómetros más cercanos a la superficie se halla la
mitad de la masa total y antes de llegar a los 15 kilómetros de altura encontramos el 95% de toda la materia
atmosférica. Por tanto, la densidad de la atmósfera terrestre disminuye con la altura, hasta que
eventualmente se difumina en el espacio.
La mezcla de gases que llamamos aire mantiene la proporción de sus distintos componentes casi invariable
hasta los 80 km, aunque conforme vamos ascendiendo se encuentra cada vez más enrarecido (menos denso).
A partir de los 80 km la composición se hace más variable.
Estructura
Atendiendo a diferentes caracterÃ−sticas la atmósfera se divide en:
La troposfera, que abarca hasta un lÃ−mite superior llamado tropopausa que se encuentra a los 9 Km en los
polos y los 18 km en el ecuador. En ella se producen importantes movimientos en sentido horizontal y vertical
de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua, debido a su cercanÃ−a a la hidrosfera. Por
todo esto es la zona de las nubes y los fenómenos climáticos: lluvias, vientos, cambios de temperatura,
etc. Es la capa de más interés para la ecologÃ−a. En la troposfera la temperatura va disminuyendo
conforme se va subiendo, hasta llegar a -70ºC en su lÃ−mite superior.
La estratosfera comienza a partir de la tropopausa y llega hasta un lÃ−mite superior llamado estratopausa
que se sitúa a los 50 kilómetros de altitud. En esta capa la temperatura cambia su tendencia y va
aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0ºC en la estratopausa. Casi no hay movimiento en dirección
vertical del aire, pero los vientos horizontales llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/hora, lo que
facilita el que cualquier sustancia que llega a la estratosfera se difunda por todo el globo con rapidez, que es lo
que sucede con los CFC que destruyen el ozono. En esta parte de la atmósfera, entre los 30 y los 50
kilómetros, se encuentra el ozono que tan importante papel cumple en la absorción de las dañinas
radiaciones de onda corta, y que es quien causa el aumento de la temperatura de esta capa (el ozono absorbe la
luz ultravioleta dañina y la transforma en calor). Los aviones de propulsión circulan en esta capa, dada la
gran estabilidad que presenta.
La mesosfera comienza a partir de la estratopausa, y se extiende hasta algo más de los 85 km
aproximadamente. En esta capa, dada la ausencia del ozono, la temperatura vuelve a disminuir con la altura,
alcanzando incluso los -90 ºC. Es por tanto, la zona más frÃ−a de la atmósfera. La mesosfera es
además, la capa donde los meteoritos o fragmentos de roca que entran en la atmósfera terrestre se vuelven
incandescentes. La mesosfera es fácilmente distinguible al mirar una foto de la Tierra, pues es la banda azul
oscuro que rodea al planeta.
La termosfera sigue a la mesosfera, y es la capa de la atmósfera en la que tiene lugar el fenómeno llamado
aurora boreal, también conocido como “Las Luces del Norte”. Esta capa se prolonga hasta los 500 km de
2
altura. A semejante altitud, el aire esta extremadamente enrarecido (apenas existe), y un mÃ−nimo cambio de
energÃ−a puede producir una enorme variación de la temperatura. Por ello, esta capa es increÃ−blemente
sensible a la actividad solar, pues si el Sol se encuentra activo, las temperaturas pueden sobrepasar los 1500
ºC. En la termosfera orbitan las naves y cohetes espaciales.
La termosfera terrestre incluye una zona de la atmósfera llamada ionosfera. La ionosfera es una región
atmosférica muy rica en partÃ−culas que se encuentran cargadas. Las moléculas que se ionizan a causa
de la radiación ultravioleta, tienden a permanecer asÃ− debido a las mÃ−nimas colisiones que se producen
entre ellas (lo que viene determinado por la escasa cantidad de aire en esta capa). Esta capa tiene una gran
influencia sobre la propagación de las señales de radio, pues las diferentes regiones de la ionosfera reflejan
las ondas radiales, enviándolas de nuevo a la Tierra. Esto permite la recepción de señales de radio a
distancias mucho mayores de lo que nos serÃ−a posible si las ondas viajaran por la superficie de la Tierra. La
ionosfera representa menos del 0,1% del total de la masa de la atmósfera terrestre.
La exosfera es la capa que se encuentra a continuación de la termosfera, y en la que la ya extremadamente
poco densa atmósfera se difumina en el espacio. Por tanto, es la región de la atmósfera en la que los
átomos y las moléculas se escapan hacia el espacio, y se extiende hasta más allá de los 9600 km. Cabe
mencionar una capa, que si bien no forma parte de la atmósfera, si debe considerarse como una parte más
del planeta. Es la llamada magnetosfera, y constituye el espacio situado alrededor de la Tierra en el cual el
campo magnético del planeta domina sobre el campo magnético de la región interplanetaria. Dicho de
otro modo, la magnetosfera comprende la zona del espacio en la que la gravedad terrestre aún actúa sobre
los distintos cuerpos.
CARACTERÃ STICAS DE LA ATM.
1. Presión atmosférica
La presión atmosférica disminuye rápidamente con la altura (ver tabla), pero además, existen
diferencias de presión entre unas zonas y otras de la troposfera que tienen gran interés desde el punto de
vista climatológico. AsÃ−, distinguimos entre zonas de altas presiones (cuando la presión extrapolada al
nivel del mar y a 0 ºC es mayor de 1013 milibares), o zonas de bajas presiones (si el valor es menor que
1013 milibares). En meteorologÃ−a se extrapolan las presiones al nivel del mar y a 0 ºC para poder igualar
datos tomados a diferentes alturas y con diferentes temperaturas, y asÃ− poder establecer comparaciones entre
unos y otros.
Se llaman isobaras a las lÃ−neas que unen puntos de igual presión, y con ellas se elaboran los mapas de
isobaras, que son empleados por los meteorólogos para realizar las predicciones del tiempo. En la
atmósfera existen zonas de elevadas presiones -anticiclones- y zonas de bajas presiones -borrascas o
ciclones- El gradiente de presión hace que el aire atmosférico -el viento- se desplace desde los
anticiclones hacia las borrascas. El viento será tanto más intenso cuanto mayor sea la diferencia de
presiones entre anticiclones y borrascas.
En las borrascas o áreas ciclónicas la circulación del aire es sinestrosa y son zonas de convergencia,
donde se produce ascenso de masas de aire.
En los anticiclones o áreas anticiclónicas la circulación del aire es dextrosa y son zonas de divergencia
con subsidencia de masas de aire.
Con el nombre de FRENTES se conocen en meterologÃ−a los contactos entre masas de aire de distintas
caracterÃ−sticas. En latitudes medias, los frentes más frecuentes son los frentes frÃ−os, que se producen
cuando se encuentran masas de aire polar con masas de aire tropical, originando borrascas ondulatorias, donde
la masa de aire frÃ−o desaloja a la masa de aire caliente hacia arriba. En los frentes cálidos la masa de aire
3
caliente y más ligera remonta a la masa de aire frÃ−o.
