¿Cuál es la esencia del efecto invernadero y cuál es su peligro? ¿Es posible detener el cambio climático global y cómo hacerlo?
De los muchos problemas que enfrenta la humanidad moderna, el cambio climático es sin duda uno de los más significativos y serios. El calentamiento global, la rápida disminución de la biodiversidad, el efecto invernadero, el derretimiento de los glaciares, que llevan a un aumento del nivel de los océanos, pueden tener consecuencias desastrosas y hacer que la vida de las personas en el planeta sea simplemente insoportable.
Los científicos advierten que el problema climático ya no se puede dejar de lado: para 2030, el daño al ecosistema del planeta será irreparable. Es decir, a ti y a mí nos quedan solo 12 años. Si en un futuro cercano la gente no encuentra una solución a este problema, entonces las consecuencias de calentar la atmósfera se sentirán durante siglos, e incluso milenios. Y esto no es una cuestión de ecología, sino de la supervivencia de la humanidad. ¿Por qué se está calentando en nuestro planeta? Culpar al efecto del efecto invernadero, que surgió como resultado de actividades humanas.
¿Alguna teoría o por qué el planeta se calienta?
El efecto invernadero es el calentamiento de las capas inferiores de la atmósfera de la Tierra, que se produce debido a un aumento en la concentración de ciertos gases en ella. Su esencia es bastante simple: los rayos del sol calientan la superficie del planeta, pero al mismo tiempo, el calor permanece y no puede regresar al espacio exterior; los gases interfieren con esto. Como resultado de estos procesos, la temperatura del planeta aumenta.
Una proporción significativa de la radiación solar (hasta un 75%), que cae sobre la Tierra, cae sobre la parte visible e infrarroja cercana del espectro (400-1500 nm). La atmósfera prácticamente no lo atrapa, y la energía térmica llega libremente a la superficie de nuestro planeta. La Tierra, que se calienta a su vez, comienza a emitir radiación con una longitud de onda de 7.8-28 micrones, que se emite al espacio, lo que contribuye al enfriamiento del planeta. La principal causa del efecto invernadero es una mayor transparencia atmosférica para la luz en el rango óptico que en el infrarrojo. El hecho es que algunos gases contenidos en el aire absorben o reflejan la radiación que proviene de la Tierra. Se les llama invernadero. Cuanto mayor sea su concentración, más calor solar permanece en la atmósfera.
Los gases de efecto invernadero interrumpen el balance de calor del planeta, lo que determina en gran medida su clima.
La esencia del efecto invernadero es bien conocida por los residentes de verano y los jardineros, que tienen invernaderos en sus parcelas. El esquema es muy similar: los rayos del sol, al entrar, calentar el suelo y el techo y las paredes no permiten que el calor salga de la estructura. Por lo tanto, en un invernadero, incluso sin calefacción, la temperatura es siempre más alta que en el exterior.
Ahora hablan mucho sobre el calentamiento global y el cambio climático. Existe una opinión errónea de que la aparición del efecto invernadero es un evento de los últimos años o décadas, y su causa es únicamente la actividad humana. Este efecto es inherente a cualquier atmósfera, y sin él la vida en la Tierra hubiera sido imposible.
De hecho, nuestro problema es el rápido aumento del efecto invernadero que se ha observado en los últimos años. Este proceso puede conducir a resultados desastrosos.
La historia del estudio de este tema.
El estudio del problema del efecto invernadero comenzó en la primera mitad del siglo XIX. En 1827, se publicó el trabajo de Joseph Fourier "Una nota sobre las temperaturas del planeta y otros planetas", donde examinó en detalle los mecanismos de formación del clima, así como los factores que lo afectan. Este científico describió por primera vez el fenómeno del efecto invernadero, utilizando como modelo un vaso de vidrio expuesto a la luz solar. El vidrio es casi opaco a la radiación infrarroja, por lo que esta experiencia demuestra con bastante precisión la esencia del fenómeno. El concepto mismo del efecto invernadero entró en uso científico mucho más tarde.
Posteriormente, estos estudios fueron continuados por el físico sueco Arrhenius. Fue él quien avanzó la teoría de que la disminución de la concentración de dióxido de carbono en el aire es una de las causas más importantes de la edad de hielo en la historia del planeta.
Sin embargo, el estudio activo del efecto invernadero y los efectos de este fenómeno comenzaron solo en la segunda mitad del siglo pasado. Los científicos han estudiado el cambio en el flujo de radiación solar que se produce cuando aumenta la cantidad de gases de efecto invernadero en el aire. Ahora, para simular los procesos que ocurren en la atmósfera, se han utilizado las computadoras más modernas y avanzadas. Pero su poder a menudo no es suficiente, porque el clima planetario es un sistema extremadamente complejo y aún no totalmente estudiado.
En las últimas décadas, a nivel internacional, se han dado los primeros pasos serios para abordar este problema. En 1992, se adoptó la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. En 1997, se le agregaron el Protocolo de Kyoto y el Acuerdo de París (2015). Sobre este documento se regulan las medidas para reducir las emisiones.
