tema 1. generalidades del cambio climático
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Tema 1. Generalidades del cambio climático
1. Clima
El conjunto de fenómenos atmosféricos (precipitación, viento, presión atmosférica, frentes) que se producen en un momento y en un lugar determinado se denomina comúnmente tiempo.
El clima
1. Es el conjunto de condiciones atmosféricas que caracterizan una zona. 2. Es el resultado de las interacciones entre elementos como: la atmósfera, los océanos, la superficie
terrestre y la criósfera. 3. Influye de manera decisiva en la distribución y aparición de determinados organismos de una zona,
creando el ambiente necesario para que se desarrollen una flora y fauna específicas de la región. ¿Sabía qué si hacemos un estudio del tiempo de forma continua y prolongada podemos determinar el clima del lugar?
Criósfera = Áreas cubiertas de hielo o nieve.
2. Atmosfera
La atmósfera es fundamental para la existencia y desarrollo de la vida.
Componentes La atmosfera es una capa gaseosa de aproximadamente 10,000 km de espesor que rodea la litosfera (tierra) e hidrosfera (océanos) y está compuesta de gases y de partículas sólidas y líquidas en suspensión atraídas por la gravedad terrestre.
Los gases trazas ‐ bióxido de carbono (CO2), agua (H2O), ozono (O3) y argón (Ar) entre otros ‐, aunque en menor proporción, juegan un rol fundamental en el resguardo de la vida en la Tierra. Un ejemplo es el ozono (O3), que nos protege de la radiación ultravioleta.
Función En la atmosfera se producen todos los fenómenos climáticos y meteorológicos que afectan al planeta.
Atmósfera Terrestre (Imagen de la NASA)
La atmosfera:
• Regula la entrada y salida de energía de la tierra. • Es el principal medio de transferencia del calor.
Formación La atmosfera ha evolucionado mucho desde que se formó la Tierra hace unos 4500 millones de años, veamos a continuación dicha evolución:
Estructuración En la siguiente imagen puedes observar cómo esta compuesta la estructura de la atmósfera terrestre, haga clic en cada una de las capas para conocer su descripción.
Troposfera. Es la capa en contacto con el suelo. • Espesor: 10 km. • Limite superior: Tropopausa. • Temperatura: A medida que ascendemos, la temperatura
desciende hasta los 55°C bajo cero.
En esta capa está aproximadamente el 90 % del aire de la atmósfera. Estratosfera. • Espesor: 30 km. • Limite superior: Estratopausa. • Temperatura: En la parte alta, los rayos ultravioleta del sol
chocan con las moléculas de oxígeno (O2) y originan el gas ozono (O3), la reacción produce calor, por lo que en la parte superior hay unos 17°C sobre cero.
El ozono forma la capa de ozono que nos protege de los rayos ultravioleta procedentes del Sol. Mesosfera. • Espesor: 40 km. • Limite superior: Mesopausa. • Temperatura: Desde la zona más interna hacia la más externa, la
temperatura va descendiendo hasta menos de 100°C bajo cero en la mesopausa.
Termosfera o Ionosfera. Es la capa externa. Llamada así por las elevadas temperaturas que se alcanzan en ella debido a que los gases están ionizados (por eso también se denomina ionosfera). • Espesor: 420 km • Altitud: 500 km • Limite superior: Termopausa. • Temperatura: Si el sol está activo, las temperaturas en la
termosfera pueden llegar a 1,500° C. A esa altitud se desplazan algunos satélites artificiales y se producen las estrellas fugaces y las auroras boreales. Exosfera. • Espesor: Se extiende desde los 500 km hasta los 1,000 km. • Limite superior: Su límite superior se convierte en la zona de
transición entre la atmósfera de la tierra y el espacio interplanetario.
• Temperatura: Es una propiedad difícil de analizar en este nivel por la densidad que presenta esta capa.
3. Cambio climático El cambio climático es un problema global complejo que representa un nuevo reto para la humanidad pues implica distintos aspectos ambientales, sociales, culturales, económicos y políticos. El cambio climático, es un cambio atribuido directa o indirectamente a las actividades humanas que alteran la composición global atmosférica, añadiéndose a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables de tiempo.
Aunque los impactos globales no sean muy dramáticos en el corto plazo es importante trabajar hoy tanto a nivel local, regional y nacional para reducir las consecuencias en el futuro.