Existen también los denominados VIENTOS LOCALES, que pueden ejercer una influencia notable en
ciertas regiones geográficas. Los más importantes son:
• Brisa marina. El viento sopla durante el dÃ−a de mar a tierra y durante la noche de tierra a mar.
Suaviza las temperaturas de las zonas costeras.
• Vientos de montaña y valle. El aire se desplaza durante el dÃ−a del valle hacia las cumbres a lo
largo de las laderas y por la noche desciende de la montaña al valle.
• Tempestades. Son perturbaciones locales relativamente bruscas, de poca duración y sin frentes. La
condición indispensable para su formación, reside en una inestabilidad atmosférica, debida a la
oscilación diurna de la presión atmosférica, suficiente para producir una vigorosa corriente de
aire ascendente, caliente y húmedo, capaz de alcanzar niveles altos que produzcan fuertes aguaceros
de lluvia con frecuentes ráfagas de viento.
 Las corrientes de aire generadas en la atmósfera influyen en la dispersión de los organismos. Resultan
especialmente eficaces con las estructuras de pequeño tamaño: polen, esporas, semillas, etc., pero en
algunos casos llegan a transportar organismos de mucho mayor tamaño. Es conocido el caso, por ejemplo,
de una fuerte tormenta que en el invierno de 1937 arrastró a muchos zorzales reales desde Europa hasta
Groenlandia. En los bosques, los vientos fuertes sirven permiten la renovación de la vegetación, pues
derriban los árboles enfermos o viejos, con lo que se abren claros que pueden ocupar los árboles jóvenes.
2. Agua en la atmósfera
La atmósfera contiene agua en forma de:Â
• vapor (cuyo comportamiento es el de un gas)
• pequeñas gotitas lÃ−quidas (en las nubes)Â
• cristales de hielo (en las nubes)
La atmósfera
• Contiene unos 12 000 km3 de agua
• Entre 0 y 1 800 m está la mitad del agua
• Se evaporan (y licúan) unos 500 000 km3/año
• Evaporación potencial en l/m2/año:
♦ en océanos: 940 mm/año
♦ en continentes: 200-6000 mm/año
Humedad
Una masa de aire no puede contener una cantidad ilimitada de vapor de agua, sino que existe un lÃ−mite a
partir del cual el exceso de vapor se licúa en gotitas. Este lÃ−mite depende de la temperatura, ya que el aire
caliente es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua que el aire frÃ−o. AsÃ−, 1 m3 de aire a 0 ºC
por ejemplo, puede llegar a contener como máximo 4,85 gramos de vapor de agua, mientras que 1 m3 de
aire a 25ºC puede contener 23,05 gramos de vapor de agua. Si en 1 m3 de aire a 0 ºC intentamos introducir
más de 4,85 gramos de vapor de agua, por ejemplo 5 gramos, sólo 4,85 permanecerán como vapor y los
0,15 gramos restantes se convertirán en agua. Con estas ideas se pueden entender los siguientes conceptos
muy usados en las ciencias atmosféricas:Â
4
Humedad de saturación.- Es la cantidad máxima de vapor de agua que puede contener un metro cúbico
de aire en unas condiciones determinadas de presión y temperatura.
Â
Humedad de saturación del vapor de agua en el aire
Temperatura ºC
Saturación g · m-3
- 20
0.89
-10
2.16
0
4.85
10
9.40
20
17.30
30
30.37
40
51.17
Humedad absoluta.- Es la cantidad de vapor de agua por metro cúbico que contiene el aire que estemos
analizando.Â
Humedad relativa.- Es la relación entre la cantidad de vapor de agua contenido realmente en el aire
estudiado (humedad absoluta) y el que podrÃ−a llegar a contener si estuviera saturado (humedad de
saturación). Se expresa en un porcentaje. AsÃ−, por ejemplo, una humedad relativa normal junto al mar
puede ser del 90% lo que significa que el aire contiene el 90% del vapor de agua que puede admitir, mientras
un valor normal en una zona seca puede ser de 30%.
El vapor que se encuentra en la atmósfera procede de la evaporación del agua de los océanos, de los
rÃ−os y lagos y de los suelos húmedos. Que el agua se evapore más o menos depende de la temperatura y
del nivel de saturación del aire, pues un aire cuya humedad relativa es baja puede admitir mucho vapor de
agua procedente de la evaporación, mientras que un aire próximo a la saturación ya no admitirá vapor de
agua por muy elevada que sea la temperatura.
El concepto de evapotranspiración es especialmente interesante en ecologÃ−a, pues se refiere al conjunto
del vapor de agua enviado a la atmósfera desde una superficie determinada, y es la suma del vapor que
procede directamente desde el suelo de dicha superficie y del que las plantas y otros seres vivos de la zona en
cuestión emiten a la atmósfera en su transpiración.Â
Tabla 2.1. CaracterÃ−sticas de la atmósfera en distintas alturas. Promedios válidos para las latitudes
templadas
Â
Altura
Presión
Densidad
Temperatura
(m)
0
1000
2000
3000
4000
5000
10000
(milibares)
1013
898,6
794,8
700,9
616,2
540
264,1
(g · dm-3)
1,226
1,112
1,007
0,910
0,820
0,736
0,413
(ºC)
15
8,5
2
-4,5
-11
-17,5
-50
5
15000
120,3
LA DINÔMICA ATMOSFà RICA
0,194
-56,5
Debido a que la radiación solar calienta de forma distinta la superficie de la Tierra, las zonas ecuatoriales son
más cálidas que las zonas polares. Esto permite pensar que el aire caliente ecuatorial menos denso se eleva,
y que el aire frÃ−o polar más denso, desciende y se desplaza al ecuador para sustituir al aire cálido. Es
decir, se formarÃ−a una circulación superficial de aire frÃ−o desde los polos al ecuador que, al calentarse,
ascenderÃ−a circulando hacia los polos, donde al enfriarse, volverÃ−a a iniciar el ciclo.
Sin embargo, este modelo no es real, ya que sólo sirve para cuerpos estáticos. En La Tierra, debido a la
rotación terrestre (de oeste a este) y a la diferente velocidad en las distintas latitudes, todo móvil que se
desplace desde el polo Norte al ecuador, siguiendo un meridiano, sufrirá una desviación a la derecha.
Fuerza de Coriolis
Es la fuerza que causa la desviación que experimenta cualquier fluido (aire o agua), debido al movimiento
de rotación de la Tierra.
Es máxima en los polos y nula en el ecuador.
Si la Tierra fuera inmóvil, el aire descenderÃ−a desde los polos al ecuador, de norte a sur siguiendo los
meridianos. Pero, dicho movimiento no se realiza de esa manera, debido a la velocidad de rotación terrestre
(distinta según la latitud: máxima en los polos, por estar muy cerca del eje de rotación y, mÃ−nima en el
ecuador). AsÃ− las masas de aire van quedando rezagadas, sufriendo una desviación hacia la derecha en el
hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur
Si el flujo del aire es desde el ecuador a los polos, las masas de aire tienden a adelantarse, ya que la superficie
de la Tierra irá cada vez más lenta, desviándose igualmente hacia la derecha o la izquierda según el
hemisferio.
