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Calentamiento global - Efectos potenciales, Efecto invernadero, Capa de ozono, El equilibrio dinamico del ozono



Calentamiento global
Algunas veces se utilizan las denominaciones cambio climatico, que designa a cualquier cambio en el clima, o cambio climatico antropogénico, donde se considera la influencia de la actividad humana.

Cualquier tipo de cambio climatico ademas implica cambios en otras variables. La complejidad del problema y sus múltiples interacciones hacen que la única manera de evaluar estos cambios sea mediante el uso de modelos computacionales que intentan simular la física de la atmósfera y del océano y que tienen una precisión limitada debido al desconocimiento del funcionamiento de la atmósfera.

Efectos potenciales



Muchas organizaciones (tanto públicas como privadas, incluyendo gobiernos y personas individuales) estan preocupados que los efecto que el calentamiento global puede producir sean profundamente negativos, incluso catastróficos tanto a nivel mundial como en regiones vulnerables especificas. Esos efectos incluyen no solo el medio ambiente sino repercusiones económicas y biológicas (especialmente en la agricultura) que a su ves podrían afectar el bienestar general de la humanidad.
Ciertos fenómenos, como la disminución de los glaciares, la elevación del nivel de los mares y los cambios meteorológicos se han considerado consecuencias del calentamiento global que pueden influir en las actividades humanas y en los ecosistemas. Algunas especies pueden ser forzadas a emigrar de sus habitats para evitar su extincióndebido a las condiciones cambiantes, mientras otras especies pueden extenderse.
Un motivo de gran preocupación es la elevación del nivel de los mares. Los niveles de los mares se estan elevando entre 1 y 2 centímetros por decenio, a la vez que se agudizan los fenómenos climaticos extremos, y algunas naciones isleñas del Océano. El calentamiento global da lugar a elevaciones del nivel marino debido a que el agua de los mares se expande cuando se calienta, ademas de que se produce un aumento de la cantidad de agua líquida procedente de la reducción de los glaciares de montaña y se teme un decrecimiento de los casquetes glaciares.


Conforme el clima se haga mas calido la evaporación se incrementara. Esto causaría un aumento de las precipitaciones lluviosas y mas erosión.
El calentamiento global modificaría la distribución de la fauna y floras del planeta. Ello supondría la expansión de enfermedades de las que algunos de esos animales son portadores. Tal es el caso de la malaria, el dengue o la fiebre amarilla, cuyos vectores son ciertas especies de mosquitos que habitan principalmente en zonas tropicales.

El calentamiento global también podría tener efectos positivos, ya que las mayores temperaturas y mayores concentraciones de CO2 pueden mejorar la productividad de algunos ecosistemas. Los datos aportados por satélites muestran que la productividad del Hemisferio Norte se ha incrementado desde 1982.
El clima varía por procesosnaturales tanto internos como externos. Entre los primeros destacan las emisiones volcanicas, y otras fuentes de gases de efecto invernadero (como por ejemplo el metano emitido en las granjas animales). Entre los segundos pueden citarse los cambios en la órbita de la Tierra alrededor del Sol y la propia actividad solar.

Efecto invernadero
Se denomina efecto invernadero al fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de una atmósfera planetaria, retienen parte de la energía que el suelo emite por haber sido calentado por la radiación solar. Afecta a todos los cuerpos planetarios dotados de atmósfera. De acuerdo con el actual consenso científico, el efecto invernadero se esta viendo acentuado en la Tierra por la emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y el metano, debida a la actividad económica humana.
Este fenómeno evita que la energía solar recibida constantemente por la Tierra vuelva inmediatamente al espacio, produciendo a escala planetaria un efecto similar al observado en un invernadero.
Balance energético de la Tierra