Gases de efecto invernadero y otras causas de calentamiento.
Los científicos creen que el efecto invernadero se produce debido a los siguientes gases:
- metano
- dióxido de carbono;
- vapor de agua
- ozono
La mayor contribución al aumento de la temperatura global es el vapor de agua (de 36 a 72%), seguido de CO2 (aproximadamente 9-26%), seguido de metano (4-9%) y ozono (de 3 a 7%). Otros gases tienen concentraciones extremadamente bajas en el aire, por lo que su influencia en los procesos climáticos es mínima.
La cantidad de vapor de agua depende en gran medida de la temperatura de las capas inferiores de la atmósfera. Cuanto más bajo es, más baja es la humedad y más débil es el efecto invernadero. En este caso, el exceso de humedad se convierte en una cubierta de hielo y nieve en los polos del planeta, aumentando su reflectividad (albedo) y haciendo que el aire sea aún más frío. Por lo tanto, el calentamiento global (o enfriamiento) es un proceso autosostenible, que bajo ciertas condiciones puede aumentar y desarrollarse muy rápidamente. Para comenzar, solo necesitas un "desencadenante", y el factor antropogénico puede convertirse en ellos. En este caso, estamos tratando con un ejemplo típico de retroalimentación positiva.
Los períodos de calentamiento y enfriamiento que habían ocurrido previamente en nuestro planeta se correlacionan perfectamente con la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. Su aumento conduce a un mayor efecto invernadero y un aumento prolongado de la temperatura.
Además, el hollín y las partículas sólidas de aerosol que entran en la atmósfera superior también afectan el balance de calor de la Tierra. Sus principales fuentes son la actividad volcánica y las emisiones industriales. El polvo y el hollín interfieren con la penetración de la luz solar, lo que reduce la temperatura del planeta.
¿De dónde vienen los gases de efecto invernadero?
Actualmente, existe un consenso entre los científicos de que el cambio climático actual está asociado con un aumento en la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera y el efecto invernadero, una consecuencia de este proceso. Y el calentamiento ha estado ocurriendo durante mucho tiempo. La principal razón para aumentar el efecto invernadero es la actividad humana, que se ha convertido en un poderoso factor planetario. Desde el comienzo de la revolución industrial, es decir, en los últimos 250 a 300 años, las concentraciones de metano y dióxido de carbono en la atmósfera han aumentado en un 149% y 31%, respectivamente. Aquí están las principales fuentes de gases de efecto invernadero:
- El rápido crecimiento de la industria. La principal fuente de energía para nuestras plantas, fábricas y vehículos son los combustibles fósiles: petróleo, gas natural y carbón. Como resultado de su uso se forma dióxido de carbono, lo que aumenta el efecto invernadero. Alrededor de la mitad de los gases producidos en el curso de la actividad económica humana permanecen en la atmósfera, el resto es absorbido por el océano y la vegetación terrestre. Cada año la población de la Tierra aumenta y, por lo tanto, requiere cada vez más alimentos, bienes industriales, automóviles, lo que conduce a una emisión aún mayor de dióxido de carbono, por lo que aumentará el fenómeno del efecto invernadero. Y si durante el siglo pasado la temperatura aumentó 0,74 grados, entonces, en el futuro, los científicos pronostican un crecimiento de 0,2 grados para cada década;
- Deforestación y desarrollo agrícola. Otra razón importante para aumentar la concentración de CO2 en la atmósfera es la destrucción masiva de los bosques. En el proceso de la fotosíntesis, los árboles absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno, siendo un regulador natural de las concentraciones de gases de efecto invernadero. La deforestación es necesaria principalmente para obtener nuevas tierras cultivables para alimentar a la población humana en rápido crecimiento. La agricultura también añade su contribución al aumento de la temperatura global. El ganado está asociado con la formación de una gran cantidad de metano, que supera al dióxido de carbono en sus propiedades de invernadero;
- Vertederos Se espera que el crecimiento de la población aumente el desperdicio. Hoy en día, los vertederos están ocupados por vastos territorios que ocupan miles de hectáreas. Cada uno de ellos emite a la atmósfera decenas de miles de metros cúbicos de metano y dióxido de carbono. Todavía no existe una solución efectiva a este problema, lo que significa que las emisiones de "gases de basura" solo crecerán.
¿Qué amenaza el efecto invernadero?