Un ejemplo se observa en los vientos alisios de ambos hemisferios que, al principio llevan dirección N-S y a
medida que se acercan al ecuador cambian de E-O.
Fuerza del Gradiente de Presión
La fuerza del gradiente de presión tiene componente horizontal y vertical. Pero, el componente vertical está
más o menos en equilibrio con la fuerza de la gravedad. Las diferencias verticales en cuanto a la presión
pueden deberse a causas térmicas o mecánicas ( a veces no se distinguen con facilidad) y, dichas
diferencias controlan el movimiento horizontal de una masa de aire.
El gradiente de presión es la fuerza motivadora que causa que el aire se desplace lejos de las áreas de
altas presiones hacia las zonas donde éstas son menores.
De esta forma, cuanto más cerca estén las isobaras, el gradiente de presión será mayor al igual que la
velocidad de los vientos. De la misma forma, cuanto más alejadas estén, el gradiente de presión será
menor y menor, por tanto, la velocidad de los vientos.
Viento Geostrófico
Puesto el aire en movimiento por la fuerza de la presión, comienza a actuar la fuerza de Coriolis,
perpendicular a la trayectoria y progresivamente mayor al acelerarse el viento. La acción de ambas fuerzas
desemboca en un equilibrio de manera que el viento resultante, llamada viento geostrófico, es paralelo a las
isobaras, dejando las presiones bajas a la izquierda y las altas a su derecha, en el hemisferio norte, y al
revés en el hemisferio sur.
El viento geostrófico es, un viento teórico, que señala un movimiento rectilÃ−neo y uniforme del aire,
según la dirección marcada por isobaras rectilÃ−neas, fruto del equilibrio entre las fuerzas de la presión y
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de Coriolis.
Fuerzas de rozamiento
Una fuerza que tiene un efecto importante sobre el movimiento del aire es el que se debe a la fricción con la
superficie terrestre.
Hacia la superficie (por debajo de los 500 m en terrenos llanos) la fricción empieza a reducir la velocidad del
viento por debajo del valor geostrófico. Esta capa de influencia de la fricción se denomina capa de lÃ−mite
planetaria.
La velocidad del viento disminuye exponencialmente cerca de la superficie terrestre debido a los efectos de
rozamiento de la superficie. à stos implican hacer fricción sobre los obstáculos, edificios, árboles,
colinas..., y el esfuerzo ejercido por el aire en la superficie de contacto.
NUBOSIDAD Y PRECIPITACIÃ N. SUS MECANISMOS
Los mecanismos concretos que producen nubosidad y precipitación son tres:
• De tipo frontal, que se origina cuando chocan frontalmente dos masas de aire de temperaturas
diferentes, pudiendo ocurrir dos procesos: el llamado frente cálido, cuando la masa de aire caliente
y más ligera remonta a la masa de aire frÃ−o, o el llamado frente frÃ−o, cuando la masa de aire
frÃ−o desaloja a la masa de aire caliente hacia arriba.
Â
• De tipo orográfico, cuando el aire caliente y húmedo remonta una cadena montañosa, se
enfrÃ−a y da lugar a precipitación en la ladera de barlovento, llegando a la ladera de sotavento el
viento seco. A este fenómeno se le llama efecto Föehn.
• De tipo convectivo, que se da por ascenso vertical directo del aire recalentado por contacto con el
suelo, provocando tormentas más o menos violentas.
TIPOS DE PRECIPITACIÃ N
LLUVIA. Se produce por la agrupación de numerosas gotas de pequeño tamaño que dan lugar a gotas
mayores, incapaces de mantenerse en suspensión. Cuando su diámetro es mayor de 0,5 mm constituyen la
llovizna.
NIEVE. Constituida por masas de cristales de hielo formados directamente a partir del vapor de agua
atmosférico, allÃ− donde la temperatura del aire es inferior al punto de congelación. Son cristales planos
hexagonales o prismáticos.
GRANIZO. Son formas redondeadas de hielo con una estructura interna en capas concéntricas, sólo se
forman en los cúmulo nimbos, donde existen fortÃ−simas corrientes de aire ascendentes. Las gotas de lluvia
son arrastradas a grandes alturas donde se congelan para volver a caer y mantenidas en suspensión cada
granizo crece por la unión de nuevas gotas hasta precipitar.
ROCà O. Se produce en la superficie terrestre cuando ésta y las partÃ−culas de vapor de agua contenidas
en el aire sufren un enfriamiento por pérdida de calor. El punto de rocÃ−o es la temperatura a la cual el aire
está saturado de moléculas de agua, con lo que estas van depositándose sobre distintas superficies.
ESCARCHA. Es igual al rocÃ−o, pero se produce cuando la temperatura está por debajo de 0 °C, con lo
que en lugar de gotitas de agua, encontramos pequeños cristales de hielo sobre las suprficies.
7
NIEBLA. Condensación de las masas húmedas de aire en las capas inferiores de la atmósfera.
TIPOS DE NUBES
• Según su forma
Estratos. Planos de gran extensión y bastante uniformes.
Cúmulos. Masas aisladas de nubes voluminosas con la zona superior a modo de coliflor.
Cirros. De aspecto filamentoso o sedoso con cristales de hielo.
Nimbos. Nubes de temporal.
Estratocúmulos, Cúmulo nimbos. Lo normal es que aparezcan nubes con caracterÃ−sticas intermedias,
como éstas o los cirroestratos, alto estratos...
Â
• Según su altitud
Bajas. Hasta 2.500 m
Medias. De 2.500 m a 6.000 m
Altas. Más de 6.000 m
Â
• Según su estratificación
Estables. Grandes extensiones de estratos y cierta estabilidad en sentido horizontal.
Lábiles. Masas aisladas esferoidales.
Â
• Según su estructura
Nubes de agua. Formas perfectamente delineadas y delimitadas al menos en sentido vertical.
Nubes de hielo. Estructura deshilachada con contornos indefinidos.
Nubes de chubasco. Se alargan en forma de yunque u hongo de hielo.
El Niño
El fenómeno denominado El Niño consiste en un calentamiento de las aguas del PacÃ−fico que tiene lugar
cada 2 a 7 años y que supone una gran influencia en el comportamiento del clima en diversos lugares del
mundo.
En condiciones normales hay una masa superficial de agua cálida en la zona más oeste del océano
8
PacÃ−fico (en la franja tropical, cerca de Australia), mientras que cerca de las costas de América del Sur el
agua superficial es más frÃ−a. Esta distribución del agua está ocasionada porque los vientos dominantes
en esta zona del océano van de este a oeste (de América hacia Australia) y arrastran al agua superficial
cálida hacia Australia. Este desplazamiento del agua superficial hace posible que agua profunda y frÃ−a
salga a la superficie junto a las costas de América del Sur (corriente de Humboldt). Esta corriente arrastra
nutrientes del fondo, crecen las poblaciones de peces y se forman las buenas pesquerÃ−as propias de la zona.