La atmósfera es clave en el mantenimiento del equilibrio entre la recepción de la radiación solar y la emisión de radiación infrarroja. La atmósfera devuelve al espacio la misma energía que recibe del Sol. Esta acción de equilibrio se llama balance energético de la Tierra y permite mantener la temperatura en un estrecho margen que posibilita la vida
En un periodo de tiemposuficientemente largo el sistema climatico debe estar en equilibrio, la radiación solar entrante en la atmósfera esta compensada por la radiación saliente. Pues si la radiación entrante fuese mayor que la radiación saliente se produciría un calentamiento y lo contrario produciría un enfriamiento 2] Por tanto, en equilibrio, la cantidad de radiación solar entrante en la atmósfera debe ser igual a la radiación solar reflejada saliente mas la radiación infrarroja térmica saliente. Toda alteración de este balance de radiación, ya sea por causas naturales u originado por el hombre (antropógeno), es un forzamiento radiativo y supone un cambio de clima y del tiempo asociado ]
Los flujos de energía entrante y saliente se juntan en el sistema climatico ocasionando muchos fenómenos tanto en la atmósfera, como en el océano o en la tierra. Así la radiación entrante solar se puede dispersar en la atmósfera o ser reflejada por las nubes y los aerosoles. La superficie terrestre puede reflejar o absorber la energía solar que le llega. La energía solar de onda corta se transforma en la Tierra en calor. Esa energía no se disipa, se encuentra como calor sensible o calor latente, se puede almacenar durante algún tiempo, transportarse en varias formas, dando lugar a una gran variedad de tiempo y a fenómenos turbulentos en la atmósfera o en el océano.Finalmente vuelve a ser emitida a la atmósfera como energía radiante de onda larga.[ ]




La Tierra, como todocuerpo caliente, superior al cero absoluto, emite radiación térmica, pero al ser su temperatura mucho menor que la solar, emite radiación infrarroja por ser un cuerpo negro. La radiación emitida depende de la temperatura del cuerpo
La energía infrarroja emitida por la Tierra es atrapada en su mayor parte en la atmósfera y reenviada de nuevo a la Tierra. Este fenómeno se llama Efecto Invernadero y garantiza las temperaturas templadas del planeta
Efecto Invernadero de varios gases de la Atmósfera
Se llama Efecto Invernadero al proceso por el que ciertos gases de la atmósfera retienen gran parte de la radiación infrarroja emitida por la Tierra y la reemiten de nuevo a la superficie terrestre calentando la misma. Estos gases han estado presentes en la atmósfera en cantidades muy reducidas durante la mayor parte de la historia de la Tierra 10]
Aunque la atmósfera seca esta compuesta practicamente por nitrógeno (78,1%), oxígeno (20,9%) y argón (0,93%), son gases muy minoritarios en su composición como el dióxido de carbono (0,035%), el ozono y otros los que desarrollan esta actividad radiativa. Ademas, la atmósfera contiene vapor de agua (1%) que también es un gas radiativamente activo, siendo con diferencia el gas natural invernadero mas importante. El dióxido de carbono ocupa el segundo lugar en importancia.[]
El efecto invernadero es esencial para la vida del planeta: sin CO2 ni vapor de agua (sin el efecto invernadero) la temperaturamedia de la Tierra sería unos 33 °C menos, del orden de 18 °C bajo cero, lo que haría inviable la vida.[12]
Actualmente el CO2 presente en la atmósfera esta creciendo de modo no natural por las actividades humanas, principalmente por la combustión de carbón, petróleo y gas natural que esta liberando el carbono almacenado en estos combustibles fósiles y la deforestación de la selva pluvial que libera el carbono almacenado en los arboles. Por tanto es preciso diferenciar entre el efecto invernadero natural del originado por las actividades de los hombres (o antropogénico).

La población se ha multiplicado y la tecnología ha alcanzado una enorme y sofisticada producción de forma que se esta presionando muchas partes del medio ambiente terrestre siendo la Atmósfera la zona mas vulnerable de todas por su delgadez.
Los gases invernadero permanecen activos en la atmósfera mucho tiempo, por eso se les denomina de larga permanencia. Eso significa que los gases que se emiten hoy permaneceran durante muchas generaciones produciendo el efecto invernadero

