El equilibrio entre la energía entrante y saliente del sol se conoce como balance energético de la Tierra. NASA Probablemente recuerde que los maestros de ciencias de su escuela primaria explicaron que la energía no se puede crear ni destruir. Esa es una propiedad fundamental del universo.
La energía se puede transformar, sin embargo. Cuando los rayos del sol llegan a la Tierra, se transforman en movimientos aleatorios de moléculas que se sienten como calor. Al mismo tiempo, La Tierra y la atmósfera están enviando radiación al espacio. El equilibrio entre la energía entrante y saliente se conoce como "presupuesto energético" de la Tierra.
Nuestro clima está determinado por estos flujos de energía. Cuando la cantidad de energía que ingresa es mayor que la energía que sale, el planeta se calienta.
Eso puede suceder de varias formas, como cuando el hielo marino que normalmente refleja la radiación solar de regreso al espacio desaparece y el océano oscuro absorbe esa energía en su lugar. También ocurre cuando los gases de efecto invernadero se acumulan en la atmósfera y atrapan parte de la energía que de otro modo se habría irradiado.
Los científicos como yo hemos estado midiendo el presupuesto de energía de la Tierra desde la década de 1980 utilizando instrumentos en satélites, en el aire y los océanos, y en el suelo. Escuchará más sobre esas mediciones y el presupuesto energético de la Tierra cuando se publique el informe del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas el 9 de agosto.
Pero hasta entonces, echemos un vistazo más de cerca a cómo fluye la energía y qué nos dice el presupuesto de energía sobre cómo y por qué el planeta se está calentando.
El presupuesto de energía de la Tierra describe el equilibrio entre la energía radiante que llega a la Tierra desde el sol y la energía que fluye desde la Tierra de regreso al espacio. NASA
Prácticamente toda la energía del sistema climático de la Tierra proviene del sol. Solo una pequeña fracción se conduce hacia arriba desde el interior de la Tierra.
De media, el planeta recibe 340,4 vatios de luz solar por metro cuadrado. Todo el sol cae en el lado diurno y los números son mucho más altos al mediodía local.
De esos 340,4 vatios por metro cuadrado:
La atmósfera absorbe mucha energía y la emite como radiación tanto al espacio como a la superficie del planeta. De hecho, La superficie de la Tierra recibe casi el doble de radiación de la atmósfera que de la luz solar directa. Eso se debe principalmente a que el sol calienta la superficie solo durante el día, mientras que el ambiente cálido está allí 24 horas al día, 7 días a la semana.
Juntos, la energía que llega a la superficie de la Tierra procedente del sol y de la atmósfera es de unos 504 vatios por metro cuadrado. La superficie de la Tierra emite alrededor del 79 por ciento de esa cantidad. La energía superficial restante se destina a evaporar el agua y calentar el aire, océanos y tierra.
El minúsculo residuo entre la luz solar entrante y el infrarrojo saliente se debe a la acumulación de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono en el aire. Estos gases son transparentes a la luz del sol pero opacos a los rayos infrarrojos; absorben y emiten muchos rayos infrarrojos hacia abajo.
La temperatura de la superficie de la Tierra debe aumentar en respuesta hasta que se restablezca el equilibrio entre la radiación entrante y saliente.
Duplicar el dióxido de carbono agregaría 3.7 vatios de calor a cada metro cuadrado de la Tierra. Imagine luces nocturnas incandescentes anticuadas espaciadas cada 3 pies (0,9 metros) en todo el mundo, dejado para siempre.
A la tasa actual de emisiones, Los niveles de gases de efecto invernadero se duplicarían con respecto a los niveles preindustriales a mediados de siglo.
Los científicos del clima calculan que agregar tanto calor al mundo calentaría el clima de la Tierra en aproximadamente 5 grados Fahrenheit (3 grados Celsius). Prevenir esto requeriría reemplazar la combustión de combustibles fósiles, la principal fuente de emisiones de gases de efecto invernadero, con otras formas de energía.
Este artículo se vuelve a publicar desde La conversación bajo una licencia Creative Commons. Puedes encontrar el artículo original aquí .
Scott Denning es profesor de ciencias atmosféricas en la Universidad Estatal de Colorado. Ha recibido financiación de NOAA, NASA, la Fundación Nacional de Ciencias y el Departamento de Energía de EE. UU.