Pero cada 2 a 7 años el régimen de los vientos cambia y soplan de este a oeste a la vez que la masa de
agua, que es ahora entre 3 y 7 ºC más caliente que lo normal, se hace más extensa y se traslada hacia el
este del PacÃ−fico hasta llegar a tocar en ocasiones la costa de Perú. Este es el fenómeno llamado El
Niño, al que pusieron este nombre los pescadores de Perú que notaban que algunos años en la época
de la Navidad (Niño Dios) el agua subÃ−a su temperatura.
Cuando sucede este fenómeno durante 12 a 15 meses las corrientes marinas cambian en la zona, lo que
impide que afloren a la superficie las corrientes frÃ−as que arrastran nutrientes del fondo, por lo que las
pesquerÃ−as disminuyen su población por falta de alimento. El fenómeno también altera las corrientes
atmosféricas.
Se ha comprobado además que este fenómeno influye notablemente en el clima de zonas de América,
Australia, Africa y Asia. Según algunos estudios, es asimismo por sus efectos por lo que tienen lugar las
inundaciones que periódicamente sobrevienen en la penÃ−nsula Ibérica.
LA CONTAMINACIÃ N ATMOSFÃ RICA
La atmósfera es la parte de la Tierra que más a favorecido al desarrollo de la vida como la conocemos hoy
en dÃ−a, y por esto, una alteración en la atmósfera puede tener una grave repercusión para el hombre y el
planeta entero en general. Además, existe el agravante de que se trata de un medio extremadamente
complejo y delicado, por lo que esta capa es enormemente vulnerable a los efectos de la contaminación.
Llamamos contaminación a una condición atmosférica en la que ciertas sustancias alcanzan
concentraciones suficientemente superiores a su nivel normal como para producir cambios o efectos
mensurables en el planeta y la vida.
Una atmósfera contaminada puede dañar la salud de las personas y afectar a la vida de las plantas y los
animales. Pero, además, los cambios que se producen en la composición quÃ−mica de la atmósfera
debido a esta contaminación pueden alterar el clima en gran manera, producir el fenómeno conocido como
lluvia ácida, o reducir el grosor de la capa de ozono y hasta agujerearla, fenómenos todos ellos de una gran
importancia global. Se entiende la urgencia de conocer bien estos procesos y de tomar las medidas necesarias
para que no se produzcan situaciones que podrÃ−an alterar gravemente la vida en la biosfera.
La contaminación del aire y su origen
Prácticamente la totalidad de las actividades humanas de hoy en dÃ−a genera directa o indirectamente,
sustancias contaminantes.
En un paÃ−s industrializado la contaminación del aire procede, más o menos a partes iguales, de los
sistemas de transporte, los grandes focos de emisiones industriales y los pequeños focos de emisiones de las
ciudades o el campo, pero no debemos olvidar que, en extensión, estas fuentes de contaminación dependen
siempre de la demanda de productos, energÃ−a y servicios que hace la sociedad.
Â
Â
9
Contaminación primaria y secundaria
Resulta muy útil diferenciar los contaminantes en dos grandes grupos con el criterio de si han sido emitidos
desde fuentes conocidas o se han formado en la atmósfera. AsÃ− tenemos:
- Contaminantes primarios.- Aquellos procedentes directamente de las fuentes de emisión
- Contaminantes secundarios:- Aquellos originados en el aire por interacción entre dos o más
contaminantes primarios, o por sus reacciones con los constituyentes normales de la atmósfera.Â
Figura 10-1 > Contaminación primaria y secundaria
Contaminantes
Un contaminante es cualquier elemento, compuesto quÃ−mico o material de cualquier tipo (natural o
artificial) capaz de permanecer en el aire o ser arrastrado por el, ocasionando distintos efectos en el clima, los
seres vivos, etc. según su naturaleza.
Los contaminantes atmosféricos son tan numerosos que resulta difÃ−cil agruparlos para su estudio.
Siguiendo una agrupación bastante frecuente los incluiremos en los siguientes grupos:
• Ã xidos de carbono
• Ã xidos de azufre
• à xidos de nitrógeno
• Compuestos orgánicos volátiles
• PartÃ−culas y polvo atmosférico
• Oxidantes
• Substancias radiactivas
• Otros contaminantes
Figura 10-1 > Contaminación primaria y secundaria
Algunos de los principales contaminantes atmosféricos son gases, moléculas o sustancias que también
podemos encontrar en ella de forma natural. Estas sustancias se consideran contaminantes si sus
concentraciones son notablemente superiores al valor que deberÃ−an presentar en una atmósfera limpia. En
la siguiente tabla se presenta una comparación entre los niveles de concentración de distintos gases según
si el aire es limpio o si se encuentra contaminado.
Â
Componentes
Aire limpio
SO2
0.001-0.01 ppm
CO2
310-330 ppm
CO
<1 ppmÂ
NOx
0.001-0.01 ppm
Hidrocarburos
1 ppm
PartÃ−culas
10-20 ï”− g/m3
(De Contaminación atmosférica. J H Seinfeld Madrid 1978, p. 9)
Â
Aire contaminado
0.02-2 ppm
350-700 ppm
5-200 ppm
0.01-0.5 ppm
1-20 ppm
70-700 ï”− g/m3
10
Figura 10-2 > Comparación de la tendencia en las emisiones de varios contaminantes
en España, en comparación con el producto interior bruto (PIB)
à xidos de carbono
Incluyen el dióxido de carbono (CO2) y el monóxido de carbono (CO). Los dos son contaminantes
primarios.
Dióxido de carbono
Es un gas fundamental para el proceso de la fotosÃ−ntesis y por tanto para la vida. Este gas no es tóxico,
pero dos circunstancias hacen que sea considerado un contaminante de gran importancia en la actualidad.
En primer lugar, el CO2 es el causante de la retención de la radiación solar en el interior de la atmósfera,
manteniendo por tanto una regulación de la temperatura del planeta. En principio, este `efecto invernadero'
no deberÃ−a resultar negativo, pero es aquÃ− donde aparece la segunda circunstacia: su concentración está
aumentando en los últimos decenios debido a la quema de combustibles fósiles y de grandes extensiones de
bosques, y por estos motivos es uno de los gases que más influyen en el importante problema ambiental del
calentamiento global del planeta, y por extensión, del consiguiente cambio climático.
La emisión española de CO2 está por debajo de la media europea y asÃ− se justifica la postura de la
Unión Europea en la Conferencia de Tokio de diciembre de 1997 sobre reducción de emisiones de gases
con efecto invernadero. Toda Europa en conjunto disminuirá las emisiones de CO2 hasta el año 2010, pero
a España se le permite aumentarlas en una proporción de un 15%, porque en la actualidad sus emisiones
son más bajas que la media. El aumento español quedará compensado con mayores reducciones en otros
paÃ−ses europeos.
Monóxido de carbono
El CO es un gas tóxico que envenena la sangre, impidiendo el transporte de O2. Este gas se combina
fuertemente con la hemoglobina, reduciendo drásticamente su capacidad de transportar el O2 del cuerpo. Es
el responsable de la muerte de muchas personas en minas de carbón, incendios, etc.
