La ciencia del cambio climático

Se ofrece una introducción a los conceptos básicos de la ciencia del cambio climático, como tiempo y clima.

1. Diferencia entre tiempo y clima:

• Se denomina tiempo a los fenómenos que ocurren en la atmósfera en un momento determinado como por ejemplo la dirección y la velocidad del viento, las precipitaciones, la presión, la temperatura y la humedad relativa. El tiempo varía en un espacio corto de tiempo (días, semanas o meses).
• El clima es el promedio del estado del tiempo y abarca períodos de tiempo prolongados (30 años).

Sistema climático:

El clima es el estado del sistema climático, compuesto por la atmósfera, la hidrosfera, la criosfera, la superficie terrestre y la biosfera. El conjunto de estos elementos determina el estado y la dinámica del clima terrestre. El gráfico ilustra una serie de factores tanto humanos como naturales que influyen en el clima. 

La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a la Tierra. La hidrosfera es la parte del sistema climático que comprende las aguas superficiales y subterráneas en estado líquido (océanos, ríos y lagos). La criosfera contiene agua en estado sólido (glaciares, nieve y hielo). La superficie terrestre es la capa más superficial de la superficie sólida de la Tierra y de los océanos donde se produce la actividad volcánica, que influencia el clima. La biosfera comprende todos los organismos vivos y ecosistemas en la superficie terrestre y en los océanos.

2. La atmósfera

La atmósfera es la envoltura gaseosa que envuelve al planeta, formada por gases, como nitrógeno (78%), oxígeno (21%), dióxido de carbono (0,333%), vapor de agua y otros gases en menor proporción, y por partículas en suspensión.

Presenta una estructura, en la que se diferencian las siguientes capas:

• Troposfera (0-12 Km): es donde se desarrolla la vida y se producen los fenómenos meteorológicos.
• Estratosfera (12-45 Km): es donde se produce un aumento de la temperatura alcanzando los 100ºC. Se encuentra la capa de ozono (O₃) que es un gas estable que absorbe las radiaciones ultravioletas procedentes del Sol, por tanto imposibilita el desarrollo de la vida.
• Mesosfera (45-90 Km): se produce una disminución de la temperatura, alcanzado los -80ºC.
• Ionosfera o termosfera (90-500 Km): Se llama así porque además de estar formada por átomos y moléculas existentes en forma de iones, es decir, con carga eléctrica, la temperatura aumenta hasta los 1500ºC debido a la absorción de la energía de las radiaciones que llegan a ella.

Por ello la atmósfera tiene las funciones principales de:

• Evitar las temperaturas extremas.
• Filtra las radiaciones ultravioleta.
• Permite la vida en el planeta.

3. El ciclo del agua:

El agua es el elemento mas importante para que se desarrolle la vida y para el planeta. Se encuentra en los 3 estados:

• Líquido: océanos, mares, ríos, lagos y aguas subterráneas.
• Sólido: nieve y hielo.
• Gaseoso: en forma de vapor en la atmósfera.

  

El ciclo del agua, comienza con las precipitaciones, el agua al llegar a la tierra, puede ser inicialmente interceptada por vegetación, pero finalmente llega al suelo, donde puede sufrir dos procesos alternativos, la infiltración o la escorrentía superficial. De la fracción infiltrada, parte es retenida por las partículas del suelo, quedando a disposición de las raíces de las plantas, mediante un fenómeno conocido como percolación. El agua en su descenso vertical se ve frenada cuando se encuentra con una capa impermeable o capa acuífuga, acumulándose por encima de ella, llenando los poros, constituyendo los acuíferos o freáticos. El agua subterránea se mueve por la acción de la gravedad, a velocidades muy bajas, produciendo la escorrentía subterránea, que esta íntimamente ligada con los cursos de agua superficial. Finalmente el agua puede pasar a vapor de agua por un proceso llamado evaporación. El agua infiltrada o absorbida por las raíces de las plantas, sale en forma de vapor a través de los estomas de las hojas mediante un proceso llamado transpiración. En las zonas donde se dan ambos procesos se llama Evapotranspiración y constituye el ciclo hidrológico, iniciándose con la precipitación de nuevo.

4. Ciclo del carbono:

El carbono es un elemento fundamental de los compuestos orgánicos y una molécula importante para el desarrollo de la vida en el planeta junto con el agua.

El carbono se encuentra en atmósfera como CO₂, que lo toman las plantas para transformarla en materia orgánica mediante la fotosíntesis. Circula en los animales como carbono orgánico que lo liberan mediante la respiración.