4. Causas del cambio climático
Para poder comprender las causas del cambio climático se debe considerar el vínculo que existe entre la atmósfera, los océanos, la capa terrestre la criósfera y los seres vivos que conforman al sistema climático. La principal causa del cambio climático es el aumento de concentraciones de gases del efecto invernadero, que están atrapando una porción creciente de radiación infrarroja terrestre, que traen consigo el aumento de la temperatura planetaria y cambios en todos los elementos del sistema atmosférico y consecuentemente en distintos sistemas bióticos y abióticos, que desde ahora ya están haciéndose presentes como en la agricultura, los recursos hídricos, la salud humana, entre otros”.
Gases del efecto invernadero = Dióxido de carbono, metano, óxidos nitrosos y clorofluorocarbonos.
Las principales actividades humanas que causan un aumento de los gases de efecto invernadero causantes del cambio climático son: Agricultura y ganadería La agricultura y la ganadería emiten gas metano durante su producción, lo que ha ocasionado el aumento de los gases de efecto invernadero, dificultando la capacidad natural del planeta de erradicarlos.
Metano (CH4) 1. Es un hidrocarburo, es el principal componente del gas natural. 2. Es un gas de efecto invernadero, lo que significa que su presencia en la atmósfera puede atrapar calor
y así afectar la temperatura y el sistema climático de la tierra. 3. Ocupa el segundo lugar entre los gases de efecto invernadero que producen las actividades humanas,
siendo superado sólo por el dióxido de carbono (CO2). 4. Es 23 veces más eficaz que el CO2 para atrapar el calor de la atmósfera. 5. Tiene una vida atmosférica relativamente corta de aproximadamente 12 años. Deforestación de bosques La deforestación se entiende como aquellos procesos naturales o humanos que convierten las tierras forestales en tierras para diferentes fines como agricultura, urbanización, etc. Las causas de la deforestación son diversas y varían de acuerdo con cada región, por ejemplo:
América Latina y Caribe pierden 4,7 millones de hectáreas de bosques al año.
La región Andina sufre principalmente por la reducción de remanentes de bosques primarios y deforestación de bosques secundarios, asociados principalmente con la expansión de la frontera agrícola, la construcción de nueva infraestructura y los incendios forestales. La Amazonia y el Pacífico están siendo deforestadas y degradadas para el abastecimiento de maderas del mercado nacional. En algunos casos, cuando la deforestación ha sido de un gran porcentaje del área, se coloniza la tierra a través de plantaciones y el bosque es incapaz de regenerarse.
Se calcula que las emisiones debidas a la deforestación y al desarrollo de la agricultura corresponden aproximadamente el 20% del total de emisiones de gases de efecto invernadero, siendo la segunda fuente más importante después de la combustión de fósiles.
¿Sabía qué…?
La pérdida de millones de hectáreas de bosques en todo el mundo, principalmente por la tala y quema de árboles para la industria maderera, así como por la agricultura y ganadería, libera CO2, esto trae consigo también una disminución en la absorción del CO2. Asimismo, todo lo anterior reduce la calidad de los suelos y limita las posibilidades de desarrollo productivo sostenible de las poblaciones más necesitadas.
Deforestación en América Latina.
Emisores de contaminación ambiental
El uso de combustibles fósiles para el transporte y generación de energía, la explotación minera a cielo abierto, los grandes excedentes de residuos de las fabricas, el uso de aerosoles, los sistemas de calefacción y aire acondicionado, y la quema de grandes extensiones de bosques, entre otros, ocasionan la contaminación atmosférica.
El dióxido de carbono (CO2) dada a su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no deberíamos considerarla una sustancia que contamina, sin embargo sí es considerado contaminante porque es el principal responsable del efecto invernadero y además su concentración está aumentando en los últimos decenios.
Cambio Climático en América Latina
5. Efecto invernadero
Nuestra atmosfera actúa como una cubierta protectora y transparente en torno a la Tierra, deja pasar la luz solar y retiene el calor, pero cierto porcentaje sale de la Tierra. Sin ella, el calor del Sol rebotaría inmediatamente en la superficie terrestre y se perdería en el espacio; de ser así, la temperatura de la Tierra seria unos 30 °C más baja, todo se congelaría.
Así que la atmosfera funciona como el techo de cristal de un invernadero, por eso se habla del efecto invernadero. Los responsables de este efecto son los gases de efecto invernadero (GEI) que forman parte de la atmosfera y retienen el calor. Los principales gases de efecto invernadero son el vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), el ozono (O3), el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O) y otros gases industriales.