La actividad humana lo genera en grandes cantidades siendo, después del CO2, el contaminante emitido en
mayor cantidad a la atmósfera por causas no naturales. Procede, principalmente, de la combustión
incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehÃ−culos.
à xidos de azufre
Dióxido de azufre (SO2)
Es un gas de olor fuerte e irritante. Su vida media en la atmósfera es de entre 2 y 4 dÃ−as, pues después
de este tiempo vuelve a depositarse en la superficie. Es un importante componente de la lluvia ácida.
Más de la mitad del SO2 que llega a la atmósfera es emitido por actividades humanas, sobre todo por la
combustión de carbón y petróleo y por la metalurgia (es el tercer contaminante más emitido). En la
naturaleza, es emitido en la actividad volcánica. En los últimos años está disminuyendo su emisión en
muchos lugares gracias a las medidas adoptadas.
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Trióxido de azufre (SO3)
Se trata de un contaminante secundario que se forma cuando el SO2 reacciona con el oxÃ−geno en la
atmósfera. Este gas reacciona con el agua formando ácido sulfúrico, con lo que contribuye de forma muy
importante a la formación de la lluvia ácida
Otros
Algunos otros gases como el sulfuro de dihidrógeno (H2S) son también contaminantes primarios
pertenecientes a este grupo, pero normalmente sus bajos niveles de emisión hacen que no alcancen
concentraciones dañinas.
à xidos de nitrógeno
NOx
El óxido nÃ−trico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) se suelen considerar en un mismo apartado bajo
la denominación de NOx . Son contaminantes primarios de mucha trascendencia en los problemas de
contaminación, y se producen generalmente en las combustiones realizadas a temperaturas elevadas.
El emitido en más cantidad es el NO, pero sufre una rápida oxidación a NO2, siendo este el que
predomina en la atmósfera. El NOx tiene una vida corta y se oxida rápidamente a NO3- en forma de
aerosol o a HNO3 (ácido nÃ−trico). Tiene una gran trascendencia en la formación del smog
fotoquÃ−mico, del nitrato de peroxiacetilo (PAN) e influye en las reacciones de formación y destrucción
del ozono, tanto troposférico como estratosférico, asÃ− como en el fenómeno de la lluvia ácida (de
todos estos aspectos hablaremos en profundidad más adelante). En concentraciones altas produce daños a
la salud y a las plantas y corroe tejidos y materiales diversos.
à xido nitroso (N2O)
En la troposfera es inerte y su vida media es de unos 170 años. Va desapareciendo en la estratosfera en
reacciones fotoquÃ−micas que pueden tener influencias en la destrucción de la capa de ozono. También
tiene consecuencias en el efecto invernadero.
Procede fundamentalmente de emisiones naturales (procesos microbiológicos en el suelo y en los
océanos) y de actividades agrÃ−colas y ganaderas (arededor del 10% del total).
Otros
Otro contaminante primario de este grupo es el amoniaco (Nh3) pero se encuentra en muy baja
concentración.
Compuestos orgánicos volátiles
Este grupo incluye diferentes compuestos como el metano CH4, otros hidrocarburos, los clorofluorocarburos
(CFC) y otros.
Metano (CH4)
Es el más abundante y más importante de los hidrocarburos atmosféricos, e influye de forma
significativa en el fenómeno del efecto invernadero, y en reacciones estratosféricas.
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Es un contaminante primario que se forma de manera natural en diversas reacciones anaeróbicas del
metabolismo (el ganado, las reacciones de putrefacción y la digestión de las termitas por ejemplo producen
metano en grandes cantidades). También se desprende del gas natural (del que es un componente
mayoritario) y en algunas combustiones. Alrededor del 50% del metano emitido a la atmósfera proviene de
procesos de origen humano.
Otros hidrocarburos
En la atmósfera están presentes muchos otros hidrocarburos, principalmente procedentes de fenómenos
naturales, pero también originados por actividades humanas. Algunos no parece que causen ningún
daño, pero otros, en los lugares en los que están en concentraciones especialmente altas, afectan al sistema
respiratorio y podrÃ−an causar cáncer. Además, intervienen de forma importante en las reacciones que
originan el "smog" fotoquÃ−mico.
Clorofluorocarburos
Son los principales causantes de la destrucción de las moléculas de ozono en las capas altas de la
atmósfera. Hablaremos más de estos compuestos cuando tratemos el apartado del ozono.
PartÃ−culas y polvo atmosférico
Además de gases, en la atmósfera encontramos también sustancias muy variadas como polen, polvo,
hollÃ−n, sales, pesticidas, etc., que se encuentran suspendidas en el aire. Las distintas partÃ−culas
constituyen lo que denominamos polvo atmosférico (cuando hablamos de materiales sólidos de 20 micras
o más, sino, solemos denominar al conjunto de partÃ−culas diversas como aerosoles), que suele ser un
problema de interés local. Por otro lado, cuando encontramos partÃ−culas sueltas que no llegan a formar
este `polvo', hablamos de problemas que afectan a más regiones, pues estas son fácilmente transportadas
por el viento.
Según su tamaño pueden permanecer suspendidas en la atmósfera desde uno o dos dÃ−as, las de 10
micrómetros o más, hasta varios dÃ−as o semanas, las más pequeñas. Algunas de estas partÃ−culas son
especialmente tóxicas para los humanos, y en la práctica, los principales riesgos para la salud humana por
la contaminación del aire provienen de este tipo de polución, especialmente abundante en las ciudades.
Existen dos tipos de partÃ−culas:
PartÃ−culas primarias: son las que han sido emitidas directamente a la atmósfera desde la superficie del
planeta, y proceden principalmente, de los volcanes, la superficie oceánica, los incendios forestales, polvo
del suelo, origen biológico (polen, hongos y bacterias) y de actividades humanas.Â
PartÃ−culas secundarias: las partÃ−culas secundarias se forman en la atmósfera por diversas reacciones
quÃ−micas que afectan a gases, a otras partÃ−culas, a la humedad, etc. Suelen crecer rápidamente a partir
de un núcleo inicial.
Impacto sobre el clima
El polvo atmosférico genera una doble acción sobre el clima. Por un lado, pueden contribuir al
calentamiento global al absorber radiación, pero por otro pueden provocar enfriamiento al reflejar parte de la
radiación que incide en la atmósfera (lo que denominamos efecto albedo). Probablemente, las partÃ−culas
en suspensión contribuyan al calentamiento en las zonas urbanas, y al enfriamiento cuando se encuentren en
las capas más elevadas de la atmósfera, lejos de las ciudades.
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Oxidantes
Ozono (O3)
El ozono es un gas de color azulado que tiene un fuerte olor muy caracterÃ−stico que se suele notar
después de las descargas eléctricas de las tormentas. De hecho, una de las maneras más eficaces de
formar ozono a partir de oxÃ−geno, es sometiendo a este último a potentes descargas eléctricas.
