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  • 1. • La Tierra debido a su fuerza de gravedad retiene en su superficie al aire y al agua del mar, y para poner en movimiento al aire y al mar en relación con la superficie del planeta se necesita la energía cuya fuente primaria es el Sol, que emite en todas direcciones un flujo de luz visible o próxima a la radiación visible, en las zonas del ultravioleta y del infrarrojo.• De acuerdo con los planteamientos de Sadi Carnot acerca del funcionamiento de la máquina de vapor, se sabe que la transformación de la energía térmica en energía mecánica no puede ser total. Un motor térmico requiere de una fuente caliente que suministre la energía térmica y una fuente fría que la reciba. Al considerar a la Tierra como un motor térmico, la fuente que suministra la energía térmica es la superficie del suelo calentada por la radiación solar y la fuente fría está localizada en las capas altas de la atmósfera, enfriada continuamente por la pérdida de energía en forma de radiación infrarroja emitida por el suelo caliente hacia el espacio sideral.• La Tierra solamente recibe una pequeña cantidad de la energía emitida por el Sol. La luz solar no se utiliza directamente, sino en forma de calor, por lo tanto, es necesario que la atmósfera transforme la energía térmica de la radiación solar en energía mecánica del viento. La fuente de calor para la atmósfera es la superficie del suelo calentada por la luz solar que luego es emitida como radiación infrarroja hacia el espacio.• El efecto invernadero es uno de los principales factores que provocan el calentamiento global de la Tierra, debido a la acumulación de los llamados gases invernadero CO2 , H2O, O3 , CH4 y CFC´s en la atmósfera.• El matemático francés Jean B. J. Fourier planteó que la Tierra es un planeta azul debido a su atmósfera y que sería un planeta negro si careciera de ella y que se congelaría el agua si no tuviera la mezcla de gases que forman su atmósfera. En 1827 comparó la influencia de la atmósfera terrestre con un invernadero y dijo que los gases que forman la atmósfera de la Tierra servían como las paredes de cristal de un invernadero para mantener el calor.• El físico irlandés John Tyndall, en 1859, descubrió que ni el oxígeno ni el nitrógeno producen efecto invernadero, lo cual indica que el 99 % de los componentes de la atmósfera
  • 2. • no producen efecto invernadero y que el agua, el bióxido de carbono y el ozono sí lo producen. Tyndall se dio cuenta que el bióxido de carbono absorbe una gran cantidad de energía y que su concentración varía de manera natural debido a diferentes fenómenos, entre los que se encuentra la fijación orgánica que llevan a cabo las plantas (ver fotosíntesis). También que la disminución de la concentración del bióxido de carbono en la atmósfera provocaría el enfriamiento del planeta y que ésta podría ser la explicación de las glaciaciones en la Tierra.• Las moléculas de oxígeno, nitrógeno, agua, anhídrido carbónico y del ozono son casi transparentes a la luz solar pero las moléculas de CO2 , H2O, O3 , CH4 y CFC´s son parcialmente opacas a las radiaciones infrarrojas, es decir, que absorben a las radiaciones infrarrojas emitidas por el suelo que ha sido calentado por la luz solar.• Cuando la radiación infrarroja choca con las moléculas de CO2 , H2O, O3 , CH4 y CFC´s es absorbida por ellas. Estas moléculas que vibran, se mueven y emiten energía en forma de rayos invisibles e infrarrojos, provocan el fenómeno conocido como efecto invernadero, que mantiene caliente la atmósfera terrestre . Las radiaciones rebotan entre la mezcla de moléculas que componen a la atmósfera hasta que finalmente escapan al espacio sideral.• El término efecto invernadero aplicado a la Tierra se refiere al posible calentamiento global debido a la acumulación de los gases de invernadero provocada por la actividad humana, principalmente desde la revolución industrial por la quema de combustibles fósiles y la producción de nuevos productos químicos.• El químico sueco Svante A. Arrhenius, en 1896, planteó que la concentración de anhídrido carbónico se está incrementando continuamente debido a la quema de carbón, petróleo y leña, lo cual hace que la temperatura promedio de la Tierra sea cada vez mayor. Señaló que en caso de duplicarse la concentración del anhídrido carbónico de la atmósfera, la temperatura promedio de la Tierra aumentaría entre 5 y 6ºC.•