La historia de la Tierra tiene unos 4.500 millones de años y, a lo largo de este tiempo, el clima del planeta ha cambiado constantemente. En algunas épocas, una exuberante vegetación tropical lo cubría de polo a polo, en otras, era una bola cubierta con una capa de hielo de varios metros. Comparado con tales cataclismos, un aumento de temperatura de uno o dos grados parece ser un verdadero problema: usted pensará que también ahorraremos en calefacción. Pero no todo es tan simple, las consecuencias del cambio climático pueden ser mucho más serias, aquí hay algunas de ellas:
- Un aumento en la temperatura conducirá a la fusión de los glaciares y un aumento en el nivel de las aguas de los océanos, que amenaza con inundar grandes áreas. Por supuesto, el planeta no se convierte en un "mundo acuático", pero muchas ciudades y territorios costeros pueden sufrir. Pocas personas lo saben, pero desde principios del siglo XX el nivel del océano ha aumentado en 17 cm, y desde mediados de los años 90 esta tasa de ascenso ha aumentado a 3.2-3.4 mm por año. Este problema se ve agravado por el hecho de que la mayoría de la población de la Tierra vive en áreas costeras, también hay una proporción significativa de la economía mundial;
- Un aumento de la temperatura conducirá inevitablemente a cambios en la distribución de las precipitaciones, así como a su cantidad. Y este resultado es probablemente incluso más serio que la inundación de ciertos territorios. En algunas áreas del mundo, las lluvias serán muy escasas y se convertirán gradualmente en desiertos, mientras que en otras, los residentes sufrirán huracanes, inundaciones, tsunamis y otros desastres. Según los científicos, un aumento adicional en la temperatura del aire conducirá a menores rendimientos de los principales cultivos en las regiones tropicales y subtropicales del planeta, lo que puede llevar al hambre y la agitación social;
- Las temperaturas más altas afectan negativamente la salud de las personas. Los médicos esperan un aumento en el número de enfermedades cardiovasculares, enfermedades respiratorias e incluso trastornos mentales.
El efecto invernadero y sus posibles consecuencias afectarán seriamente no solo a los humanos, sino también al ecosistema del planeta en su conjunto. El cambio climático privará a muchas especies de su rango habitual, y no es un hecho que todos nuestros "hermanos menores" puedan adaptarse a cambios tan dramáticos. La desaparición de algunas especies romperá las cadenas alimentarias habituales, lo que puede llevar a un verdadero "efecto dominó". El aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera y el aumento de la temperatura del aire conducen a la acidificación del océano, lo que afecta negativamente a todos los que viven en él.
¿Cómo lidiar con eso?
El hombre ha experimentado repetidamente el cambio climático. Además, fueron uno de los motores del progreso histórico. Las sequías e inundaciones más de una o dos veces causaron guerras y revoluciones, migraciones masivas de pueblos, el declive de los estados y civilizaciones enteras. ¿Cómo evitar las consecuencias catastróficas que nos esperan en caso de un cambio climático grave? ¿Existe la posibilidad de reducir el llamado efecto invernadero? ¿Qué se puede hacer para esto?
Hoy conocemos todos los factores que llevan a la acumulación de gases de efecto invernadero y al aumento de la temperatura del aire. Será muy difícil revertir la tendencia actual, ya que requerirá los esfuerzos de toda la humanidad y una reestructuración radical de la economía global. Para empezar, solo necesita comprender que el efecto invernadero es un problema global que amenaza no a todos los estados, sino a todas las personas.
Los expertos creen que las siguientes medidas son necesarias para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera:
- Es necesario reestructurar fundamentalmente la energía y reducir la cantidad de emisiones industriales. La principal fuente de CO2 en la actualidad es la quema de combustibles fósiles: petróleo, carbón y gas. Para reducirlos, la humanidad debe cambiar a las llamadas energías renovables: el sol, el viento, el agua. En los últimos años, su participación en el saldo general ha estado creciendo con bastante rapidez, pero estas tasas claramente no son suficientes. También debemos abandonar el uso de automóviles con motores de combustión interna y transferirlos a vehículos eléctricos. Está claro que todo lo anterior requiere inversiones multimillonarias y docenas de años de arduo trabajo. Pero tienes que empezar hoy mismo;
- Mejora de la eficiencia energética, y esto se aplica a la producción industrial y la producción de energía, y servicios de vivienda y comunales. La intensidad energética de los productos debe reducirse significativamente. Necesitamos nuevas tecnologías que no dañen el medio ambiente. Incluso el aislamiento elemental de fachadas de edificios, la instalación de ventanas modernas y el reemplazo de plantas de calefacción pueden tener un efecto significativo en términos de ahorro de energía y, por lo tanto, reducir los costos de combustible y reducir las emisiones nocivas;
- Una forma muy efectiva de combatir el efecto invernadero es reducir los residuos. Una persona debe aprender a usar los recursos nuevamente, esto permitirá eliminar los vertederos, que son una fuente importante de metano, o al menos reducir significativamente su volumen;
- Es necesario detener la destrucción depredadora de los bosques y emprender la restauración de áreas verdes. La tala debe ir acompañada de la plantación de nuevos árboles.
La lucha contra el efecto invernadero y el crecimiento de la temperatura media anual deben llevarse a cabo a nivel internacional, en estrecha cooperación entre los diferentes países. Ya se han dado los primeros pasos en esta dirección, y el movimiento debe continuar. Los científicos proponen consolidar la lucha contra el cambio climático a nivel de las constituciones de los estados. El papel de las organizaciones no gubernamentales que constantemente plantean este tema también es excelente. Debemos entender claramente cuán pequeño es nuestro planeta y cuán vulnerable es para el hombre.