Es una sustancia que cumple dos papeles totalmente distintos según se encuentre en la estratosfera o en la
troposfera.
Ozono estratosférico
El que está en la estratosfera (de 10 a 50 km.) es imprescindible para que la vida se mantenga en la
superficie del planeta porque absorbe las letales radiaciones ultravioletas que nos llegan del sol.
Ozono troposférico
El ozono que se encuentra en la troposfera, junto a la superficie de la Tierra, es un importante contaminante
secundario. Este ozono se forma por reacciones inducidas por la luz solar en las que participan,
principalmente, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos presentes en el aire. Es el componente más
dañino del smog fotoquÃ−mico y causa daños importantes a la salud (cuando está en concentraciones
altas) y frena el crecimiento de las plantas y los árboles.
Substancias radiactivas
Se trata principalmente de isótopos radiactivos emitidos a la atmósfera como gases o partÃ−culas en
suspensión, que normalmente se encuentran en concentraciones bajas que no suponen peligro.
Sin embargo, en ocasiones se concentran de forma especial, y en concentraciones relativamente elevadas
pueden producir cáncer y afectar gravemente a la reproducción entre los seres vivos, entre otras cosas.
Su presencia en la atmósfera suele ser debida a fenómenos naturales. Por ejemplo, algunas rocas,
especialmente los granitos y otras rocas magmáticas, desprenden isótopos radiactivos. Algunas actividades
humanas también producen isótopos: las armas nucleares, las centrales de energÃ−a nuclear, algunas
prácticas médicas, industriales, o de investigación, etc. (un ejemplo es la famosa explosión que tuvo
lugar en la central de Chernobyl, que produjo una nube radiactiva que contaminó todo el hemisferio norte).
Otros contaminantes
Calor
El calor producido por la actividad humana en algunas aglomeraciones urbanas llega a ser un elemento de
cierta importancia en la atmósfera de estos lugares. Su influencia puede ser importante en la génesis de los
contaminantes secundarios
Las combustiones domésticas y las industriales, seguidas del transporte y las centrales de energÃ−a son las
principales fuentes de calor, aunque su importancia relativa varÃ−a mucho de unos lugares a otros. La falta de
vegetación en las ciudades y el exceso de superficies pavimentadas, entre otros factores, agravan el
problema.
Contaminación electromagnética
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Un tipo de contaminación fÃ−sica sobre el que cada vez se está hablando más es la electromagnética.
Dispositivos eléctricos tan habituales como las lÃ−neas de alta tensión y algunos electrodomésticos
originan campos electromagnéticos. Se ha comprobado que este electromagnetismo altera el metabolismo
celular, por lo que se supone que también podrÃ−a aumentar el riesgo de leucemia, cáncer cerebral, etc.,
aunque esto está aún sin comprobar. A pesar de esto, las evidencias son lo suficientemente contundentes
como para que se investigue para llegar a averiguar que riesgo real supone.
Contaminación sonora.
EL SMOG
La palabra inglesa smog (de smoke: humo y fog: niebla) se usa para designar la contaminación atmosférica
que se produce en algunas ciudades como resultado de la combinación de unas determinadas circunstancias
climatológicas y ciertos contaminantes. En ocasiones lo encontramos traducido como `neblumo'. Existen dos
tipos claramente diferenciados de smog:
Smog Industrial
El llamado smog industrial o gris fue muy tÃ−pico en algunas ciudades grandes, como Londres o Chicago,
con mucha industria, en las que, hasta hace unos años, se quemaban grandes cantidades de carbón y
petróleo pesado con mucho azufre (en instalaciones industriales y de calefacción por ejemplo). En estas
ciudades se originaba una mezcla de dióxido de azufre, gotitas de ácido sulfúrico, formado a partir del
anterior, y una gran variedad de partÃ−culas sólidas en suspensión, lo que daba lugar una espesa niebla
cargada de contaminantes, con efectos muy nocivos para la salud de las personas y para la conservación de
edificios y materiales.
En la actualidad en los paÃ−ses desarrollados los combustibles que originan este tipo de contaminación se
queman en instalaciones con sistemas de depuración o dispersión mejores y raramente se encuentra este
tipo de polución, pero en paÃ−ses en vÃ−as de industrialización como China o algunos paÃ−ses de Europa
del Este, todavÃ−a es problema que afecta gravemente a algunas ciudades.
Smog fotoquÃ−mico
En muchas ciudades el principal problema de contaminación es el llamado smog fotoquÃ−mico. Con este
nombre nos referimos a una mezcla de contaminantes de origen primario (NOx e hidrocarburos volátiles)
con otros secundarios (ozono, peroxiacilo, etc.), que se forman por reacciones producidas por la luz solar al
incidir sobre los primeros.Â
Esta mezcla oscurece la atmósfera dejando un aire teñido de color marrón rojizo cargado de componentes
dañinos para los seres vivos y los materiales. Aunque prácticamente en todas las ciudades del mundo hay
problemas con este tipo de contaminación, es especialmente importante en cuidades situadas en áreas
climáticas secas o áridas y que tienen muchos vehÃ−culos en circulación. El verano es la peor estación
para este tipo de polución y, además, algunos fenómenos climatológicas (como las inversiones
térmicas*) pueden agravar este problema en determinadas épocas, ya que dificultan la renovación del
aire y la eliminación de los contaminantes.
*En una situación de inversión térmica, una capa de aire más cálido se sitúa sobre el aire superficial
más frÃ−o e impide la ascensión de este último (más denso), por lo que la
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contaminación queda encerrada y va aumentando.
En la situación habitual de la atmósfera la temperatura desciende con la altitud lo que favorece que suba el
aire más caliente (menos denso) y que este arrastre a los contaminates hacia arriba. .
LLUVIA ÔCIDA
Causas de la deposición ácida
Algunas industrias o centrales térmicas que usan combustibles de baja calidad, liberan al aire atmosférico
importantes cantidades de óxidos de azufre y nitrógeno. Estos contaminantes pueden ser trasladados a
distancias de hasta cientos de kilómetros por las corrientes atmosféricas, sobre todo cuando son emitidos a
la atmósfera desde chimeneas muy altas, que disminuyen la contaminación en las cercanÃ−as pero la
trasladan a otros lugares.Â
En la atmósfera los óxidos de nitrógeno y azufre son convertidos en ácido nÃ−trico y sulfúrico que
vuelven a la tierra con las precipitaciones de lluvia o nieve (lluvia ácida). Otras veces, aunque no llueva, van
cayendo partÃ−culas sólidas con moléculas de ácido adheridas (deposición seca).Â
La lluvia normal es ligeramente ácida, por llevar ácido carbónico que se forma cuando el dióxido de
carbono del aire se disuelve en el agua que cae. Su pH suele estar entre 5 y 6. Pero en las zonas con la
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atmósfera contaminada por estas sustancias acidificantes, la lluvia tiene valores de pH de hasta 4 o 3 y, en
algunas zonas en que la niebla es ácida, el pH puede llegar a ser de 2,3, es decir similar al del zumo de
limón o al del vinagre.