  • 3. • Aunque se conocía el efecto invernadero, durante la primera mitad del siglo XX los investigadores de la Tierra no lo consideraron como un problema de la estabilidad del planeta, ya que antes consideraban que los océanos podían absorber al anhídrido carbónico formando carbonato de calcio (CaCO3) que caería al fondo del mar sin causar ningún daño.• La radiación infrarroja es absorbida en mayor cantidad por el vapor de agua, le sigue el anhídrido carbónico y luego el ozono, pero de estos 3 compuestos químicos es el anhídrido carbónico el que produce mayor efecto invernadero porque el hombre está incrementando su concentración como consecuencia de las actividades que realiza.• Se considera que sin el efecto invernadero producido por el bióxido de carbono natural la temperatura de la Tierra sería de alrededor de 20 ºC bajo cero ( - 20 ºC).• Los científicos están de acuerdo en que el anhídrido carbónico interviene en el efecto invernadero y que su concentración está aumentando (ver gráfica) , pero no están de acuerdo en dos aspectos cruciales del efecto invernadero: 1) si ya ha comenzado el calentamiento de la Tierra y 2) cuánto se incrementará el calentamiento global (ver calentamiento global).
  • 4. • Gracias a la presencia en la atmósfera de CO2 y de otros gases responsables• del efecto invernadero, parte de la radiación solar que llega hasta la Tierra es• retenida en la atmósfera. Como resultado de esta retención de calor, la• temperatura promedio sobre la superficie de la Tierra• alcanza unos 60ºF, lo que es propicio para el desarrollo de• la vida en el planeta. No obstante, como consecuencia de• la quema de combustibles fósiles y de otras actividades• humanas asociadas al proceso de industrialización, la• concentración de estos gases en la atmósfera ha• aumentado de forma considerable en los últimos años. Esto ha ocasionado que• la atmósfera retenga más calor de lo debido, y es la causa de lo que hoy• conocemos como el calentamiento o cambio climático global.
  • 5. • Clima - El calentamiento global ha ocasionado un aumento en la temperatura• promedio de la superficie de la Tierra. A causa de la fusión de porciones del• hielo polar, el nivel del mar sufrió un alza de 4-8 pulgadas durante el pasado• siglo, y se estima que habrá de continuar aumentando. La• magnitud y frecuencia de las lluvias también ha aumentado• debido a un incremento en la evaporación de los cuerpos de• agua superficiales ocasionado por el aumento en temperatura.• Los científicos estiman que la temperatura promedio de la• superficie terrestre puede llegar a aumentar hasta 4.5ºF en el
  • 6. • transcurso de los próximos 50 años (2001- 2050), y hasta10ºF• durante este siglo. Este incremento en la evaporación de agua• resultará en un aumento en la intensidad y frecuencia de los• huracanes y tormentas. También será la causa de que la• humedad del suelo se reduzca debido al alto índice de• evaporación, y que el nivel del mar aumente un promedio de casi• 2 pies en las costas del continente americano y el Caribe.
  • 7. • Salud - Un aumento en la temperatura de la superficie de la Tierra traerá como• consecuencia un aumento en las enfermedades respiratorias y• cardiovasculares, las enfermedades infecciosas causadas por• mosquitos y plagas tropicales, y en la postración y deshidratación• debida al calor. Los sistemas cardiovascular y respiratorio se• afectan debido a que, bajo condiciones de calor, la persona debe• ejercer un esfuerzo mayor para realizar cualquier actividad,• poniendo mayor presión sobre dichos sistemas.• Por otra parte, como las zonas tropicales se• extenderán hacia latitudes más altas, los mosquitos• y otras plagas responsables del dengue, la malaria,• el cólera y la fiebre amarilla en los trópicos afectarán a una• porción mayor de la población del mundo, aumentando el• número de muertes a causa de estas enfermedades.
