¿Cuál es el origen natural de la energía que interviene en el efecto invernadero?, ¿Qué evita que esa energía en su totalidad regrese al espacio?
Respuestas a la pregunta
El efecto invernadero es un proceso en el que la radiación térmica emitida por la superficie planetaria es absorbida por los gases de efecto invernadero (GEI) atmosféricos y es irradiada en todas las direcciones. Como parte de esta radiación es devuelta hacia la superficie terrestre y la atmósfera inferior, ello resulta en un incremento de la temperatura superficial media respecto a lo que habría en ausencia de los GEI.12
La radiación solar en frecuencias de la luz visible pasa en su mayor parte a través de la atmósfera para calentar la superficie planetaria, emitiendo posteriormente esta energía en frecuencias menores de radiación térmica infrarroja. Esta última es absorbida por los GEI, los que a su vez reirradian mucha de esta energía a la superficie y atmósfera inferior.3 Este mecanismo recibe su nombre debido a su analogía al efecto de la radiación solar que pasa a través de un vidrio y calienta un invernadero, pero la manera en que atrapa calor la atmósfera es fundamentalmente diferente a como funciona un invernadero de jardinería, que reduce las corrientes de aire, aislando el aire caliente dentro del recinto, evitando la pérdida de calor por convección,23456 aunque el efecto detallado sea algo más complicado.7
Sin este efecto invernadero natural, la temperatura de equilibrio de la Tierra sería de unos -18 °C.8910 Sin embargo, la temperatura media de la superficie terrestre es de unos 14 °C.1112, una diferencia cercana a 33 °C que nos da una idea de la magnitud del efecto.13
El efecto invernadero natural de la Tierra hace posible la vida como la conocemos.14 Sin embargo, las actividades humanas, principalmente la quema de combustibles fósiles y la deforestación,15 han intensificado el fenómeno natural, causando un calentamiento global.1617
El efecto invernadero fue propuesto por Joseph Fourier en 1824, descubierto en 1860 por John Tyndall,18 investigado cuantitativamente por primera vez por Svante Arrhenius en 189619 y desarrollado en la década de 1930 hasta acabada la década de 1960 por Guy Stewart Callendar.20
En la atmósfera, el mantenimiento del equilibrio entre la recepción de la radiación solar y la emisión de radiación solar infrarroja devuelve al espacio, aproximadamente, la misma energía que recibe del Sol. Esta acción de equilibrio se llama balance energético de la Tierra y define la temperatura media del planeta.23
En un período suficientemente largo el sistema climático tiende a un equilibrio donde la radiación solar entrante en la atmósfera está compensada por la radiación térmica saliente.2425 A toda alteración de este balance de radiación, ya sea por causas naturales u originado por el hombre (antropogénico), se denomina un forzamiento radiativo y supone un cambio de la temperatura de equilibrio.2326
Mediciones de las últimas dos décadas indican que la Tierra está absorbiendo entre 0,5 y 1 W/m2 más que lo que emite al espacio.2728293031 Este desequilibrio ha sido causado muy probablemente por el aumento de la concentración de los gases de efecto invernadero32. Como resultado, el sistema climático se ajusta provocando los síntomas que asociamos al calentamiento global: aumento de temperaturas superficiales, reducción de la cubierta de hielo y subida del nivel del mar, principalmente.3033