Daños provocados por la deposición ácida
Es preciso distinguir entre:
a) Ecosistemas acuáticos.- En ellos está muy demostrada la influencia negativa de la acidificación. Fue
precisamente observando la situación de cientos de lagos y rÃ−os de Suecia y Noruega, entre los años
1960 y 1970, en los que se vio que el número de peces y anfibios iba disminuyendo de forma acelerada y
alarmante, cuando se dio importancia a esta forma de contaminación.Â
La reproducción de los animales acuáticos es alterada, hasta el punto de que muchas especies de peces y
anfibios no pueden subsistir en aguas con pH inferiores a 5,5,. Especialmente grave es el efecto de la lluvia
ácida en lagos situados en terrenos de roca no caliza, porque cuando el terreno es calcáreo, los iones
alcalinos son abundantes en el suelo y neutralizan, en gran medida, la acidificación; pero si las rocas son
granitos, o rocas ácidas pobres en cationes, los lagos y rÃ−os se ven mucho más afectados por una
deposición ácida que no puede ser neutralizada por la composición del suelo.Â
b) Ecosistemas terrestres.- La influencia sobre las plantas y otros organismos terrestres no está tan clara,
pero se sospecha que puede ser un factor muy importante de la llamada "muerte de los bosques" que afecta a
grandes extensiones de superficies forestales en todo el mundo. También parece muy probable que afecte al
ecosistema terrestre a través de los cambios que produce en los suelos, pero se necesita seguir estudiando
estos temas para conocer mejor cuales pueden ser los efectos reales.
c) Edificios y construcciones.- La corrosión de metales y construcciones es otro importante efecto dañino
producido por la lluvia ácida. Muchos edificios y obras de arte situadas a la intemperie se deterioran decenas
de veces más deprisa de lo que lo hacÃ−an antes de la industrialización, y esto sucede a causa de la
contaminación atmosférica, más concretamente debido a la lluvia ácida.
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Figura 10-9 > Zonas del planeta con más lluvia ácida
Efecto invernadero
En el conjunto de la Tierra de produce un efecto natural similar de retención del calor al que hacen los
invernaderos, ello gracias a determinados gases atmosféricos. La temperatura media en la Tierra es de unos
15 ºC (si la atmósfera no existiera serÃ−a de unos -18 ºC). El efecto invernadero, por tanto, hace que la
temperatura media de la superficie de la Tierra sea 33ºC mayor de la que tendrÃ−a si no existieran gases
con efecto invernadero en la atmósfera.Â
El clima es variable
A lo largo de los 4.600 millones de años de historia de la Tierra las fluctuaciones climáticas han sido muy
grandes. En algunas épocas el clima ha sido cálido, y en otras, frÃ−o, y en ocasiones, los cambios de unas
situaciones climáticas a otras, han sido muy bruscos.Â
Las evidencias cientÃ−ficas no son totalmente claras, pero en 1995 el principal organismo internacional que
se encarga de coordinar todos los estudios sobre este tema, el UN Intergovernmental Panel on Climate Change
(IPCC) escribÃ−a en uno de sus Informes: “the balance of evidence suggests a discernible human influence
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on global climate” es decir, el conjunto de evidencias sugiere un cierto grado de influencia humana sobre el
clima global.
Algunas épocas de la Era Mesozoica (hace 245 millones de años) han sido de las más cálidas de las
que tenemos constancia fiable, y en ellas la temperatura media de la Tierra era sólo unos 5ºC más alta que
la actual.
En los relativamente recientes últimos 1,8 millones de años, ha habido varias extensas glaciaciones
alternándose con épocas de clima más benigno, similar al actual. La diferencia entre ambas épocas es
de apenas 5 ó 6 ºC, es decir, que un mÃ−nimo cambio en la temperatura de apenas unos grados, puede
ocasionar, como vemos, una tremenda variación en el clima de la Tierra, y por extensión, afectar de forma
muy importante en nuestro sistema de vida.
¿Por qué se produce el efecto invernadero?
   El efecto invernadero se origina porque la energÃ−a que llega del sol, al proceder de un cuerpo de
muy elevada temperatura, está formada por ondas de frecuencias altas que traspasan la atmósfera con gran
facilidad. La energÃ−a remitida hacia el exterior, desde la Tierra, al proceder de un cuerpo mucho más
frÃ−o, está en forma de ondas de frecuencias mas bajas, y es absorbida por los gases con efecto
invernadero. Esta retención de la energÃ−a hace que la temperatura sea más alta, aunque hay que entender
bien que, al final, en condiciones normales, es igual la cantidad de energÃ−a que llega a la Tierra que la que
esta emite. Si no fuera asÃ−, la temperatura de nuestro planeta habrÃ−a ido aumentando continuamente, cosa
que, por fortuna, no ha sucedido.Â
   En otras palabras, podrÃ−amos decir que este efecto lo que hace es provocar que la energÃ−a que
llega a la Tierra sea devuelta más lentamente, por lo que el calor es retenido más tiempo en a la superficie,
y asÃ− tiene lugar un aumento en la temperatura terrestre.
Gases con efecto invernadero
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CO2
CFC
CH4
N2O
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Acción relativa
Contribución real
(que produce un
gramo del gas)
1
15 000
25
230
(de la cantidad total del
gas)
76%
5%
13%
6%
Como se indica en la columna de acción relativa, un gramo de CFC produce un efecto invernadero 15 000
veces mayor que un gramo de CO2 , pero como la cantidad de CO2 es mucho mayor que la del resto de los
gases, la contribución real al efecto invernadero es la que señala la columna de la derecha
Â
Aumento de la concentración de gases con efecto invernadero
En el último siglo la concentración de anhÃ−drido carbónico y otros gases invernadero en la atmósfera
ha ido creciendo constantemente debido a la actividad humana:Â
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• A comienzos de siglo por la quema de grandes masas de vegetación para ampliar las tierras de
cultivoÂ
• En los últimos decenios, por el uso masivo de combustibles fósiles como el petróleo, carbón y
gas natural, para obtener energÃ−a y por los procesos industriales.
Cambio climático
Por lógica muchos cientÃ−ficos piensan que a mayor concentración de gases con efecto invernadero se
producirá mayor aumento en la temperatura en la Tierra. A partir de 1979 los cientÃ−ficos comenzaron a
afirmar que un aumento al doble en la concentración del CO2 en la atmósfera supondrÃ−a un
calentamiento medio de la superficie de la Tierra de entre 1,5 y 4,5 ºC.
Estudios más recientes sugieren que el calentamiento se producirÃ−a más rápidamente sobre tierra firme
que sobre los mares. Asimismo, el calentamiento se producirÃ−a con retraso respecto al incremento en la
concentración de los gases con efecto invernadero. Esto será debido a que al principio los océanos más
frÃ−os tenderán a absorber una gran parte del calor adicional retrasando el calentamiento de la atmósfera.
Sólo cuando los océanos lleguen a un nivel de equilibrio con los más altos niveles de CO2 se producirá
el calentamiento final.