A excepción de los gases industriales, los demás son componentes naturales de la atmósfera y juntos constituyen menos del 1% de la atmósfera. Esto es suficiente para producir un efecto invernadero natural que mantiene al planeta unos 30°C más caliente de lo que estaría si no existieran, permitiendo de esta forma la vida. En el siguiente gráfico se describe el efecto invernadero natural del planeta, haga clic en cada número para conocer cada fase.
1. La radiación solar llega a la atmósfera terrestre.2. Los Gases de Efecto Invernadero (GEI) permiten su entrada a la tierra (Los GEI se generan de
manera natural como el CO2 por las plantas, el vapor del agua H20 y el CH4 por la descomposición de materia orgánica.
3. Aunque cierta radiación es re emitida por estos mismos 4. La energía solar entrante es absorbida por superficie terrestre y mares.5. La superficie terrestre y mares emiten radiación infrarroja (es decir, calor). 6. Este calor o radiación infrarroja es absorbida por los GEI, envían de regreso calor a las superficies
de la Tierra y liberan cierto calor al espacio exterior 7. Al absorber esta radiación infrarroja (calor) hacen que el planeta se mantenga a una temperatura
adecuada para la vida, sin estos GEI la Tierra sería 30°C menor. 6. Calentamiento global El calentamiento global es el aumento de la temperatura media global de la atmósfera terrestre y de los océanos.
7. Causa del calentamiento global (Alteración del efecto invernadero) El calentamiento global es consecuencia del incremento de algunos gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono, el metano y los clorofluorocarbonos, situándose en la tropósfera a manera del techo de vidrio de un invernadero, dejando pasar la luz a la superficie terrestre pero impidiendo que el calor reflejado escape de la atmósfera de la Tierra.
Calentamiento Global por el incremento de los gases de efecto invernadero.
Dióxido de carbono (CO2) 1. El principal gas de invernadero generado por las actividades humanas es el dióxido de carbono (CO2),
representando aproximadamente un 75 % total de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero en el mundo.
2. El CO2 se libera principalmente al quemar combustibles fósiles tales como el carbón, el petróleo o el
gas natural. Siendo los combustibles fósiles la fuente de energía más utilizada: los quemamos para producir electricidad y calor y los utilizamos como combustible en nuestros automóviles, buques y aviones.
3. La mayor parte de nosotros conocemos el dióxido de carbono (CO2) por las bebidas gaseosas (las
burbujas de estas bebidas y de la cerveza son burbujas de CO2). 4. El CO2 desempeña un papel importante en la respiración: inspiramos oxígeno y expiramos dióxido de
carbono, en tanto que los árboles y las plantas absorben CO2 para producir oxígeno. Por este motivo son tan importantes los bosques del planeta: contribuyen a absorber parte del exceso de CO2 que estamos produciendo. Sin embargo, se asiste a un proceso de deforestación —tala y quema de los bosques— en todos los continentes.
Metano El metano es otro de los gases de efecto invernadero generados por las actividades humanas, éste, al igual que el oxido nitroso, forma parte de los gases invisibles producidos por los vertederos, las explotaciones ganaderas, el cultivo del arroz y determinados métodos agrícolas de fertilización.
Gases fluorados Algunos de los gases de efecto invernadero los fabricamos artificialmente, estos son los llamados gases fluorados. Se utilizan en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado, pero acaban en la atmosfera si se producen fugas, o cuando los aparatos no son objeto de un tratamiento adecuado al finalizar su vida útil. 8. Capa de ozono El ozono, como uno de los gases de efecto invernadero, forma parte importante de la atmosfera y es uno de los principales protectores de la radiación solar que permite el desarrollo de todos los recursos naturales del planeta.
Composición El ozono (O3) es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno (O) que, en condiciones normales de presión y temperatura, es un gas incoloro, de olor acre y que puede ser tóxico si se respira en grandes cantidades.
Formación Se forma en la estratosfera (entre los 19 y los 23 kilómetros por sobre la superficie terrestre), por la acción de la radiación solar (UV) sobre las moléculas de oxígeno, mediante un proceso llamado fotolisis. Este proceso destruye moléculas del oxígeno (O2) dejándolas en su estado molecular (O), estas últimas (O) se combinan con moléculas de oxígeno (O2) formando el ozono (O3).
Formación del ozono en la estratosfera mediante fotolisis.
Función El ozono (O3) es un delgado escudo de gas que rodea a la Tierra y la protege de los rayos solares, principalmente de la dañina radiación ultravioleta (UV‐B y UV‐C).
