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Baja AtmósferaSaber más
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El balance de radiación de la Tierra y el efecto invernaderoEl sistema climático se rige por la energía de la radiación solar. Sólo una cierta fracción de esta energía alcanza la superficie de la Tierra y la calienta. Otras fracciones son reflejadas o absorbidas por la atmósfera. Pero, ¿cómo trabaja exactamente el sistema de radiación?
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La realidad es algo más complicada ya que los oceanos reaccionan muy lentamente a los cambios de temperatura. Mientras que la atmósfera se calienta rápidamente, los océanos absorben el calor lentamente y no se calientan inmediatamente. Por lo tanto, por un cierto tiempo la Tierra puede estar en desequilibrio, antes de que los océanos alcancen el equilibrio. Así pues, los balances de radiación como los que se muestran en la imagen de encima no son exactos, tienen un margen de error del 10 ó 20%. Sin embargo, en las siguientes secciones asumiremos el equilibrio.
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El papel de los gases invernaderoEl papel de los gases de efecto invernadero es como el de un jersey en los días fríos del invierno. Si no lleváramos ropa en invierno, nuestro cuerpo se enfriaría y congelaría. El jersey no hace que el entorno sea más caliente, ni hace que nuestro cuerpo produzca más energía, ni tampoco produce más energía el mismo. Lo que hace el jersey es simplemente reflejar una parte de la energía que nuestro cuerpo emite, y se crea por tanto una capa caliente entre la piel y el jersey. Esto es exactamente lo que los gases invernadero hacen. Un aumento del efecto invernadero significa que se acumula más calor encima de la superficie terrestre antes de ser emitido al espacio. Esto no significa que haya más radiación que alcance la superficie terrestre.
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Entendiendo el balance de energíaMedimos la energía transferida a o emitida desde una parte del sistema en W / m2. En la imagen te mostramos como en cada parte del sistema entra la misma cantidad de energía que sale (simplificamos prescindiendo del efecto retardante de los océanos): 342 W / m2 llegan de la radiación solar a la parte externa de la atmósfera. 107 se reflejan directamente desde las nubes y la superficie terrestre. La fracción de radiación solar que se refleja directamente al espacio sin ninguna interacción se llama albedo de la Tierra y es aproximadamente del 30%. Definición de albedo: Es el ratio entre la radiación reflejada por un cuerpo y la que recibe. El valor del albedo va de 0 (cuerpo negro) a 1 (reflector perfecto).
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El albedo de la Tierra es aproximadamente 0,3. Los mejores reflectores son las nubes y los bloques de hielo polar. Los 235 W / m2 interaccionan con la atmósfera y con la superficie terrestre y regresan al espacio como radiación de onda larga.
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Al hablar del balance de la atmósfera tenemos que considerar que la atmósfera puede emitir su energía al espacio o enviarla de vuelta a la superficie terrestre. Esta es la radiacción que vuelve a la Tierra por los gases invernadero y que lleva a que la superficie terrestre absorba más energía (492 W / m2) que la que el sol proporciona. La ventana atmósfericaSólo 40 W / m2 se emiten diractamente como radiación de onda larga desde la superficie de la Tierra al espacio.
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Esto ocurre porque los gases invernadero no absorben todas las longitudes de onda. Hay algunos huecos en el espectro de absorción superpuesto del agua (que absorbe aproximadamente el 60%), el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso, el ozono y otros gases de efecto invernadero. En particular, los huecos más importantes en la absorción del agua y el dióxido de carbono son lo que se llama la ventana atmosférica. Aquí, la radiación infrarroja puede desaparecer como através de una ventana en el tejado de un invernadero.
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Realmente la analogía de los gases invernadero y el cristal de un invernadero no es perfecta. Los gases interaccionan con la radiación mientras que el cristal es una barrera de un material sólido que impide la convección por lo que el calor se retiene.
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Sobre esta página:autor: Dr. Elmar Uherek - MPI for chemistry, Mainz
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