Como consecuencia del retraso provocado por los océanos, los cientÃ−ficos no esperan que la Tierra se
caliente todos los 1.5 - 4.5 ºC hasta hace poco previstos, incluso aunque el nivel de CO2 suba a más del
doble y se añadan otros gases con efecto invernadero. En la actualidad el IPCC predice un calentamiento de
1.0 - 3.5 ºC para el año 2100.
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Los estudios más recientes indican que en los últimos años se está produciendo, de hecho, un aumento
de la temperatura media de la Tierra de algunas décimas de grado. Dada la enorme complejidad de los
factores que afectan al clima es muy difÃ−cil saber si este ascenso de temperatura entra dentro de la
variabilidad natural (debida a factores naturales) o si es debida al aumento del efecto invernadero provocado
por la actividad humana.
Para analizar la relación entre las diversas variables y los cambios climáticos se usan modelos
computacionales de una enorme complejidad. Hay diversos modelos de este tipo y, aunque hay algunas
diferencias entre ellos, es significativo ver que todos ellos predicen relación directa entre incremento en la
temperatura media del planeta y aumento de las concentraciones de gases con efecto invernadero.
Consecuencias del cambio climático
No es posible predecir con gran seguridad lo que pasarÃ−a en los distintos lugares, pero es previsible que los
desiertos se hagan más cálidos pero no más húmedos, lo que tendrÃ−a graves consecuencias en Oriente
Medio y en Ôfrica, donde el agua es escasa. Entre un tercio y la mitad de todos los glaciares del mundo, y
gran parte de los casquetes polares se fundirÃ−an, poniendo en peligro las ciudades y campos situados en los
valles que se encuentran por debajo del glaciar. Grandes superficies costeras podrÃ−an desaparecer inundadas
por las aguas que ascenderÃ−an de 0,5 a 2 m., según diferentes estimaciones.
Tierras agrÃ−colas se convertirÃ−an en desiertos y, en general, se producirÃ−an grandes cambios en los
ecosistemas terrestres. Estos cambios supondrÃ−an una gigantesca convulsión en nuestra sociedad, que en
un tiempo relativamente breve tendrÃ−a que hacer frente a muchas obras de contención del mar,
emigraciones de millones de personas, cambios en los cultivos, etc.
EL OZONO ATMOSFÃ RICO
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El ozono presente en la atmósfera tiene muy importantes repercusiones para la vida, a pesar de que se
encuentra en cantidades muy bajas, y es a la vez un escudo contra las radiaciones ultravioletas del Sol que
llegan a la superficie de la Tierra (es decir, que tiene una acción positiva para la vida) y un importante
contaminante si en lugar de encontrarse en la estratosfera se encuentra cerca de la superficie terrestre, pues
forma parte del smog fotoquÃ−mico (y tiene por tanto un efecto negativo para la vida).
Ozono troposférico: contaminante en el smog fotoquÃ−mico
En las zonas próximas a la superficie (troposfera) lo conveniente es que no haya ozono. Cuando lo hay,
como sucede en algunas lugares, es un contaminante que forma parte del peligroso "smog" fotoquÃ−mico.
Ozono estratosférico: filtro de las radiaciones ultravioleta
En cambio, el ozono que se encuentra en la estratosfera, entre los 10 y 45 kilómetros, cumple la importante
función de absorber las radiaciones ultravioletas procedentes del Sol, que pueden ser muy dañinas para los
seres vivos. En los últimos decenios este ozono está siendo destruido al reaccionar con átomos de cloro
que cada vez son más abundantes en la estratosfera como consecuencia de algunas actividades humanas.
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 Clorofluorocarburos (CFC):Â
El cloro que liberan destruye el ozono
El incremento de átomos de cloro en la atmósfera está originado, principalmente, por unos compuestos
quÃ−micos denominados CFC (clorofluorocarburos). Son productos muy poco reactivos, lo que hizo que
fueran la solución óptima para la fabricación de frigorÃ−ficos, goma espuma, extintores, aerosoles, y
como fumigantes en la agricultura (bromuro de metilo), etc.Â
Sus cualidades son tan óptimas para estos usos que en las últimas décadas los hemos fabricado y usado
en cantidades crecientes que, poco a poco, han ido acumulándose en la atmósfera. Pero su principal ventaja
-la estabilidad- ha sido también el origen de su efecto devastador para el ozono. Ascienden, sin ser
destruidos, hasta la estratosfera y una vez allÃ−, las radiaciones ultravioletas rompen las moléculas de CFC
liberando los átomos de cloro responsables de la destrucción del ozono. El cloro atómico actúa como
catalizador, por lo que un solo átomo puede atacar cientos de miles de moléculas de ozono.
La Antártida: un lugar especialmente sensible
"Agujero" de ozono de la Antártida
Aunque la disminución de la concentración de ozono está demostrada en toda la atmósfera, es
especialmente acusada en la Antártida. Sobre este continente se produce todos los años, en los meses de
septiembre a noviembre, coincidiendo con la primavera antártica, el llamado vórtice circumpolar, que
aÃ−sla el aire frÃ−o situado sobre la Antártida del más cálido del resto del mundo. Debido al frÃ−o se
forman cristales de hielo, con cloro y otras moléculas adheridas, que tienen gran capacidad de destruir
ozono. AsÃ− se forma lo que se suele denominar el "agujero" de ozono. Cuando el vórtice circumpolar se
debilita, el aire con muy poco ozono de la Antártida se mezcla con el aire de las zonas vecinas. Esto provoca
una importante disminución en la concentración de ozono en toda la zona de alrededor, y parte de
América del Sur, Nueva Zelanda y Australia quedan bajo una atmósfera más pobre en ozono de lo
normal.
Las radiaciones solares que pasan a través de estos "agujeros" contienen una proporción de rayos
ultravioleta considerablemente mayor que las radiaciones normales. Estas radiaciones podrÃ−an llegar a
producir un incremento en el número de enfermedades como el cáncer de piel, aunque no está demostrado
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que esto se haya producido o se esté produciendo. Sin embargo, hay estudios que indican que el
fitoplancton de los mares que rodean a la Antártida está sufriendo algunas modificaciones que se pueden
atribuir, con bastante probabilidad, a este aumento de radiación ultravioleta.
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La especialmente fuerte destrucción de ozono en la Antártida se produce porque gran parte del cloro
contenido en las moléculas no directamente destructoras del ozono se convierte en radicales de cloro
destructivos. Existen una serie de procesos que determinan este resultado, como por ejemplo el vórtice
circumpolar que ya tratamos antes brevemente.
A continuación se muestran los niveles de ozono de la Antártida en el periodo de formación del agujero
de ozono en 1995 medidos en unidades Dobsosn (DU). En el momento de mayor pérdida del ozono, el
centro del agujero (área roja), puede descender a valores de menos de 100 DU, lo que significa que, dado
que los valores normales están alrededor de las 300 DU, la disminución más acusada llega a ser del 70%
(los números bajo cada imagen indican el mes y el dÃ−a - mes/dÃ−a)
Â
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