  • 8. • Calidad de aguas superficiales - A pesar de que incrementará la magnitud y• frecuencia de eventos de lluvia, el nivel de agua en los lagos y ríos disminuirá• debido a la evaporación adicional causada por el aumento en la temperatura.• Algunos ríos de flujo permanente podrían secarse durante• algunas épocas del año, y ríos cuyas aguas se utilizan para la• generación de energía eléctrica sufrirían una reducción en• productividad. El aumento en temperatura aumentará la• demanda por agua potable, pero reducirá los niveles de• producción de los embalses ya que los niveles de agua bajarán.• Al disminuir el nivel de agua en lagos, embalses, ríos y• quebradas, el efecto potencial de los contaminantes será• mayor, ya que aumentará su concentración relativa al agua presente en los• mismos. Al aumentar la magnitud y frecuencia de las lluvias, aumentará• también la incidencia e intensidad de inundaciones, así como la• sedimentación de cuerpos de agua producto de la alta• escorrentía y la baja humedad del terreno. Los humedales de• tierra adentro, ecosistemas acuáticos poco profundos, también• se reducirán de tamaño debido a la evaporación.
  • 9. • Calidad de aguas subterráneas - Un acuífero es una fuente• de abastos de agua subterránea. El nivel superior del agua en• un acuífero se conoce como el nivel freático. Como• consecuencia del aumento en temperatura, el nivel freático• bajará debido a la evaporación, disminuyendo así la cantidad• de agua disponible en el acuífero. Por otra parte, al aumentar• el nivel del mar el agua salada podría penetrar hacia los• acuíferos costeros, haciendo que sus aguas se salinicen y no• sean aptas para consumo humano.
  • 10. • Ecosistemas terrestres - Como consecuencia del calentamiento global, la• región tropical se extenderá hacia latitudes más altas, y la región de bosques de• pinos se extenderá hacia regiones que hoy forman parte de la tundra y la taiga.• De perder los suelos su humedad por efecto de la evaporación,• muchas áreas ahora cubiertas de vegetación podrían quedar• secas, ensanchándose la región desértica del planeta. En las• llanuras continentales, la escasez de agua causada por el• aumento en temperatura podría convertir estas regiones (como• la pampa argentina y las grandes llanuras de Norte América) en• terrenos no aptos para la ganadería, principal renglón de la• economía para los habitantes de estas regiones.
  • 11. • Ecosistemas costeros - Los ecosistemas costeros —manglares, arrecifes de• coral, sistemas playeros, estuarios, y otros— se afectarían significativamente,• ya que un alza en el nivel del mar inundaría las áreas de humedales costeros,• causaría un aumento en la erosión costera y salinizaría las aguas en la parte• baja de los ríos y en los acuíferos costeros. Las edificaciones muy cercanas a• la costa podrían verse afectadas por la acción del oleaje, que podría socavar• sus cimientos. Los arrecifes de coral, cuya función es la de• proteger a los manglares y playas del oleaje y la erosión• costera, quedarían a mayor profundidad bajo el mar.• También se afectaría la entrada de luz solar hasta el fondo• del arrecife, afectando así los procesos de fotosíntesis de• especies esenciales para la vida del coral, así como su• capacidad para detener el oleaje y evitar que impacte la• costa.
  • 12. • Ecosistemas costeros - Los ecosistemas costeros —manglares, arrecifes de• coral, sistemas playeros, estuarios, y otros— se afectarían significativamente,• ya que un alza en el nivel del mar inundaría las áreas de humedales costeros,• causaría un aumento en la erosión costera y salinizaría las aguas en la parte• baja de los ríos y en los acuíferos costeros. Las edificaciones muy cercanas a• la costa podrían verse afectadas por la acción del oleaje, que podría socavar• sus cimientos. Los arrecifes de coral, cuya función es la de• proteger a los manglares y playas del oleaje y la erosión• costera, quedarían a mayor profundidad bajo el mar.• También se afectaría la entrada de luz solar hasta el fondo• del arrecife, afectando así los procesos de fotosíntesis de• especies esenciales para la vida del coral, así como su• capacidad para detener el oleaje y evitar que impacte la• costa.