Sin esta capa gaseosa no sería posible la vida en el Planeta Tierra.
Clasificación de las Radiaciones Solares Ultravioleta C (UVC). Es letal para todas las formas de vida de nuestro planeta, no sería posible la vida en la Tierra. Es totalmente absorbida por el ozono, de modo que en ningún caso alcanza la superficie terrestre. Ultravioleta B (UVB). Menos letal que las radiaciones Ultravioleta C (UVC), pero peligrosa. Gran parte de esta radiación es absorbida por el ozono, pero una porción considerable alcanza la tierra en su superficie afectando a los seres vivos produciendo además del bronceado, quemaduras, envejecimiento de piel, conjuntivitis, etc. Ultravioleta A (UVA). Es relativamente inofensiva y pasa casi en su totalidad a través de la capa de ozono.
Destrucción de la capa de ozono En la década de los 80´s se hizo el descubrimiento que en la Antártica la capa de ozono disminuía de forma espectacular a finales del invierno y principios de primavera. Esta información fue confirmada posteriormente con las medidas de satélites que mostraban que esta reducción se extendía sobre una gran área de la Antártica (20‐25 millones de km2), de ahí el nombre de “agujero de ozono”.
El agujero de ozono se produce por la emisión a la atmósfera terrestre de compuestos de cloro y bromo (los cloroflurocarbonos, CFCs) empleados en las industrias de refrigeración y aire acondicionado. Estos gases, químicamente inertes e insolubles en la lluvia y nieve en la baja atmósfera, se acumulan en la misma y se transportan a la estratosfera donde en presencia de luz UV, se convierten en gases reactivos que mediante reacciones destruyen el ozono. La eventual eliminación de los CFCs de la atmósfera tiene lugar a través de la disolución en lluvia y nieve de los productos reactivos de cloro y bromo aunque a un ritmo lentísimo –la vida media de una molécula de CFC en la atmósfera es de casi un siglo–.
Rompimiento de las moléculas de ozono a causa de los cloroflurocarbonados.
Con la aplicación del protocolo de Montreal sobre substancias que agotan la capa de ozono (SAO) se espera que para el año 2050 la capa de ozono tenga una notable recuperación.
Efectos de la destrucción de la capa de ozono La destrucción de la capa de ozono:
1. Inicia y promueve el cáncer a la piel maligno y no maligno.
2. Daña el sistema inmunológico, exponiendo a la persona a la acción de varias bacterias y virus.
3. Provoca daño a los ojos (córnea), produciendo cegueras temporales y cataratas.
4. Hace más severas las quemaduras del sol y envejecen la piel.
5. Aumenta el riesgo de dermatitis alérgica y tóxica.
6. Activa ciertas enfermedades por bacterias y virus.
7. Aumenta los costos de salud.
8. Reduce el rendimiento de las cosechas.
9. Reduce el rendimiento de la industria pesquera.
10. Daña materiales y equipamiento que están al aire libre.
11. Provoca la pérdida del fitoplancton, base de la cadena alimentaría marina y causante del aumento de la radiación ultravioleta.
Acciones para reparar la capa de ozono Para no afectar la capa de ozono podemos:
1. Arreglar filtraciones en refrigeradores y sistemas de aire climatizado.
2. No usar spray que no tengan un sello que garantice que no daña la capa de ozono, que funcionan con bombilla, los cuales no contienen químicos para propulsar el producto y por lo tanto son menos dañinos para nuestra atmósfera.
9. Causas humanas que alteran el efecto invernadero Las actividades humanas han incrementado las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) desde el siglo XVIII.
Actividades económicas como la agricultura, que fueron el sustento de muchos de nuestros antepasados e hicieron posible el desarrollo de grandes civilizaciones en el continente americano, hoy devienen en problemas de erosión de las tierras de cultivo, uso de químicos, entre otros. A ello se suman los fenómenos de explosión demográfica, y con ello la consecuente producción de residuos sólidos y líquidos que al no ser manejados adecuadamente generan altos niveles de contaminación en el aire, agua, suelo y demás.
Las diversas acciones humanas generan gases de efecto invernadero, aumentan la temperatura a nivel mundial y ocasionan cambios irreversibles en el clima, geografía, especies de flora y fauna, haga clic en cada uno de los siguientes gráficos para conocer algunos datos al respecto.
En este grafico se muestran las emisiones anuales mundiales de gases de efecto invernadero (GEI) antropógenos entre 1970 y 2004.
Fuente: Cambio climático 2007, informe de síntesis. Informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático.