Stefan Uhlig - El Cambio Climático Natural

Nuestro planeta Tierra se divide en diferentes Zonas climáticas, como son las zonas polares, subpolares, templadas, subtropicales y tropicales (desde los polos al ecuador), por lo cual la expresión "clima global" no es correcta. El clima tampoco se puede enfriar o calentar. El clima se puede cambiar en el sentido que las zonas climáticas se desplazan continuamente, o sea que cambian continuamente – a escala de tiempo geológico. Es decir que la expresión "calentamiento del clima" no es correcta. Y la de "calentamiento del clima global" menos aún. Se refiere más bien a cambios de temperatura por desplazamientos continuos de las zonas climáticas. Tampoco tiene sentido la expresión "salvar el clima" porque el clima cambia continuamente de manera natural. Como vamos a ver, los cambios climáticos son, a fin de cuentas, controlados fundamentalmente por la energía del Sol. Si en lo que sigue se habla de temperaturas sin más especificación, es que nos referimos a la temperatura de la atmósfera inferior de la Tierra. Las diferentes zonas climáticas se caracterizan por la predominación de temperaturas y situaciones meteorológicas típicas. El Tiempo atmosféricoo meteorológico describe los procesos físicos en la atmósfera para un lugar o terreno determinado y en un momento o corto período específico y está definido por diversos parámetros meteorológicos como la temperatura, la presión, la humedad, el viento, la radiación solar y la precipitación. Por eso es importante diferenciar entre tiempo y clima.

Figura 1(siguiente): Estructura de la atmósfera terrestre y la evolución de la temperatura del aire ( curva roja) a lo largo de la altitud (eje Y, ¡ojo - escala logarítmica!) y en las diferentes capas atmosféricas. Los fenómenos meteorológicos ocurren principalmente en la troposfera. En su zona más alta, la temperatura del aire baja hasta unos -60°C. Encima sigue la estratosfera que puede intercambiarse con la troposfera. Por encima de unos 100 kilómetros de altitud, las temperaturas suben de nuevo por encima de los 0°C. La capa de ozono se encuentra dentro de la estratosfera en una altura entre 20 y 40 km (ver también al Capítulo 12).

Fig. 1

Los fenómenos meteorológicos tienen lugar en la parte inferior de la atmósfera terrestre, principalmente en la Troposfera( Figura 1). Su altura varía entre los 8-10 km en los polos y los 16-18 km en el ecuador. En la superficie de la Tierra la temperatura media de la atmósfera es de unos +15°C. Hacia la zona de transición entre la troposfera y la estratosfera, llamada la tropopausa, la temperatura baja hasta unos -60°C. De media, la temperatura en la troposfera baja actualmente unos 6,5°C por cada kilómetro de altitud. Encima de la tropopausa, es decir en la estratosfera, las temperaturas del aire vuelven a subir hasta pocos grados por debajo de 0°C en una altura de unos 50 kilómetros. Por encima de la estratosfera, las temperaturas bajan de nuevo hasta unos -80°C a -90°C en una altura de cerca de 85 kilómetros, para subir de nuevo por encima de 0°C a partir de altitudes de unos 100 kilómetros. En el Capítulo 12, discutiendo el tema del ozono, se darán más detalles de la estratosfera y de la gran complejidad de los procesos térmicos, químicos y espectrales que ocurren en ella. Las diferentes capas atmosféricas están separadas por zonas de transición, por ejemplo, la tropopausa y la estratopausa, lo que se puede observar también por el desarrollo de las temperaturas atmosféricas ( Figura 1). Si embargo, eso no significa que la atmósfera es un sistema cerrado como un invernadero, sino que entre las diferentes capas atmosféricas existen procesos internos de intercambio de corrientes de aire e interacciones de la radiación electromagnética.

La evaporación en la superficie terrestre mantiene la atmósfera húmeda en forma de vapor de agua, sobre todo encima de los océanos. El componente gaseoso de agua en la atmósfera (el Vapor de agua) se eleva de una media de un 0,3-0,4 % (o 3.000 - 4.000 ppm) disminuyendo rápidamente con la altitud. En las zonas inferiores de la troposfera, es decir cerca de la superficie, el porcentaje del vapor de agua atmosférico puede alcanzar hasta un 4 %. Los muy altos contenidos, de un 3-4 %, ocurren principalmente en el aire extremamente húmedo de los trópicos. En cambio, las regiones polares son extremamente secas. También la estratosfera contiene vapor de agua atmosférico, sobre todo en sus zonas inferiores, que asimismo puede jugar un papel importante en el desarrollo del tiempo atmosférico. Los fenómenos de interacción entre la troposfera y la estratosfera son objeto de intensivas investigaciones meteorológicas y físicas actuales que se apoyan también en numerosos satélites de investigación.

El argumento principal que atribuye al dióxido de carbono (CO 2) como gas invernadero una influencia en el cambio de temperatura en la atmósfera terrestre, y en definitiva en el Cambio climático global, se basa en que el gas (CO 2), como otros gases atmosféricos, puede absorber parte de la radiación térmica reflejada de la Tierra que no puede perderse completamente hacia el Cosmos y por lo tanto calienta la Tierra. Sin embargo, esa capacidad de absorción de los distintos gases atmosféricos está relacionado a veces con muy estrechos sectores de longitudes de onda (o zonas espectrales) de la radiación térmica, característicos para cada gas atmosférico. Es importante abordar a este tema brevemente ya ahora mismo, para estar preparado para la discusión detallada del tema del CO 2en el Capítulo 10. La radiación solar que llega a la Tierra consiste de amplias bandas de muy diferentes longitudes de onda ( Figuras 2y 75). La radiación ultravioleta (UV) de onda corta que es maligna para los seres vivos está absorbida en mayor parte en la capa de ozono de la estratosfera media en unos 20-40 km de altura ( Figura 1). En Capítulo 12el interesante tema del ozono se va a discutir en detalle.

La radiación de ondas largas que nos llega desde el Sol, sobre todo la luz visible, es de gran importancia tanto para la fotosíntesis de las plantas, como también la radiación infrarroja (IR) que no es absorbida o dispersada, o muy poco, por los gases de la atmósfera, que llega hasta la superficie de la Tierra pero tiene gran influencia en los sucesos meteorológicos y climáticos. En dirección contraria, la superficie de la Tierra emite radiación térmica de longitudes de ondas largas hacia el Cosmos. Afortunadamente los gases de la atmósfera de la Tierra evitan que esta radiación térmica retransmitida abandone por completo la Tierra. Cada uno de esos gases atmosféricos actúa de distinta manera ante las radiaciones de distintas longitudes de onda, absorbiendo algunas casi en su totalidad y siendo medio transparentes a otras ( Figura 2). La Ventana atmosféricade la Tierra cubre sectores de longitudes de onda (o zonas espectrales) de radiación solar que no son absorbidos o dispersados por los gases de la atmósfera, es decir que son las radiaciones que pueden llegar hasta la superficie de la Tierra (la parte gráfica rojaen la Figura 2), como también en dirección opuesta, las radiaciones, sobre todo la radiación térmica de la Tierra, que puede escaparse hacia el Cosmos (la parte gráfica azulde la Figura 2). En el Capítulo 10vamos a discutir los detalles de estos procesos, sobre todo qué gases atmosféricos pueden absorber qué longitudes de onda y en qué dimensiones. La radiación cósmica de alta energía que actúa en la Tierra y las radiaciones secundarias relacionadas que también influyen la evolución de la temperatura atmosférica y del tiempo meteorológico, no están representadas en este concepto simplificado de radiación de la Figura 2.