Capa de ozono
Se denomina capa de ozono, a la zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta[ ]de ozono. Esta capa, que se extiende aproximadamente de los 15 km a los 40 km de altitud, reúne el 90% del ozono presente en la atmósfera y absorbe del 97% al 99% de la radiación ultravioleta de alta frecuencia.
La capa de ozono fue descubierta en 1913 porlos físicos franceses Charles Fabry y Henri Buisson. Sus propiedades fueron examinadas en detalle por el meteorólogo britanico G.M.B. Dobson, quien desarrolló un sencillo espectrofotómetro que podía ser usado para medir el ozono estratosférico desde la superficie terrestre. Entre 1928 y 1958 Dobson estableció una red mundial de estaciones de monitoreo de ozono, las cuales continúan operando en la actualidad. La Unidad Dobson, una unidad de medición de la cantidad de ozono, fue nombrada en su honor.
Origen del ozono
El ozono es una forma alotrópica del oxígeno, que sólo es estable en determinadas condiciones de presión y temperatura. Es un gas compuesto por tres atomos de oxígeno (O3).
La formación del ozono de la estratosfera terrestre es catalizada por los fotones de luz ultravioleta que al interaccionar con las moléculas de oxígeno gaseoso, que esta constituida por dos atomos de oxígeno (O2), las separa en los atomos de oxígeno (oxígeno atómico) constituyente. El oxígeno atómico se combina con aquellas moléculas de O2 que aún permanecen sin disociar formando, de esta manera, moléculas de ozono, O3.
La concentración de ozono es mayor entre los 15 y 40 km, con un valor de 2-8 partículas por millón, en la zona conocida como capa de ozono. Si todo ese ozono fuese comprimido a la presión del aire al nivel del mar, esta capa tendría solo 3 mm de espesor.

El ozono actúa como filtro, o escudo protector, de las radiaciones nocivas, y dealta energía, que llegan a la Tierra permitiendo que pasen otras como la ultravioleta de onda larga, que de esta forma llega a la superficie. Esta radiación ultravioleta es la que permite la vida en el planeta, ya que es la que permite que se realice la fotosíntesis del reino vegetal, que se encuentra en la base de la piramide trófica.
Al margen de la capa de ozono, mencionemos que el 10% de ozono restante esta contenido en la troposfera, es peligroso para los seres vivos por su fuerte caracter oxidante. Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado smog fotoquímico. El origen de este ozono se explica en un 10% como procedente de ozono transportado desde la estratosfera y el resto es creado a partir de diversos mecanismos.

El equilibrio dinamico del ozono
Es decir, el oxígeno molecular que se encuentra en las capas altas de la atmósfera es bombardeado por la radiación solar. Del amplio espectro de radiación incidente una determinada fracción de fotones cumple los requisitos energéticos necesarios para catalizar la rotura del doble enlace de los atomos de oxígeno de la molécula de oxígeno molecular.
Posteriormente, la radiación solar convierte una molécula de ozono en una de oxígeno biatómico y un atomo de oxígeno sin enlazar:
Durante la fase oscura, (la noche de una determinada región del planeta) el oxígeno monoatómico, que es altamente reactivo, se combina con el ozono de la ozonosfera paraformar una molécula de oxigeno biatómico:
Para mantener constante la capa de ozono en la estratosfera esta reacción fotoquímica debe hacerse en perfecto equilibrio, pero estas reacciones son facilmente perturbables por moléculas, como los compuestos clorados (como los clorofluorocarbonos[3] ) y los compuestos bromurados.
Problemas en la capa de ozono
El seguimiento observacional de la capa de ozono, llevado a cabo en los últimos años, ha llegado a la conclusión de que dicha capa puede considerarse seriamente amenazada.
Este es el motivo principal por el que se reunió la Asamblea General de las Naciones Unidas el 16 de septiembre de 1987, firmando el Protocolo de Montreal.
El enrarecimiento grave de la capa de ozono provocara el aumento de los casos de melanomas (cancer) de piel, de cataratas oculares, supresión del sistema inmunitario en humanos y en otras especies. También afectara a los cultivos sensibles a la radiación ultravioleta.
Para preservar la capa de ozono hay que disminuir a cero el uso de compuestos químicos como los clorofluorocarbonos (refrigerantes industriales, propelentes), y fungicidas de suelo (como el bromuro de metilo) (Argentina, 900 toneladas/año[5] ) que destruyen la capa de ozono a un ritmo 50 veces superior a los CFC.
Hay que tomar conciencia de la gran cantidad de moléculas de ozono que se destruyen diariamente por culpa de la actividad humana y que tomando las medidas adecuadas se podría remediar.





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