  • 13. • La agricultura - Debido a la evaporación de agua de la superficie del terreno y• al aumento en la magnitud y frecuencia de lluvias e inundaciones, los suelos se• tornarán más secos y perderán nutrientes con mayor• facilidad al éstos ser removidos por la escorrentía. Esto• cambiará las características del suelo, haciendo• necesario que los agricultores se• ajusten a las nuevas condiciones. La• necesidad de recurrir a la irrigación• será esencial durante las épocas de• sequía, que debido a la evaporación• serán más comunes que al presente. Las temperaturas más• elevadas también propiciarán la reproducción de algunos• insectos como la mosca blanca y las langostas (un tipo de• esperanza), que causan enfermedades de plantas y afectan la• producción de cultivos.
  • 14. • La flora y la fauna - Debido a los cambios climáticos y a los cambios en los• ecosistemas terrestres, la vegetación característica de cada región se verá• afectada. Los bosques de pinos se desplazarán hacia latitudes más altas, la• vegetación tropical se extenderá sobre una franja más ancha de la superficie• terrestre, y la flora típica de la tundra y la taiga ocupará un área más reducida.• Como consecuencia, al alterarse la vegetación• característica de muchas reservas naturales, así• designadas para proteger el hábitat de especies• amenazadas, estas reservas podrían dejar de ser el hábitat• ideal para las mismas, ocasionando su extinción.
  • 15. • De igual manera, al ocurrir el proceso de desertificación en algunas• áreas también se destruirá el hábitat de muchas especies,• causando su extinción.• En cuanto a los hábitats acuáticos, al aumentar la• temperatura de los cuerpos de agua superficiales la• concentración de oxígeno disuelto presente en los mismos• se reducirá. Esto hará que algunas de las especies• acuáticas no puedan sobrevivir bajo estas condiciones,• causando su eliminación en dichos cuerpos de agua. De afectarse los estuarios• y manglares por el exceso de salinización y el oleaje, muchas especies de• animales que inician su vida allí tampoco subsistirán.
  • 16. • Cambiar las bombillas tradicionales por las compactas fluorescentes ( CFL). Las CFL, consumen 60% menos electricidad que una bombilla tradicional, con lo que este simple cambio reducirá la emisión de 140 kilos de dióxido de carbono al año.• Poner el termostato con dos grados menos en invierno y dos grados más en verano. Ajustando la calefacción y el aire acondicionado se podrían ahorrar unos 900 kilos de dióxido de carbono al año.• Usar menos agua caliente. Se puede usar menos agua caliente instalando una ducha-telefono de baja presion y lavando la ropa con agua fría o tibia.• Utilizar un colgador en vez de la secadora de ropa. Si se seca la ropa al aire libre la mitad del año, se reduce en 320 kilos la emisión de dióxido de carbono al año.• Comprar productos de papel reciclado. La fabricación de papel reciclado consume entre 70% y 90% menos energía y evita que continúe la deforestación mundial.
  • 17. • Comprar alimentos frescos. Producir comida congelada consume 10 veces más energía.• Evitar comprar productos envasados. Si se reduce en un 10% la basura personal se puede ahorrar 540 kilos de dióxido de carbono al año.• Reciclar, se pueden ahorrar hasta 1000 kilos de residuos en un año reciclando la mitad de los residuos de una familia.• - Elegir un vehículo de menor consumo. Un vehículo nuevo puede ahorrar 1.360 kilos de dióxido de carbono al año si este rinde dos kilómetros más por litro de combustible (lo mejor sería comprar un vehículo híbrido o con biocombustible)• - Usar menos el vehículo. Caminar, ir en bicicleta, compartir el vehículo y usar el transporte público. Reducir el uso del vehículo propio en 15 kilómetros semanales evita emitir 230 kilos de dióxido de carbono al año.• - Revisar frecuentemente los neumáticos. Una presión correcta de los neumáticos mejora la tasa de consumo de combustible en hasta un 3%. Cada litro de gasolina ahorrado evita la emisión de tres kilos de dióxido de carbono.
  • 18. • Plantar árboles. Una hectárea de árboles, elimina a lo largo de un año, la misma cantidad de dióxido de carbono que producen cuatro familias en ese mismo tiempo. Un solo árbol elimina una tonelada de dióxido de carbono a lo largo de su vida.